[发明专利]制备二苯基甲烷系列的二胺和多胺的方法

说明书

本申请是国际申请日为2008年5月16日、国家申请号为200880018680.2（国际申请号为PCT/EP2008/056019）、发明名称为“制备二苯基甲烷系列的二胺和多胺的方法”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及制备二苯基甲烷系列的二胺和多胺的方法。

背景技术

二苯基甲烷系列的二胺和多胺被理解为指具有以下结构的化合物和化合物混合物：

其中n表示等于或大于零的自然数。

二苯基甲烷系列的二胺和多胺(在下文中也称作MDA)的连续、不连续或半连续制备方法已描述在很多专利和出版物中。例如参见H.J.Twitchett,Chem.Soc.Rev.3(2),209(1974),M.V.Moore,Kirk-Othmer Encycl.Chem.Technol.,第3版,New York,2,338-348(1978)。这些多胺的制备通常是在酸性催化剂的存在下通过苯胺和甲醛的反应来进行的。盐酸水溶液通常用作酸性催化剂。根据现有技术，酸性催化剂通过碱的添加来中和，并且因此在该过程结束时和在最终后处理步骤(例如由蒸馏除去过量的苯胺)之前用完。通常，甲醛在工业上作为水溶液来使用，它以30-50wt%的浓度存在。然而，还有可能使用另一种浓度的甲醛水溶液，或提供亚甲基的其它化合物。其它此类合适的化合物包括例如聚氧亚甲基二醇、对-甲醛、甲醛缩二甲醇或三烷。

二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯，在下面的文本中也称作MDI，是通过相应二胺和多胺(MDA)的光气化来制备的。以这一方式制备的二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯因此含有与多胺(从它们制备这些异氰酸酯)有相同组成的各种异氰酸酯异构体和其高级同系物。许多和各种的光气化和相关后处理的过程中的任何一种都适用于根据当前方法制得的MDA转化成MDI。

对于多异氰酸酯在聚氨酯或其它材料或产品的制造中的后续应用来说关键的是杂质的水平一般是在低的和相对一致的浓度下。在这一方面尤其值得注意的是氯化杂质[得到所谓的“可离子化”和“可水解的”氯等]的水平，它能够干扰典型用于聚氨酯制造中的胺催化剂。

在MDA的制备过程中，酸性反应混合物通常用碱来中和。在中和之后，有机相通常在单独的容器中与水相分离。在水相分离掉之后剩下的含产物的有机相然后通常进行另外的后处理步骤，如用水洗涤，然后通过例如蒸馏、萃取或结晶除去在混合物中存在的过量苯胺和其它物质(例如其它溶剂)。

然而在工厂中的经历显示，在中和和/或后续洗涤之后从含产物的有机相中分离掉水相的过程可能受到第三相(杂质或杂质层)的形成的严重损害。该第三相是典型以固体的存在为特征的稳定、可能体积较大的中间相，它在水相和有机相之间存在并且使得相分离变困难。在极端情况下，该第三相甚至防止完全地相分离。在对于工厂中的过程而言的最不利的情况下，受影响的一个或多个相分离罐必须完全地清空和清洗。一个或多个相分离罐的内容物然后需要尽最大努力地后处理或废弃，这招致相当大的成本。在某些情况下这也能够导致连续生产被间断。

从装置运转的观点考虑，较少量的固体在中和阶段中的存在能够容忍，如果量是足够的低使得能够进行所需要的分离。在连续过程中，固体积累形成杂质层的速率也是足够的低，从而允许在被迫中断该过程之前生产可以持续一些时间。

然而，令人吃惊地发现，这些固体在MDA中以不致于在MDA生产中引起问题的水平存在能够在MDI生产中导致问题，并且最终在异氰酸酯产品的最后应用中导致问题。例如，在将MDA转化成MDI的生产方法中，在原始MDA中存在的固体能够导致一定范围的加工设备的积垢，此类设备包括但不限于升膜蒸发器、降膜蒸发器、喷嘴、蒸馏塔塔板和填充料、管路过滤器等等，或能够催化不希望有的副反应如从一氯苯光气化溶剂形成二氯苯。这些固体在用于制造MDI的MDA中的存在所引起的其它问题能够包括但不限于最终MDI产品在外观上有雾度或当在制造所需聚氨酯产品的过程中与一定范围的聚醚或聚酯多元醇反应时具有不同和出乎意料的反应性。

发明内容

本发明的目的因此是提供二苯基甲烷系列的二异氰酸酯和多异氰酸酯的简单和经济制备方法，该方法没有某些操作问题并且得到具有所需性质如反应性的异氰酸酯产品。

本发明另外的目的是提供二苯基甲烷系列的二胺和多胺的简单和经济制备方法，其中在中和和/或后续洗涤之后，从含产物的有机相中分离掉水相的过程能够简单地和没有麻烦地进行。