[发明专利]制备异氰酸酯和/或聚碳酸酯的方法

说明书

一种制备异氰酸酯或聚碳酸酯的方法，其包括步骤：提供氯气物流和一氧化碳物流；使所述氯气物流和所述一氧化碳物流反应以提供光气物流；将所述光气物流冷却到所述光气物流中的光气为液体的温度，优选冷却到比光气沸点低4℃或多于4℃的温度，以形成液体光气物流和气体物流；分离所述气体物流和所述液体光气物流；从所述液体光气物流中除去残余氯气以形成脱氯气的光气物流；和使所述脱氯气的光气物流反应以形成异氰酸酯或聚碳酸酯。

本发明涉及通过制备可提供浅色异氰酸酯或聚碳酸酯的光气来制备异氰酸酯和/或聚碳酸酯的新方法，和所述异氰酸酯在氨基甲酸酯化合物，如聚氨酯泡沫中的用途。

通过相应胺的光气化制备异氰酸酯和异氰酸酯混合物。对于聚氨酯泡沫，使用例如二苯甲烷二异氰酸酯系列（MDI）的双官能或多官能芳族异氰酸酯。这样的异氰酸酯的制备方法、光气化和随后的后处理（溶剂除去；单体MDI的分离）通常产生深色产物，进而产生发黄的聚氨酯泡沫或其它同样变色的聚氨酯材料。这是不合意的，因为这样的变色不利地影响整体视觉印象并能够观察到轻微不均匀。浅色异氰酸酯或含有降低量的赋色组分的异氰酸酯因此优选作为原材料。

形成深色异氰酸酯的原因之一是由于用于将胺化合物光气化的光气的品质。用于将胺转化成相应的异氰酸酯的光气传统上在工业规模下通过使用常规和公知方法使氯气（在此和在下文中是指氯分子或Cl₂）与一氧化碳反应制备。光气制备通常用一种或多种已任选表面处理或以其它方式处理的本领域中已知的通常高纯度碳催化剂进行。公知的是，可以借助采用氯气的初始活化处理使商业碳催化剂更活性。当游离的未反应氯气与光气一起进入异氰酸酯制备系统时，形成显著量的不合意副产物。由于这一原因，通常在制备将用于制备异氰酸酯的光气时，使用化学计量过量的CO。可分离出未反应的CO，任选提纯并返回光气装置。

为了改善光气的品质，US20040024244教导，当使用具有小于50 ppm的低溴含量的氯气时，制成在与相应的胺反应时提供浅色异氰酸酯的光气。另一方面，WO2010060773教导，当使用略高于化学计量的一氧化碳/氯气摩尔比，如小于或等于1.025:1.000和高于1.000:1.000时，可以使用具有可为50至500 ppm的较高量溴的氯气，并且该光气可用于提供浅色异氰酸酯。如所述，过量CO优选用于制备光气，以使所有氯气反应掉，但当使用少量过量时，存在显著量的氯气未反应并可进入异氰酸酯装置以形成不合意副产物的风险。由于这一原因，仍然还需要制备可用于异氰酸酯的光气的方法，考虑将与光气物流一起进入光气化反应器的氯气的量减至最低，所述光气对形成的异氰酸酯的颜色没有有害影响。

对于聚碳酸酯的生产，也常使用光气作为原材料。已知的是，四氯化碳——在制备光气时常形成的一种杂质——可在聚碳酸酯的生产中形成作为杂质的有机氯化物，并且高量的这些有机氯化物影响聚合反应并导致也如公开号为WO 2015/119982的专利申请中描述的不利颜色。此外，也描述了光气中存在的溴分子也可对聚碳酸酯的颜色具有不良影响（参见例如JP 2012/254895和JP2010/195641）。

因此，本发明的一个目的是提供一种制备异氰酸酯或聚碳酸酯的方法，其中所用光气不会造成深色异氰酸酯或造成聚碳酸酯的颜色，和/或其中没有或只有极低量的氯气进入光气化反应。

尤其至少部分通过根据权利要求1或2的方法实现这一目的。

特别地，尤其通过一种制备异氰酸酯的方法实现这一目的，所述方法包括下列步骤：

a) 提供氯气物流和一氧化碳物流，其中所述氯气物流包含少于500 ppm溴，优选50至500 ppm溴；

b) 使所述氯气物流和所述一氧化碳物流反应以提供光气物流，其中所述一氧化碳物流中的一氧化碳与所述氯气物流中的氯气的摩尔比为0.900:1.000至1.025:1000；

c) 将所述光气物流冷却到所述光气物流中的光气为液体的温度，优选冷却到比光气沸点低4℃或多于4℃的温度，以形成液体光气物流和气体物流；

d) 分离所述气体物流和所述液体光气物流；