[发明专利]管道光气法制备异氰酸酯的方法

说明书

本申请涉及一种制备异氰酸酯的方法。具体地，本申请提供了一种通过管道光气化法制备异氰酸酯的方法。

技术领域

本申请涉及用于制备异氰酸酯的方法，更具体地，涉及管道光气法制备异氰酸酯的方法。

背景技术

异氰酸酯是一类含有一个或多个异氰酸酯基团的化合物。包括脂肪族异氰酸酯、芳香族异氰酸酯、不饱和异氰酸酯、卤代异氰酸酯、硫代异氰酸酯、含磷异氰酸酯、无机异氰酸酯及封闭异氰酸酯等。由于其含有高度不饱和的异氰酸酯基团，使其具有很高的化学活性，能与多种物质发生重要的化学反应，因而广泛应用于聚氨酯、聚氨酯脲和聚脲、高分子改性、有机合成试剂、农业、医学等领域。

现有技术中，采用光气与胺制备异氰酸酯的原理已为人熟知。由于胺(特别是脂肪族二元胺)的反应活性较高，在光气化反应过程中，暂未参与反应的胺可能与反应产物和中间体进行反应，从而产生副产物，例如胺基盐酸盐、脲、缩二脲等。为了避免副产物的产生，可以选择一个封端试剂(例如HCl)将胺的胺基(-NH₂)保护起来形成胺盐。但是，胺盐的反应活性相比游离胺低了很多，而且胺盐几乎不溶于任何常用的有机溶剂，只能分散在溶剂中。实践证明，以胺盐为原材料的光气化反应通常需要使用大量的溶剂作为分散剂，而胺盐在溶剂中的含量往往不足10％，而光气化反应的停留时间动辄几个小时甚至十几个小时。

因此，仍需要一种优化的异氰酸酯制备方法。

发明内容

本申请的目的在于提供一种制备异氰酸酯的方法，更具体地，通过管道光气法制备异氰酸酯的方法。

在一个方面，本申请提供了一种制备异氰酸酯的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)将反应物胺料流和光气料流在-5至5℃的温度下进行混合，得到反应物胺和光气的混合物；

(b)将步骤(a)获得的混合物正压输送至反应器中，所述反应器包括第一温控区和第二温控区，其中所述第一温控区的温度为180℃至260℃，在所述第一温控区的反应时间为1秒至30秒；所述第二温控区的温度为280℃至400℃，在所述第二温控区的反应时间为1秒至30秒。

在某些实施方式中，步骤(b)中使用隔膜泵将步骤(a)获得的混合物正压输送至反应器中。在某些实施方式中，步骤(b)中使用带有聚四氟乙烯泵头的隔膜泵将步骤(a)获得的混合物正压输送至反应器中。

在某些实施方式中，所述制备异氰酸酯的方法还包括步骤(c)收集产物。在某些实施方式中，所述步骤(c)包括：在所述反应器的出口设置骤冷区，使得步骤(b)获得的反应产物混合物与通入所述骤冷区的骤冷介质料流接触，将步骤(b)获得的反应产物混合物温度降低至170℃以下。

在某些实施方式中，所述方法进一步包括步骤(d)提纯产物。在某些实施方式中，步骤(d)包括：

1)将步骤(b)或步骤(c)获得的反应产物混合物通入脱气塔，其中所述反应产物混合物中的氯化氢和光气从所述脱气塔的顶部溢出并进入氯化氢/光气分离塔，其中从所述分离塔的顶部溢出的氯化氢经去尾气处理单元进行精制，形成副产物盐酸；

2)从子步骤1)的所述分离塔的底部回收光气循环利用，形成步骤(a)中所述的光气料流；

3)从子步骤1)的所述脱气塔的底部收集所述反应产物混合物中的异氰酸酯和副产物，使其经过轻组分脱除塔，除去轻组分副产物；

4)从子步骤3)的所述轻组分脱除塔的底部收集异氰酸酯和重组分副产物，使其经过精制塔，从所述精制塔中收集异氰酸酯，并除去重组分副产物。

在某些实施方式中，步骤(a)在步骤(b)之前进行。

在某些实施方式中，在步骤(a)和步骤(b)中均不使用有机溶剂。