[发明专利]通过液相和气相的光气化制备MDI

说明书

本发明涉及一种制备异氰酸酯的方法，它包括以下步骤：

(1)通过苯胺与甲醛反应制备MDA粗品混合物，

(2)将MDA粗品混合物分离成MMDA和PMDA，

(3a)将在步骤2中分离出的PMDA在液相中光气化以形成PMDI，和

(3b)将在步骤2中分离出的MMDA在气相中光气化以形成MMDI。

芳族异氰酸酯是聚氨酯化学重要且通用的原料。MDI尤其是最重要的工业异氰酸酯之一。在技术领域以及对于本专利申请而言，通常术语“MDI”用作亚甲基二(异氰酸苯酯)和聚亚甲基-聚亚苯基聚异氰酸酯的通用术语。术语亚甲基二(异氰酸苯酯)包含异构体2，2’-亚甲基二(异氰酸苯酯)(2，2’-MDI)、2，4’-亚甲基二(异氰酸苯酯)(2，4’-MDI)和4，4’-亚甲基二(异氰酸苯酯)(4，4’-MDI)。在专门的领域以及于对于本发明而言，这些异构体统称为“单体MDI”或“MMDI”。在专门的领域以及对于本发明而言，术语“聚亚甲基-聚亚苯基聚异氰酸酯”包含含有单体MDI的更高级同系物的以及任选另外含有单体MDI的“聚合的MDI”或“PMDI”。

在通常的工业上相关的生产方法中，MDI是通过亚甲基二(苯胺)(MDA)的光气化来制备的。合成用两步方法进行。首先，将苯胺与甲醛缩合来形成单体亚甲基二(苯胺)和聚亚甲基-聚亚苯基聚胺的混合物，所述单体亚甲基二(苯胺)在专门的领域以及对于本发明而言被称为“MMDA”，所述聚亚甲基-聚亚苯基聚胺)在专门的领域以及对于本发明而言被称为“PMDA”，被认为是MDA粗品。通过现有技术的方法制备的MDA粗品通常包含约70％的MMDA，优选胺与甲醛以约2.0-2.5的比率来制备MDA粗品。

随后，在第二步中MDA粗品以本身已知的方式与光气反应以得到相应的低聚的和异构的亚甲基二(异氰酸苯酯)和聚亚甲基-聚亚苯基聚异氰酸酯的混合物，它被认为是MDI粗品。在此，该异构的和低聚的组合物一般保持不变。然后将一部分2环化合物通常在下一步的工艺步骤中分离出来(如通过蒸馏或结晶的方法)，而余下聚合的MDI(PMDI)作为残余物。

MDA粗品混合物的光气化是本领域技术人员已知的，并且在例如“Chemistry and Technology of Isocyanates”，H.Ulrich，John WileyVerlag，1996及其中所引用的文献中进行了描述。然而，迄今为止现有技术已知的制备MDI粗品的方法有很多缺点。首先，时空产率是不理想地低，例如由于在制备期间以固体形式沉淀并且缓慢反应的中间体，其次，在制造工厂中光气滞留量是不理想地高，并且用于制备需要的能量也是不理想地高。

本发明的目的是提供一种比现有技术已知方法具有更好时空产率的制备异氰酸酯的方法。进一步，将提供一种在制造工厂中使光气滞留量更低的方法。此外，将提供一种允许在光气化中反应器容积更小的方法。最后，将提供一种从能量的观点来看有利的方法。

特别地，本发明的目的是提供一种具有上述优点的制备MMDI和PMDI的方法。在这种方法中MMDI和PMDI的产品组合与现有技术已知方法相比应当优选基本上不变。对于本发明而言，术语“产品组合”指制备的PMDI和MMDI的组分以及它们的含量。

上述目的已经通过下列方法出乎意料地实现：将如在亚甲基二苯胺(MDA)方法中得到的芳族聚胺混合物分离为2环MDA异构体(MMDA)部分和具有更高数量的环(PMDA)的MDA异构体部分，随后将它们分别光气化，在气相中发生MMDA光气化，而在液相中发生PMDA光气化。

本发明相应地提供一种制备异氰酸酯的方法，其包括以下步骤：

(1)通过苯胺与甲醛反应制备MDA粗品混合物，

(2)将MDA粗品混合物分离成MMDA(I部分)和PMDA(II部分)，

(3a)将在步骤(2)中分离出的PMDA在液相中光气化以形成PMDI，和

(3b)将在步骤(2)中分离出的MMDA在气相中光气化以形成MMDI。