[发明专利]制备异氰酸酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及制备异氰酸酯的方法，更具体地涉及在系统网络中制备异氰酸酯的方法。

背景技术

本发明涉及在系统网络中制备异氰酸酯的方法，该系统网络包括异氰酸酯生产设备、氯生产设备和光气生产设备，在其中将作为副产物形成的二氧化碳部分地到完全地从在氯生产设备中形成的气态氯中冷凝出来，并且进入到光气制备过程中，并且在光气制备之后，将所形成的二氧化碳的主要部分由此以气态形式从该系统网络中冲洗出来。

在通过相应伯胺的光气化来制备异氰酸酯的过程中，氯化氢气体是作为副产物形成的。氯化氢气体通常带有来自光气合成或者其他过程段的气态物质污染物，例如诸如碳氧化物(CO和CO₂)和光气。它可以通过由它制备氯而重新用于制备异氰酸酯，而氯是光气合成所需要的。

由氯化氢来制备氯是现有技术普遍已知的。存在着用于制备氯的各种电解方法，这些方法是从盐酸(HCl(含水))或者碱金属氯化物开始的。另外，以下的称作Deacon方法的气态氯化氢(HCl(g))直接催化氧化也变得日益重要：

4 HCl(g)+ O₂(g)                                                2 Cl₂(g)+2 H₂O(g)。

对于Deacon设备的离析物气流的纯度提出了一定的要求。因此从DE102006024549A1中已知的是，以输入物流的总体积计，输入物流中的CO含量应当小于1vol%，特别是小于0.5vol%。归因于加速的催化剂失活，较高的CO含量会削弱设备的可用性。此外还已知的是除了离析物氯化氢和氧之外，向输入物流中加入水来使得催化剂层中的温度分布更平稳(JP2001019405A)。水的积极作用本身是显而易见的，因为它可以至少部分地补偿CO的不利影响。就减慢高放热性CO氧化的速率而言，水的计量加入优选降低了局部热点的发展，在所述热点中对于活性是不利的烧结过程的发展优选被加速且在其中催化剂的活性组分(例如钌)优选被热驱出。水的计量加入还减少了由所用的催化剂形成的挥发性金属羰基和金属氯羰基化合物，它的形成也已经在低于350℃的温度下促进了催化活性金属(例如钌)的加速排出。

在闭合的生产网络的意义上，有利的是将用于由氯化氢来生产氯的设备与异氰酸酯生产设备耦合，由此通过最大程度的利用循环流来使得设备费用、能耗和因此的成本最小。在本文上下文中，经由Deacon方法生产氯是特别有利的。

但是，在这点上，包含在来源于异氰酸酯生产的氯化氢流中的具体杂质可能成问题的。这里可以具体提到的是二氧化碳，如果不采取具体的措施，它将在循环流中变得越来越聚集（concentrate）。

因此通常经由合适的清洗物流(废气流)来冲洗（sluice）出二氧化碳。在组合的Deacon/异氰酸酯生产设备中，这是根据现有技术来进行的，使得在Deacon过程中获得的富含氯的产物流在干燥和压缩后引入到蒸馏塔中。在本文的上下文中，将蒸馏塔的塔顶冷凝器用于氯冷凝，并将底部蒸发器用于将CO₂、未反应的氧和适当的其他挥发性组分驱出。这种现有技术可从例如EP0329385A2或者DE102006023581A1中得知。分离出的氯现在可以供给到异氰酸酯过程中和用于光气合成。

在氯蒸馏中驱出的气流包含未反应的氧(氧在Deacon方法中通常是大大过量使用的)、CO₂和另外的气态物质，并且如果需要，在清洗段之后再循环到Deacon反应中。通过再循环残留的气体，建立了循环并且发生了必须要冲洗出来的气体例如CO₂的聚集。

为此，将一些再循环到Deacon反应中的含氧残留气体从循环中冲洗出来，并且因此防止了循环流中在后续工艺段不再进一步反应的那些气态组分(例如氧)的聚集。洗出的物流在释放到环境之前必须进行处理，因为它仍然包含了残留的氯。

从废气中除氯的现有技术是用氢氧化钠溶液洗涤(参见例如Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry 2006，Chlorine chapter，特别是第80页，Treatment of Gaseous Effluents)，在其中氯被吸收到洗涤液中，并且发生化学反应：

Cl₂ +2 NaOH  NaCl + NaOCl + H₂O