[发明专利]制备异氰酸酯的方法

说明书

一种制备异氰酸酯的方法，所述方法通过使包含在至少一个进料流A中的相应的胺与包含在至少一个进料流P中的光气在反应器装置中反应进行，该反应器装置包含至少一个混合区域和至少一个反应区域，其中进料流A和/或进料流P任选地包含一种或多种惰性材料以及，相对于在反应器的标称容量下的操作，在所使用的胺的流量S^x低于在反应器装置的标称容量下操作过程中使用的胺的流量S⁰的时间段内，(i)提高光气与胺的比例和/或(ii)增加在含胺的进料流A和/或含光气的进料流P中的惰性材料的浓度。

本申请是2012年8月2日提交的发明名称为“制备异氰酸酯的方法” 的第201280042790.9号发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于通过使相应的胺与光气反应而制备异氰酸酯的方 法，其中在低于所使用的反应器装置的标称容量的操作过程中，增加光 气的量和/或增加所加入的惰性材料的量。

背景技术

原则上，通过相应的胺的光气化制备异氰酸酯可以通过液相光气化 或气相光气化而进行。不同于气相光气化，在液相光气化中的反应在低 温下进行，并且不需要原料的汽化。

在液相光气化中，用液态形式的含胺的进料流进料。其与含光气的 进料流混合。在此光气可溶解于惰性溶剂中。含光气的进料流随后被注 入混合设备，在混合设备中其与含胺的进料流混合。胺和光气反应释放 出HCl以形成相应的异氰酸酯。

胺与光气的快速混合是必须的，因为在不充足的光气浓度下，所形 成的异氰酸酯与过量的胺反应而形成脲或其他麻烦的高粘度的固体副产 物。为此，在反应室中需要快速的混合和短的停留时间。

例如，在WO 2010/015667 A1中记载了胺的液相光气化用于制备异 氰酸酯的方法。

在气相光气化中，含胺的进料流与含光气的进料流各自以气态混合。 胺和光气反应释放出HCl以形成相应的异氰酸酯。含胺的进料流通常以 液态形式存在并且必须被气化，且任选地在与含光气的物流混合前进行 过热。

由于特别是二胺的低的蒸汽压，所以气化在高温下进行。然而，这 可引起胺或二胺的分解反应，例如脱氨基、脱甲基和二聚，这对整个方 法的选择性有不利的影响。

此外，由于高温，两进料流一接触就迅速开始反应。除了胺光气化 以形成异氰酸酯外，可能发生不想要的次级反应和随后的反应。因此， 例如已经形成的异氰酸酯可与仍未反应的胺反应而形成脲。此外，还可 形成碳二亚胺和氰脲酸酯。这首先影响了方法的选择性，并且其次，已 经形成的固体副产物可导致堵塞并因此对装置的运行时间具有不利的影 响。因此，通常致力于使进料流尽可能快地混合，以尽可能避免出现加 快次要成分形成的混合比。

例如，在EP 1 319 655 A2中记载了优化反应物的混合而在气相中制 备(多)异氰酸酯的方法。

因此，在气相光气化和液相光气化中，原料的混合和反应混合物在 相应的反应空间中的停留时间均是关键的参数。因此，就进料流的快速 混合和窄的停留时间窗口(residence time window)而言，通过胺的光气 化制备异氰酸酯的装置必须匹配特定的需求。胺的光气化的装置基本上 设计用于最大的材料流或各自的标称容量。这意味着混合设备(例如喷 嘴)以及反应空间(例如停留反应器(residence reactor))，在标称容 量下在最优区域中操作具有产物的最优收率、纯度等。然而，如果装置 不是在全负荷下操作，即，仅在部分的标称容量下操作，则例如停留时 间改变并且装置不再在最优区域中操作。例如，在启动和关闭过程中， 装置的部分负载或装置中的故障是这种情况。在这些降低负载的情况下， 混合设备和停留反应器均不在最优区域操作。结果为收率降低、结垢问 题和/或质量下降。

发明内容