[发明专利]单异氰酸酯或多异氰酸酯的连续制备方法

说明书

本发明涉及通过与单异氰酸酯或多异氰酸酯相应的单胺或多胺同光气在有机溶剂中的溶液在高温下反应连续制造有机单异氰酸酯或多异异氰酸酯的方法。

在具有可活动部件的混合器（如旋转泵混合器）中制造有机胺溶液和有机光气溶液的反应混合物是已知的。例如DE-AS2，153，268或美国专利3，947，484。由于光气有毒，在轴穿过设备的那些地方泄漏，这是特别危险的。此外，因为反应还产生固体，不可避免地在设备表面生成结块的沉淀物。

因此，人们一直试图找到一种不用运动部件就能进行混合的方法。比如，按照DE-OS2，950，216在一园柱形混合室中，两种呈扇面状喷射流的反应物相互冲撞。这种方法不仅要求入口压力很高，而且由于在混合室有不产生流动的死区，还可能发生堵塞。

人们还知道（如美国专利3，226，410），藉助于在管中横向的小孔，把胺溶液喷入到管中的光气溶液流中。由于为得到满意的产率要求反应物浓度低，所得到的异氰酸酯的量与溶剂的量相比也是很小的。需要大的能耗来回收溶剂是本方法令人不满意的一个方面。此外，在壁上结垢问题也不是总能避免。

由于已知的方法必须用高度稀释的反应物实施，还由于往常发生的堵塞迫使有长的间断期来清洗设备，因而已知的方法是不经济的。

因此，连续制造有机单异氰酸酯或多异氰酸酯的一种新方法将是合乎要求的，在此方法中，使用的助溶剂的量大大减少，同时还要避免由于在设备表面上形成固体沉积物（和导致堵塞）所造成的困难。新方法也要求不再使用活动部件，这可避免了上述由于毒性而产生的危险，本发明对这些问题提出了解决办法。在本发明的方法中，在一种后面将叙述的专门喷嘴中，将胺组分（最好是溶液）同光气溶液混在一起，从而制得反应混合物。

本发明涉及连续制造有机单异氰酸酯或多异氰酸酯的一种方法，该方法是将与单异氰酸酯或多异氰酸酯相应的单胺或多胺与光气在适当的有机溶剂中的溶液在高温下进行反应，然后将得到的反应混合物进行蒸馏。为了制造起始混合物，将胺组分（也可溶于基本惰性的溶剂中）和光气组分在喷嘴（1）中聚集，具体作法是用缩颈（3）在该喷嘴（1）内将两组分之一的股轴向流进行约束，并在此缩颈（3）之内，在壁上引入相当数目的横孔（5）从分布在缩颈（3）园周上的横孔（5）中，将另外一个组分加到第一组分中。

附图用来更详细地描述对于本发明是至关重要的混合设备。

图1表示喷嘴的纵剖面。

图2是图1中A-B线所取的截面。

图3是进入缩颈的进料管的过渡段。

各个标注数字具有以下含意：

（1）根据本发明所使用的喷嘴;

（2）主流进料管;

（3）主流剧缩缩颈;

（4）产生缩颈的插入件，在插入件上形成横向孔;

（5）横向孔;

（6）引入横向流的进料管;

（7）围在缩颈（3）四周的小室，由此小室导出横向孔（5）;

（8）在喷嘴的出口端连续变宽的部分;

（9）放料管;

（10）在进料管端部的障碍面;

（11）在缩颈（3）开始处的分界缘;

D    缩颈的内径;

d    每个横向孔的直径;

L    缩颈的总长;

L₁缩颈开始至横向孔所在平面的距离;

L₂横向孔所在平面至逐渐加宽部分开始处的距离。

意外地发现，本发明的方法能以低的压降和较高的浓度实施，能以在混合设备反应室出口很短的停留时间提供高产物产率，还能避免堵塞和固体沉淀。所用的喷嘴通称为环形穿孔喷嘴。对溶液流的缩颈可以骤然发生也可逐渐发生，但最好是由进料管急骤变窄而形成。因为一般环形喷嘴的压降大约为2巴就足可以进行最优的混合，所以在溶液流入口处的压力一般可保持较低。这样就能使用通常的泵。如果认为较高的入口压力所伴生的缺点是可接受的，那么也可应用较大的压降。

作为原料使用的有机胺可以是任何脂族胺、脂环胺、脂族-芳香胺或芳香胺，二胺和/或多胺。合适的有机胺举例来说包括苯胺、卤代苯基胺（如4-氯苯胺）、1，6-二氨基己胺、1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨基甲基环己烷、2，4-二氨基甲苯及 其与2，6-二氨基甲苯的工业混合物（后者一般含量可达混合物总重35%）和二苯基甲烷系列的多胺混合物（它可由已知的苯胺/甲醛缩合法制得）。例如也可使用在美国专利3，321，283第四栏19～61行中所提到的胺类。