專利名稱：制備異氰酸酯的方法
制備異氰酸酯的方法本發(fā)明涉及一種制備異氰酸酯的方法，所述方法通過(guò)任選地在惰性介質(zhì)的存在下，使相應(yīng)的胺與光氣在氣相下反應(yīng)而進(jìn)行，其中胺和光氣首先混合并在反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為異氰酸酯。通過(guò)加入液體淬滅介質(zhì)將離開所述反應(yīng)器的包含異氰酸酯和氯化氫的反應(yīng)氣體在淬滅器中冷卻，從而形成一種反應(yīng)氣體與淬滅介質(zhì)的混合物作為產(chǎn)物料流。通過(guò)光氣化相應(yīng)的胺來(lái)制備異氰酸酯的方法原則上可通過(guò)液相或氣相光氣化進(jìn)行。氣相光氣化由于具有更高的選擇性、更低的有毒光氣持有量且需要更少的能量而備受關(guān)注。在氣相光氣化中，將各自均為氣態(tài)的含胺反應(yīng)料流和含光氣反應(yīng)料流混合。胺和光氣反應(yīng)，同時(shí)釋放氯化氫(HCl)，生成相應(yīng)的異氰酸酯。所述含胺反應(yīng)料流通常以液相存在，必須蒸發(fā)和任選地過(guò)熱后才能與所述含光氣料流混合。在氣相中制備異氰酸酯的相應(yīng)方法記載于例如EP-A 1 319 655或EP-A 1 555 258 中。為防止進(jìn)一步反應(yīng)，必須在反應(yīng)結(jié)束后迅速冷卻所述反應(yīng)混合物。為此目的，可使用例如一種液體淬滅。所述液體淬滅記載于例如EP-A 1 403 248或DE-A 10 2006 058 634中。為進(jìn)行冷卻而加入的淬滅介質(zhì)的溫度在50-200°C的范圍內(nèi)。所噴入的液體料流將所述反應(yīng)氣體迅速冷卻至通常100-200°C的溫度。這形成一種含有富異氰酸酯的液相和低異氰酸酯的氣相的雙相混合物。然后將這兩相送至共同的分離單元，或者任選地單獨(dú)的分離單元，例如一方面分離氯化氫和光氣、另一方面分離異氰酸酯(可能含有溶劑)的蒸餾單兀。一種其中制得的異氰酸酯也存在于淬滅介質(zhì)中的方法記載于EP-A 1 935 875 中。由于所述淬滅介質(zhì)中含有異氰酸酯，因此可在離開淬滅器并將在之后進(jìn)行純化的產(chǎn)物料流中獲得較高的異氰酸酯濃度。然而，這種異氰酸酯存在于淬滅介質(zhì)中的方法的缺點(diǎn)是， 起始材料和/或反應(yīng)產(chǎn)物的降解可產(chǎn)生固體并且這些固體被夾帶至下游設(shè)施部件。所述固體在高沸點(diǎn)料流中累積并通常經(jīng)柱底排出。然而，由于要從所述高沸點(diǎn)料流中取出作為淬滅介質(zhì)的液體，因而所述淬滅介質(zhì)中可能存在固體顆粒。它們會(huì)在下游設(shè)備部件中形成沉積物。所述固體組分和沉積物可堵塞管道、調(diào)節(jié)設(shè)備和其他裝置部件。更特別是，淬滅器的霧化噴嘴可被堵塞。這需要對(duì)設(shè)施進(jìn)行昂貴復(fù)雜的清潔。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過(guò)使相應(yīng)的胺與光氣反應(yīng)制備異氰酸酯的方法， 其中所述淬滅介質(zhì)在后處理之后至少部分地回收至所述方法中并可任選地包含異氰酸酯， 所述方法可具有較現(xiàn)有技術(shù)已知方法更長(zhǎng)的使用壽命。所述目的通過(guò)如下的一種制備異氰酸酯的方法實(shí)現(xiàn)，所述方法通過(guò)任選地在惰性介質(zhì)的存在下，使相應(yīng)的胺與光氣在氣相中反應(yīng)而進(jìn)行，其中胺和光氣首先混合并在反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為異氰酸酯，并且其中通過(guò)加入液體淬滅介質(zhì)使離開所述反應(yīng)器的包含異氰酸酯和氯化氫的反應(yīng)氣體在淬滅器中冷卻，從而形成一種反應(yīng)氣體和淬滅介質(zhì)的混合物作為產(chǎn)物料流。所用的淬滅介質(zhì)是一種從反應(yīng)器下游連接的后處理過(guò)程中取出的、含有至少一種溶劑或異氰酸酯的混合物，所述淬滅介質(zhì)中存在的任何固體顆粒均在其加入所述淬滅器之前移除。在淬滅介質(zhì)加入至淬滅器之前將所述淬滅介質(zhì)中可能存在的固體顆粒移除能夠防止所述淬滅介質(zhì)中存在的固體顆粒在噴嘴中沉積，從而導(dǎo)致噴嘴堵塞。這與現(xiàn)有技術(shù)已知的方法相比可增加淬滅器的使用壽命。為制備所述異氰酸酯，優(yōu)選首先將光氣和胺送至混合區(qū)，在所述混合區(qū)中使胺和光氣混合以得到反應(yīng)混合物。隨后，將所述反應(yīng)混合物送至所述反應(yīng)器中，在其中轉(zhuǎn)化為異氰酸酯。胺和光氣在所述反應(yīng)器中的轉(zhuǎn)化優(yōu)選在氣相中進(jìn)行。為此目的，所述反應(yīng)器中的壓力優(yōu)選在0. 3-3bar絕對(duì)壓力的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在0. 8-3. Obar絕對(duì)壓力的范圍內(nèi)。溫度優(yōu)選在250-550°C的范圍內(nèi)，特別是在300-500°C的范圍內(nèi)。為了能夠在氣相中進(jìn)行所述反應(yīng)，還優(yōu)選加入氣體形式的胺和光氣。為此目的，胺的溫度優(yōu)選在200-400°C的范圍內(nèi)。加入的胺的壓力優(yōu)選在0. 05-3bar絕對(duì)壓力的范圍內(nèi)。 加入的光氣的溫度優(yōu)選在250-450°C的溫度范圍內(nèi)。為此目的，通常在加入前將光氣以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式加熱。為加熱光氣和胺以及將胺蒸發(fā)，使用例如電加熱或者通過(guò)燃燒燃料來(lái)直接或間接加熱。所述燃料通常為可燃?xì)怏w，例如天然氣。然而，通過(guò)降低壓力來(lái)降低胺的沸點(diǎn)，也可例如借助蒸汽進(jìn)行加熱。此處根據(jù)胺的沸點(diǎn)來(lái)選擇所述蒸汽的壓力。合適的蒸汽的蒸汽壓力在，例如，40-100bar的范圍內(nèi)。這使得蒸汽的溫度在250_311°C的范圍內(nèi)。通常，有必要在多個(gè)單元中將胺加熱至反應(yīng)溫度。通常，為此目的，首先將胺預(yù)熱， 然后蒸發(fā)，然后過(guò)熱。通常，蒸發(fā)耗費(fèi)最長(zhǎng)的停留時(shí)間并因此導(dǎo)致胺降解。為使此情況最小化，在較低的溫度下蒸發(fā)——例如通過(guò)降低壓力而產(chǎn)生——是有利的。為了在蒸發(fā)后將蒸發(fā)的胺過(guò)熱到反應(yīng)溫度，用蒸汽加熱通常是不夠的。因此，對(duì)于過(guò)熱，通常使用電加熱或者通過(guò)燃燒燃料進(jìn)行直接或間接加熱。與胺的蒸發(fā)不同，光氣通常在低很多的溫度下蒸發(fā)。為此，通?？墒褂谜羝麃?lái)蒸發(fā)光氣?；蛘?，光氣的蒸發(fā)還可通過(guò)熱整合來(lái)進(jìn)行，例如利用從淬滅器中得到的熱量來(lái)蒸發(fā)光氣。這使得所述蒸發(fā)可在總能量平衡的情況下完成。除了在所述淬滅器中得到的熱量以外， 還可利用溫度高于光氣蒸發(fā)溫度的任何其他料流。例如，在所述淬滅后進(jìn)行的冷凝中得到的冷凝料流。然而，通常也只有通過(guò)電加熱或通過(guò)燃燒燃料進(jìn)行直接或間接加熱才可能對(duì)光氣進(jìn)行必需的過(guò)熱以將其加熱至反應(yīng)溫度。用于胺的光氣化以制備異氰酸酯的反應(yīng)器為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知。通常，所用的反應(yīng)器為管式反應(yīng)器。在所述反應(yīng)器中，胺與光氣反應(yīng)生成相應(yīng)的異氰酸酯和氯化氫。通常加入過(guò)量的光氣，因而在所述反應(yīng)器中形成的反應(yīng)氣體除了包含形成的異氰酸酯和氯化氫以外，還包含光氣。可用于制備異氰酸酯的胺有單胺、二胺、三胺或更高官能度的胺。優(yōu)選使用單胺或二胺。根據(jù)所用的胺，可獲得相應(yīng)的單異氰酸酯、二異氰酸酯、三異氰酸酯或更高官能度的異氰酸酯。優(yōu)選通過(guò)本發(fā)明方法制備單異氰酸酯或二異氰酸酯。二胺和二異氰酸酯可以是脂族、脂環(huán)族或芳族。脂環(huán)族異氰酸酯是包含至少一個(gè)脂環(huán)族環(huán)體系的異氰酸酯。脂族異氰酸酯是只具有與直鏈或支鏈鍵合的異氰酸酯基團(tuán)的異氰酸酯。芳族異氰酸酯是具有至少一個(gè)與至少一個(gè)芳環(huán)體系鍵合的異氰酸酯基團(tuán)的異氰酸酯。術(shù)語(yǔ)“脂(環(huán))族異氰酸酯”在下文用于指脂環(huán)族和/或脂族異氰酸酯。芳族單異氰酸酯和二異氰酸酯的實(shí)例優(yōu)選為具有6-20個(gè)碳原子的那些，例如異氰酸苯酯、單體2，4’_和/或4，4’_亞甲基-二(異氰酸苯酯)(MDI)、2，4-和/或2，6-甲苯二異氰酸酯(TDI)以及1，5-或1，8-萘二異氰酸酯(NDI)。脂(環(huán))族異氰酸酯的實(shí)例是脂族二異氰酸酯例如1，4_亞丁基二異氰酸酯、1， 6-亞己基二異氰酸酯(1，6_ 二異氰酸根己烷)、1，8_亞辛基二異氰酸酯、1，10-亞癸基二異氰酸酯、1，12-亞十二烷基二異氰酸酯、1，14-亞十四烷基二異氰酸酯、1，5-二異氰酸根戊烷、新戊烷二異氰酸酯、賴氨酸二異氰酸酯的衍生物、四甲代苯二亞甲基二異氰酸酯 (TMXDI)、三甲基己烷二異氰酸酯或四甲基己烷二異氰酸酯，和3 (或4)，8 (或9)-雙(異氰酸根甲基)三環(huán)-[5. 2. 1. O2'6]癸烷異構(gòu)體混合物，以及脂環(huán)族二異氰酸酯例如1，4-、1，
3-或1，2-二異氰酸根環(huán)己烷、4，4’ -或2，4’ - 二(異氰酸根環(huán)己基)甲烷、1- 二異氰酸根-3，3，5-三甲基-5-(異氰酸根甲基)環(huán)己烷(異佛爾酮二異氰酸酯)、1，3_或1，4_ 二 (異氰酸根甲基)環(huán)己烷、2，4_或2，6_ 二異氰酸根-1-甲基環(huán)己烷。優(yōu)選的脂(環(huán))族二異氰酸酯是1，6_二異氰酸根己烷，1-異氰酸根-3，3，5_三甲基-5-(異氰酸根甲基)環(huán)己烷和4，4’_ 二(異氰酸根環(huán)己基)_甲烷。特別優(yōu)選1，6_ 二異氰酸根己烷、1-異氰酸根_3，3，5-三甲基-5-(異氰酸根甲基)環(huán)己烷、1，5- 二異氰酸根戊烷和4，4’ - 二(異氰酸根環(huán)己基)_甲烷。芳族二異氰酸酯的實(shí)例是2，4_、2，6-甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷_4，4’- 二異氰酸酉旨(methylene diphenyl isocyanate)或其異構(gòu)體、混合物。本發(fā)明方法中用來(lái)反應(yīng)生成相應(yīng)的異氰酸酯的胺是其中胺、相應(yīng)的中間體和相應(yīng)的異氰酸酯在選定反應(yīng)條件下均以氣體形式存在的那些。優(yōu)選在反應(yīng)條件下在反應(yīng)的整個(gè)過(guò)程中降解最多2mol%、更優(yōu)選最多Imol%、最優(yōu)選最多0. 5mol%的胺。此處特別合適的胺尤其是基于具有2-18個(gè)碳原子的脂族或脂環(huán)族烴的二胺。其實(shí)例是1，6-己二胺、1，5-戊二胺、1，3_雙(氨基-甲基)環(huán)己烷、1-氨基-3，3，5-三甲基-5-氨基甲基環(huán)己烷(IPDA) 和4，4_ 二氨基二環(huán)己基甲烷。優(yōu)選使用1，6_己二胺(HDA)和1，5_戊二胺。對(duì)于本發(fā)明的方法，還可使用可轉(zhuǎn)化為氣相而無(wú)明顯降解的芳族胺。優(yōu)選的芳族胺的實(shí)例是甲苯二胺(TDA)例如其2，4_或2，6_異構(gòu)體或其混合物如80 20到 65 35(mol/mol)的混合物，苯二胺、2，6_ 二甲代苯胺、萘二胺(NDA)和2，4’-或4，4’-亞甲基(二苯基二胺)(MDA)或其異構(gòu)體混合物。在這些芳族胺中，優(yōu)選二胺，特別優(yōu)選2，
4-和/ 或 2，6-TDA 或者 2，4，-和 / 或 4，4，-MDA0為制備單異氰酸酯，還可使用脂族、脂環(huán)族或芳族胺，通常使用單胺。優(yōu)選的芳族單胺特別是苯胺。在所述氣相光氣化中，有利的是，在反應(yīng)過(guò)程中出現(xiàn)的化合物，即反應(yīng)物(胺和光氣)、中間體(特別是作為中間體形成的單氨基甲酰氯和二氨基甲酰氯)、終產(chǎn)物(異氰酸酯)和計(jì)量加入的任意惰性化合物，在反應(yīng)條件下均保持在氣相中。如果這些或其他組分從氣相中沉積到例如反應(yīng)器壁或其他設(shè)備組件上，那么這些沉積物可通過(guò)影響部件而不利地改變傳熱或流動(dòng)。這在由游離氨基和氯化氫形成胺鹽酸鹽時(shí)尤為如此，因?yàn)楫a(chǎn)生的胺鹽酸鹽容易沉淀并難以再蒸發(fā)。
除了使用管式反應(yīng)器以外，還可使用基本上為立方形的反應(yīng)室例如板式反應(yīng)器。 任何所需的不同的反應(yīng)器橫截面也是可行的。為防止形成副產(chǎn)物，優(yōu)選提供過(guò)量的光氣。為了只提供反應(yīng)所需比例的胺，可將胺與惰性氣體混合?？衫冒分卸栊詺怏w的比例來(lái)調(diào)節(jié)供應(yīng)至給定形狀的胺和光氣的進(jìn)料口的胺的量?？杉尤氲亩栊越橘|(zhì)是在所述反應(yīng)室中以氣體形式存在并且不與反應(yīng)過(guò)程中存在的化合物反應(yīng)的惰性介質(zhì)。所用惰性介質(zhì)可以是例如氮?dú)猓∮袣怏w如氦氣或氬氣，芳族化合物如氯苯、鄰二氯苯、三氯苯、甲苯、二甲苯、氯萘、十氫萘、二氧化碳或一氧化碳。然而，優(yōu)選使用氮?dú)夂?或氯苯作為惰性介質(zhì)。然而，作為替代，還可向光氣中加入惰性介質(zhì)，從而例如避免光氣過(guò)量太多。通常，惰性介質(zhì)加入的量為使得惰性介質(zhì)與胺或與光氣的氣體體積比為小于 0. 0001到30，優(yōu)選小于0. 01到15，更優(yōu)選小于0. 1到5。為減少或防止形成不需要的副產(chǎn)物，并且抑制形成的異氰酸酯的降解，在反應(yīng)后立即將反應(yīng)氣體在淬滅器中冷卻。為此，加入優(yōu)選為液體的淬滅介質(zhì)。由于所述淬滅介質(zhì)加熱或蒸發(fā)，其可吸收熱量并使反應(yīng)氣體迅速冷卻。根據(jù)本發(fā)明，所述淬滅介質(zhì)包含至少一部分離開淬滅器的混合物。這通常包含所用的任何溶劑、在反應(yīng)中形成的異氰酸酯和可能殘留的光氣和HC1。為防止在管道、調(diào)節(jié)裝置和其他裝置部件中、特別是在淬滅器的霧化噴嘴中形成沉積物，淬滅介質(zhì)中存在的任何固體顆粒均在加入淬滅器之前移除。在第一個(gè)實(shí)施方案中，在旋液分離器或過(guò)濾器中將所述淬滅介質(zhì)中可能存在的固體顆粒從所述淬滅介質(zhì)中移除。所述過(guò)濾器或旋液分離器可置于所述霧化噴嘴上游任何所需的位點(diǎn)。當(dāng)使用過(guò)濾器去除淬滅介質(zhì)中可能存在的固體顆粒時(shí)，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何所需的過(guò)濾器均適用。合適的過(guò)濾器為，例如，連續(xù)裝置以及分批裝置，例如表面或深度過(guò)濾器如網(wǎng)式過(guò)濾器、吸濾器、燭式過(guò)濾器、葉片式過(guò)濾器、深度過(guò)濾器(cbpth filter)、腔室過(guò)濾器和膜式過(guò)濾器。這些過(guò)濾器可借助加壓(壓力過(guò)濾器)或借助減壓(吸濾器)來(lái)操作。除過(guò)濾器以外，還可使用離心機(jī)或重力分離器來(lái)移除特定組分，所述離心機(jī)例如刮刀離心機(jī)、盤式離心機(jī)、網(wǎng)式離心機(jī)或推料離心機(jī)。在一個(gè)可選實(shí)施方案中，通過(guò)蒸發(fā)和再冷凝將所述淬滅介質(zhì)中可能存在的固體顆粒從所述淬滅介質(zhì)中移除。所述蒸發(fā)將所述淬滅介質(zhì)中的液體組分轉(zhuǎn)變成蒸汽相，然后再次冷凝出來(lái)。通過(guò)這種方式將固體顆粒和高沸點(diǎn)組分移除。所述蒸發(fā)和再冷凝可在例如蒸餾塔中進(jìn)行?；蛘?，也可使用任何所需的蒸發(fā)器用于蒸發(fā)并在其下游連接一個(gè)冷凝器。為在淬滅器中使反應(yīng)氣體迅速冷卻，通常以液體形式加入淬滅介質(zhì)。所述淬滅介質(zhì)的溫度優(yōu)選在0-250°C的范圍內(nèi)，特別是在20-220°C的范圍內(nèi)。將所述淬滅介質(zhì)噴霧到所述熱反應(yīng)氣體中可加熱和/或蒸發(fā)所述淬滅介質(zhì)。加熱和蒸發(fā)淬滅介質(zhì)所需的熱量可從反應(yīng)氣體中提取，從而由此冷卻所述反應(yīng)氣體。反應(yīng)氣體可冷卻的溫度可例如通過(guò)所加入的淬滅介質(zhì)的量和溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。為使淬滅介質(zhì)達(dá)到加入淬滅器時(shí)的溫度，優(yōu)選使所述淬滅介質(zhì)通過(guò)熱交換器。根據(jù)淬滅介質(zhì)進(jìn)入熱交換器的進(jìn)口溫度，淬滅介質(zhì)可在其中被加熱或冷卻。例如，當(dāng)用作淬滅介質(zhì)的部分產(chǎn)物料流從淬滅器的下游直接取出時(shí)，需要進(jìn)行冷卻。例如，當(dāng)用作淬滅介質(zhì)的部分產(chǎn)物料流在加工區(qū)的末端取出并且溫度低于淬滅介質(zhì)加入淬滅器中的所需溫度時(shí)，需要進(jìn)行加熱。然而，通常需要在加入淬滅器前冷卻淬滅介質(zhì)。為了補(bǔ)償淬滅介質(zhì)中的溶劑損失，優(yōu)選在加入淬滅器前向淬滅介質(zhì)中加入溶劑。 淬滅介質(zhì)中存在的合適溶劑為例如任選鹵代的烴。淬滅介質(zhì)中存在的溶劑優(yōu)選選自一氯苯、二氯苯、三氯苯、己烷、苯、1，3，5-三甲苯、硝基苯、苯甲醚、氯甲苯、鄰二氯苯、間苯二甲酸二乙酯、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲苯、氯萘、十氫化萘和甲苯。所述淬滅介質(zhì)中異氰酸酯的比例可在0-100 %的范圍內(nèi)。例如，對(duì)于純的低沸點(diǎn)淬滅器，異氰酸酯的比例通常為0%，對(duì)于純的高沸點(diǎn)淬滅器，異氰酸酯的比例通常為100%。 低沸點(diǎn)淬滅器應(yīng)理解為意指使用基本上純的溶劑作為淬滅介質(zhì)工作的淬滅器，高沸點(diǎn)淬滅器應(yīng)理解為意指使用基本上純的異氰酸酯工作的淬滅器。然而，根據(jù)所述方法中對(duì)淬滅介質(zhì)的分流，包含溶劑和異氰酸酯的任何所需組成均是可行的。為對(duì)所述產(chǎn)物料流進(jìn)行進(jìn)一步處理，在另一個(gè)實(shí)施方案中，在所述淬滅器之后還有其他冷卻反應(yīng)氣體的單元。在各個(gè)冷卻單元中，各自對(duì)所述產(chǎn)物料流進(jìn)行進(jìn)一步冷卻直至達(dá)到所述產(chǎn)物料流所需的最終溫度，例如送至下游后處理時(shí)產(chǎn)物料流的所需最終溫度。可位于淬滅器下游之后的其他冷卻單元可以是例如其他淬滅器或冷凝器，或任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他冷卻單元。優(yōu)選地，淬滅器下游之后的冷卻產(chǎn)物料流的單元中的至少一個(gè)是冷凝器。合適的冷凝器是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何所需的冷凝器設(shè)計(jì)。通常，所用的冷凝器是冷卻介質(zhì)流經(jīng)的熱交換器。所用的冷卻劑可以是例如水或冷卻溶劑。在此情況下，氣體至少部分地冷凝在所述冷凝器的壁上。這樣生成的液體向下流動(dòng)并被收集并從所述冷凝器中取出。所述產(chǎn)物料流冷凝之后通常進(jìn)行處理步驟。例如，可將冷凝的混合物在溶劑中洗滌。所用的溶劑可以是例如還可作為淬滅介質(zhì)使用的相同物質(zhì)。所述洗滌選擇性地將異氰酸酯轉(zhuǎn)移至洗滌溶液中。隨后，優(yōu)選通過(guò)精餾將得到的混合物分離為異氰酸酯、溶劑、光氣和氯化氫。作為冷卻所述產(chǎn)物料流的替代，也可將離開淬滅器之后的產(chǎn)物料流送至分離單元。然而，合適的分離單元也可位于例如在冷凝器之后。然而，所述分離單元優(yōu)選直接位于淬滅器之后。合適的分離單元是例如蒸餾塔或洗滌器。當(dāng)所述分離單元是洗滌器時(shí)，離開淬滅器的產(chǎn)物料流優(yōu)選——如上所述——用溶劑洗滌。這選擇性地將異氰酸酯轉(zhuǎn)移至洗滌溶液中。所述洗滌之后進(jìn)行分離，優(yōu)選通過(guò)精餾進(jìn)行。當(dāng)所述分離單元是蒸餾塔時(shí)，所述氣態(tài)產(chǎn)物料流被送至精餾塔中。優(yōu)選地操作所述精餾塔使所述精餾塔頂部的溫度低于所述產(chǎn)物料流的沸點(diǎn)。以這種方式，所述產(chǎn)物料流的各種組分選擇性地在所述蒸餾塔中冷凝出來(lái)，并可在底部、經(jīng)由頂部以及任選地經(jīng)由側(cè)面從所述塔中取出。當(dāng)所述分離單元是洗滌器時(shí)，合適的裝置特別是洗滌塔，在所述洗滌塔中，形成的異氰酸酯通過(guò)在惰性溶劑中冷凝而從氣態(tài)產(chǎn)物料流中移出，同時(shí)過(guò)量的光氣、氯化氫和——如果合適——'隋性介質(zhì)以氣體形式通過(guò)所述洗滌塔。優(yōu)選選擇所述惰性溶劑的溫度以使與胺相應(yīng)的氨甲酰氯溶解于所選擇的洗滌溶劑中。特別優(yōu)選將惰性溶劑的溫度保持在胺相應(yīng)的氨甲酰氯的熔化溫度以上。合適的洗滌器是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何所需的洗滌器。例如，可使用攪拌容器或其他常規(guī)裝置，例如塔或混合器-沉降器裝置。在反應(yīng)氣體和淬滅介質(zhì)的混合物離開淬滅器之后，通常將其洗滌并進(jìn)行后處理， 如例如WO-A 2007/(^8715中所述。當(dāng)使用冷凝器處理產(chǎn)物料流時(shí)，優(yōu)選從冷凝器中取出淬滅介質(zhì)。對(duì)于通過(guò)精餾進(jìn)行處理而言，優(yōu)選移出使用的溶劑作為淬滅介質(zhì)。在此情況下，所述溶劑仍包含一部分的異氰酸酯。然后使用由此移出的溶劑和異氰酸酯的混合物作為淬滅介質(zhì)。當(dāng)使用一部分產(chǎn)物料流作為淬滅介質(zhì)時(shí)，可例如在冷卻后將該部分從產(chǎn)物料流中分流?；蛘?，用作淬滅介質(zhì)的這部分產(chǎn)物料流也可在淬滅器之后進(jìn)行的后處理之后從產(chǎn)物料流中分流。下面參照附圖
通過(guò)實(shí)例詳細(xì)描述本發(fā)明。唯一的附圖示出本發(fā)明方法的示意圖。離開用于使相應(yīng)的胺與光氣在氣相中反應(yīng)而制備異氰酸酯的反應(yīng)器的、含有異氰酸酯和氯化氫的反應(yīng)氣體1供給至淬滅器3。向淬滅器3中加入淬滅介質(zhì)5以冷卻反應(yīng)氣體1，從而形成含有反應(yīng)氣體和淬滅介質(zhì)的產(chǎn)物料流7。產(chǎn)物料流7通常包含液相和氣相。在這里示出的實(shí)施方案中，產(chǎn)物料流7被供給至相分離裝置9中。合適的相分離器9是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的任何所需的設(shè)備，其中液相可與氣相分離。氣相11和液相13從相分離裝置中取出。所述氣相通常包含光氣、HCl以及可能的惰性氣體和溶劑，液相13通常包含異氰酸酯、高沸點(diǎn)副產(chǎn)物和可能的溶劑。在這里示出的實(shí)施方案中，作為另一股料流，淬滅介質(zhì)15也從相分離裝置9中取出。淬滅介質(zhì)15可能包含固體顆粒。通常，淬滅介質(zhì)15包含溶劑和異氰酸酯。淬滅介質(zhì) 15被供給至熱交換器17，在熱交換器17中被冷卻至進(jìn)入淬滅器3的所需進(jìn)料溫度。隨氣相11或液相13排出的任何溶劑經(jīng)由溶劑進(jìn)料19替換。溶劑19或可供給至熱交換器17 的上游或熱交換器17的下游。還可使所述溶劑料流分流，將一部分溶劑供給至熱交換器17 的上游，一部分溶劑供給至熱交換器17的下游。根據(jù)所述溶劑的溫度，溶劑19的加入進(jìn)一步冷卻淬滅介質(zhì)15。溶劑進(jìn)料19可從任何所需的處理單元供給，或者從外部加入溶劑。熱交換器17隨后是至少一個(gè)顆粒分離器21。所用的顆粒分離器21可以是例如旋液分離器或過(guò)濾器。或者，也可使用例如蒸餾塔或者蒸發(fā)器及冷凝器作為所述顆粒分離器。 在顆粒分離器21中，所述淬滅介質(zhì)中存在的任何固體顆粒均被移除。根據(jù)所用的顆粒分離器21，所述固體顆?？衫缱鳛槟嘣⒆鳛闉V餅或作為蒸餾底物取出。所述含固體料流以附圖標(biāo)記23表示。當(dāng)使用多個(gè)顆粒分離器21時(shí)，可串聯(lián)或并聯(lián)地使用多個(gè)相同類型的顆粒分離器或不同的顆粒分離器。例如，可使用多個(gè)過(guò)濾器、多個(gè)旋液分離器、或者過(guò)濾器和旋液分離器。當(dāng)使用多個(gè)過(guò)濾器作為顆粒分離器21時(shí)，可例如使用多個(gè)具有不同孔徑的過(guò)濾器，在這種情況下，各個(gè)過(guò)濾器的孔徑沿所述淬滅介質(zhì)的流動(dòng)方向縮小。然而，還可有利的是，以并聯(lián)方式使用多個(gè)相同類型的顆粒分離器，并使其交替再生。然后將由此不含固體顆粒的淬滅介質(zhì)供給至淬滅器3以冷卻反應(yīng)氣體1。除了這里示出的從相分離裝置9中取出淬滅介質(zhì)15的實(shí)施方案之外，也可在產(chǎn)物料流7離開淬滅器3之后直接分流出一部分。也可分流一部分從相分離裝置9中取出的液相13作為淬滅介質(zhì)。然而，也可只通過(guò)溶劑進(jìn)料19供給淬滅器。在這種情況下，所有液體產(chǎn)物均作為液相13離開相分離裝置?；蛘?，還可使用其他后處理單元代替相分離裝置。在這種情況下，也可在任何所需的位置取出一部分產(chǎn)物料流，從而使其在經(jīng)過(guò)合適的后處理(例如通過(guò)冷凝和顆粒分離) 之后用作淬滅介質(zhì)5。附圖標(biāo)記列表1反應(yīng)氣體3淬滅器5淬滅介質(zhì)7產(chǎn)物料流9相分離裝置11 氣相13 液相15淬滅介質(zhì)17熱交換器19 溶劑21顆粒分離器23含固體料流
權(quán)利要求
1.一種制備異氰酸酯的方法，通過(guò)任選地在惰性介質(zhì)的存在下，使相應(yīng)的胺與光氣在氣相下反應(yīng)而進(jìn)行，其中胺和光氣首先混合并在反應(yīng)器中轉(zhuǎn)化為異氰酸酯，并且其中通過(guò)加入液體淬滅介質(zhì)(5)使離開所述反應(yīng)器的包含異氰酸酯和氯化氫的反應(yīng)氣體(1)在淬滅器(3)中冷卻，從而形成一種反應(yīng)氣體與淬滅介質(zhì)的混合物作為產(chǎn)物料流(7)，所述方法包括使用一種從所述反應(yīng)下游連接的后處理過(guò)程中取出的、包含至少一種溶劑或異氰酸酯的混合物作為淬滅介質(zhì)(5)，所述淬滅介質(zhì)( 中存在的任何固體顆粒均在加入淬滅器(3)之前移除。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述淬滅介質(zhì)(5)中可能存在的固體顆粒在旋液分離器、過(guò)濾器、離心機(jī)或重力分離器中從所述淬滅介質(zhì)中移除。
3.權(quán)利要求2的方法，其中所述過(guò)濾器是網(wǎng)式過(guò)濾器、吸濾器、燭式過(guò)濾器、葉片式過(guò)濾器、深度過(guò)濾器、腔室過(guò)濾器或膜式過(guò)濾器。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述淬滅介質(zhì)(5)中可能存在的固體顆粒通過(guò)蒸發(fā)和再冷凝從所述淬滅介質(zhì)中移除。
5.權(quán)利要求1-4之一的方法，其中所述淬滅介質(zhì)( 包含任選鹵代的烴作為溶劑。
6.權(quán)利要求1-5之一的方法，其中所述淬滅介質(zhì)( 包括一種選自以下的溶劑一氯苯、二氯苯、三氯苯、己烷、苯、1，3，5-三甲苯、硝基苯、苯甲醚、氯甲苯、鄰二氯苯、間苯二甲酸二乙酯、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲苯、氯萘、十氫化萘和甲苯。
7.權(quán)利要求1-6之一的方法，其中所述淬滅介質(zhì)( 包括至少一部分產(chǎn)物料流(7)。
8.權(quán)利要求1-7之一的方法，其中所述淬滅器C3)之后有冷卻所述反應(yīng)氣體的其他單兀。
9.權(quán)利要求8的方法，其中所述淬滅器(3)之后的冷卻所述反應(yīng)氣體的單元中的至少一個(gè)是冷凝器。
10.權(quán)利要求1-9之一的方法，其中用作淬滅介質(zhì)( 的所述一部分產(chǎn)物料流(7)在淬滅器C3)之后的后處理后，從所述產(chǎn)物料流中分流出來(lái)。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述淬滅器C3)之后的后處理包括分離單元。
12.權(quán)利要求11的方法，其中所述分離單元是蒸餾塔或洗滌器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備異氰酸酯的方法，其通過(guò)任選地在惰性介質(zhì)的存在下，使相應(yīng)的胺與光氣在氣相下反應(yīng)而進(jìn)行。根據(jù)所述方法，胺和光氣首先混合并在反應(yīng)器中反應(yīng)生成異氰酸酯，通過(guò)加入液體淬滅介質(zhì)(5)使離開所述反應(yīng)器的包含異氰酸酯和氯化氫的反應(yīng)氣體(1)在淬滅器(3)中冷卻，從而形成一種反應(yīng)氣體與淬滅介質(zhì)的混合物作為產(chǎn)物料流(7)。所用的淬滅介質(zhì)(5)是一種從制備過(guò)程移出的包含至少一種溶劑和所述異氰酸酯的混合物，淬滅介質(zhì)(5)在加入淬滅器(3)之前移除其中的固體顆粒。
文檔編號(hào)C07C263/10GK102239143SQ200980148806
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者C·諾斯克, P·穆勒, T·馬特科 申請(qǐng)人:巴斯夫歐洲公司