由制备异氰酸酯的蒸馏残渣获得有机异氰酸酯的方法_2

文档序号:9692480阅读:来源:国知局
酯的第一部分量并获得包含所述有机异氰酸酯的第二部分量的蒸馏残 渣, b) 后处理a)中获得的蒸馏残渣,其所述后处理包含至少一个在最高110°C的温度下在 最高1毫巴的压力下进行的蒸馏步骤,其中从所述蒸馏残渣中除去所述有机异氰酸酯的第 二部分量的至少50重量%。
[0014] 根据本发明的方法的一个有利的实施方案,后处理b)的蒸馏步骤在最高90°C的温 度和/或在最尚1晕巴,特别是在最尚0.8晕巴,优选在最尚0.5晕巴,特别优选在最尚0.3晕 巴,非常特别优选在最高0.1毫巴的压力下进行。以此方式可以设定甚至更温和的有机异氰 酸酯加工条件,由此进一步降低异氰酸酯发生不希望的反应的风险。本发明范围内的所有 压力数据是绝对压力。
[0015] 在本发明范围内,更优选的是蒸馏残渣在后处理b)的蒸馏步骤中的停留时间不长 于30分钟,优选不长于15分钟。通过短的停留持续时间,被不希望的反应降解的有机异氰酸 酯的量能保持很低。
[0016] 此外,在后处理b)的蒸馏步骤中可以从蒸馏残渣中分离所述有机异氰酸酯的第二 部分量的至少60重量%,特别是至少70重量%。
[0017] 对于聚合物,通常给出平均摩尔质量值Μη和Mw和分布宽度D。分布宽度的量度是多 分散度D。就这方面来说,多分散度值是重要的,因为两个分布可能具有相同的重均摩尔质 量Mw,却能具有不同的分布(和因此不同的宏观性质)。多分散度被定义为Mw和Μη的商(D = Mw/Mn)并且是用于评价聚合化合物的分子量分布的独立计算基础。作为在浓缩过程中发生 的热致聚合的特征值,可以通过A D描述在TDI-分离之前和之后的相对较高分子量组分的 变化。在后处理b)的过程中,优选基本抑制有机异氰酸酯的热致聚合,以使对于具有大于 500 g/mol的重均摩尔质量的相对较高分子量组分在后处理b)之前和之后的多分散度变化 AD,AD〈 3.0,特别是AD〈 2.0。这可以例如通过上述短停留时间、所述温度和/或压力 实现。
[0018] 在根据本发明的方法的范围内使用的光气化产物已经可以以本领域技术人员已 知的任何方式制成。例如通过有机伯胺的光气化获得光气化产物,其中该光气化产物包含 相应的有机异氰酸酯。在此,这种光气化特别在气相中进行。为此,优选根据EP 1 935 876 的教导(绝热反应程序),特别优选根据EP 2 196 455,在包含在流向上基本旋转对称的反 应空间的反应器中在胺的沸点以上的温度下使有机胺,特别是芳胺与光气在气相中反应, 生成光气化产物粗制异氰酸酯。
[0019] 可用的有机伯胺包括芳族二胺、三胺或多胺,特别是甲苯二胺。合适的有机异氰酸 酯特别包括芳族二-、三-或多异氰酸酯,特别是甲苯二异氰酸酯。但是在本发明的方法中也 可以使用脂族和环状胺和/或异氰酸酯。所述甲苯二异氰酸酯的至少80重量%,特别是至少 90重量%优选由2,4_甲苯二异氰酸酯异构体构成。
[0020] 可水解氯(HC)的含量基本指示多少氯化氢仍以氨基甲酰氯的形式键合在异氰酸 酯上。此外,也如H.J. Twichett在Chem. Soc. Rev·, 1974,3,209-230中推定,HC含量也 包括在光气化过程中作为副产物由光气和已经形成的异氰酸酯反应裂解C02产生的碳二亚 胺而形成的化合物。已知的是,包含可水解氯的化合物在热的作用下分解成氯化氢和异氰 酸酯。还已知,包含可水解氯的化合物促进热致聚合,因此,存在包含可水解氯的化合物是 一个显著缺点。通常的具有相当浓度的蒸馏底部产物具有10000 ppm的可水解氯含量。测定 可水解氯含量的一种可靠的方法是电位滴定,其中使用甲醇将用于测定HC含量的样品氨基 甲酸酯化并随后用水水解。由此形成的离子化氯在用硝酸酸化后用硝酸银标准溶液施以银 量滴定法。根据本发明的方法的另一实施方案,在后处理a)后获得的蒸馏残渣在没有任何 进一步后处理的情况下具有小于2000 ppm,特别是小于1500 ppm的可水解氯化合物含量。
[0021] 在本发明的方法中,在步骤b)后获得的蒸馏残渣优选具有至少20重量%,特别是至 少25重量%的%0含量。根据DIN EN ISO 11 909通过滴定测定NC0含量。借助按百分比计算 的质量平衡得到残渣浓度,为此将待测定的量的残渣浓缩物在220°C和小于1毫巴的压力下 脱除可气化成分30分钟,如下进行计算:
[0022] 可检测的NC0基团的损失被视作在浓缩过程中发生的热致聚合(含氯次要组分的 存在可能加速该聚合)的量度。如果NC0含量的降低超过残渣的增加(残渣浓度提高),则发 生所述不合意的聚合。在步骤b)后获得的蒸馏残渣中的有机异氰酸酯残留含量可以为例如 至30重量%,特别是最多25重量%,优选最多20重量%,例如20至30重量%。
[0023] 在本发明的方法中,在步骤b)后获得的蒸馏残渣在室温下例如最多90重量%可溶 解于在具有以Al2〇3作为吸附剂大于0.55 #的洗脱力的非质子极性溶剂中。洗脱力#是各 溶剂在氧化铝上的相对吸附能量。
[0024] 作为非质子极性溶剂特别可用乙酸乙酯或丙酮。因为这可以比迄今已知的方法更 容易除去蒸馏残渣,所以这特别有利。这特别可通过本发明的方法所基于的在降低的温度 和/或压力下的温和后处理条件得以实现。因此本发明的方法的一个优选实施方案的特征 在于在步骤b)后获得的蒸馏残渣至少部分溶解在具有大于0.55 #的洗脱力(以Al2〇3作为 吸附剂)的非质子极性溶剂,特别是乙酸乙酯或丙酮中,并从蒸馏装置中除去。如前所述,例 如,在室温下可以溶解最多90重量%的蒸馏残渣。在此得到工艺技术易操作的低粘度溶液, 其可栗出并例如储存在室温下。
[0025] 在本发明的方法中进行的蒸馏步骤原则上可以以本领域技术人员已知的任何方 式进行。后处理a)和/或后处理b)的蒸馏步骤优选使用具有强制输送排出的蒸发器,特别是 使用连续式蒸发器、降膜蒸发器、长管蒸发器、立管蒸发器、薄膜蒸发器或短程蒸发器,特别 优选使用薄膜蒸发器或短程蒸发器进行。
[0026] 实施例: 现在参照实施例更特别论述本发明。在实施例中,所有百分比值涉及重量。实施例和对 比例中描述的浓缩物的NCO含量的测定根据DIN EN ISO 11 909通过滴定进行。通过气相色 谱法测定TDI的纯度和异构体比率。使用具有FID检测器和HP-Chemstation软件的来自 Hewlett Packard的HP 5890(使用HP 35柱)进行测量,来自Merck的制品号为808264的2,4-TDI充当参照物。
[0027]随后将液体产物流(粗制异氰酸酯)送往通常多级的蒸馏后处理,由此分离溶解的 光气和溶剂。可以根据通常已知的方法进行粗制异氰酸酯的这种蒸馏后处理。实例详细描 述在EP- 371 635 B1 和EP 1 413 571 B1 中。
[0028] EP 1 371 635 B1段落[0053]涉及两级后处理,其中在第一蒸馏塔中首先从粗制 异氰酸酯中分离大部分溶剂和所有低沸点组分,例如溶解的光气。将在塔顶分离的溶剂(任 选通过进一步提纯步骤脱除低沸点组分)又送回光气化过程。
[0029] 在塔底中获得由剩余溶剂、产物TDI和更高沸点组分构成的混合物。在第二蒸馏塔 中,然后在塔顶分离剩余溶剂。在构造为分隔壁塔的蒸馏的侧流中作为馏出物取出纯TDI。 从分隔壁塔的底部获得相对高沸点组分和TDI的混合物。根据实施例EP 1 371 635 B1,相 对高沸点组分的浓度为〇. 5至15重量%。
[0030] 优选根据下示三个实施例之一进行根据本发明的方法制成并由TDI和更高沸点组 分构成的混合物的蒸馏后处理。
[0031] 实施例1 将包含90% TDI和10%更高沸点组分的混合物以840毫升/小时的进料速率送往在薄膜 蒸发器(V2)中的真空蒸馏,该薄膜蒸发器(V2)具有上游预蒸发器(VI
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