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運(yùn)行氣相光氣化裝置的方法與流程

文檔序號(hào):12284211閱讀:551來(lái)源:國(guó)知局
運(yùn)行氣相光氣化裝置的方法與流程

大量制備異氰酸酯并主要用作制備聚氨酯的起始物質(zhì)。它們通常通過(guò)使用化學(xué)計(jì)算過(guò)量的光氣使相應(yīng)的胺與光氣反應(yīng)制備。胺與光氣的反應(yīng)可以在氣相也可以在液相中進(jìn)行。在氣相中的工藝方案(通常被稱作氣相光氣化)的特征在于選擇反應(yīng)條件以使至少反應(yīng)組分胺、異氰酸酯和光氣,優(yōu)選所有反應(yīng)物、產(chǎn)物和反應(yīng)中間產(chǎn)物在所選條件下為氣態(tài)。氣相光氣化的優(yōu)點(diǎn)尤其包括降低的光氣存在(Aufkommen)(所謂的光氣“滯留”)、避免難以光氣化的中間產(chǎn)物、提高的反應(yīng)收率和較低能量要求,因?yàn)槭褂幂^少溶劑。本發(fā)明僅涉及氣相光氣化,尤其涉及啟動(dòng)氣相光氣化裝置的順利方法。

現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了通過(guò)在氣相中使胺與光氣反應(yīng)而制備異氰酸酯的各種方法。良好工藝方案的重要因素是氣相光氣化的反應(yīng)物的良好混合。EP-A-0 289 840描述了通過(guò)氣相光氣化制備二異氰酸酯,其中根據(jù)該發(fā)明的制備在沒(méi)有活動(dòng)件的柱形空間內(nèi)在湍流中在200℃至600℃的溫度下進(jìn)行。

EP-A-0 570 799 涉及制備芳族二異氰酸酯的方法,其中相應(yīng)的二胺與光氣的反應(yīng)在管式反應(yīng)器中在高于二胺的沸點(diǎn)下在0.5至5秒的平均接觸時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。

EP-A-0 699 657描述在氣相中制備芳族二異氰酸酯的方法,其中相應(yīng)的二胺與光氣的反應(yīng)在包含兩個(gè)區(qū)的反應(yīng)器中進(jìn)行,其中構(gòu)成總反應(yīng)器體積的大約20%至80%的第一區(qū)具有理想的混合,構(gòu)成總反應(yīng)器體積的80%至20%的第二區(qū)可以以活塞流為特征。第二反應(yīng)區(qū)優(yōu)選為管式反應(yīng)器的形式。

管式反應(yīng)器用于氣相光氣化的優(yōu)化是許多申請(qǐng)的主題,如在EP-A-0 570 799中使用噴射混合器原理公開(kāi)了其原理(Chemie-Ing.-Techn. 44 (1972),第1055頁(yè), 圖10)。

根據(jù)EP-A-1 362 847的教導(dǎo),經(jīng)管式反應(yīng)器的環(huán)形空間供應(yīng)的反應(yīng)物料流的均化和兩種反應(yīng)物料流在盡可能中心地進(jìn)給到管式反應(yīng)器中對(duì)反應(yīng)區(qū)的穩(wěn)定性和因此對(duì)整個(gè)氣相反應(yīng)具有巨大的正面影響。

如EP-A-1 555 258中所述,所用管式反應(yīng)器的擴(kuò)大也使得必須擴(kuò)大混合噴嘴,其通常為光滑噴射噴嘴的形式。但是,光滑噴射噴嘴的直徑擴(kuò)大也由于所需的較大擴(kuò)散長(zhǎng)度而降低中心射流的混合速度并提高回混風(fēng)險(xiǎn),這又導(dǎo)致形成聚合雜質(zhì)和反應(yīng)器上的固體附著物。根據(jù)EP-A-1 555 258的教導(dǎo),當(dāng)一個(gè)反應(yīng)物料流經(jīng)由另一反應(yīng)物料流中同心安置的環(huán)形間隙高速噴射時(shí),可以消除所述缺點(diǎn)。這能使用于混合的擴(kuò)散長(zhǎng)度小并使混合時(shí)間極短。該反應(yīng)可以隨后以高選擇性進(jìn)行以產(chǎn)生所需異氰酸酯。由此減輕聚合雜質(zhì)的存在和附著物的形成。

根據(jù)EP-A-1 526 129的教導(dǎo),中心噴嘴中的反應(yīng)物料流的湍流增強(qiáng)對(duì)反應(yīng)物的混合和因此對(duì)整個(gè)氣相反應(yīng)具有正面影響。由于更好的充分混合,形成副產(chǎn)物的傾向降低。

EP-A-1 449 826公開(kāi)了通過(guò)相應(yīng)的二胺的光氣化制備二異氰酸酯的方法,其中將任選用惰性氣體或用惰性溶劑的蒸氣稀釋的氣態(tài)二胺和光氣分開(kāi)加熱到200℃至600℃的溫度并在管式反應(yīng)器中混合和反應(yīng),其中在管式反應(yīng)器內(nèi)布置平行于管式反應(yīng)器的軸排列的數(shù)量n > 2的噴嘴,其中經(jīng)n個(gè)噴嘴將包含二胺的料流供入管式反應(yīng)器并經(jīng)剩余自由空間將光氣料流供入管式反應(yīng)器。

管式反應(yīng)器用于氣相光氣化時(shí)的進(jìn)一步發(fā)展是WO 2007/028715的主題。所用反應(yīng)器具有混合裝置和反應(yīng)空間。根據(jù)WO 2007/028715的教導(dǎo),該反應(yīng)空間在前區(qū)包含混合空間,在此主要發(fā)生反應(yīng)物氣態(tài)光氣和胺(任選與惰性介質(zhì)混合)的混合,其通常伴隨著反應(yīng)的開(kāi)始。根據(jù)WO 2007/028715的教導(dǎo),在反應(yīng)空間的后部,隨后基本僅發(fā)生反應(yīng),并最多在微小程度上發(fā)生混合。優(yōu)選地,在WO 2007/028715中公開(kāi)的方法中,使用相對(duì)于流向旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的反應(yīng)空間,其可以在構(gòu)造上基本分割成在流動(dòng)方向上沿反應(yīng)器縱軸的最多四個(gè)縱向區(qū)段(L?ngenabschnitt),其中這些縱向區(qū)段在流經(jīng)的橫截面面積的尺寸上不同。

WO 2008/055898公開(kāi)了通過(guò)相應(yīng)的胺在反應(yīng)器中在氣相中的光氣化制備異氰酸酯的方法,其中,類似于WO 2007/028715,所用反應(yīng)器具有混合裝置和反應(yīng)空間,該旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的反應(yīng)空間可以在構(gòu)造上基本分割成在流動(dòng)方向上沿反應(yīng)器縱軸的最多四個(gè)縱向區(qū)段,其中這些縱向區(qū)段在流經(jīng)的橫截面面積的尺寸上不同。但是,與WO 2007/028715相比,不借助安裝到管式反應(yīng)器中的體積物件(Volumenk?rper)而是借助反應(yīng)器外壁的相應(yīng)擴(kuò)展或收縮實(shí)現(xiàn)流經(jīng)的橫截面面積的變化。

EP-A-1 275 639同樣公開(kāi)了,作為通過(guò)相應(yīng)的胺與光氣在氣相中的光氣化制備異氰酸酯的可能的工藝變體,使用下述反應(yīng)器:其中反應(yīng)空間在流動(dòng)方向上在這兩種反應(yīng)物混合后具有流經(jīng)的橫截面面積的擴(kuò)展。通過(guò)橫截面面積的適當(dāng)選擇的擴(kuò)展,可以使反應(yīng)混合物在反應(yīng)器長(zhǎng)度上的流速保持恰好恒定。這增加在相同反應(yīng)器長(zhǎng)度下可提供的反應(yīng)時(shí)間。

EP-A-2 196 455公開(kāi)了在包含相對(duì)于流動(dòng)方向基本旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的反應(yīng)空間的反應(yīng)器中在高于胺的沸點(diǎn)下使光氣和伯芳胺反應(yīng),其中在氨基轉(zhuǎn)化成異氰酸酯基團(tuán)的轉(zhuǎn)化率為4%至80%的反應(yīng)空間的區(qū)段中該反應(yīng)混合物沿基本旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的反應(yīng)空間的軸的橫截面平均流速為最大8米/秒,且其中在反應(yīng)空間的這一區(qū)段中該反應(yīng)混合物沿基本旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的反應(yīng)空間的軸的橫截面平均流速始終低于在這一區(qū)段的起點(diǎn)處的橫截面平均流速。

EP-A-1 935 876公開(kāi)了通過(guò)使相應(yīng)的伯胺與光氣反應(yīng)制備異氰酸酯的氣相法,其中在高于胺的沸點(diǎn)下在0.05至15秒的平均接觸時(shí)間內(nèi)使光氣和伯胺反應(yīng),其中所述反應(yīng)絕熱進(jìn)行。

EP-A-2 408 738公開(kāi)了如何可以避免光氣由于含光氣的料流在高溫下的過(guò)長(zhǎng)停留時(shí)間而離解成氯氣和一氧化碳。通過(guò)將光氣在大于300℃的溫度下的停留時(shí)間減至最多5秒和通過(guò)將與光氣接觸的傳熱面的溫度限制為高于要建立的光氣溫度最多20 K,應(yīng)避免這一點(diǎn)。

EP-B-1 935 875公開(kāi)了通過(guò)使相應(yīng)的伯胺與光氣在氣相中反應(yīng)制備異氰酸酯的方法,其中通過(guò)將反應(yīng)混合物經(jīng)過(guò)噴入有液體的冷卻段導(dǎo)出反應(yīng)空間,停止該反應(yīng),其中該冷卻段中的直接冷卻在串聯(lián)的兩個(gè)或更多個(gè)冷卻區(qū)中一步實(shí)現(xiàn)(所謂的反應(yīng)混合物的“驟冷”)。

WO 2013/029918描述了通過(guò)使相應(yīng)的胺與光氣反應(yīng)制備異氰酸酯的方法,通過(guò)提高光氣與胺的比率或?qū)⒁环N或多種惰性物質(zhì)添加到光氣和/或胺料流中,該方法也可毫無(wú)問(wèn)題地在該氣相裝置的不同負(fù)荷下進(jìn)行,特別是甚至在部分負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)行該裝置時(shí),該混合和/或反應(yīng)也應(yīng)在每種情況下優(yōu)化的停留時(shí)間窗口內(nèi)進(jìn)行。此發(fā)明的方法應(yīng)能以恒定的產(chǎn)品和工藝品質(zhì)運(yùn)行在不同負(fù)荷下的現(xiàn)有裝置。這應(yīng)免去提供多個(gè)具有不同標(biāo)稱容量的裝置。

該申請(qǐng)教導(dǎo)了為在標(biāo)稱容量下運(yùn)行生產(chǎn)裝置而優(yōu)化光氣化的基本參數(shù),特別例如反應(yīng)物在各個(gè)裝置中的停留時(shí)間,這在低于標(biāo)稱容量下運(yùn)行該裝置時(shí)會(huì)造成產(chǎn)率和產(chǎn)品一致性方面的問(wèn)題(參見(jiàn)第2頁(yè)第20至36行)。為了甚至在部分負(fù)荷(即與在標(biāo)稱容量下的運(yùn)行相比減小的胺料流)下也能達(dá)到優(yōu)化的 - 窄 - 停留時(shí)間窗口,建議增加光氣料流和/或惰性成分(參見(jiàn)第3頁(yè)第5至19行),確切來(lái)說(shuō),優(yōu)選使得所有組分的總流量基本相當(dāng)于在標(biāo)稱容量下的(參見(jiàn)第6頁(yè)第4至8行)。該申請(qǐng)?jiān)诘?頁(yè)中提出的發(fā)明背景描述中盡管提到啟動(dòng)程序,但完全沒(méi)有公開(kāi)關(guān)于最有利地使非運(yùn)行中的生產(chǎn)裝置(即胺料流和光氣料流等于0)達(dá)到標(biāo)稱容量的所需運(yùn)行狀態(tài)的具體操作的技術(shù)教導(dǎo)。該申請(qǐng)中公開(kāi)的技術(shù)措施(即增加光氣料流和/或惰性成分)應(yīng)僅就生產(chǎn)裝置在低于標(biāo)稱容量下運(yùn)行(即胺料流明顯大于0)的問(wèn)題和如何有利地將在標(biāo)稱容量下運(yùn)行的裝置切換成在低于標(biāo)稱容量下運(yùn)行的問(wèn)題進(jìn)行考慮(參見(jiàn)實(shí)施例)。

盡管所述的現(xiàn)有技術(shù)方法成功地在不損失最終產(chǎn)物品質(zhì)的情況下進(jìn)行光氣化,但除了少數(shù)例外,所描述的方法僅是處于正常運(yùn)行下的方法。沒(méi)有描述直到在待轉(zhuǎn)化的胺的所需流量下的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)前的啟動(dòng)程序,即氣相光氣化裝置的啟動(dòng)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員知道由非運(yùn)行中的生產(chǎn)裝置開(kāi)始(例如在維護(hù)相關(guān)的停機(jī)后),連續(xù)運(yùn)行的工業(yè)過(guò)程無(wú)法立即加轉(zhuǎn)回停產(chǎn)前的工藝參數(shù)。必須加熱反應(yīng)物和裝置,可能必須將裝置惰性化,并將該裝置的反應(yīng)物載量逐漸提高到所需目標(biāo)值。氣相光氣化裝置的啟動(dòng)(也稱為開(kāi)動(dòng))是工業(yè)日常中經(jīng)常發(fā)生的程序,其不一定與打開(kāi)或另一機(jī)械介入光氣化裝置的方式相關(guān)聯(lián)。在實(shí)踐中,啟動(dòng)的特征在于,與在生產(chǎn)裝置的標(biāo)稱容量下的連續(xù)運(yùn)行相比,光氣相對(duì)于胺的過(guò)量可能偏差。特別在例如壓力波動(dòng)造成回混時(shí)出現(xiàn)這樣的偏差。當(dāng)要轉(zhuǎn)化的胺的當(dāng)前流量與在該裝置的標(biāo)稱容量下要轉(zhuǎn)化的胺的所需流量相比極小時(shí),尤其觀察到這一點(diǎn)。光氣與胺的比率的這些量值波動(dòng)不利,因?yàn)榭沙恋沓龉腆w,如聚脲或胺鹽酸鹽。此外,在不當(dāng)啟動(dòng)的情況下,會(huì)不合意地形成胺微滴。氣相光氣化裝置的啟動(dòng)因此是關(guān)鍵工藝步驟,因?yàn)榇颂幍腻e(cuò)誤會(huì)嚴(yán)重干擾實(shí)際連續(xù)生產(chǎn)(例如由于為了確保反應(yīng)物和產(chǎn)物經(jīng)過(guò)該裝置的足夠流量所需的壓力差的提高)。

因此,盡管在氣相光氣化領(lǐng)域中有各種進(jìn)展,但仍需要進(jìn)一步改進(jìn)??紤]到這一需要,本發(fā)明提供一種運(yùn)行用于使胺(2)與光氣(1)反應(yīng)以產(chǎn)生相應(yīng)的異氰酸酯(4)的氣相光氣化裝置(100)的方法,其中所述氣相光氣化裝置(100)至少包含

(i) 用于提供任選除光氣(1)外還包含惰性物質(zhì)(3)的氣態(tài)光氣料流(10)的裝置1000,

(ii) 用于提供任選除胺(2)外還包含惰性物質(zhì)(3)的氣態(tài)胺料流(20)的裝置2000,

(iii) 用于混合料流10和20的混合區(qū)(3100),其中所述混合區(qū)通過(guò)設(shè)備(1100、2100)分別與裝置1000和裝置2000相連,

(iv) 布置在混合區(qū)(3100)下游的用于之前混合的料流10和20的進(jìn)一步反應(yīng)的反應(yīng)區(qū)(3200),

(v) 布置在反應(yīng)區(qū)(3200)下游的用于終止所述反應(yīng)的反應(yīng)停止區(qū)(4000),

和任選的

(vi) 后處理部分(5000),其包含用于回收和再循環(huán)未轉(zhuǎn)化的光氣(1'')的設(shè)備(5100)和用于獲得以純凈形式制成的異氰酸酯的設(shè)備(5200),

其中,在氣相光氣化裝置(100)的正常運(yùn)行中,光氣氣體料流(10)中的光氣(1)優(yōu)選是新鮮光氣(1')和設(shè)備(5100)回收的再循環(huán)光氣(1'')的混合物,

其中通過(guò)運(yùn)行下列步驟啟動(dòng)氣相光氣化裝置(100):

(I) 在裝置1000中提供200℃至600℃,優(yōu)選200℃至500℃,更優(yōu)選250℃至500℃的溫度T10和100毫巴至3000毫巴,優(yōu)選150毫巴至2800毫巴,更優(yōu)選200毫巴至2500毫巴的絕對(duì)壓力p1的氣態(tài)光氣料流(10)并將這一氣態(tài)光氣料流(10)經(jīng)設(shè)備1100連續(xù)引入混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000),其中壓力p10大于混合區(qū)(3100)中的壓力p3100;

(II) 與步驟(I)同時(shí)或此后,

(a) 將溫度T3 < 200℃的惰性物質(zhì)(3),優(yōu)選在室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下為液體的那些引入裝置2000,在裝置2000中加熱惰性物質(zhì)(3)以獲得惰性氣體料流(30),使其經(jīng)過(guò)設(shè)備2100、混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000),或

(b) 將惰性氣體料流(30)

(b.1) 引入設(shè)備2100并從此處經(jīng)過(guò)混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000)

或優(yōu)選

(b.2) 引入裝置2000并從此處經(jīng)過(guò)設(shè)備2100、混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000),

其中變體(a)和變體(b)中的惰性氣體料流(30)具有200℃至600℃,優(yōu)選200℃至500℃,更優(yōu)選250℃至500℃的溫度T30和100毫巴至3000毫巴,優(yōu)選150毫巴至2800毫巴,更優(yōu)選200毫巴至2500毫巴的絕對(duì)壓力p30,其中壓力p30在這兩種情況下都大于混合區(qū)(3100)中的壓力p3100;

(III) 在步驟(II)后,在裝置2000中提供200℃至600℃,優(yōu)選200℃至500℃,更優(yōu)選250℃至500℃的溫度T20和100毫巴至3000毫巴,優(yōu)選150毫巴至2800毫巴,更優(yōu)選200毫巴至2500毫巴的絕對(duì)壓力p20的氣態(tài)胺料流(20)并將這一氣態(tài)胺料流(20)經(jīng)設(shè)備2100連續(xù)引入混合區(qū)(3100),其中壓力p20大于混合區(qū)(3100)中的壓力p3100,且其中料流(20)的組成和質(zhì)量流量與料流(10)的組成和質(zhì)量流量匹配,以使在混合區(qū)(3100)中,光氣(1)相對(duì)于胺(2)的伯氨基化學(xué)計(jì)算過(guò)量存在。

氣相光氣化根據(jù)本發(fā)明被理解為是指使胺光氣化成相應(yīng)的異氰酸酯的一種工藝方案,其中胺在氣態(tài)下反應(yīng)產(chǎn)生異氰酸酯并在該反應(yīng)過(guò)程中,存在的所有組分(反應(yīng)物、產(chǎn)物、中間產(chǎn)物、任選的副產(chǎn)物、任選的惰性物質(zhì))在經(jīng)過(guò)反應(yīng)區(qū)的過(guò)程中至少95.0質(zhì)量%,優(yōu)選至少98.0質(zhì)量%,更優(yōu)選至少99.0質(zhì)量%,再更優(yōu)選至少99.8質(zhì)量%,特別是至少99.9質(zhì)量%保持在氣相中,在每種情況下基于存在的所有組分的總質(zhì)量計(jì)。

合適的胺(2)尤其是異佛爾酮二胺、六亞甲基二胺、雙(對(duì)氨基環(huán)己基)甲烷、甲苯二胺和二苯基甲烷二胺。

在本發(fā)明中,術(shù)語(yǔ)“氣相光氣化裝置的啟動(dòng)”包括使非運(yùn)行的氣相光氣化裝置(例如在維護(hù)相關(guān)的停機(jī)后)達(dá)到以要轉(zhuǎn)化的胺的所需流量M'目標(biāo)(2) [例如t(胺)/h]表示的所需生產(chǎn)量所必需的所有工藝步驟。氣相生產(chǎn)裝置(100)在M'目標(biāo)(2)下的運(yùn)行在本發(fā)明中被稱作正常運(yùn)行。M'目標(biāo)(2)可以,但不需要,相當(dāng)于在氣相生產(chǎn)裝置(100)的標(biāo)稱容量M'標(biāo)稱(2)下的M'目標(biāo)(2)的值。生產(chǎn)裝置的標(biāo)稱容量在專業(yè)領(lǐng)域中以每年要生產(chǎn)的產(chǎn)品噸數(shù)(“每年噸數(shù)”)表示,其中考慮所有可計(jì)劃的裝置停機(jī)。

本發(fā)明中關(guān)于可數(shù)參數(shù)的詞語(yǔ)“一”僅被理解為不定冠詞并且只有在明確說(shuō)明時(shí)才是數(shù)詞,例如通過(guò)加上“剛好一個(gè)”。例如,短語(yǔ)“一反應(yīng)區(qū)”不排除存在多個(gè)(串聯(lián)或并聯(lián))反應(yīng)區(qū)的可能性。

對(duì)本發(fā)明而言重要的是,通過(guò)首先向其中充填光氣而啟動(dòng)光氣化裝置(100)。在啟動(dòng)過(guò)程中,始終在光氣后加入胺,這防止胺回混到光氣路徑中并確保光氣相對(duì)于胺的過(guò)量。在胺轉(zhuǎn)化成氣相之前和優(yōu)選在此過(guò)程中,另外引入惰性物質(zhì),以防止在胺供應(yīng)開(kāi)始時(shí)光氣回流到胺進(jìn)料中(回混)。

下面詳細(xì)闡述本發(fā)明的步驟。各種實(shí)施方案在此可以任意互相組合,除非本領(lǐng)域技術(shù)人員從上下文中看出相反的意思。

根據(jù)本發(fā)明,氣相光氣化裝置(100)至少包含上文在(i)至(v)下列舉的設(shè)備(也參見(jiàn)圖1,其顯示要根據(jù)本發(fā)明使用的氣相光氣化裝置(100)的設(shè)備,包括優(yōu)選存在的后處理部分和在正常運(yùn)行中的物質(zhì)料流)。

(i) 作為用于提供氣態(tài)光氣料流的裝置(1000),原則上可以使用現(xiàn)有技術(shù)中已知并適用于將光氣轉(zhuǎn)化成氣相的各種裝置。優(yōu)選通過(guò)如DE 10 2009 032413 A1段落[0081]至[0118]中所述在蒸餾塔中的蒸餾或部分蒸發(fā)生成光氣氣體??梢杂筛鞣N可想到的蒸發(fā)器,例如自然循環(huán)蒸發(fā)器、升膜蒸發(fā)器和降膜蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)在塔底的能量供應(yīng)。降膜蒸發(fā)器尤其優(yōu)選。

(ii) 作為用于提供氣態(tài)胺料流的裝置(2000),原則上可以使用現(xiàn)有技術(shù)中已知并適用于將胺轉(zhuǎn)化成氣相的各種裝置,如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的蒸發(fā)裝置。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,裝置2000包含蒸發(fā)設(shè)備和用于隨后使胺(2)過(guò)熱的設(shè)備。非常特別優(yōu)選的是多級(jí)蒸發(fā)和過(guò)熱系統(tǒng),其中在蒸發(fā)和過(guò)熱系統(tǒng)之間安裝微滴分離器和/或該蒸發(fā)裝置也具有微滴分離器的功能。合適的微滴分離器描述在例如"Droplet Separation", A. Bürkholz, VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim – New York – Basle – Cambridge, 1989中。在離開(kāi)流動(dòng)方向上的最后一個(gè)過(guò)熱器后,將預(yù)熱至其目標(biāo)溫度的氣態(tài)反應(yīng)物料流(20)供入反應(yīng)空間。

(iii) 可根據(jù)本發(fā)明使用的混合區(qū)(3100)可以以本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方式,優(yōu)選如EP-A-2 196 455,尤其是段落[0047]至[0049]中,和EP-A-1 935 876,尤其是段落[0027]至[0029]中所述那樣構(gòu)造。混合區(qū)在正常運(yùn)行中料流(10)和(20)初次彼此會(huì)合之處開(kāi)始。

(iv) 在混合區(qū)(3100)中初次彼此會(huì)合的胺和光氣氣體料流在停留時(shí)間裝置(Verweilzeitapparat),即反應(yīng)區(qū)(3200)中進(jìn)一步反應(yīng)。混合區(qū)(3100)和反應(yīng)區(qū)(3200)也可優(yōu)選如EP 2 196 455 A1,尤其是段落[0042]至[0049]中所述那樣合并在單一裝置,即反應(yīng)器(3000)中。

根據(jù)本發(fā)明,將用于提供氣態(tài)光氣氣體料流(1000)和胺氣體料流(2000)的裝置與混合區(qū)(3100)的設(shè)備1100和2100是適用于將來(lái)自裝置1000和2000的氣體料流(10)和(20)轉(zhuǎn)移到混合區(qū)(3100)中的設(shè)備。這些設(shè)備除用于輸送氣體料流的管線外還優(yōu)選包含確保光氣氣體料流(10)和胺氣體料流(20)在混合區(qū)(3100)中的強(qiáng)力充分混合的噴嘴裝置??梢詫怏w料流(10)和(20)的每個(gè)各自噴入混合區(qū)(3100)。但是,優(yōu)選的是設(shè)備1100和2100的管線通往共用的噴嘴裝置的實(shí)施方案(未顯示在圖1中)。在這一實(shí)施方案中,這兩個(gè)氣體料流之一,優(yōu)選胺氣體料流(20)經(jīng)由布置在優(yōu)選圓柱形容器的中心的內(nèi)部噴嘴供入混合區(qū)(3100)。另一氣體料流,優(yōu)選光氣氣體料流(10)經(jīng)過(guò)由內(nèi)部噴嘴的外壁與該容器的內(nèi)壁形成的環(huán)形空隙引入。這兩個(gè)氣體料流在內(nèi)部噴嘴的出口孔處(= 混合區(qū)的起點(diǎn))混合。這一實(shí)施方案例如顯示在EP-A-1 449 826的圖1和EP-A-1 362 847的圖1中。在這種情況下,設(shè)備1100和2100部分互相集成并集成到混合區(qū)(3100)中。也可以如EP-A-1 449 826的圖2中所示,使用由幾個(gè)獨(dú)立噴嘴構(gòu)成的裝置代替單一的中心噴嘴。例如在EP-A-2 196 455,尤其是段落[0047]至[0048]中,和EP-A-1 935 876,尤其是段落[0027]和[0028]中描述了可根據(jù)本發(fā)明用于設(shè)備1100和2100的進(jìn)一步實(shí)施方案。

(v) 可根據(jù)本發(fā)明使用的反應(yīng)停止區(qū)(4000)是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的。優(yōu)選的是如EP 1 935 875 B1,尤其是段落[0024]和[0025]中所述的實(shí)施方案。優(yōu)選地,該反應(yīng)停止區(qū)最晚在料流20在步驟(III)中首次進(jìn)入混合區(qū)(3100)時(shí)投入運(yùn)行。在反應(yīng)停止區(qū)(4000)中,將除異氰酸酯(4)外基本還包含氯化氫副產(chǎn)物(Koppelprodukt)和未轉(zhuǎn)化的光氣的反應(yīng)粗產(chǎn)物(40)迅速冷卻,優(yōu)選通過(guò)將惰性溶劑(優(yōu)選鄰二氯苯,ODB)任選與一部分之前形成并再循環(huán)的異氰酸酯(4)一起噴入氣體料流(40)。優(yōu)選地,粗反應(yīng)產(chǎn)物(40)在反應(yīng)停止區(qū)(4000)中分離成氣態(tài)組分(蒸氣,50)和液體組分(60)。

在本發(fā)明的方法的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施方案中,在反應(yīng)停止區(qū)(4000)中獲得的粗產(chǎn)物在相同的氣相光氣化裝置(100)中后處理以從液體混合物(60)中分離異氰酸酯(4)。在這種情況下,氣相光氣化裝置(100)另外包含

(vi)后處理部分(5000) 。

適用于后處理的裝置描述在WO 2011/003532,尤其是第5頁(yè)第19行至第28頁(yè)第5行,以及EP 1 371 636 B1、EP 1 371 635 B1和EP 1 413 571 B1中,在每種情況下為全文。后處理部分(5000)可分成用于回收和再循環(huán)未轉(zhuǎn)化的光氣(和用于分離氯化氫副產(chǎn)物)的設(shè)備(5100)和用于獲得以純凈形式制成的異氰酸酯(和任選用于再循環(huán)惰性溶劑)的設(shè)備(5200)。在圖1中僅示意性標(biāo)示后處理部分而沒(méi)有下文給出的細(xì)節(jié)。特別地,后處理部分(5000)包含用于通過(guò)用惰性溶劑洗滌而從來(lái)自反應(yīng)停止區(qū)(4000)的蒸氣(50)中除去異氰酸酯的洗滌塔(5110)、用于通過(guò)吸收在惰性溶劑中(這導(dǎo)致氯化氫和惰性物(70)與光氣分離)而從洗滌塔(5110)的蒸氣中回收光氣的光氣吸收塔(5120)、用于分離光氣和惰性溶劑的光氣解吸塔(5130)、尤其用于從粗制異氰酸酯中分離低沸物(尤其是來(lái)自反應(yīng)停止區(qū)的惰性溶劑)的溶劑塔(5210)、尤其用于從在溶劑塔中預(yù)提純的異氰酸酯中分離高沸物(例如含聚脲的殘留物)以獲得純化的最終產(chǎn)物的精細(xì)提純塔(5220)。

可以(未顯示在圖1中)將用于提供氣態(tài)光氣料流(10)的裝置(1000)集成到光氣解吸塔(5130)中以使來(lái)自后處理的含溶劑的光氣料流與新鮮光氣(1')一起蒸發(fā)并在光氣解吸塔(5130)中蒸餾。所得氣態(tài)光氣經(jīng)設(shè)備1100供入混合區(qū),同時(shí)優(yōu)選將分離出的惰性溶劑導(dǎo)入洗滌塔(5110)和/或光氣吸收塔(5120)。

在本發(fā)明的方法的步驟(I)中(也參見(jiàn)圖2),在裝置1000中,提供氣態(tài)光氣料流(10)并經(jīng)設(shè)備1100連續(xù)引入混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000),其中壓力p10大于混合區(qū)(3100)中的壓力p3100。在此過(guò)程中,中斷胺氣體料流(20)的供應(yīng)。優(yōu)選地,在步驟(I)的進(jìn)行過(guò)程中,裝置部分——設(shè)備1100、混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000)不含雜質(zhì),尤其不含在之前的生產(chǎn)周期中可能來(lái)自反應(yīng)停止的已由于再循環(huán)光氣料流而分布在光氣化裝置中或有意作為惰性物質(zhì)添加的溶劑。優(yōu)選地,在步驟(I)中就將光氣氣體質(zhì)量流量M'(10)調(diào)節(jié)到在所需容量下的連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中的稍后目標(biāo)值M'目標(biāo)(10)。氣態(tài)光氣料流(10)除光氣(1)外還可含有惰性物質(zhì)(3)。在裝置1000中,在200毫巴至3000毫巴的絕對(duì)壓力p30下將光氣氣體料流(10)加熱到200℃至600℃的溫度T30。T10和p10的值涉及整個(gè)料流(10),即任選地涉及離開(kāi)設(shè)備1100時(shí)的光氣(1)和惰性物質(zhì)(3)的混合物??筛鶕?jù)本發(fā)明使用的惰性物質(zhì)(3)除在室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下已為氣態(tài)的物質(zhì),如氮?dú)?、氦氣或氬氣外還包含在室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下為液體的惰性有機(jī)溶劑的蒸氣,例如任選具有鹵素取代的芳烴,例如氯苯或二氯苯(所有異構(gòu)體,優(yōu)選鄰二氯苯)。特別優(yōu)選使用氮?dú)庀♂尮鈿???梢砸袁F(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的方式選擇惰性物質(zhì)(3)在光氣氣體料流(10)中的含量。在步驟(I)中,在光氣循環(huán)下加熱光氣化裝置(100),接著在步驟(II)中在胺側(cè)上形成惰性氣體料流。

在步驟(I)中,光氣料流(10)中的光氣優(yōu)選至少部分來(lái)自氣相光氣化裝置的后處理部分(5000)(來(lái)自之前的生產(chǎn)周期的再循環(huán)光氣(1''))。優(yōu)選如WO 2011/003532,尤其是第5頁(yè)第19行至第28頁(yè)第5行中所述進(jìn)行后處理中的光氣回收。

在本發(fā)明方法的步驟(II)中(也參見(jiàn)圖3),將惰性氣體料流(30)至少導(dǎo)過(guò)設(shè)備2100(并從此處經(jīng)過(guò)混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000))。優(yōu)選地,以將惰性氣體料流(30)從裝置2000導(dǎo)入設(shè)備2100(并從此處經(jīng)過(guò)混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000))的方式將裝置2000和設(shè)備2100惰性化。在此步驟的過(guò)程中打開(kāi)任選存在于裝置2000和設(shè)備2100之間(以及設(shè)備2100和混合區(qū)3100之間)的阻隔設(shè)備,以使惰性氣體料流(30)可從蒸發(fā)裝置2000流出到設(shè)備2100中(并從此處流入混合區(qū)(3100))。

可通過(guò)(a)將溫度T3 < 200℃的優(yōu)選在室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下為液體的惰性物質(zhì)(3)引入裝置2000并在其中加熱而實(shí)現(xiàn)惰性化。當(dāng)在正常運(yùn)行中的反應(yīng)過(guò)程中用在室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下為液體的惰性物質(zhì)(3)的蒸氣稀釋該反應(yīng)混合物時(shí),這一實(shí)施方案尤其有利??梢詫⒍栊晕镔|(zhì)(3)以液體形式引入裝置2000中并在此才蒸發(fā)。在變體(a)中特別合適的惰性物質(zhì)(3)是惰性溶劑,如任選具有鹵素取代的芳烴,例如氯苯或二氯苯(所有異構(gòu)體,優(yōu)選鄰二氯苯)。在裝置2000中,加熱惰性物質(zhì)(3)(即在以液體形式引入的情況下蒸發(fā))以獲得具有200℃至600℃,優(yōu)選200℃至500℃,更優(yōu)選250℃至500℃的溫度T30和100毫巴至3000巴,優(yōu)選150毫巴至2800毫巴,更優(yōu)選200毫巴至2500毫巴的絕對(duì)壓力p30的惰性氣體料流(30)。由此加熱裝置2000和下游設(shè)備2100。料流(3)和(30)在化學(xué)組成上沒(méi)有不同,僅在溫度和任選壓力方面不同。在已加熱引入裝置2000的料流(3)后,其被稱作料流(30)。

也可以(b)在200℃至600℃,優(yōu)選200℃至500℃,更優(yōu)選250℃至500℃的溫度T30和100毫巴至3000毫巴,優(yōu)選150毫巴至2800毫巴,更優(yōu)選200毫巴至2500毫巴的絕對(duì)壓力p30下在裝置2000外提供惰性氣體料流(30)。當(dāng)在正常運(yùn)行中的反應(yīng)過(guò)程中用在室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下已為氣態(tài)的惰性物質(zhì),如氮?dú)?、氦氣或氬氣稀釋該反?yīng)混合物時(shí),這一實(shí)施方案尤其有利??梢詫⒍栊詺怏w料流(30)導(dǎo)入(b.1)設(shè)備2100(并從此處經(jīng)過(guò)混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000))。也可以將惰性氣體料流(30)供入(b.2)裝置2000(并從此處經(jīng)過(guò)設(shè)備2100、混合區(qū)(3100)、反應(yīng)區(qū)(3200)和反應(yīng)停止區(qū)(4000))。在變體(b.2)中,也可以在上文規(guī)定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)一步加熱在裝置2000中引入的惰性氣體料流(30)。

在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中,惰性氣體料流(30)由與任選用于稀釋光氣(1)的相同惰性物質(zhì)(3)構(gòu)成。步驟(II)與步驟(I)同時(shí)或在其后進(jìn)行。如果步驟(II)在步驟(I)后進(jìn)行,在步驟(II)的進(jìn)行過(guò)程中保持在步驟(I)中建立的光氣料流(10)。所用惰性氣體料流(30)的最佳流量取決于要加熱的裝置部分的尺寸并可由本領(lǐng)域技術(shù)人員容易確定。步驟(II)防止在步驟(III)中的胺供應(yīng)開(kāi)始時(shí)裝置2100含有光氣并防止發(fā)生胺(2)在混合區(qū)(3100)或在反應(yīng)區(qū)(3200)中的冷凝。

在本發(fā)明方法的步驟(III)中,在裝置2000中,提供氣態(tài)胺料流(20)并經(jīng)設(shè)備2100連續(xù)引入混合區(qū)(3100)。在此優(yōu)選維持惰性氣體料流(30)。這有利地通過(guò)用一開(kāi)始為氣態(tài)(即作為惰性氣體料流(30))或在設(shè)備2000中與胺(2)一起轉(zhuǎn)化成氣相(即轉(zhuǎn)化成惰性氣體料流(30))的惰性物質(zhì)(3)稀釋胺(2)進(jìn)行。在這一實(shí)施方案中,胺氣體料流(20)因此除胺(2)外還包含惰性物質(zhì)(3)。在裝置2000中,在100毫巴至3000毫巴的絕對(duì)壓力p20下將胺氣體料流(20)加熱到200℃至600℃的溫度T20。T20和p20的值基于整個(gè)料流(20),即任選基于離開(kāi)設(shè)備2100時(shí),即在利用設(shè)備2100中的噴嘴的優(yōu)選實(shí)施方案中在噴嘴口處的胺(2)和惰性物質(zhì)(3)的混合物??筛鶕?jù)本發(fā)明使用的惰性物質(zhì)(3)如光氣的情況中那樣除在室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下已為氣態(tài)的物質(zhì),如氮?dú)狻⒑饣驓鍤馔膺€包含在室溫和標(biāo)準(zhǔn)壓力下為液體的惰性有機(jī)溶劑的蒸氣,例如任選具有鹵素取代的芳烴,例如氯苯或二氯苯(所有異構(gòu)體,優(yōu)選鄰二氯苯)。特別優(yōu)選使用氮?dú)庀♂尠?。如果?2)和光氣(1)都用惰性物質(zhì)(3)稀釋,所用惰性氣體料流(30)優(yōu)選是相同的惰性物質(zhì)。這優(yōu)選是氮?dú)???梢砸袁F(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的方式選擇惰性物質(zhì)(3)在胺氣體料流(10)中的含量。在步驟(III)中,將胺(2)蒸發(fā)到不斷用惰性氣體料流(30)沖洗的設(shè)備2100中,此時(shí)從反應(yīng)物料流到產(chǎn)物取出的整個(gè)光氣化裝置必須準(zhǔn)備好運(yùn)行。在胺氣體料流(20)離開(kāi)設(shè)備2100,在使用噴嘴的優(yōu)選實(shí)施方案中離開(kāi)胺噴嘴口進(jìn)入混合區(qū)(3100)時(shí),必須確保光氣過(guò)量,優(yōu)選至少150%。設(shè)備2100和混合區(qū)(3100)和反應(yīng)區(qū)(3200)中的溫度優(yōu)選具有高于胺(2)的露點(diǎn)的值。裝置2000(胺蒸發(fā))中的壓力p20必須高于混合區(qū)(3100)中的壓力p3100,其優(yōu)選為80毫巴(絕對(duì))至2500毫巴(絕對(duì))。這可通過(guò)首先蒸發(fā)胺(2)并然后通過(guò)(任選進(jìn)一步)添加惰性氣體料流(30)以將壓力調(diào)節(jié)到所需值p20實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選選擇相等的壓力p10和p20。由此選擇的壓力必須大于混合區(qū)(3100)中的所需壓力p3100,以確保氣體料流(10)和(20)充分流入混合區(qū)(3100)并可靠地排除回混到各自的反應(yīng)物噴嘴中。

根據(jù)本發(fā)明,使料流(20)的組成和質(zhì)量流量與料流(10)的組成和質(zhì)量流量匹配以在混合區(qū)(3100)中,光氣(1)相對(duì)于胺(2)的伯氨基化學(xué)計(jì)算過(guò)量存在。優(yōu)選地,基于胺的伯氨基計(jì),光氣過(guò)量為理論值的150%至400%,更優(yōu)選理論值的160%至350%,最優(yōu)選理論值的170%至300%。理論上,1摩爾光氣與1摩爾氨基反應(yīng),意味著2摩爾光氣理論上與1摩爾二胺反應(yīng)。

將胺氣體料流(20)的質(zhì)量流量連續(xù)或分段,優(yōu)選連續(xù)提高到所需目標(biāo)值M'目標(biāo)(20)。優(yōu)選地,以在少于12小時(shí),優(yōu)選少于6小時(shí),更優(yōu)選少于3小時(shí),最優(yōu)選少于1小時(shí)內(nèi)達(dá)到所需目標(biāo)值M'目標(biāo)(20)的至少80%的方式實(shí)現(xiàn)這種提高。這防止光氣、胺或光氣/胺混合物在進(jìn)入混合區(qū)(3100)的點(diǎn)的湍流回混。

如果兩個(gè)或更多個(gè)反應(yīng)區(qū)(3200)并聯(lián)運(yùn)行,優(yōu)選如上所述相繼啟動(dòng)它們。輔助系統(tǒng)(Nebensystem)(如HCl吸收、光氣吸收、任選的溶劑后處理或廢氣處理)的尺寸必須使得所得的氣態(tài)副產(chǎn)物(Koppelprodukt)和任選的副產(chǎn)物(尤其是氯化氫副產(chǎn)物)可在啟動(dòng)過(guò)程中毫無(wú)問(wèn)題地吸收和進(jìn)一步加工。

這兩個(gè)質(zhì)量流量M'(10)和M'(20)一旦達(dá)到它們各自的目標(biāo)值,就可通過(guò)現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法進(jìn)一步運(yùn)行氣相光氣化裝置(100)。優(yōu)選地,為此,在避免回混下,將產(chǎn)生的反應(yīng)混合物連續(xù)導(dǎo)過(guò)反應(yīng)區(qū)并在其中優(yōu)選在200℃至600℃的溫度和80毫巴至2500毫巴的絕對(duì)壓力下在0.05至15秒的平均接觸時(shí)間內(nèi)以絕熱或等溫方式,優(yōu)選以絕熱方式轉(zhuǎn)化成包含所需異氰酸酯(4)的氣態(tài)工藝產(chǎn)物。在EP 2 196 455 B1和EP 1 935 876 B1中描述了合適的實(shí)施方案。

在反應(yīng)停止區(qū)(4000)中,將離開(kāi)反應(yīng)區(qū)(3200)的氣態(tài)工藝產(chǎn)物(40)迅速冷卻。這優(yōu)選通過(guò)與溫度保持在低于異氰酸酯(4)的沸點(diǎn)和高于相當(dāng)于轉(zhuǎn)化的胺的氨基甲酰氯的分解溫度的惰性溶劑接觸實(shí)現(xiàn)。在EP 1 935 875 B1中描述了合適的實(shí)施方案。在這一步驟中任選未冷凝的異氰酸酯(4)優(yōu)選通過(guò)用洗滌液洗滌而從留在反應(yīng)停止區(qū)中的氣體混合物中分離并優(yōu)選與在反應(yīng)停止區(qū)(4000)中獲得的冷凝物(60)合并。在EP 1 935 875 B1,尤其是段落[0024]和[0025]中描述了合適的實(shí)施方案。

此后,通過(guò)蒸餾從由此獲得的粗制液體工藝產(chǎn)物中分離所需異氰酸酯(4)。合適的實(shí)施方案是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的并例如描述在WO 2013/139703、EP 1 413 571 B1、EP 1 371 635 B1、EP 1 371 636 B1中。

如果同時(shí)啟動(dòng)所有反應(yīng)物路徑,會(huì)發(fā)生上述問(wèn)題。光氣可流入設(shè)備2100(優(yōu)選胺噴嘴)并可造成堵塞、被聚脲附著等。此外,至少短暫地明顯低于在標(biāo)稱容量下的連續(xù)生產(chǎn)中所需的光氣過(guò)量,以致由于干擾流量平衡和出現(xiàn)不受控的混合而產(chǎn)生副產(chǎn)物。在同時(shí)打開(kāi)這兩個(gè)反應(yīng)物料流時(shí),擾亂反應(yīng)物在反應(yīng)空間中的停留時(shí)間。

本發(fā)明的程序因此為氣相光氣化的啟動(dòng)程序帶來(lái)下列優(yōu)點(diǎn):

i) 避免設(shè)備2100(優(yōu)選胺噴嘴)和混合區(qū)(3100)中的堵塞和因此避免由于必須停止該裝置以清潔設(shè)備2100(優(yōu)選胺噴嘴)而可能需要的多次啟動(dòng)。

ii) 由于(i),節(jié)省能源。

iii) 由于不需要由于附著物和沉積物的存在而反復(fù)停機(jī)和重啟,提高該裝置的生產(chǎn)率。

iv) 由于通過(guò)減少啟動(dòng)程序而降低光氣化裝置(100)上的熱應(yīng)力,裝置可靠性提高。

v) 降低的副產(chǎn)物形成和對(duì)產(chǎn)物的熱應(yīng)力縮短,伴隨著相對(duì)收率的提高。

vi) 避避免或減少該設(shè)備中(例如裝置2000和設(shè)備2100中或反應(yīng)停止前的反應(yīng)區(qū)中)的沉淀物、附著物和堵塞,伴隨著該方法的開(kāi)工時(shí)間(Standzeit)的延長(zhǎng)。

vii) 清潔該設(shè)備后的較少?gòu)U物(例如要除去的聚脲較少,避免可能引發(fā)腐蝕的洗滌水)。

viii) 避免由于反復(fù)不良啟動(dòng)和停機(jī)而可能形成的不符合規(guī)格的產(chǎn)品。這樣的劣質(zhì)啟動(dòng)產(chǎn)品因此不必與優(yōu)質(zhì)多異氰酸酯摻混(verschnitten)或甚至在最糟的情況下焚化。

因此,本發(fā)明的方法通過(guò)避免光氣(1)回混到胺氣體料流(20)中而能以技術(shù)上順利的方式啟動(dòng)氣相光氣化裝置并隨后后處理形成的粗制異氰酸酯,其中停工時(shí)間降低或在理想的情況下無(wú)停工時(shí)間并直接具有高的最終產(chǎn)物品質(zhì)。

實(shí)施例

以ppm或%計(jì)的含量數(shù)據(jù)是基于相關(guān)的各物質(zhì)(料流)的總質(zhì)量計(jì)的質(zhì)量含量。

用于在"運(yùn)行中(eingefahren)的"氣相生產(chǎn)裝置(100)(即在已啟動(dòng)后)制備TDI的一般條件

(也參見(jiàn)圖1(簡(jiǎn)化圖))

TDA (2)在胺蒸發(fā)器(2000)中與氮?dú)?3)一起連續(xù)蒸發(fā)。將含有12 t/h的氣態(tài)TDA (2)的由此獲得的胺氣體料流(20)經(jīng)由在其朝向光氣化反應(yīng)器(3000)的末端存在胺噴嘴的導(dǎo)管(2100)連續(xù)噴入光氣化反應(yīng)器(3000)。TDA料流(20)從離開(kāi)蒸發(fā)器(2000)到離開(kāi)胺噴嘴的停留時(shí)間為5秒。同時(shí),經(jīng)由如EP-A-1 362 847中公開(kāi)的那樣使用的光氣精餾器(Gleichrichter),將61 t/h的氣態(tài)光氣料流(10)連續(xù)噴入光氣化反應(yīng)器(3000)。所用光氣是新鮮光氣(1')和在后處理部分(5000)中回收的光氣(1'')的混合物。在這種情況下,良好混合這兩種反應(yīng)物,并且沒(méi)有回混。氣態(tài)TDA料流(20)在噴嘴口的溫度為380℃(TDA在噴嘴口的進(jìn)料中在此溫度下的停留時(shí)間為大約1秒)。氣態(tài)光氣(10)在離開(kāi)光氣精餾器時(shí)具有320℃的溫度,其中熱光氣在最后一個(gè)光氣過(guò)熱器和光氣精餾器之間的停留時(shí)間為2秒。來(lái)自料流(10)和(20)的氣態(tài)混合物在氣相反應(yīng)器(3000)中具有8秒的停留時(shí)間并在1692毫巴的絕對(duì)壓力下反應(yīng)產(chǎn)生氣態(tài)反應(yīng)混合物(40)。隨后的反應(yīng)停止區(qū)(4000)包含兩段“驟冷”,其中通過(guò)噴入鄰二氯苯(ODB)將氣態(tài)反應(yīng)混合物(40)冷卻至168℃,以使其冷凝且粗制TDI和ODB的混合物(60)收集在底部容器(4100)中。過(guò)量光氣、在該反應(yīng)中形成的氯化氫和惰性物在這些條件下從底部容器(4100)中基本脫氣,其中借助內(nèi)部構(gòu)件減少TDI的夾帶。這一工藝殘留氣體料流(50)如WO 2011/003532,第11頁(yè)第24至25行中所述那樣后處理(5100)以回收夾帶的TDI、光氣和氯化氫。來(lái)自底部容器(4100)的混合物(60)如EP 1 413 571 B1中所述那樣后處理(5200),從而以15.6 t/h的流量提供TDI (4)。

由此制備的TDI (4)通常具有> 99.97%的純度(氣相色譜法,GC)、< 5 ppm的ODB殘留溶劑含量(GC)、< 10 ppm的可水解氯的殘留氯含量(根據(jù)ASTM D4663滴定)、< 5 ppm的結(jié)合氯的酸度(根據(jù)ASTM D5629滴定)和作為Hazen值測(cè)得的< 15的色值(根據(jù)DIN EN ISO 6271測(cè)定)。

對(duì)比例1: 在光氣(1)前供入胺(2)以啟動(dòng)氣相光氣化裝置(100)

氣相光氣化裝置(100)如上所述運(yùn)行。在停機(jī)后,如下重啟該裝置:胺蒸發(fā)器(2000)和包括胺噴嘴的導(dǎo)管(2100)在380℃的設(shè)定溫度下充填氮?dú)鈿怏w料流(30)。光氣化反應(yīng)器(3000)不含反應(yīng)物和產(chǎn)物并用熱氮?dú)?30)惰性化。啟動(dòng)胺蒸發(fā)器(2000)中的胺蒸發(fā),并使TDA在300℃下蒸發(fā),在進(jìn)一步熱交換器中加熱至410℃并在1683毫巴的絕對(duì)壓力下作為氣態(tài)TDA (20)經(jīng)胺噴嘴噴入光氣化反應(yīng)器(3000)。在45分鐘的計(jì)劃啟動(dòng)期過(guò)程中引入光氣化反應(yīng)器(3000)的TDA (2)的量應(yīng)從0 t/h連續(xù)提高到12 t/h。在開(kāi)始供應(yīng)胺后5分鐘,將光氣氣體料流(10)在61 t/h的質(zhì)量流量、在反應(yīng)器入口處320℃的溫度和1683毫巴的絕對(duì)壓力下噴入光氣化反應(yīng)器(3000)。在20分鐘后,由于在反應(yīng)物TDA氣體料流(20)和光氣氣體料流(10)進(jìn)入光氣化反應(yīng)器(3000)的入口和底部(4100)的蒸氣出口之間的壓差迅速升高到大于1000毫巴而非在正常運(yùn)行中的10毫巴,必須停止該裝置,且蒸發(fā)光氣(1)和TDA (2)所需的蒸發(fā)能量不能再提高。通過(guò)關(guān)閉光氣和TDA供應(yīng)而中斷該啟動(dòng)。在打開(kāi)光氣化裝置后,發(fā)現(xiàn)在底部(4100)被TDA和聚脲堵塞的除霧器和在驟冷器(Quenchen)(4000)中被沉積物大面積覆蓋的表面。

對(duì)比例2: 同時(shí)供入胺(2)和光氣(1)以啟動(dòng)氣相光氣化裝置(100)

氣相光氣化裝置(100)如上所述運(yùn)行。在停機(jī)后,如下重啟該裝置:胺蒸發(fā)器(2000)和包括胺噴嘴的導(dǎo)管(2100)在380℃的設(shè)定溫度下充填氮?dú)鈿怏w料流(30)。光氣化反應(yīng)器(3000)不含反應(yīng)物和產(chǎn)物并用熱氮?dú)?30)惰性化。啟動(dòng)胺蒸發(fā)器(2000)中的胺蒸發(fā),并使TDA在300℃下蒸發(fā),在進(jìn)一步熱交換器中加熱至410℃并在1683毫巴的絕對(duì)壓力下作為氣態(tài)TDA (20)經(jīng)胺噴嘴噴入光氣化反應(yīng)器(3000)。在45分鐘的計(jì)劃啟動(dòng)期過(guò)程中引入光氣化反應(yīng)器(3000)的TDA (2)的量應(yīng)從0 t/h連續(xù)提高到12 t/h。與TDA氣體料流(20)經(jīng)胺噴嘴送入光氣化反應(yīng)器(3000)同時(shí),打開(kāi)光氣供應(yīng)并將光氣氣體料流(10)在61 t/h的質(zhì)量流量、在反應(yīng)器入口處320℃的溫度和1691毫巴的絕對(duì)壓力下噴入光氣化反應(yīng)器(3000)。該裝置在45分鐘啟動(dòng)時(shí)間后可以以正常運(yùn)行模式運(yùn)行。在5天后,由于在反應(yīng)物TDA氣體料流(20)和光氣氣體料流(10)進(jìn)入光氣化反應(yīng)器(3000)的入口和底部(4100)的蒸氣出口之間的壓差升高到793毫巴而非在正常運(yùn)行中的10毫巴,必須停止該裝置,且蒸發(fā)光氣(1)和TDA (2)所需的蒸發(fā)能量幾乎無(wú)法提高。在該裝置停止和打開(kāi)后,在胺噴嘴口處、沿反應(yīng)器空間的表面和在驟冷器表面上發(fā)現(xiàn)含聚脲的嚴(yán)重(massiv)沉積物。

對(duì)比例3: 在胺(2)前供入光氣(1)以啟動(dòng)氣相光氣化裝置(100),但不用惰性氣體料流(30)將胺供應(yīng)設(shè)備惰性化

通過(guò)使來(lái)自出自反應(yīng)停止區(qū)(4000)的蒸氣(50)在320℃下的后處理(5100)的再循環(huán)光氣(1'')經(jīng)過(guò)光氣化反應(yīng)器(3000)、反應(yīng)停止區(qū)(4000)回到該后處理,建立光氣的循環(huán)。在反應(yīng)停止區(qū)(4000)中,在此過(guò)程中,只有在反應(yīng)混合物(40)的流動(dòng)方向上的第二驟冷在運(yùn)行,由此將光氣料流冷卻。在這一光氣循環(huán)中,使61 t/h的光氣循環(huán)(步驟(I))。在此過(guò)程中,不用氮?dú)饬?30)沖洗胺蒸發(fā)器(2000)和包括胺噴嘴的導(dǎo)管2100。光氣化反應(yīng)器(3000)一旦調(diào)溫到320℃,就通過(guò)將預(yù)熱到220℃的液體TDA (2)與氮?dú)庖黄鹚腿氚氛舭l(fā)器(2000)、在其中借助熱交換器在300℃下蒸發(fā)并然后借助另一熱交換器將其加熱到410℃而開(kāi)始胺蒸發(fā) – 不預(yù)先用氮?dú)鈿怏w料流(30)沖洗包括胺噴嘴的導(dǎo)管(2100)。由此獲得的TDA料流(20)在1654毫巴的絕對(duì)壓力下經(jīng)胺噴嘴噴入光氣化反應(yīng)器(3000)(步驟(III))。在氣相光氣化裝置的啟動(dòng)過(guò)程中(即直到胺質(zhì)量流量達(dá)到M'目標(biāo)(2),這在45分鐘后發(fā)生)引入光氣化反應(yīng)器(3000)的TDA (2)的量從0 t/h連續(xù)增加到12 t/h,其中在啟動(dòng)結(jié)束時(shí)光氣化反應(yīng)器(3000)中的工作壓力為1641毫巴(絕對(duì))。在TDA氣體料流(20)在啟動(dòng)過(guò)程中朝光氣化反應(yīng)器(3000)的方向初次離開(kāi)胺噴嘴前不久,使在反應(yīng)混合物(40)的流動(dòng)方向上的第一驟冷投入運(yùn)行。通過(guò)新鮮光氣(1')和在后處理中回收的光氣(1'')的混合物替代在該裝置啟動(dòng)后消耗的光氣。在60分鐘后,15.6 t/h的TDI (4)離開(kāi)后處理階段的最后一個(gè)蒸餾塔。

在啟動(dòng)后,胺蒸發(fā)(2000)和光氣化反應(yīng)器(3000)之間的壓差始終進(jìn)一步提高。在3小時(shí)后,由于胺噴嘴處的工作壓力已升至2.5巴(絕對(duì)),必須停止光氣化反應(yīng)器(3000)。在該裝置停止和打開(kāi)后,在胺噴嘴的出口孔中和在通往胺噴嘴的管線中發(fā)現(xiàn)炭化的殘留物。這可歸因于在啟動(dòng)階段中光氣回流到設(shè)備2100中,以致形成堵塞胺噴嘴的出口孔的TDI沉積物。

實(shí)施例4(本發(fā)明)

如實(shí)施例3中所述操作,只是一旦將光氣化反應(yīng)器(3000)調(diào)溫到320℃,就在380℃的設(shè)定溫度下用熱氮?dú)?30)沖洗胺蒸發(fā)器(2000)和包括胺噴嘴的導(dǎo)管(2100)(步驟(II))。在60分鐘后,15.6 t/h的TDI (4)離開(kāi)后處理(5200)的最后一個(gè)蒸餾塔。

在這一程序中,防止在啟動(dòng)期過(guò)程中的胺噴嘴的堵塞和在光氣化反應(yīng)器(3000)中形成沉積物,以使裝置(100)可長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行多達(dá)超過(guò)一年。明顯減少不想要的副產(chǎn)物,如聚脲等的形成并且可以不發(fā)生該啟動(dòng)產(chǎn)品與更高純度的TDI的稍后摻混。

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