155549. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aromás mono- és diizocianátok folyamatos előállítására

155549 A reakció kivitelezése egyetlen reaktorban történik a meleg foszgénezés hőfokán, viszonylag egyszerű berendezésben. Az eljárás hátránya a nagy foszgénfelesleg mellett az, hogy folyamatos, vagy félfolyamatos üzemeltetés esetén az izocianáttal együtt az egyensúlyi viszonyoknak megfelelő mennyiségű amin is eltávozik a reaktorból, amely reagálva az izocianáttal, erősen rontja az izocianáttermelést. Izocianát folytonos előállítására irányuló kísérleteinkben azt tapasztaltuk, hogy az egy lépésben végrehajtott foszgénezés aminra számítva jobb termeléssel, biztonságosabban, egyszerű berendezésben 5—20% foszgénfelesleggel is kivitelezhető, ha a reakciót nem egyetlen reaktorban, hanem kaszkád rendszerbe sorba kapcsolt két reaktorban valósítjuk meg, intenzív keverést alkalmazva. A találmány szerinti eljárás két egyszerű, saválló acélból készült, fűthető, célszerűen turbókeverős reaktorban kivitelezhető félfolyamatosan vagy folyamatosan. A reaktort a foszgén és az oldott amin bevezetésére egy-egy bevezető, a reakciókeverék, illetve a kész termék elvezetésére kivezető nyílással és visszafolyató hűtővel kell ellátni. A foszgénfelesleg, illetve a reakció során keletkező sósavgáz elvezetése a visszafolyató hűtőn keresztül történik. A folyamatos technológia esetén a reakciótermék elvezetése is folyamatos. Az amin oldatot 100 C°-ra előmelegítve, a foszgénnel egyidejűleg adagoljuk az első reaktorba. A reaktorban induláskor forrásig melegített foszgén oldat van. Oldószerként klórozott aromás szénhidrogének használhatók. Az oldószer megválasztásához lényeges szempont, hogy a reakcióban közömbös legyen, a sósavat rosszul, a foszgént jól oldja, forrpontja az aminénál kisebb, de legalább 120—160 C° legyen, hogy forráspontján a reakcióhoz szükséges hőmérsékletet biztosítsa. Kísérleteink szerint jó eredménnyel használható aromás mono- és diizocianátok előállításához pl. az ortodiklórbenzol. Az amint előnyösen 15%-os oldatban adagoljuk. Az első reaktorban a reakció gyakorlatilag pillanatszerűen, kb. 85%-ban, melléktermékek keletkezése nélkül lejátszódik, ha a foszgént az aminra sztöchiometrikusan számított mennyiségben adagoljuk. Az első reaktorból a kb. 85%-ban reagált reakcióelegy célszerűen túlfolyón át gravitációs úton juttatható folyamatosan a második, az elsővel azonos típusú és hőmérsékletű reaktorba, ahová egyidejűleg foszgént vezetünk olyan mennyiségben, hogy az első és második reaktorba bevezetett foszgén mennyisége összesen, a reakció teljessé tételéhez sztöchiometriailag szükséges foszgén mennyiségének kb. 1,05—1,2-szerese legyen. A reakció optimális hőfoka az alkalmazott amin komponenstől függően 120—200 C° között változik. E hőfok intervallumon kívül az izocianátképződés hozama lényegesen csökken, A második reaktorban az izocianátképződés az összes aminra számítva 93—96%-os konverzióval végbemegy. Innen a reakcióelegyet szedőbe juttatjuk, ahol iners gáz célszerűen-nitrogán átfúvatással a benne maradt sósav és kevés reagálatlan foszgén eltávolítható. 5 A nyers izocianát a találmány szerinti eljárásban nagy tisztasággal keletkezik. A minimális szennyezéstől és az oldószertől yákuumdesztíllacióval elválasztva gyakorlatilag 100%-os tisztasá-10 gú izocianát állítható elő. A vákuumdesztilláció során előpárlatként kapott oldószer;

amely kevés izocianátot is tartalmaz, külön tisztítási művelet nélkül visszavezethető a reakcióba. A két reaktor feltétéin távozó csekély foszgénfelesleg sósav-15 mentesítés után szintén visszavezethető a reakcióba. Az a tapasztalat, hogy a találmány szerinti eljárással az izocianátok előállítása oldószeres kö-20 zegben az ún. meleg foszgénezés hőfokán, aminők és foszgén reakciójával elvileg egy lépésben folyamatosan, 93—96%-os termeléssel gyakorlatilag mellékreakciók nélkül kivitelezhető kisebb foszgénfelesleggel, mint amennyit á hasonló el-25 járásokban alkalmaznak, meglepő. Az a gondolat, hogy ez az eredmény egy lépéses reakcióban, két sorba kapcsolt — foszgén oldatot tartalmazó — reaktorban, a foszgén komponens két fokozatban végrehajtott adagolásával érhető el, a 30 találmány. Eljárásunkkal bármilyen volumenben gazdaságosan lehet előállítani aromás izocianátokat, mivel a berendezés olcsó, a termelés nagyon jó ha-35 tásfokú, a technológia egyszerű és nagy tisztaságú terméket eredményez. A találmány szerinti eljárás előnyösen aromás mono- és diizocianátoknak, valamint ezek izomer keverékeinek primer aminokból történő elő-40 állítására alkalmas. Közvetlenül nem alkalmazható viszont olyan izocianátok előállítására, amelyek aktív hidrogéntartalmú csoportokat, pl. alkoholos és fenolos hidroxilcsoportot is tartalmaznak. 45 A találmány gyakorlati kivitelezését példák ismertetik. 1. példa: 2,8 1 űrtartalmú visszafolyató hűtővel és turbókeverővel ellátott, fűthető saválló acél 50 reaktorba, amely foszgénnel telített 160 C°-os o-diklórbenzolt tartalmaz, egyidejűleg kezdjük meg 100 C°-ra előmelegített 2,6 toluilén-diamin 15%-os o-diklórbenzolos oldatának és a foszgénnek a beadagolását. Az amin oldat bevezetésének 55 sebessége 6 g amin/perc, a foszgéné 9,6 g/perc. Az első reaktorból túlfolyón át, gravitációs úton jut el a második reaktorba a reakcióelegy. A második reaktorba 1,9 g/perc sebességgel adagoljuk a foszgént. A berendezés stacioner működése kb. 60 60 perc alatt áll be. A reakció hőmérséklete mindkét reaktorban 160 C°. A reakcióelegy foszgén és sósav mentesítését száraz nitrogén átfúvásával, ugyancsak 160 C°-on végezzük. A reakciókeveréket vákuumban desztilláljuk. Az előpárlat-65 ként kapott oldószert a folyamatba visszavezet-