CN117999255A - 一种用于制备至少一种芳族异氰酸酯的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于制备至少一种芳族异氰酸酯的化学方法，所述方法包括n个化学子过程sp(i)，其中子过程sp(i)在化学处理子单元U(i)(i＝1…n，n≥1)中实施，其中在子单元U(i)的常规操作模式期间，在所述子单元U(i)中实施的该子过程sp(i)包括将包含至少一种芳族化合物Zj E(i)(j≥1)的离析物组合物E(i)进料到所述子单元U(i)中，在所述子单元U(i)中处理所述组合物E(i)以及获得包含至少一种芳族化合物Zk P(i)(k≥1)的产物组合物P(i)，其中该化学方法包括在所述子单元U(i)中启动所述子过程sp(i)，其中所述启动包括在所述子单元U(i)中处理化学启动组合物S(i)，其中所述S(i)#E(i)且其中所述S(i)包含这些芳族化合物Zk P(i)中的至少一个芳族化合物。
Description
本发明涉及一种用于制备至少一种芳族异氰酸酯的方法，该方法包括特定的启动，并且涉及一种用于实施所述方法的化学单元U。
芳族异氰酸酯通常经由连续法或不连续法在合适的设备部分或设备中制备。由于这种方法包括若干子过程，因此设备部分或设备包括用于处理子过程的一个或多个化学处理子单元。也可以在若干化学处理子单元中并行地实施子过程。考虑到制备芳族异氰酸酯通常包括芳族化合物的硝化、氢化和光气化，如例如在从甲苯开始的甲苯二异氰酸酯的制备中，用于制备至少一种芳族异氰酸酯的方法包括若干子过程，其中子过程在化学处理子单元中实施。然后将从化学处理单元获得的产物组合物进料至后续化学处理子单元中进行进一步处理，直到获得期望的产物组合物。
在子单元的常规操作模式期间，在所述子单元中实施的子过程因此包括将包含至少一种芳族化合物的离析物组合物进料到所述子单元中并在所述子单元中处理所述组合物以获得包含至少一种芳族化合物的产物组合物，使得最终从最末的化学处理子单元获得至少一种芳族异氰酸酯。如本文所用，离析物组合物等同于反应物组合物。同样，术语“离析物”(也以德语Edukt拼写)意指如由Baerns,M.等人在“Technische Chemie”，Wiley，2014年，第697页中所定义的反应物。因此，如本发明中所定义的，离析物组合物等同于反应物组合物。
为了确保设备部分或设备的所述一个或多个化学处理单元和化学处理子单元的高性能，需要对所述化学处理单元或化学处理子单元进行定期维护、清洁和任选的维修。
为此，包括一个或多个化学处理单元和化学处理子单元的设备部分或设备必须部分或完全关闭。不受维护、清洁或维修影响的设备部分或设备的部件可保持稳态，特别是如果可确保包含产物组合物的料流或另一循环料流的返回。例如，WO 2015/197522 A1公开了一种方法，其中不受维护、清洁或维修影响的设备部分以所谓的再循环模式操作。其中公开了将这种设备部分或更下游的设备部分的产物进料到该设备部分以保持循环流动。在WO2017/050776 A1中公开了一种类似的方法，其中不受维护、清洁或维修影响的设备部分在循环流动下操作。
在另一方面，已经受维护影响的设备部分或设备的那些部件必须重新启动。然而，在一个或多个化学处理单元和化学处理子单元中实施的方法的启动是一个代价高昂的过程，特别是考虑到资源效率和能量成本。资源效率涉及不同于目标方法参数的方法参数对方法性能的影响。如果例如离析物组合物不同于具有用于进一步加工的优化组成的目标离析物组合物，则可能预期较差的转化率，使得再循环或浪费过量起始材料是必要的。能量成本包括用于加热或冷却化学处理单元、化学处理子单元、分离装置和其他处理装置的成本。另外，方法的启动可能是耗时的。在本发明的上下文中，特别是当产物组合物满足期望的规格时，终止方法的启动，尤其允许其在随后的方法或方法步骤中进一步处理。
因此，本发明的一个目的是提供一种用于制备至少一种芳族异氰酸酯的新型方法，该方法包括特定的启动过程。特别地，本发明的一个目的是提供一种用于制备至少一种芳族异氰酸酯的改进方法，该方法包括涉及资源效率的特定启动。
因此，本发明涉及一种用于制备至少一种芳族异氰酸酯的方法，所述方法包括n个化学子过程sp(i)，其中子过程sp(i)在化学处理子单元U(i)(i＝1…n，n≥1)中实施，
其中在子单元U(i)的常规操作模式期间，在所述子单元U(i)中实施的子过程sp(i)包括将包含至少一种芳族化合物Zj E(i)(j≥1)的离析物组合物E(i)进料到所述子单元U(i)中，在所述子单元U(i)中处理所述组合物E(i)以及获得包含至少一种芳族化合物Zk P(i)(k≥1)的产物组合物P(i)，
其中化学方法包括启动所述子单元U(i)中的所述子过程sp(i)，其中所述启动包括在所述子单元U(i)中处理化学启动组合物S(i)，其中所述S(i)≠E(i)并且其中所述S(i)包含芳族化合物Zk P(i)中的至少一个芳族化合物。
如上所述，如果需要实施维护、清洁或维修，则包括一个或多个化学处理单元和化学处理子单元的设备部分或设备必须部分或完全关闭。因此，优选的是，根据本发明的方法还包括，在启动子单元U(i)中子过程sp(i)之前，关闭子单元U(i)中的子过程sp(i)，以及将子单元U(i)保持在非操作模式下达时间段Δt(i)。
为了启动根据本发明的方法的子过程sp(i)，优选的是，所述启动包括将化学组合物S(i)进料到子单元U(i)中。
如上所定义，根据本发明的方法包括n个化学子过程sp(i)，其中子过程sp(i)在化学处理子单元U(i)(i＝1…n，n≥1)中实施。在n＝1的情况下，该方法仅包括在单个子单元中实施的一个子过程，可认为该单个子单元是化学单元U。在n≥2的情况下，本发明的方法包括各自在化学处理子单元中实施的至少2个子过程。如果n≥2，因此n至少为2，则优选的是所有子单元U(i)是化学单元U的一部分。
在所有子单元U(i)都是化学单元U的一部分的情况下，优选的是，U除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。如果化学单元U除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)，则优选的是，根据本发明的方法还包括在子单元U(i)的常规操作模式期间从所述子单元U(i)移除产物组合物P(i)并且将从所述子单元U(i)移除的所述产物组合物P(i)的一部分转移到存储装置D(m)中。
在子单元U(i)的常规操作模式期间从所述子单元U(i)移除产物组合物P(i)并且将从所述子单元U(i)移除的所述产物组合物P(i)的一部分转移到存储装置D(m)中的情况下，优选的是，在启动子过程sp(i)期间，将在子单元U(i)的常规操作模式期间存储在D(m)中的P(i)的至少一部分作为化学组合物S(i)的至少一部分进料到子单元U(i)中。
根据本发明，化学子过程sp(i)在化学处理子单元U(i)中实施。因此，化学处理子单元U(i)可以是适于实施化学子过程sp(i)的任何可设想的装置。优选的是，子单元U(i)选自化学反应器、蒸馏塔、精馏塔、釜、相分离器、洗涤装置以及它们中的两者或更多者的组合。
根据本发明，用于制备至少一种芳族异氰酸酯的方法包括n个化学子过程sp(i)。优选的是，至少一个子过程sp(i)包括硝化、氢化、光气化、洗涤、相分离或蒸馏。
在子过程sp(i)包括硝化的情况下，这可以由下标N指示。因此，可以将包括硝化的子过程指定为spN(i)。类似地，可以将包括氢化的子过程指定为spH(i)，将包括光气化的子过程指定为spP(i)，将包括洗涤的子过程指定为spW(i)，将包括分离的子过程指定为spS(i)，以及将包括蒸馏的子过程指定为spD(i)。这同样适用于与如上所定义的子过程有关的子单元U(i)、离析物组合物E(i)、存储装置D(m)、产物组合物P(i)或化学启动组合物。
优选的是，至少一个子过程sp(i)包括硝化并且至少一个另外的子过程sp(i)包括氢化。另外，优选的是，至少一个另外的子过程sp(i)包括光气化。因此，特别优选的是，至少一个子过程sp(i)包括硝化，至少一个另外的子过程sp(i)包括氢化，并且至少一个另外的子过程sp(i)包括光气化。
优选的是，至少一种芳族异氰酸酯包括芳族二异氰酸酯，优选地甲苯二异氰酸酯，更优选地2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者；或包括亚甲基二苯基二异氰酸酯，优选地亚甲基二苯基2,2'-二异氰酸酯、亚甲基二苯基2,4'-二异氰酸酯和亚甲基二苯基4,4'-二异氰酸酯中的一者或多者。
特别优选的是，至少一个子过程sp(i)包括硝化、氢化或光气化，更优选地，至少一个子过程sp(i)包括硝化，至少一个另外的子过程sp(i)包括氢化，以及至少一个另外的子过程sp(i)包括光气化，其中至少一种芳族异氰酸酯包括芳族二异氰酸酯，优选地甲苯二异氰酸酯，更优选地2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者；或包括亚甲基二苯基二异氰酸酯，优选地亚甲基二苯基2,2'-二异氰酸酯、亚甲基二苯基2,4'-二异氰酸酯和亚甲基二苯基4,4'-二异氰酸酯中的一者或多者。另外，特别优选的是，至少一种芳族异氰酸酯包括2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者，优选地为2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者。
根据上述内容，优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)。根据上述内容，也将其中实施子过程spN(i)的子单元U(i)在本文中指定为UN(i)，将与子过程spN(i)相关的离析物组合物在本文中指定为EN(i)，以及将从子单元UN(i)获得的产物组合物P(i)在本文中指定为PN(i)。因此，优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)，其中实施子过程spN(i)的每个子单元UN(i)包括硝化反应器，其中进料到子单元UN(i)中的离析物组合物EN(i)包含至少一种硝化剂，优选地硝酸，并且优选地还包含至少一种去水剂，优选地硫酸。
更优选地，根据本发明的方法包括按顺序实施的两个或更多个子过程spN(i)，其中在UN(i+1)的常规操作模式期间，任选地在中间处理子过程之后将从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)的至少一部分作为离析物组合物EN(i+1)进料到UN(i)下游的子单元UN(i+1)中，其中进料到第一最上游子单元UN(1)中的离析物组合物EN(1)包含甲苯作为Z1 E,N(1)，其中更优选地j＝1。
另外，优选的是，在子单元UN(i)的常规操作模式期间，将PN(i)的一部分存储在至少一个存储装置DN(m)中。如上文所定义，化学单元U中除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还可以包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。因此，特别优选的是，根据本发明的方法还包括在子单元UN(i)的常规操作模式期间，从所述子单元UN(i)移除产物组合物PN(i)以及将从所述子单元UN(i)移除的所述产物组合物PN(i)的一部分转移到存储装置DN(m)中。
在根据本发明的方法还包括在子单元UN(i)的常规操作模式期间从所述子单元UN(i)移除产物组合物PN(i)以及将从所述子单元UN(i)移除的所述产物组合物PN(i)的一部分转移到存储装置DN(m)中的情况下，优选的是，所述方法包括启动子单元UN(i)中的子过程spN(i)，其中所述启动包括将在UN(i)的常规操作模式期间从所述UN(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DN(m)中的PN(i)的至少一部分作为SN(i)进料到PN(i)中。
在一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)的情况下，其中实施子过程spN(i)的每个子单元UN(i)包括硝化反应器，其中进料到子单元UN(i)中的离析物组合物EN(i)包含至少一种硝化剂，优选的是，从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)包含作为Z1 P,N(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,N(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,N(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者。
另外，在一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)的情况下，其中实施子过程spN(i)的每个子单元UN(i)包括硝化反应器，其中进料到子单元UN(i)中的离析物组合物EN(i)包含至少一种硝化剂，优选的是，该方法还包括至少一个第一中间处理子过程，其中第一中间处理子过程包括相分离子过程spS(i)，优选地由该相分离子过程组成。所述相分离子过程spS(i)在本文中也指定为US(i)的子单元中实施，其中从UN(i)获得的产物组合物PN(i)在进料至子单元UN(i+1)之前作为离析物组合物ES(i)经受分离并且在spS(i)期间在有机相和水相中分离，其中将在本文中也指定为PS(i)的有机相作为离析物组合物EN(i+1)进料到子单元UN(i+1)中，其中实施spS(i)的子单元US(i)包括相分离器。
如果根据本发明的方法包括如上所定义的至少一个第一中间处理子过程，则优选的是，在子单元US(i)的常规操作模式期间将PS(i)的一部分存储在至少一个存储装置DS(m)中。如上文所定义，化学单元U中除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还可以包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。因此，特别优选的是，根据本发明的方法还包括在子单元US(i)的常规操作模式期间，从所述子单元US(i)移除产物组合物PS(i)以及将从所述子单元US(i)移除的所述产物组合物PS(i)的一部分转移到存储装置DS(m)中。
在本发明的方法包括在子单元US(i)的常规操作模式期间将PS(i)的一部分存储在至少一个存储装置DS(m)中的情况下，优选的是，该方法包括启动子单元US(i)中的子过程spS(i)，其中所述启动包括将在US(i)的常规操作模式期间从所述US(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DS(m)中的PS(i)的至少一部分作为化学启动组合物SS(i)进料到US(i)中。
另外在本发明的方法包括在子单元US(i)的常规操作模式期间将PS(i)的一部分存储在至少一个存储装置DS(m)中的情况下，优选的是，该方法包括启动子单元UN(i)中的子过程spN(i)，其中所述启动包括将从所述US(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DN(m)中的PS(i)的至少一部分作为化学启动组合物SN(i)进料到UN(i)中。
在该方法还包括至少一个第一中间处理子过程的情况下，其中第一中间处理子过程包括如上所定义的相分离子过程spS(i)，优选地由该相分离子过程组成，优选的是，从子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)包含作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,S(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者。
另外在该方法还包括至少一个第一中间处理子过程的情况下，其中第一中间处理子过程包括如上所定义的相分离子过程spS(i)，优选地由该相分离子过程组成，优选的是，从最下游子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)包含作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者，其中从最下游子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)中包含的所有Zk P,S(i)的至少75摩尔％，优选地至少80摩尔％，更优选地至少85摩尔％，更优选地至少90摩尔％由作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者组成。
如上所述，优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)，其中实施子过程spN(i)的每个子单元UN(i)包括硝化反应器。就这一点而言，另外优选的是，进料到子单元UN(i)中的离析物组合物EN(i)包含至少一种硝化剂并且优选地还包含至少一种去水剂。在这种情况下，优选的是该方法还包括至少一个第二中间处理子过程，其中第二中间处理子过程包括在子单元UW(i)中实施的洗涤子过程spW(i)，优选地由该洗涤子过程组成，其中从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)或从子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)作为离析物组合物EW(i)经受洗涤，获得产物组合物PW(i)，其中实施spW(i)的子单元UW(i)包括洗涤装置。
在该方法还包括如上所定义的至少一个第二中间处理子过程的情况下，优选的是，该方法包括一个子过程spW(1)，其中spW(1)直接在最下游子过程spN(i)的下游实施，或直接在最下游子过程spS(i)的下游实施，或直接在最下游子过程spN(i)的下游和直接在最下游子过程spS(i)的下游实施，优选地直接在最下游子过程spS(i)的下游实施。
另外，在该方法还包括如上所定义的至少一个第二中间处理子过程的情况下，优选的是该方法包括在子单元UW(i)的常规操作模式期间将PW(i)的一部分存储在至少一个存储装置DW(m)中。如上文所定义，化学单元U中除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还可以包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。
如果在子单元UW(i)的常规操作模式期间将PW(i)的一部分存储在至少一个存储装置DW(m)中，则优选的是，该方法包括启动子单元UW(i)中的子过程spW(i)，其中所述启动包括将从所述UW(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DW(m)中的PW(i)的至少一部分作为SW(i)进料到UW(i)中。
另外在该方法还包括如上所定义的至少一个第二中间处理子过程的情况下，优选的是，从子单元UW(i)获得的产物组合物PW(i)包含作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,W(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者。
另外在该方法还包括如上所定义的至少一个第二中间处理子过程的情况下，优选的是，从最下游子单元UW(i)获得的产物组合物PW(i)包含作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者，其中从最下游子单元UW(i)获得的产物组合物PW(i)中包含的所有Zk P,W(i)的至少75摩尔％，优选地至少80摩尔％，更优选地至少85摩尔％，更优选地至少90摩尔％由作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者组成。
优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括氢化spH(i)，其中实施子过程spH(i)的每个子单元UH(i)包括氢化反应器，其中进料到子单元UH(i)中的离析物组合物EH(i)包含至少一种氢化剂。
另外优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的硝化spN(i)，并且一个或多个子过程sp(i)包括氢化spH(i)，其中实施子过程spH(i)的每个子单元UH(i)包括氢化反应器，其中进料到子单元UH(i)中的离析物组合物EH(i)包含至少一种氢化剂。
特别优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的硝化spN(i)，该方法包括如本文所定义的至少一个第一中间处理子过程，并且一个或多个子过程sp(i)包括氢化spH(i)，其中实施子过程spH(i)的每个子单元UH(i)包括氢化反应器，其中进料到子单元UH(i)中的离析物组合物EH(i)包含至少一种氢化剂。
更特别优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的硝化spN(i)，该方法包括如本文所定义的至少一个第一中间处理子过程，该方法包括如本文所定义的至少一个第二中间处理子过程，并且一个或多个子过程sp(i)包括氢化spH(i)，其中实施子过程spH(i)的每个子单元UH(i)包括氢化反应器，其中进料到子单元UH(i)中的离析物组合物EH(i)包含至少一种氢化剂。
在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)的情况下，优选的是，该方法包括一个子过程spH(1)。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)的情况下，优选的是，EH(i)中包含的至少一种芳族化合物Zj E.H(i)是作为Z1 E,H(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 E,H(i)的2,6-二硝基甲苯、作为Z3 E,H(i)的2-硝基甲苯和作为Z4 E,H(i)的6-硝基甲苯中的一者或多者。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)的情况下，优选的是，EH(i)包含如本文公开的实施方案中的任一项中所定义的产物组合物PN(i)、如本文公开的实施方案中的任一项中所定义的产物组合物PS(i)和如本文公开的实施方案中的任一项中所定义的产物组合物PW(i)中的一者或多者，优选地如本文公开的实施方案中的任一项中所定义的从洗涤获得的产物组合物PW(i)，优选地从最下游子单元UW(i)获得并包含作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者的产物组合物PW(i)，其中从最下游子单元UW(i)获得的产物组合物PW(i)中包含的所有Zk P,W(i)的至少75摩尔％，优选地至少80摩尔％，更优选地至少85摩尔％，更优选地至少90摩尔％由作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者组成。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)的情况下，优选的是，该方法包括在子单元UH(i)的常规操作模式期间将PH(i)的一部分存储在至少一个存储装置DH(m)中。如上文所定义，化学单元U中除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还可以包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。
如果在子单元UH(i)的常规操作模式期间将PH(i)的一部分存储在至少一个存储装置DH(m)中，则优选的是，该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，其中所述启动包括将从所述UH(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DH(m)中的PH(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)的情况下，优选的是，从子单元UH(i)获得的产物组合物PH(i)包含作为Z1 P,H(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,H(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,H(i)的2-氨基甲苯中的一者或多者。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)的情况下，优选的是，该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，所述启动包括将从UD(i)获得并存储在如下文所定义的至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)的情况下，优选的是，该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，其中所述启动包括将从UD(i)获得并存储在如下文所定义的至少一个存储装置DD,C(m)中的PD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)的情况下，优选的是，该方法还包括至少一个第三中间处理子过程，其中第三中间处理子过程包括在子单元UD(i)中实施的蒸馏子过程spD(i)，优选地由该蒸馏子过程组成，其中优选地，从子单元UH(i)获得的产物组合物PH(i)作为离析物组合物ED(i)经受蒸馏，获得产物组合物PD(i)，其中实施spD(i)的子单元UD(i)包括蒸馏装置，并且其中，在UD(i)中，ED(i)在PD(i)和至少一种另外的蒸馏组合物CD(i)中分离。
如果该方法还包括如上所定义的至少一个第三中间处理子过程，则优选的是，在子单元UD(i)的常规操作模式期间将PD(i)的一部分存储在至少一个存储装置DD,P(m)中。如上文所定义，化学单元U中除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还可以包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。
在子单元UD(i)的常规操作模式期间将PD(i)的一部分存储在至少一个存储装置DD,P(m)中的情况下，优选的是，该方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，其中所述启动包括将从所述UD(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中。
如果该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，其中所述启动包括将从UD(i)获得并存储在如上文所定义的至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中，则优选的是，在子单元UD(i)的常规操作模式期间，将CD(i)的一部分存储在至少一个存储装置DD,C(m)中。如上文所定义，化学单元U中除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还可以包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。
在子单元UD(i)的常规操作模式期间将CD(i)的一部分存储在至少一个存储装置DD,C(m)中的情况下，优选的是，该方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，其中所述启动包括将从所述UD(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DD,C(m)中的CD(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中。
如果该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，其中所述启动包括将从UD(i)获得并存储在如上文所定义的至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中，则优选的是，从子单元UD(i)获得的产物组合物PD(i)包含作为Z1 P,D(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,D(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,D(i)的2-氨基甲苯中的一者或多者。
优选的是，PD(i)中包含的作为Z1 P,D(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,D(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,D(i)的2-氨基甲苯的总重量相对于PH(i)中包含的作为Z1 P,H(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,H(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,H(i)的2-氨基甲苯的总重量的重量比大于1:1，更优选地在1.05:1至2.5:1的范围内，更优选地在1.3:1至2.2:1的范围内，更优选地在1.5:1至2.1:1的范围内。
优选的是，产物组合物PD(i)相对于至少一种另外的蒸馏组合物CD(i)的重量比在25:1至2:1的范围内，更优选地在20:1至5:1的范围内。
另外在该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)的情况下，其中所述启动包括将从UD(i)获得并存储在如上文所定义的至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中，优选的是，该方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，其中所述启动包括将从UH(i)获得并存储在如本文所定义的所述至少一个存储装置DH(m)中的PH(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中。
如上所定义，优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)，其中实施子过程spN(i)的每个子单元UN(i)包括硝化反应器，其中进料到子单元UN(i)中的离析物组合物EN(i)包含至少一种硝化剂，优选地硝酸，并且优选地还包含至少一种去水剂，优选地硫酸。在这种情况下，优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括光气化spP(i)，其中实施子过程spP(i)的每个子单元UP(i)包括光气化反应器，其中进料到子单元UP(i)中的离析物组合物EP(i)包含至少一种光气化剂。
如本文所定义，优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)。在这种情况下，优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括光气化spP(i)，其中实施子过程spP(i)的每个子单元UP(i)包括光气化反应器，其中进料到子单元UP(i)中的离析物组合物EP(i)包含至少一种光气化剂。
另外优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的硝化spN(i)，该方法包括如本文所定义的至少一个第一中间处理子过程，并且一个或多个子过程sp(i)包括光气化spP(i)，其中实施子过程spP(i)的每个子单元UP(i)包括光气化反应器，其中进料到子单元UP(i)中的离析物组合物EP(i)包含至少一种光气化剂。
另外优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的硝化spN(i)，该方法包括如本文所定义的至少一个第一中间处理子过程，该方法包括如本文所定义的至少一个第二中间处理子过程，并且一个或多个子过程sp(i)包括光气化spP(i)，其中实施子过程spP(i)的每个子单元UP(i)包括光气化反应器，其中进料到子单元UP(i)中的离析物组合物EP(i)包含至少一种光气化剂。
另外优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的硝化spN(i)，该方法包括如本文所定义的至少一个第一中间处理子过程，该方法包括如本文所定义的至少一个第二中间处理子过程，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)，并且一个或多个子过程sp(i)包括光气化spP(i)，其中实施子过程spP(i)的每个子单元UP(i)包括光气化反应器，其中进料到子单元UP(i)中的离析物组合物EP(i)包含至少一种光气化剂。
另外优选的是，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的硝化spN(i)，该方法包括如本文所定义的至少一个第一中间处理子过程，该方法包括如本文所定义的至少一个第二中间处理子过程，一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的氢化spH(i)，该方法还包括如本文所定义的至少一个第三中间处理子过程，并且一个或多个子过程sp(i)包括光气化spP(i)，其中实施子过程spP(i)的每个子单元UP(i)包括光气化反应器，其中进料到子单元UP(i)中的离析物组合物EP(i)包含至少一种光气化剂。
如果一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的光气化spP(i)，则优选的是，该方法包括一个子过程spP(1)。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的光气化spP(i)的情况下，优选的是，EP(i)中包含的至少一种芳族化合物Zj E.P(i)是作为Z1 E,P(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 E,P(i)的2,6-二氨基甲苯、作为Z3 E,P(i)的2-氨基甲苯和作为Z4 E,P(i)的6-氨基甲苯中的一者或多者。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的光气化spP(i)的情况下，优选的是，EP(i)包含如本文公开的实施方案中的任一项中所定义的产物组合物PH(i)、如本文公开的实施方案中的任一项中所定义的产物组合物PD(i)、如本文公开的实施方案中的任一项中所定义的产物组合物PD(i)、如本文公开的实施方案中的任一项中所定义的蒸馏组合物CD(i)中的一者或多者，优选地从如本文所定义的子单元UD(i)获得的产物组合物PD(i)或从如本文所定义的最下游子单元UD(i)获得的产物组合物PD(i)，更优选地从如本文所定义的最下游子单元UD(i)获得的产物组合物PD(i)。
在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的光气化spP(i)的情况下，优选的是，在子单元UP(i)的常规操作模式期间将PP(i)的一部分存储在至少一个存储装置DP(m)中。如上文所定义，化学单元U中除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还可以包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的光气化spP(i)的情况下，优选的是，在子单元UP(i)的常规操作模式期间将PP(i)的一部分存储在至少一个存储装置DP(m)中。如上文所定义，化学单元U中除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还可以包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。
如果在子单元UP(i)的常规操作模式期间将PP(i)的一部分存储在至少一个存储装置DP(m)中，则优选的是，该方法包括启动子单元UP(i)中的子过程spP(i)，其中所述启动包括将从所述UP(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DP(m)中的PP(i)的至少一部分作为SP(i)进料到UP(i)中。
另外在一个或多个子过程sp(i)包括如本文所定义的光气化spP(i)的情况下，优选的是，从子单元UP(i)获得的产物组合物PP(i)包含作为Z1 P,P(i)的2,4-甲苯二异氰酸酯、作为Z2 P,P(i)的2,6-甲苯二异氰酸酯和作为Z3 P,P(i)的2-甲苯异氰酸酯中的一者或多者。
优选的是，上述方法为连续法或不连续法，更优选地为连续法。
另外，本发明涉及一种用于实施根据本文定义的实施方案中任一项所述的方法的化学单元U。
优选的是，化学单元包括
(i.1)一个或多个子单元UN(i)，优选地两个子单元UN(1)和UN(2)；
(i.2)一个或多个子单元US(i)，优选地两个子单元US(1)和US(2)；
(i.3)一个或多个子单元UW(i)，优选地一个子单元UW(1)；
(i.4)一个或多个存储装置DN(m)，优选地两个存储装置DN(1)和DN(2)；
其中UN(1)布置在US(1)的上游，US(1)布置在UN(2)的上游，UN(2)布置在US(2)的上游，并且US(2)布置在UW(1)的上游；
(ii.1)一个或多个子单元UH(i)，优选地一个子单元UH(1)；
(ii.2)一个或多个子单元UD(i)，优选地一个子单元UD(1)；
(ii.3)一个或多个存储装置DH(m)，优选地一个存储装置DH(1)；
(ii.4)一个或多个存储装置DD(m)，优选地两个存储装置DD,P(1)和DD,C(1)；
其中UH(1)布置在UW(1)的下游和UD(1)的上游；
(iii.1)一个或多个子单元UP(i)，优选地一个子单元UP(1)；
其中UP(1)布置在UD(1)的下游。
本发明通过由所指示的依赖关系和反向引用产生的以下实施方案的组和实施方案的组合进一步说明。特别地，应注意，在提及实施方案范围的每种情况下，例如在术语诸如“根据实施方案1至4中任一项所述的化学方法”的背景中，该范围内的每个实施方案意在被本领域技术人员明确公开，即，该术语的措辞应被技术人员理解为与“根据实施方案1、2、3和4中任一项所述的化学方法”同义。此外，需要明确指出的是，下面实施方案的组不是测定保护范围的权利要求的组，而是针对本发明的一般方面和优选方面的描述的适当的结构化部分。
1.一种用于制备至少一种芳族异氰酸酯的化学方法，所述方法包括n个化学子过程sp(i)，其中子过程sp(i)在化学处理子单元U(i)(i＝1…n，n≥1)中实施，
其中在子单元U(i)的常规操作模式期间，在所述子单元U(i)中实施的子过程sp(i)包括将包含至少一种芳族化合物Zj E(i)(j≥1)的离析物组合物E(i)进料到所述子单元U(i)中，在所述子单元U(i)中处理所述组合物E(i)以及获得包含至少一种芳族化合物Zk P(i)(k≥1)的产物组合物P(i)，
其中化学方法包括启动所述子单元U(i)中的所述子过程sp(i)，其中所述启动包括在所述子单元U(i)中处理化学启动组合物S(i)，其中所述S(i)≠E(i)并且其中所述S(i)包含芳族化合物Zk P(i)中的至少一个芳族化合物。
2.根据实施方案1所述的方法，该方法还包括：在启动子单元U(i)中的子过程sp(i)之前，关闭子单元U(i)中的子过程sp(i)，以及将子单元U(i)保持在非操作模式达时间段Δt(i)。
3.根据实施方案1或2所述的方法，其中启动子过程sp(i)包括将化学组合物S(i)进料到子单元U(i)中。
4.根据实施方案1至3中任一项所述的方法，其中，如果n≥2，至少为2，则优选地所有子单元U(i)为化学单元U的一部分。
5.根据实施方案4所述的方法，其中U除了包括n个化学处理子单元U(i)之外，还包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，r≥1)。
6.根据实施方案5所述的方法，该方法还包括在子单元U(i)的常规操作模式期间，从所述子单元U(i)移除产物组合物P(i)以及将从所述子单元U(i)移除的所述产物组合物P(i)的一部分转移到存储装置D(m)中。
7.根据实施方案6所述的方法，该方法还包括：在启动子过程sp(i)期间，将在子单元U(i)的常规操作模式期间存储在D(m)中的P(i)的至少一部分作为化学组合物S(i)的至少一部分进料到子单元U(i)中。
8.根据实施方案1至7中任一项所述的方法，其中子单元U(i)选自化学反应器、蒸馏塔、精馏塔、釜、相分离器、洗涤装置以及它们中的两者或更多者的组合。
9.根据实施方案1至8中任一项所述的方法，其中至少一个子过程sp(i)包括硝化并且至少一个另外的子过程sp(i)包括氢化。
10.根据实施方案1至9中任一项所述的方法，优选地根据实施方案9所述的方法，其中至少一个另外的子过程sp(i)包括光气化。
11.根据实施方案1至10中任一项所述的方法，优选地根据实施方案8至10中任一项所述的方法，其中所述至少一种芳族异氰酸酯包括芳族二异氰酸酯，优选地甲苯二异氰酸酯，更优选地2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者；或包括亚甲基二苯基二异氰酸酯，优选地亚甲基二苯基2,2'-二异氰酸酯、亚甲基二苯基2,4'-二异氰酸酯和亚甲基二苯基4,4'-二异氰酸酯中的一者或多者。
12.根据实施方案11所述的方法，其中所述至少一种芳族异氰酸酯包括2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者，优选地为2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者。
13.根据实施方案1至12中任一项所述的方法，优选地根据实施方案8至12中任一项所述的方法，其中一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)，其中实施子过程spN(i)的每个子单元UN(i)包括硝化反应器，其中进料到子单元UN(i)中的离析物组合物EN(i)包含至少一种硝化剂，优选地硝酸，并且优选地还包含至少一种去水剂，优选地硫酸；
其中所述方法优选地包括按顺序实施的两个或更多个子过程spN(i)，其中在UN(i+1)的常规操作模式期间，任选地在中间处理子过程之后将从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)的至少一部分作为离析物组合物EN(i+1)进料到UN(i)下游的子单元UN(i+1)中；
其中进料到第一最上游子单元UN(1)中的离析物组合物EN(1)包含作为Z1 E,N(1)的甲苯，其中更优选地j＝1。
14.根据实施方案13所述的方法，该方法包括：在子单元UN(i)的常规操作模式期间，将PN(i)的一部分存储在如实施方案5中所定义的至少一个存储装置DN(m)中。
15.根据实施方案14所述的方法，该方法包括启动子单元UN(i)中的子过程spN(i)，所述启动包括将在UN(i)的常规操作模式期间从所述UN(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DN(m)中的PN(i)的至少一部分作为SN(i)进料到UN(i)中。
16.根据实施方案13至15中任一项所述的方法，其中从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)包含作为Z1 P,N(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,N(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,N(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者。
17.根据实施方案16所述的方法，其中从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)包含作为Z1 P,N(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,N(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,N(i)的2-硝基甲苯。
18.根据实施方案13至17中任一项所述的方法，该方法还包括至少一个第一中间处理子过程，其中第一中间处理子过程包括在子单元US(i)中实施的相分离子过程spS(i)，优选地由该相分离子过程组成，其中使从UN(i)获得的产物组合物PN(i)在进料至子单元UN(i+1)之前作为离析物组合物ES(i)经受分离并在spS(i)期间在有机相和水相中分离，其中将有机相PS(i)作为离析物组合物EN(i+1)进料到子单元UN(i+1)中，其中实施spS(i)的子单元US(i)包括相分离器。
19.根据实施方案18所述的方法，该方法包括：在子单元US(i)的常规操作模式期间，将PS(i)的一部分存储在如实施方案5中所定义的至少一个存储装置DS(m)中。
20.根据实施方案19所述的方法，该方法包括启动子单元US(i)中的子过程spS(i)，所述启动包括将在US(i)的常规操作模式期间从所述US(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DS(m)中的PS(i)的至少一部分作为SS(i)进料到US(i)中。
21.根据实施方案19或20所述的方法，该方法包括启动子单元UN(i)中的子过程spN(i)，所述启动包括将从所述US(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DN(m)中的PS(i)的至少一部分作为SN(i)进料到UN(i)中。
22.根据实施方案18至21中任一项所述的方法，其中从子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)包含作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,S(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者。
23.根据实施方案18至22中任一项所述的方法，其中从最下游子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)包含作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者，其中从最下游子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)中包含的所有Zk P,S(i)的至少75摩尔％，优选地至少80摩尔％，更优选地至少85摩尔％，更优选地至少90摩尔％由作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者组成。
24.根据实施方案13至23中任一项所述的方法，优选地根据实施方案18至23中任一项所述的方法还包括至少一个第二中间处理子过程，其中第二中间处理子过程包括在子单元UW(i)中实施的洗涤子过程spW(i)，优选地由该洗涤子过程组成，其中从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)或从子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)作为离析物组合物EW(i)经受洗涤，获得产物组合物PW(i)，其中实施spW(i)的子单元UW(i)包括洗涤装置。
25.根据实施方案24所述的方法，该方法包括一个子过程spW(1)，其中spW(1)直接在最下游子过程spN(i)的下游实施，或直接在最下游子过程spS(i)的下游实施，或直接在最下游子过程spN(i)的下游和直接在最下游子过程spS(i)的下游实施，优选地直接在最下游子过程spS(i)的下游实施。
26.根据实施方案24或25所述的方法，该方法包括：在子单元UW(i)的常规操作模式期间，将PW(i)的一部分存储在如实施方案5中所定义的至少一个存储装置DW(m)中。
27.根据实施方案26所述的方法，该方法包括启动子单元UW(i)中的子过程spW(i)，所述启动包括将从所述UW(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DW(m)中的PW(i)的至少一部分作为SW(i)进料到UW(i)中。
28.根据实施方案24至27中任一项所述的方法，其中从子单元UW(i)获得的产物组合物PW(i)包含作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,W(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者。
29.根据实施方案24至28中任一项所述的方法，其中从最下游子单元UW(i)获得的产物组合物PW(i)包含作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者，其中从最下游子单元UW(i)获得的产物组合物PW(i)中包含的所有Zk P,W(i)的至少75摩尔％，优选地至少80摩尔％，更优选地至少85摩尔％，更优选地至少90摩尔％由作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者组成。
30.根据实施方案1至29中任一项所述的方法，优选地根据实施方案13至29中任一项所述的方法，更优选地根据实施方案18至29中任一项所述的方法，更优选地根据实施方案24至29中任一项所述的方法，其中一个或多个子过程sp(i)包括氢化spH(i)，其中实施子过程spH(i)的每个子单元UH(i)包括氢化反应器，其中进料到子单元UH(i)中的离析物组合物EH(i)包含至少一种氢化剂。
31.根据实施方案30所述的方法，该方法包括一个子过程spH(1)。
32.根据实施方案30或31所述的方法，其中EH(i)中包含的至少一种芳族化合物Zj E.H(i)是作为Z1 E,H(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 E,H(i)的2,6-二硝基甲苯、作为Z3 E,H(i)的2-硝基甲苯和作为Z4 E,H(i)的6-硝基甲苯中的一者或多者。
33.根据实施方案30至32中任一项所述的方法，其中EH(i)包含如实施方案13至17中任一项所定义的产物组合物PN(i)、如实施方案18至23中任一项所定义的产物组合物PS(i)和如实施方案24至29中任一项所定义的产物组合物PW(i)中的一者或多者，优选地如实施方案24至28中任一项所定义的产物组合物PW(i)，更优选地如实施方案29中所定义的产物组合物PW(i)。
34.根据实施方案30至33中任一项所述的方法，该方法包括：在子单元UH(i)的常规操作模式期间，将PH(i)的一部分存储在如实施方案5中所定义的至少一个存储装置DH(m)中。
35.根据实施方案34所述的方法，该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，所述启动包括将从所述UH(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DH(m)中的PH(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中。
36.根据实施方案30至35中任一项所述的方法，其中从子单元UH(i)获得的产物组合物PH(i)包含作为Z1 P,H(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,H(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,H(i)的2-氨基甲苯中的一者或多者。
37.根据实施方案36所述的方法，其中从子单元UH(i)获得的产物组合物PH(i)包含作为Z1 P,H(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,H(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,H(i)的2-氨基甲苯。
38.根据实施方案30至37中任一项所述的方法，该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，所述启动包括将从UD(i)获得并且存储在如实施方案41中所定义的至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中。
39.根据实施方案30至38中任一项所述的方法，该方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，所述启动包括将从UD(i)获得并且存储在如实施方案43中所定义的至少一个存储装置DD,C(m)中的UD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中。
40.根据实施方案30至39中任一项所述的方法，该方法还包括至少一个第三中间处理子过程，其中第三中间处理子过程包括在子单元UD(i)中实施的蒸馏子过程spD(i)，优选地由该蒸馏子过程组成，其中优选地，从子单元UH(i)获得的产物组合物PH(i)作为离析物组合物ED(i)经受蒸馏，获得产物组合物PD(i)，其中实施spD(i)的子单元UD(i)包括蒸馏装置，并且其中，在UD(i)中，ED(i)在PD(i)和至少一种另外的蒸馏组合物CD(i)中分离。
41.根据实施方案40所述的方法，该方法包括：在子单元UD(i)的常规操作模式期间，将PD(i)的一部分存储在如实施方案5中所定义的至少一个存储装置DD,P(m)中。
42.根据实施方案41所述的方法，该方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，所述启动包括将从所述UD(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中。
43.根据实施方案38至42中任一项所述的方法，该方法包括：在子单元UD(i)的常规操作模式期间，将CD(i)的一部分存储在如实施方案5中所定义的至少一个存储装置DD,C(m)中。
44.根据实施方案43所述的方法，该方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，所述启动包括将从所述UD(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DD,C(m)中的CD(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中。
45.根据实施方案38至44中任一项所述的方法，其中从子单元UD(i)获得的产物组合物PD(i)包含作为Z1 P,D(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,D(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,D(i)的2-氨基甲苯中的一者或多者。
46.根据实施方案45所述的方法，其中从子单元UD(i)获得的产物组合物PD(i)包含作为Z1 P,D(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,D(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,D(i)的2-氨基甲苯。
47.根据实施方案40至46中任一项所述的方法，PD(i)中包含的作为Z1 P,D(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,D(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,D(i)的2-氨基甲苯的总重量相对于PH(i)中包含的作为Z1 P,H(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,H(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,H(i)的2-氨基甲苯的总重量的重量比大于1:1，更优选地在1.05:1至2.5:1的范围内，更优选地在1.3:1至2.2:1的范围内，更优选地在1.5:1至2.1:1的范围内。
48.根据实施方案40至46中任一项所述的方法，其中产物组合物PD(i)相对于所述至少一种另外的蒸馏组合物CD(i)的重量比在25:1至2:1的范围内，更优选地在20:1至5:1的范围内。
49.根据实施方案38至48中任一项所述的方法，该方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，所述启动包括将从UH(i)获得并且存储在如实施方案35中所定义的所述至少一个存储装置DH(m)中的PH(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中。
50.根据实施方案13至49中任一项所述的方法，优选地根据实施方案18至47中任一项所述的方法，更优选地根据实施方案24至49中任一项所述的方法，更优选地根据实施方案30至47中任一项所述的方法，更优选地根据实施方案40至49中任一项所述的方法，其中一个或多个子过程sp(i)包括光气化spP(i)，其中实施子过程spP(i)的每个子单元UP(i)包括光气化反应器，其中进料到子单元UP(i)中的离析物组合物EP(i)包含至少一种光气化剂。
51.根据实施方案50所述的方法，该方法包括一个子过程spP(1)。
52.根据实施方案50或51所述的方法，其中EP(i)中包含的所述至少一种芳族化合物Zj E.P(i)是作为Z1 E,P(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 E,P(i)的2,6-二氨基甲苯、作为Z3 E,P(i)的2-氨基甲苯和作为Z4 E,P(i)的6-氨基甲苯中的一者或多者。
53.根据实施方案50至52中任一项所述的方法，其中EP(i)包含如实施方案36或37中所定义的产物组合物PH(i)、如实施方案45至48中任一项所定义的产物组合物PD(i)和如实施方案40中所定义的蒸馏组合物CD(i)中的一者或多者，优选地如实施方案45至48中任一项所定义的产物组合物PD(i)，更优选地如实施方案46至48中任一项所定义的产物组合物PD(i)。
54.根据实施方案50至53中任一项所述的方法，该方法包括：在子单元UP(i)的常规操作模式期间，将PP(i)的一部分存储在如实施方案5中所定义的至少一个存储装置DP(m)中。
55.根据实施方案54所述的方法，该方法包括启动子单元UP(i)中的子过程spP(i)，所述启动包括将从所述UP(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DP(m)中的PP(i)的至少一部分作为SP(i)进料到UP(i)中。
56.根据实施方案50至55中任一项所述的方法，其中从子单元UP(i)获得的产物组合物PP(i)包含作为Z1 P,P(i)的2,4-甲苯二异氰酸酯、作为Z2 P,P(i)的2,6-甲苯二异氰酸酯和作为Z3 P,P(i)的2-甲苯异氰酸酯中的一者或多者。
57.根据实施方案56所述的方法，其中从子单元UP(i)获得的产物组合物PP(i)包含作为Z1 P,P(i)的2,4-甲苯二异氰酸酯、作为Z2 P,P(i)的2,6-甲苯二异氰酸酯和作为Z3 P,P(i)的2-甲苯异氰酸酯。
58.根据实施方案1至57中任一项所述的方法，其中方法是连续法或不连续法，优选地连续法。
59.一种用于实施根据实施方案1至58中任一项所述的方法的化学单元U。
60.根据实施方案59所述的化学单元，该化学单元包括
(i.1)一个或多个子单元UN(i)，优选地两个子单元UN(1)和UN(2)；
(i.2)一个或多个子单元US(i)，优选地两个子单元US(1)和US(2)；
(i.3)一个或多个子单元UW(i)，优选地一个子单元UW(1)；
(i.4)一个或多个存储装置DN(m)，优选地两个存储装置DN(1)和DN(2)；
其中UN(1)布置在US(1)的上游，US(1)布置在UN(2)的上游，UN(2)布置在US(2)的上游，并且US(2)布置在UW(1)的上游；
(ii.1)一个或多个子单元UH(i)，优选地一个子单元UH(1)；
(ii.2)一个或多个子单元UD(i)，优选地一个子单元UD(1)；
(ii.3)一个或多个存储装置DH(m)，优选地一个存储装置DH(1)；
(ii.4)一个或多个存储装置DD(m)，优选地两个存储装置DD,P(1)和DD,C(1)；
其中UH(1)布置在UW(1)的下游和UD(1)的上游；
(iii.1)一个或多个子单元UP(i)，优选地一个子单元UP(1)；
其中UP(1)布置在UD(1)的下游。
图1示出了根据本发明的方法的流程图。描述的是包括n个化学子过程sp(i)的方法。子过程sp(i)在化学处理子单元U(i)中实施，其中i＝1…n，并且n≥1。
例如，当n＝1时，在用于硝化的子单元UN(1)的常规操作模式期间，在所述子单元UN(1)中实施的子过程spN(1)包括将包含至少一种芳族化合物Zj E(1)诸如甲苯的离析物组合物EN(1)进料到所述子单元UN(1)中。在所述子单元中处理包含至少一种芳族化合物Zj E(1)的组合物EN(1)以获得包含至少一种芳族化合物Zk P(1)(k≥1，为二硝基甲苯)的产物组合物PN(1)。
例如，当n＝2时，对于硝化，两个子单元UN(1)和UN(2)、子单元UN(1)和UN(2)是化学单元U的一部分，其中U除了包括2个化学处理子单元UN(1)和UN(2)之外，还包括一个存储装置DN(1)。在子单元UN(1)的常规操作模式期间，将从UN(1)获得并且包含二硝基甲苯的产物PN(1)的一部分存储在存储装置DN(1)中，并且将产物PN(1)的剩余部分从UN(1)移除并且进料至UN(2)或进料至另一下游子单元。关闭子单元UN(1)进行维护，并且停止常规操作。在完成UN(1)的维护例行程序之后，在子单元UN(1)中的子过程spN(1)的启动过程中，将在UN(1)和UN(2)的常规操作模式期间从所述UN(1)获得并且存储在存储装置DN(1)中的PN(1)(二硝基甲苯)的一部分作为启动组合物SN(1)进料回到硝化子单元UN(1)中。因此，起动组合物SN(1)≠离析物组合物EN(1)。还描绘了任选的中间过程和单元，由两个子单元之间的虚线表示。
引用的文献
-WO 2015/197522 A1
-WO 2017/050776 A1
Claims (17)
1.一种用于制备至少一种芳族异氰酸酯的化学方法，所述方法包括n个化学子过程sp(i)，其中子过程sp(i)在化学处理子单元U(i)(i＝1…n，n≥1)中实施，
其中在子单元U(i)的常规操作模式期间，在所述子单元U(i)中实施的所述子过程sp(i)包括将包含至少一种芳族化合物Zj E(i)(j≥1)的离析物组合物E(i)进料到所述子单元U(i)中，在所述子单元U(i)中处理所述组合物E(i)以及获得包含至少一种芳族化合物Zk P(i)(k≥1)的产物组合物P(i)，
其中所述化学方法包括启动所述子单元U(i)中的所述子过程sp(i)，其中所述启动包括在所述子单元U(i)中处理化学启动组合物S(i)，其中所述S(i)≠E(i)并且其中所述S(i)包含所述芳族化合物Zk P(i)中的至少一个芳族化合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果n≥2，至少为2，则优选地所有子单元U(i)是化学单元U的一部分，其中U除了包括n个所述化学处理子单元U(i)之外，还包括r个存储装置D(m)(m＝1…r，
r≥1)；
所述化学方法还包括在子单元U(i)的常规操作模式期间，从所述子单元U(i)移除所述产物组合物P(i)以及将从所述子单元U(i)移除的所述产物组合物P(i)的一部分转移到存储装置D(m)中；
所述化学方法还包括：在启动所述子过程sp(i)期间，将在所述子单元U(i)的所述常规操作模式期间存储在D(m)中的P(i)的至少一部分作为所述化学组合物S(i)的至少一部分进料到所述子单元U(i)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述子单元U(i)选自化学反应器、蒸馏塔、精馏塔、釜、相分离器、洗涤装置以及它们中的两者或更多者的组合，其中至少一个子过程sp(i)包括硝化并且至少一个另外的子过程sp(i)包括氢化；并且其中所述至少一种芳族异氰酸酯优选地包括芳族二异氰酸酯，更优选地甲苯二异氰酸酯，更优选地2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者；或者
包括亚甲基二苯基二异氰酸酯，更优选地亚甲基二苯基2,2'-二异氰酸酯、亚甲基二苯基2,4'-二异氰酸酯和亚甲基二苯基4,4'-二异氰酸酯中的一者或多者；其中更优选地，所述至少一种芳族异氰酸酯包括2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者，优选地为2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯中的一者或多者。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，优选地根据权利要求3所述的方法，其中一个或多个子过程sp(i)包括硝化spN(i)，其中实施子过程spN(i)的每个子单元UN(i)包括硝化反应器，其中进料到子单元UN(i)中的离析物组合物EN(i)包含至少一种硝化剂，优选地硝酸，并且优选地还包含至少一种去水剂，优选地硫酸；
其中所述方法优选地包括按顺序实施的两个或更多个子过程spN(i)，其中在UN(i+1)的常规操作模式期间，任选地在中间处理子过程之后将从子单元UN(i)获得的所述产物组合物PN(i)的至少一部分作为离析物组合物EN(i+1)进料到UN(i)下游的所述子单元UN(i+1)中；
其中进料到所述第一最上游子单元UN(1)中的所述离析物组合物EN(1)包含作为Z1 E,N(1)的甲苯，其中更优选地j＝1；
其中所述化学方法包括：在子单元UN(i)的常规操作模式期间，将PN(i)的一部分存储在根据权利要求2所述的至少一个存储装置DN(m)中；
其中所述化学方法包括启动子单元UN(i)中的子过程spN(i)，所述启动包括将在UN(i)的常规操作模式期间从所述UN(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DN(m)中的PN(i)的至少一部分作为SN(i)进料到UN(i)中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)包含作为Z1 P,N(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,N(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,N(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者。
6.根据权利要求4或5所述的方法，所述方法还包括至少一个第一中间处理子过程，其中第一中间处理子过程包括在子单元US(i)中实施的相分离子过程spS(i)，优选地由所述相分离子过程组成，其中使从UN(i)获得的所述产物组合物PN(i)在进料至所述子单元UN(i+1)之前作为离析物组合物ES(i)经受分离并在spS(i)期间在有机相和水相中分离，其中将所述有机相PS(i)作为离析物组合物EN(i+1)进料到所述子单元UN(i+1)中，其中实施spS(i)的所述子单元US(i)包括相分离器；其中所述化学包括：在子单元US(i)的常规操作模式期间，将PS(i)的一部分存储在根据权利要求2所述的至少一个存储装置DS(m)中；
其中所述化学包括：启动所述子单元US(i)中的所述子过程spS(i)，所述启动包括将在US(i)的常规操作模式期间从所述US(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DS(m)中的PS(i)的至少一部分作为SS(i)进料到US(i)中。
7.根据权利要求6所述的方法，所述方法包括启动子单元UN(i)中的所述子过程spN(i)，所述启动包括将从所述US(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DN(m)中的PS(i)的至少一部分作为SN(i)进料到UN(i)中。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中从子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)包含作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,S(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者；
其中从最下游子单元US(i)获得的所述产物组合物PS(i)优选地包含作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者，其中从所述最下游子单元US(i)获得的所述产物组合物PS(i)中包含的所有Zk P,S(i)的优选地至少75摩尔％，更优选地至少80摩尔％，更优选地至少85摩尔％，更优选地至少90摩尔％由作为Z1 P,S(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,S(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者组成。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，所述方法还包括至少一个第二中间处理子过程，其中第二中间处理子过程包括在子单元UW(i)中实施的洗涤子过程spW(i)，优选地由所述洗涤子过程组成，其中从子单元UN(i)获得的产物组合物PN(i)或从子单元US(i)获得的产物组合物PS(i)作为离析物组合物EW(i)经受洗涤，获得产物组合物PW(i)，其中实施spW(i)的所述子单元UW(i)包括洗涤装置；
其中所述方法优选地包括一个子过程spW(1)，其中spW(1)直接在最下游子过程spN(i)的下游实施，或直接在最下游子过程spS(i)的下游实施，或直接在所述最下游子过程spN(i)的下游和直接在所述最下游子过程spS(i)的下游实施，优选地直接在所述最下游子过程spS(i)的下游实施；
其中所述方法包括：在子单元UW(i)的常规操作模式期间，将PW(i)的一部分存储在根据权利要求2所述的至少一个存储装置DW(m)中；
其中所述方法包括启动子单元UW(i)中的子过程spW(i)，所述启动包括将从所述UW(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DW(m)中的PW(i)的至少一部分作为SW(i)进料到UW(i)中。
10.根据权利要求9所述的方法，其中从子单元UW(i)获得的产物组合物PW(i)包含作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯和作为Z3 P,W(i)的2-硝基甲苯中的一者或多者；
其中从最下游子单元UW(i)获得的所述产物组合物PW(i)优选地包含作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者，其中从所述最下游子单元UW(i)获得的所述产物组合物PW(i)中包含的所有Zk P,W(i)的优选地至少75摩尔％，更优选地至少80摩尔％，更优选地至少85摩尔％，更优选地至少90摩尔％由作为Z1 P,W(i)的2,4-二硝基甲苯和作为Z2 P,W(i)的2,6-二硝基甲苯中的一者或多者组成。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，优选地根据权利要求4至10中任一项所述的方法，更优选地根据权利要求6至10中任一项所述的方法，更优选地根据权利要求9或10所述的方法，其中一个或多个子过程sp(i)包括氢化spH(i)，其中实施子过程spH(i)的每个子单元UH(i)包括氢化反应器，其中进料到子单元UH(i)中的离析物组合物EH(i)包含至少一种氢化剂；
其中所述方法优选地包括一个子过程spH(1)；
其中EH(i)中包含的至少一种芳族化合物Zj E.H(i)是作为Z1 E,H(i)的2,4-二硝基甲苯、作为Z2 E,H(i)的2,6-二硝基甲苯、作为Z3 E,H(i)的2-硝基甲苯和作为Z4 E,H(i)的6-硝基甲苯中的一者或多者；
其中EH(i)优选地包含根据权利要求5所述的产物组合物PN(i)、根据权利要求6所述的产物组合物PS(i)和根据权利要求9所述的产物组合物PW(i)中的一者或多者，优选地根据权利要求9所述的产物组合物PW(i)；
其中所述方法包括：在子单元UH(i)的常规操作模式期间，将PH(i)的一部分存储在根据权利要求2所述的至少一个存储装置DH(m)中；
其中所述方法包括启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，所述启动包括将从所述UH(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DH(m)中的PH(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中从子单元UH(i)获得的产物组合物PH(i)包含作为Z1 P,H(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,H(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,H(i)的2-氨基甲苯中的一者或多者。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的方法，所述方法还包括至少一个第三中间处理子过程，其中第三中间处理子过程包括在子单元UD(i)中实施的蒸馏子过程spD(i)，优选地由所述蒸馏子过程组成，其中优选地，从子单元UH(i)获得的产物组合物PH(i)作为离析物组合物ED(i)经受蒸馏，获得产物组合物PD(i)，其中实施spD(i)的所述子单元UD(i)包括蒸馏装置，并且其中，在UD(i)中，ED(i)在PD(i)和至少一种另外的蒸馏组合物CD(i)中分离；
其中
-所述方法包括：在子单元UD(i)的常规操作模式期间，将PD(i)的一部分存储在根据权利要求2所述的至少一个存储装置DD,P(m)中；
所述方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，所述启动包括将从所述UD(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中；
并且/或者
-所述方法包括：在子单元UD(i)的常规操作模式期间，将CD(i)的一部分存储在根据权利要求2所述的至少一个存储装置DD,C(m)中；
所述方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，所述启动包括将从所述UD(i)获得并且存储在所述至少一个存储装置DD,C(m)中的CD(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：
-启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，所述启动包括将从UD(i)获得并且存储在根据权利要求14所述的至少一个存储装置DD,P(m)中的PD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中；
并且/或者
-启动子单元UH(i)中的子过程spH(i)，所述启动包括将从UD(i)获得并且存储在根据权利要求14所述的至少一个存储装置DD,C(m)中的UD(i)的至少一部分作为SH(i)进料到UH(i)中。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中从子单元UD(i)获得的产物组合物PD(i)包含作为Z1 P,D(i)的2,4-二氨基甲苯、作为Z2 P,D(i)的2,6-二氨基甲苯和作为Z3 P,D(i)的2-氨基甲苯中的一者或多者。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，所述方法包括启动子单元UD(i)中的子过程spD(i)，所述启动包括将从UH(i)获得并且存储在根据权利要求11所述的所述至少一个存储装置DH(m)中的PH(i)的至少一部分作为SD(i)进料到UD(i)中。
17.一种用于实施根据权利要求1至16中任一项所述的方法的化学单元U，其中所述化学单元U优选地包括：
(i.1)一个或多个子单元UN(i)，优选地两个子单元UN(1)和UN(2)；(i.2)一个或多个子单元US(i)，优选地两个子单元US(1)和US(2)；
(i.3)一个或多个子单元UW(i)，优选地一个子单元UW(1)；
(i.4)一个或多个存储装置DN(m)，优选地两个存储装置DN(1)和DN(2)；
其中UN(1)布置在US(1)的上游，US(1)布置在UN(2)的上游，UN(2)布置在US(2)的上游，并且US(2)布置在UW(1)的上游；
(ii.1)一个或多个子单元UH(i)，优选地一个子单元UH(1)；
(ii.2)一个或多个子单元UD(i)，优选地一个子单元UD(1)；
(ii.3)一个或多个存储装置DH(m)，优选地一个存储装置DH(1)；
(ii.4)一个或多个存储装置DD(m)，优选地两个存储装置DD,P(1)和DD,C(1)；
其中UH(1)布置在UW(1)的下游和UD(1)的上游；
(iii.1)一个或多个子单元UP(i)，优选地一个子单元UP(1)；
其中UP(1)布置在UD(1)的下游。
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