DE1037444B - Verfahren zur Herstellung organischer Isocyanate - Google Patents
Verfahren zur Herstellung organischer IsocyanateInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung organischer Isocyanate durch Reaktion
von Phosgen mit Aminen.
Bei der Herstellung von organischem Isocyanat wird ein Amin mit Phosgen umgesetzt, wobei sich das
organische Isocyanat und als Nebenprodukt Chlorwasserstoff bilden. In der Regel wird ein Überschuß
von Phosgen verwendet, so daß das als Nebenprodukt anfallende Gas eine Mischung aus Chlorwasserstoff
■und Phosgen darstellt. Es sind in der Literatur bereits verschiedene Methoden zur Durchführung dieses Verfahrens
beschrieben. Im allgemeinen wird das Verfahren chargenweise durchgeführt, und es wurde auch
bereits früh vorgeschlagen, daß die Reaktion in einem Autoklav unter dem Eigendruck der Gase, anschließendes
Ablassen der Gase nach Beendigung der Reaktion und Destillation der Lösung des Isocyanate
in einem organischen Lösungsmittel durchgeführt werden soll. Bei einem neueren Verfahren wird vorgeschlagen,
daß die Gase im Verlauf der Reaktion abgelassen werden können, wobei trotzdem noch in dem
Autoklav verhältnismäßig hohe Drücke aufrechterhalten werden. Bei diesem letzteren Verfahren wird
angeblich die Reaktionszeit herabgesetzt, obwohl gemäß der Beschreibung des Verfahrens die Reaktion
sich über einen Zeitraum von 45 Minuten bis 2 Stunden erstreckte.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung organischer Isocyanate,
bei dem man. ein inertes Lösungsmittel in eine unter Überdruck stehende, in durchwirbeltem
Fluß befindliche Reaktionszone einbringt, in das Lösungsmittel kontinuierlich unter Druck Phosgen zuführt
und der Lösung des Phosgens in dem Lösungsmittel kontinuierlich das organische Amin, welches in
das Isocyanat umgewandelt werden soll, zusetzt, die Reaktionslösung in eine unter niedrigem Druck
stehende Zone überführt, wobei der Chlorwasserstoff und das überschüssige Phosgen als Gase entweichen,
und dann aus dem zurückbleibenden organischen Lösungsmittel das Isocyanat durch Destillation gewinnt.
Gegebenenfalls kann die Lösung des Isocyanate in dem organischen Lösungsmittel wieder in die
Reaktionszone zurückgeführt werden, wObei gleichzeitig frisches Lösungsmittel und weiteres Phosgen
und umzusetzendes Amin zugeführt werden. Wenn die gewünschte Konzentration an Isocyanat und organischem
Lösungsmittel erreicht ist, wird ein Teil der Lösung kontinuierlich entfernt, während dem System
frisches Lösungsmittel zugesetzt wird.
In der Zeichnung ist schematisch eine Einrichtung dargestellt, in welcher das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt werden kann. Der Behälter kann mit einem Mantel versehen sein, wodurch das Lösungs-Verfahren
zur Herstellung organischer Isocyanate
zur Herstellung organischer Isocyanate
Anmelder:
E. I. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del. (V. St. A.)
Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a
München-Pasing, Bodenseestr. 3 a
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. März 1954
V. St. v. Amerika vom 15. März 1954
Theodore Richard Beck, Cupertino, Calif. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden
mittel auf der gewünschten Reaktionstemperatur gehalten wird, oder der Behälter kann auch lediglich ein
Abdampfbehälter sein, in welchen die Reaktionslösung eingeblasen wird. Die zum Zustandekommen
der Reaktion erforderliche Wärme kann nach Einführung der Aminlösung in die Lösung des Phosgens
in dem Lösungsmittel zugeführt werden. Etwaiges mit dem Chlorwasserstoff und dem überschüssigen
Phosgen mitgerissenes Lösungsmittel kann in den Behälter zurückgeführt oder zusammen mit frischem
Lösungsmittel auf der unter geringem Druck stehenden Seite der Pumpe eingeführt werden. Wenn das
Verfahren ohne Rückführung der Lösung des Isocyanats in dem Lösungsmittel durchgeführt wird,
können das Isocyanat und das Lösungsmittel unmittelbar aus dem Behälter in eine geeignete Destillationsvorrichtung
übergeführt werden. Bei dieser Ausführungsform wird frisches Lösungsmittel auf der
unter niedrigem Druck stehenden Seite der Pumpe zugeführt.
Das organische Lösungsmittel wird auf der Ansaugseite einer Pumpe 1 eingeführt und durch eine
Leitung 2 nach oben gepumpt, wobei Phosgen durch ein Ventil 3 in das Lösungsmittel eingespritzt wird.
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Tn der nach oben steigenden Lösung des Phosgens in dem Lösungsmittel wird die Lösung des zur Reaktion
mit dem Phosgen bestimmten Amins durch ein Ventil 4 in die Reaktionszone 5 eingespritzt, wo eine
gründliche Durchmischung und Reaktion stattfindet. Die Temperatur der Reaktionsmasse wird durch einen
Erhitzer 6 und der gewünschte Druck in der Reaktionszone 5 durch das Drosselventil 7 aufrechterhalten, das
entgegen dem Druck der Pumpe 1 arbeitet. Die Lösungsmittellösung des Isocyanate wird in den unter
einem geringeren Druck, als er in der Reaktionszone herrscht, stehenden Sammelbehälter 8 eingesprüht.
Hier entweichen die flüchtigen Bestandteile, nämlich der Chlorwasserstoff und überschüssiges gasförmiges
Phosgen, durch eine Leitung 9 in einen Kondensator 10 und verlassen das System durch ein Ventil 11. Das
kondensierte Lösungsmittel kann in den Sammelbehälter 8 durch eine Leitung 12 oder auf einem
anderen Weg 13 durch eine Zuführungsleitung 14 für Lösungsmittel zurückgeführt werden. Wie nachstehend
näher erläutert wird, kann die gesamte oder ein Teil der Isocyanatlösung nach Erreichen der gewünschten
Konzentration bei 15 abgezogen oder durch eine Leitung 16 in den Kreislauf zurückgeführt werden.
Weiteres frisches Lösungsmittel kann aus einem Vorratsbehälter durch die Leitung 14 zugeführt werden.
Es wurde gefunden, daß bei Durchführung der beschriebenen Reaktion im wesentlichen keine Reaktion
des Amins mit dem Isocyanat erfolgt, selbst wenn die Isocyanatlösung in den Kreislauf zurückgeführt wird.
Das Amin scheint vorzugsweise mit dem Phosgen unter Bildung des Isocyanate zu reagieren. Wenn der
Isocyanatgehalt des im Kreislauf geführten Produkts wesentlich über 15% ansteigt, mag eine gewisse
Reaktion des Isocyanats mit dem Amin unter Herabsetzung der Ausbeute an dem gewünschten Isocyanat
eintreten. In diesem Fall kann der Kreislaufstrom durch Zugabe von frischem Lösungsmittel verdünnt
werden. Das mit dem darin gelösten Phosgen und Chlorwasserstoff aus dem Strom übergegangene
Lösungsmittel kann ohne weitere Reinigung unmittelwieder in das System zurückgeführt werden.
Einer der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß infolge der erhöhten Löslichkeit
von Phosgen in dem Lösungsmittel unter Druck weniger Lösungsmittel auf eine bestimmte
Menge Amin und Phosgen durch die Leitung, in welcher die Reaktion stattfindet, geführt zu werden
braucht. LTnter den erfindungsgemäßen Bedingungen wird der Chlorwasserstoff aus der Lösungsmittellösung
des Isocyanats bei einem wesentlich niedrigeren Druck als dem, bei welchem die Reaktion erfolgt,
ausgetrieben, wodurch seine Entfernung erleichtert wird. Da die Phosgenzugabe unter Druck erfolgt,
kann das Verhältnis von Phosgen zu Chlorwasserstoff höher gehalten werden, wodurch die direkte
Bildung des Isocyanats ohne zwischenzeitliche Bildung des Aminhydrochlorids sehr begünstigt wird, und man
nimmt an, daß darauf die erzielten verbesserten Ausbeuten zurückzuführen sind.
Das Isocyanat wird durch Abdestillieren des Lösungsmittels, welches wieder in das System zurückgeführt
werden kann, gewonnen. Das Isocyanat kann dann gegebenenfalls noch einmal destilliert werden.
Beide Destillationen werden zweckmäßig unter vermindertem Druck durchgeführt.
Drücke von 0,35 bis 1,4 kg/cm2 haben sich zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens als
geeignet erwiesen, obwohl auch höhere Drücke, sogar bis zu 14 kg/cm2, gegebenenfalls angewendet werden
können. Eine Zentrifugalpumpe oder eine Verdrängungspumpe kann verwendet werden.
Es ist wesentlich, daß das Phosgen so in den Lösungsmittelstrom eingeleitet wird, daß es vor Einführung
der Aminlösung darin dispergiert oder vollständig gelöst ist. Das Molverhältnis des Phosgens zu
dem Amin soll so bemessen sein, daß das Phosgen sich in einem mindestens 25°/oigen stöchiometrischen Überschuß
befindet, d. h., man sollte mindestens 1,25 Mol
ίο Phosgen pro NH2-Gruppe anwenden. In der Regel
wird ein viel größerer Phosgenüberschuß verwendet, und der bevorzugte Bereich liegt zwischen etwa 70
und 110% Phosgenüberschuß. In der Regel braucht ein größerer Überschuß als 110% nicht angewendet zu
werden.
Die Temperatur, bei welcher die Reaktion durchgeführt wird, soll oberhalb der Zersetzungstemperatur
des als Zwischenprodukt bei der Reaktion von Phosgen mit dem Amin gebildeten Carbamylchlorids
liegen. Diese Temperatur beträgt zwischen 90 und 180° C, je nach der Art des verwendeten Amins.
Höhere Temperaturen können angewendet werden, sind jedoch nicht erforderlich. Das Entweichen des
Chlorwasserstoffes beim Eintritt des Reaktionsstromes in den unter einem niedrigeren Druck gehaltenen
Behälter ermöglicht seine leichte Entfernung aus der Lösung bei diesen Temperaturen.
Die Konzentration des organischen Amins in dem Lösungsmittel soll zwischen etwa 5 und 30% betragen.
Bei kleineren Mengen ist die erforderliche Lösungsmittelmenge unnötig groß, und beim Arbeiten bei
wesentlich höheren Konzentrationen kann die Ausbeute infolge der Bildung teeriger Nebenprodukte
herabgesetzt werden.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Lösungsmittel sind vorzugsweise die chlorierten, aromatischen
Kohlenwasserstofflösungsmittel, in welchen das Phosgen unter den zur Anwendung kommenden Drücken
verhältnismäßig löslich ist. Zweckmäßig besitzt das Lösungsmittel einen niedrigeren Siedepunkt als das
herzustellende Isocyanat, damit das Isocyanat in der Lösung gelöst bleibt, jedoch leicht daraus durch Abdestillation
des Lösungsmittels erhalten werden kann. Monochlorbenzol, o-Dichlorbenzol, p-Dichlorbenzol,
die Trichlorbenzole, die entsprechenden Toluole und Xylole, Chloräthylbenzol, Monochlordiphenyl und stund
/?-Naphthylchlorid sind typische Beispiele für die zu verwendenden Lösungsmittel. Wegen seines besonderen
Siedepunktes ist o-Dichlorbenzol ein bevorzugtes Lösungsmittel. Es kann jedoch jedes beliebige
andere inerte organische Lösungsmittel, in welchem das Phosgen und das Amin unter den zur Anwendung
kommenden Drücken verhältnismäßig löslich sind, verwendet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ganz allgemein auf die Herstellung von Isocyanaten, welche auch
sonst durch Reaktion von Aminen mit Phosgen erhalten werden können, anwendbar. Es können so entweder
die Mono-, Di- oder Polyisocyanate aus den entsprechenden Mono-, Di- und Polyaminen hergestellt
werden. Das Verfahren ist besonders geeignet für die Reaktion aromatischer Amine mit Phosgen, z. B. von
Anilin, Toluidin, Benzidin, der Naphthylamine, 2,4-Tolylendiamin, 2,6-TolyIendiamin, der Phenylendiamine,
4,4'-Diaminodiphenylmethan, 1,5-Naphthylendiamin,
l-Amino-3-(4-aminophenyl) propan, Anisidin. der Chloraniline usw.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern. Die angegebenen Ausbeuten sind auf das
Gewicht des eingesetzten Amins bezogen.
Die verwendete Einrichtung ist dieselbe wie in der Zeichnung. o-Dichlorbenzol wird als Lösungsmittel
und m-Tolylendiamin wird zur Herstellung von 2,4-Tolylendiisocyanat
verwendet. Zu Beginn des Verfahrens befinden sich in dem Behälter 55 Teile o-Dichlorbenzol.
Dieses wird durch die Rohrleitung, in welcher die Reaktion stattfindet, hindurchgepumpt,
wobei zuerst Phosgen und dann eine 8°/oige (Gewichtsprozent) Lösung von m-Tolylendiamin in o-Dichlorbenzol
eingeführt werden. Die Lösung wird dann durch ein Ventil, welches zur Erzielung des gewünschten
Druckes eingestellt ist, wieder in den Sammelbehälter zurückgeführt.
Bei dieser Einrichtung besteht der Sammelbehälter aus einem 37,85 1 fassenden, mit einem Mantel versehenen
emaillierten Kessel. Der Heizmantel wird durch ein mit heißem öl arbeitendes System erwärmt.
Die erwärmte Pumpe ist eine Zentrifugalpumpe aus rostfreiem Stahl. Der Phosgeneinlaß besteht aus einer
1,27-cm-Rohrleitung, welche in Form eines T-Stücks in die Leitung, in welcher die Reaktion stattfindet und
der Arbeitskreislauf vor sich geht, eingefügt ist. Die Leitung, in welcher die Reaktion sich abspielt und die
Stoffe im Kreislauf geführt werden, besteht aus einem rostfreien Stahlrohr mit einem Durchmesser von
2,54 cm. Der lineare Abstand von dem Phosgeneinlaß zu dem Einlaß für die Diaminlösung beträgt etwa
122 cm. Der Einlaß für die Diaminlösung besteht aus einem T-Rohr mit einem Durchmesser von 2,54 cm, das
rechtwinklig in die Leitung einbiegt. Als Druckablaß dient ein einzölliges Ventil, das sich 20,3 cm, in Flußrichtung
gesehen, von der Einführungsstelle der Diaminlösung entfernt befindet. Die Reaktionsbedingungen
sind nachstehend angegeben:
Anfängliche Beschickung des
Sammelbehälters mit o-Dichlorbenzol
Sammelbehälters mit o-Dichlorbenzol
m-Tolylendiamin in der Beschickungslösung
Temperatur der m-Tolylendiaminbeschickungslösung
...
Zuführungsgeschwindigkeit von
m-Tolylendiamin
m-Tolylendiamin
Zuführungsgeschwindigkeit von
Phosgen
Phosgen
durch die Pumpe bewirkte Umlaufgeschwindigkeit
lineare Geschwindigkeit in der
Reaktionszone
Reaktionszone
Temperatur in der Reaktionszone
Temperatur im Sammelbehälter
Druck im Sammelbehälter
Druck in der Reaktionsleitung
angewendeter Phosgenüberschuß
gegenüber der theoretisch erforderlichen Menge
gegenüber der theoretisch erforderlichen Menge
Versuchsdauer
Ausbeute an 2,4-Tolylen-diisocvanat
Menge
25 kg 8Vo HO0C 1,43 kg/Std.
4,54 kg/Std. 30,3 l/Min.
92 cm/Sek.
1650C
1650C
Atmosphärendruck
0,56 kg/cm2
96%
3 Stunden
90,
Wenn das m-Tolylendiamin durch eine äquimolare Menge 4,4'-Diaminodiphenylmethan ersetzt wird, erhält
man in gleicher Ausbeute Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat.
Benzidin ergibt in gleicher Weise in entsprechender Ausbeute 4,4'-Diphenylendiisocyanat.
Das Verfahren nach Beispiel 2 wird in derselben Einrichtung und nach demselben Verfahren wie im
Beispiel 1 durchgeführt.
Menge Anfängliche Beschickung des Sammelbehälters mit o-Dichlorbenzol
25 kg
m-Tolylendiamin in der Beschickungslösung 16%
Geschwindigkeit der Zugabe von
m-Tolylendiamin 2,13 kg/Std.
Temperatur der m-Tolylen-
diaminbeschickungslösung ... HO0C
Zuführungsgeschwindigkeit von
Phosgen 7,26 kg/Std.
durch die Pumpe bewirkte Umlaufgeschwindigkeit 30,3 l/Min.
lineare Geschwindigkeit in der
Reaktionszone 92 cm/Sek.
angewendeter Phosgenüberschuß gegenüber der theoretisch erforderlichen
Menge 110%
Temperatur in der Reaktionszone 165° C Temperatur im Sammelbehälter 165° C
Druck im Sammelbehälter Atmosphärendruck
Druck in der Reaktionsleitung 0,56 kg/cm2
Versuchsdauer 4 Stunden
Ausbeute an 2,4-Tolylen-diiso-
cyanat 86,5 %
Dieses Beispiel erläutert die Verwendung einer höheren Konzentration an m-Tolylendiamin in o-Dichlorbenzol
und eine verstärkte Phosgenzuführung.
In diesem Beispiel werden die Einrichtung und das Verfahren von Beispiel 1 angewendet. Die Reaktionstemperatur ist niedriger, und die Zuführungsgeschwindigkeit der Lösung von m-Tolylendiamin in
o-Dichlorbenzol und des Phosgens sind ebenfalls geringer.
Menge Anfängliche Beschickung des Sammelbehälters mit o-Dichlorbenzol
25 kg
m-Tolylendiamin in der Be-
schickungslösung 8 %
Geschwindigkeit der Zugabe von
m-Tolylendiamin 1,29 kg/Std.
Temperatur der m-Tolylendiaminbeschickungslösung
... HO0C Zuführungsgeschwindigkeit von
Phosgen 4,31 kg/Std.
durch die Pumpe bewirkte Umlaufgeschwindigkeit 30,3 1/Min.
lineare Geschwindigkeit in der
Reaktionszone 92 cm/Sek.
angewendeter Phosgenüberschuß gegenüber der theoretisch erforderlichen
Menge 106%
Temperatur in der Reaktionszone 140° C Temperatur im Sammelbehälter 140° C
Druck im Sammelbehälter Atmosphärendruck
Druck in der Reaktionsleitung 0.56 kg/cm2
Versuchsdauer 4 Stunden
Ausbeute an 2,4-Tolylen-diisocvanat 92 %
40
45
60
65
Wenn dasselbe Verfahren bei einer Temperatur der Reaktionszone und im Sammelbehälter von 1100C
durchgeführt wird, erzielt man eine 90,5%ige Ausbeute.
Wenn in dem vorstehenden Verfahren das m-Tolylendiamin durch Benzidin ersetzt und eine
12%ige Lösung desselben in o-Dichlorbenzol bei einer Phosgenzuführungsgeschwindigkeit von 5,45 kg/Std.,
d. h. einem 100%igen Phosgenüberschuß, verwendet wird und die Temperatur sowohl in der Reaktionszone
als auch in dem Sammelbehälter 175° C bei einem Druck von 0,7 kg/cm2 in der Reaktionszone beträgt,
erzielt man eine hohe Ausbeute an 4,4'-Diphenylendiisocyanat.
Bei spiel 4
An Stelle des m-Tolylendiamin von Beispiel 3 wird 4,4'-Diamino-diphenylmethan unter den folgenden Bedingungen
in das entsprechende Isocyanat übergeführt:
Menge
Anfängliche Beschickung des
Anfängliche Beschickung des
Sammelbehälters mit o-Dichlorbenzol 25 kg
Konzentration an 4,4'-Diaminodiphenylmethan in der o-Di-
chlorbenzolbeschickungslösung 12%
Zuführungsgeschwindigkeit von
Zuführungsgeschwindigkeit von
Amin 1,36 kg/Std.
Temperatur der Amin-
Beschickungslösung 110° C
Zuführungsgeschwindigkeit von
Phosgen 2,77 kg/Std.
angewendeter Phosgenüberschuß
gegenüber der theoretisch er-
forderlichen Menge 100%
durch die Pumpe bewirkte Umlaufgeschwindigkeit 75,7 l/Min.
lineare Geschwindigkeit in der
Reaktionszone 229 cm/Sek.
Temperatur in der Reaktionszone 175° C
Temperatur im Sammelbehälter 175° C
Druck in der Reaktionszone ... 0,07 kg/cm2
Temperatur im Sammelbehälter 175° C
Druck in der Reaktionszone ... 0,07 kg/cm2
Druck im Sammelbehälter Atmosphärendruck
Versuchsdauer 5 Stunden
Ausbeute an Diphenylmethan-
4,4'-diisocyanat 95%
Bei diesem Versuch wird das Drosselventil nicht verwendet.
Bei diesem Beispiel wird die in den ersten vier Beispielen verwendete Einrichtung dahingehend abgeändert,
daß man den 37,85 1 fassenden Kessel durch einen 122 cm langen Glaszylinder mit einem Durchmesser
von 10,16 cm ersetzt. Auf diese Weise wird die Gesamtflüssigkeitsmenge, welche in dem System
enthalten sein kann, auf etwa 11,36 1 herabgesetzt. Ein rohrförmiger Wärmeaustauscher aus Stahl, der zur
Erhitzung dient, wird in der Reaktionsleitung zwischen dem Einlaß für die Aminlösung und dem Drosselventil
angeordnet. Der Wärmeaustauscher besitzt 0,4645 m2 Heizfläche.
Der lineare Abstand der Aminzuführung zu dem Drosselventil beträgt jetzt etwa 183 cm. In der
Leitung, in welcher sich der Kreislauf abspielt, ist zwischen Sammelbehälter 8 und der Pumpe 1 ein Einlaß
vorgesehen, durch welchen zusätzliches Lösungsmittel eingeführt werden kann.
Dieses Verfahren unterscheidet sich von den vorhergehenden Beispielen dadurch, daß eine zusätzliche
Menge o-Dichlorbenzol zwischen Sammelbehälter 8 und der Pumpe 1 in die im Kreislauf geführte Lösung
eingeleitet wird, um die Konzentration des zurückgeführten 2,4-Tolylendiisocyanats herabzusetzen.
Die in diesem Beispiel zugesetzte Menge reicht aus, um die Diisocyanatkonzentration auf 10% zu erniedrigen,
was der bei Zuführung einer 8%igen m-Tolylendiaminlösung erzielten Konzentration entspricht.
Diese Verdünnung ermöglicht die Verwendung einer 16%igen m-Tolylindiaminbeschickungslösung,
ohne daß die Ausbeute infolge Bildung teeriger Produkte darunter leidet. Die Bedingungen sind die
folgenden:
Menge
Konzentration von m-Tolylendiamin in der Beschickungslösung 16%
Zuführungsgeschwindigkeit des
Diamins 1,36 kg/Std.
Temperatur der Diamin-
Beschickungslösung 1100C
Zuführungsgeschwindigkeit von
Phosgen 4,54 kg/Std.
Phosgenüberschuß gegenüber der theoretisch erforderlichen
Menge 100%
Rückführungsgeschwindigkeit
durch die Pumpe 30,3 l/Min.
Zuführungsgeschwindigkeit von o-Dichlorbenzol in den Kreislauf 10 kg/Std.
Temperatur in der Reaktionszone 155° C Druck in der Reaktionszone .... 0.49 kg/cm2
Druck im Sammelbehälter Atmosphärendruck
Versuchsdauer 3 Stunden
Ausbeute an 2,4-Tolylendiisocyanat,
bezogen auf das eingesetzte Diamin 93%
Die abgeänderte Einrichtung von Beispiel 5 wird mit einer weiteren Änderung in dem Abschnitt, in
welchem die Aminverteilung erfolgt, verwendet. Anstatt die Aminlösung durch ein T-Rohr in ein einzölliges
Rohr einzuführen, was eine lineare Geschwindigkeit von 91,5 cm/Sek. bei einem Pumpendurchsatz
von 30,3 l/Min, ergibt, wird die Aminlösung durch eine Düse eingeführt, weiche in einem Winkel
von 45° in eine Rohrleitung eingesetzt ist, die einen inneren Durchmesser von 0,95 cm besitzt. Man erzielt
so eine lineare Durchflußgeschwindigkeit von 610 cm/Sek. bei einem Pumpendurchsatz von
30,3 l/Min. Dadurch wird die Reynoldsche Zahl des durchwirbelten Flusses an dieser Stelle bedeutend erhöht.
Die Versuchsbedingungen sind die folgenden:
Menge
Konzentration von m-Tolylendiamin in der Beschickungslösung (o-Dichlorbenzol) 16%
Zuführungsgeschwindigkeit des
Diamins 1,5 kg/Std.
Temperatur der Diamin-
Beschickungslösung 110° C
Zuführungsgeschwindigkeit von
Phosgen 4,54 kg/Std.
Claims (1)
- 9 10Menge förmiger Form in flüssiger Form eingeführt werden,Phosgenüberschuß gegenüber der da es beim Beobachten durch ein in der Leitung antheoretisch erforderlichen gebrachtes Schauglas vollständig in dem Lösungs-Menge 85% mittel unter den angewendeten Drücken löslich zuRückführungsgeschwindigkeit 5 sein scheint.durch die Pumpe 30,3 l/Min. Der Vorteil des erfindungsgemäßen VerfahrensZuführungsgeschwindigkeit von Hegt darin, daß für eine beliebige gegebene Pro-o-Dichlorbenzol in den Kreis- duktionsgeschwindigkeit eine viel kleinere Einrichtunglauf 10 kg/Std. erforderlich ist und daß es, wie sich aus einigen derTemperatur in der Reaktionszone 1550C io Beispiele ergibt, nicht notwendig ist, einen großen,Druck in der Reaktionszone 0,49 kg/cm2 mit einem Mantel versehenen Behälter zu verwenden,Druck im Sammelbehälter Atmosphärendruck wo einfache Wärmeaustauscher vorgesehen sind. Da&Versuchsdauer 3 Stunden Verfahren besitzt auch noch den Vorteil, daß dasAusbeute an 2,4-Tolylendiiso- Isocyanat kontinuierlich entsteht, wobei die Reaktionscyanat, bezogen auf das ein- 15 zeit des Amins mit dem Phosgen in der Lösungsmittelgesetzte Diamin 95% lösung nur einen Bruchteil von Sekunden beträgt.Nach demselben Verfahren, wie es in diesem Beispiel beschrieben ist, jedoch unter Verwendung einerPumpe, welche eine Rückführungsgeschwindigkeit 20 1. Verfahren zur Herstellung organischer Iso-von einer 3,785 l/Min, ergibt und bei einem Druck in cyanate aus organischen Aminen und Phosgen, da-der Reaktionszone von 2,8 kg/cm2 bei einer Tempe- durch gekennzeichnet, daß man eine Lösung desratur von 1100C ohne Zuführung von weiterem o-Di- Amins in einem inerten organischen Lösungsmittelchlorbenzol und unter Verwendung von flüssigem in eine Lösung von Phosgen in einem inertenPhosgen erhielt man im wesentlichen dieselbe Aus- as organischen Lösungsmittel unter Überdruck undbeute an 2,4-Tolylendiisocyanat. unter Bedingungen einleitet, welche eine turbulenteü . . ,- Strömung ergeben, wobei man die TemperatureisPie stets oberhalb derjenigen hält, bei welcher dasDie Einrichtung und das Verfahren von Beispiel 6 Carbamylchlorid des jeweils verwendeten Aminswerden verwendet, nur mit der Ausnahme, daß kein 30 zersetzt wird, und daß man nach beendeter Reak-o-Dichlorbenzol dem Kreislaufstrom zugeführt wird, tion die Lösung sofort entspannt und den Chlor-da die Konzentration des in o-Dichlorbenzol zu- wasserstoff und das überschüssige Phosgen aus dergeführten m-Tolylendiamins nur 8% beträgt. Bei Lösung des gebildeten Isocyanats entfernt,diesem Versuch wird eine niedrigere Arbeitstempe- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-ratur angewendet. 35 zeichnet, daß man die Temperatur zwischen 90 undMenge 180° C hält.Konzentration des m-Tolylen- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurchdiamins in der Beschickungs- gekennzeichnet, daß man ein Molverhältnis vonlösung 8% Phosgen pro — NH2-Gruppe des Amins von min-Zugabegeschwindigkeit von 40 destens 1,25:1 einhält.Diamin 1,5 kg/Std. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurchTemperatur der Diamin- gekennzeichnet, daß man die Lösung des gebilde-Beschickungslösung 1100C ten Isocyanats unter kontinuierlicher Zugabe vonZuführungsgeschwindigkeit von Phosgen und weiterer Mengen der Lösung desPhosgen 4,9 kg/Std. 45 Amins in dem inerten Lösungsmittel in den Kreis-Rückführungsgeschwindigkeit .. 30,3 l/Min. lauf zurückführt, bis man die gewünschte IsoTemperatur in der Reaktionszone 90° C cyanatkonzentration in dem Lösungsmittel erreicht Druck in der Reaktionszone .... 0,42 kg/cm2 hat, worauf man kontinuierlich einen Teil der Lö-Versuchsdauer 3 Stunden sung des Isocyanats in dem Lösungsmittel aus demAusbeute an 2,4-Tolylendiiso- 50 System entfernt, während man eine zur Konstant-cyanat 95,5% haltung des Volumens in dem System ausreichendeLösungsmittelmenge zugibt.Wie in den vorstehenden Beispielen angegeben ist, 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gewird zweckmäßig in der Regel die Aminlösung vor- kennzeichnet, daß man als Amin m-Toluylendiamin erhitzt, um eine vollständige Lösung des Amins zu 55 oder 4,4/-Diaminodiphenylmethan verwendet.gewährleisten, bevor es in die Lösungsmittellösungdes Phosgens eingeführt wird. Wie im Beispiel 6 ge- In Betracht gezogene ältere Patente:zeigt ist, kann das Phosgen auch ebenso wie in gas- Deutsche Patente Nr. 949 227, 949 228, 958 558.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 809 599/570 8.58
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US1037444XA | 1954-03-15 | 1954-03-15 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1037444B true DE1037444B (de) | 1958-08-28 |
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---|---|---|---|
DEP12802A Pending DE1037444B (de) | 1954-03-15 | 1954-10-01 | Verfahren zur Herstellung organischer Isocyanate |
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---|---|
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