JP2015107979A - ジフェニルメタンジイソシアネート及びポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートの混合物の製造法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ベンゼン−ニトロベンゼン−アニリン−ポリフェニルポリメチレンポリアミン−ポリフェニルポリメチレンポリイソシアネート(PMDI)への逐次反応によって、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)及びPMDIの混合物を製造する方法において、500〜5000ppmw/wのトルエン及び/又はキシレンを含有するベンゼンを出発材料として使用し、混酸ニトロ化法を適用して製造プロセスを始めるPMDI及びMDIの製造方法。
【選択図】なし
Description
ンポリイソシアネート(PMDIとして知られる)の混合物を、少なくとも一つの不活性
有機溶媒の存在下で、対応するジフェニルメタンジアミン(MDA)及びポリフェニルポ
リメチレンポリアミン(PMDAとして知られる)の混合物とホスゲンとの反応によって
製造する方法に関する。
びサンドイッチパネル建設資材として好適に使用される硬質ポリウレタンフォームを製造
するための工業的に重要なイソシアネートである。通常、PMDI中に存在するジフェニ
ルメタン−4,4’−ジイソシアネート(MMDIとして知られる)の一部は、蒸留又は
結晶化のような適切な技術的操作によって回収される。MMDIも、コンパクト、微孔性
(マイクロセルラー)及び多孔性(セルラー)ポリウレタンのポリウレタン製剤、例えば
接着剤、コーティング、ファイバー、エラストマー及び一体フォーム(integral foam)の
重要な成分である。同様に、様々な割合のジイソシアネート異性体の各種混合物(いわゆ
る“混合異性体”製品)も製造できる。従って、本明細書中では、“PMDI”という用
語は、モノマーのMDI、例えば4,4’−、2,2’−及び/又は2,4’−MDIが
存在するPMDI混合物も包含する。
し、次にこれとホルムアルデヒドとの酸触媒反応により、対応するジフェニルメタンジア
ミン及びポリフェニルポリメチレンポリアミン(PMDAとして知られる)の混合物を形
成させることによって製造される。PMDAのホスゲン化によってPMDIが生成する。
体の80:20混合物であるが、その他もよく知られている)、これを接触水素化して対
応するトルエンジアミン異性体(TDA)の混合物を作製する。これをホスゲン化及び蒸
留すると、別の主要な市販の芳香族イソシアネート、TDI(トルエンジイソシアネート
)が得られる。
Aとして知られる)の混合物とホスゲンとの反応によるPMDIの製造はよく知られてお
り、広く実施されている。代表的特許及びそれに含まれている参考文献に、いくつかのホ
スゲン化技術、例えば混合ノズル及びその他のプロセス装置のデザイン及びプロセス全体
の反応条件の精密制御などが示されており、以下の通りである。
スゲンとの反応による有機イソシアネートの連続製造法が記載されている。該方法では、
濃縮ホスゲン含有ストリームをアミン含有ストリームとジェットミキサー中で優先的に混
合し、反応アミン−ホスゲン混合物の組合せジェットを作り出す。
アネートの製造法に関する発明が開示されている。該方法は以下の工程を含む。a)アミ
ンをホスゲンと混合し、b)アミンをホスゲンと反応器内で反応させ、その混合物は反応
器内に一定時間留まり、そして所望により、c)工程b)の反応器からの排出物を蒸留カ
ラムに移す。該発明は、工程b)で引用された反応器が管型反応器の形態で提供されるこ
とを特徴とする。
ニルメタンジイソシアネート及びポリフェニルポリメチレンポリイソシアネートの混合物
の製造法が記載されている。該方法は、少なくとも一つの不活性有機溶媒の存在下及び高
めた温度での対応するジフェニルメタンジアミン及びポリフェニルポリメチレンポリアミ
ンの混合物とホスゲンとの2段階反応によるものであり;ホスゲン化完了後に過剰のホス
ゲン及び溶媒の分離及び反応生成物の熱処理をし;ホスゲン化の第二段階の滞留時間装置
におけるホスゲン対塩化水素の質量比は、同時に液相で10〜30:1及び気相で1〜1
0:1である。
アネートの2段階製造法が記載されている。該方法では、a)第一段階で、アミンとホス
ゲンを断熱管理反応で反応させ、その場合の反応温度は、減圧によって反応器内の絶対圧
を8〜50バールの値に積極的に調整することによって100〜220℃の値に制限され
、該温度はホスゲンの化学量論的変換が少なくとも80%に達するまで100〜220℃
の値に維持され、そしてb)第二段階で、a)の反応混合物を絶対圧1〜15バールに減
圧し、反応混合物を所望により熱を導入して90〜240℃の温度でさらに反応させる。
く知られており、様々なプロセス装置構成並びに反応及び後処理条件を用いて広く実施さ
れている。ジフェニルメタンシリーズのジ−及びポリアミン(PMDAと呼ばれる)の連
続、不連続、又は半連続製造法が多数の特許及び出版物に記載されている[例えば、JP
9406590、DE19804915、EP1616890及びそれらに含まれている
参考文献、そしてまた、H.J.Twitchett,Chem.Soc.Rev.3(
2),209(1974),M.V.Moore,Kirk−Othmer Encyc
l.Chem.Technol.,第3版,ニューヨーク,2,338−348(197
8)参照]。これらのポリアミンの製造は、従来、酸性触媒の存在下でのアニリンとホル
ムアルデヒドとの反応によって実施される。酸性触媒として従来塩化水素水溶液が使用さ
れる。先行技術によれば、酸性触媒は塩基の添加によって中和されるので、プロセスの終
了時、及び最終後処理工程(例えば、蒸留による過剰アニリンの除去など)の前に使い果
たされる。固体の酸触媒の使用もよく知られている[例えば、Trends in in
dustrial catalysis in the polyurethane i
ndustry,Applied Catalysis A:General 221,
303−335(2001)参照]。
セス装置構成並びに反応及び後処理条件を用いて広く実施されている[例えば、“Ani
line and derivatives”,Report No.76C,1993
,SRI international issue参照]。
ン及びジニトロトルエンからトルエンジアミンへの水素化は、液相中ラネーニッケルのよ
うな水素化/脱水素触媒上で水素化を実行することによって実施されてきた。通常、水素
化法では、ニトロ化生成物は精製され、水素化反応で触媒毒として作用する酸性材料及び
アルカリ性材料は除去される。US4224249にこの水素化のそのような方法が開示
されている。気相水素化もよく知られている。
ノニトロ芳香族化合物の合成に焦点を当てているものもあれば、ジニトロ又はトリニトロ
芳香族組成物の製造に焦点を当てているものもある。芳香族組成物のニトロ化は、典型的
には混酸技術、すなわち硝酸と硫酸の混合物によって行われているが、芳香族化合物のニ
トロ化は、硝酸単独又は窒素酸化物と硫酸の混合物を利用して行われることもある。いく
つかのニトロ化技術を示した代表的特許は以下の通りである。
ニトロ化媒体として用いる芳香族炭化水素のニトロ化法が開示されている。US2362
743は、2段階ニトロ化法を用いて第一段階でジニトロトルエンを形成している。トル
エンを60〜75%の硝酸を用いて約75〜80℃の温度でニトロ化した後、90〜10
0%の硝酸を用いて同じ温度でジニトロ化している。US2739174では、ベンゼン
、トルエン、及びキシレンを70%の硝酸を用いて約110〜120℃の温度でニトロ化
している。この方法では、水、硝酸及びニトロ化炭化水素を含む液体反応混合物を反応器
から抜き出し、硝酸を水ニトロ化炭化水素共沸混合物から蒸留によって分離している。U
S3780116は、ベンゼン及びトルエンのためのニトロ化媒体として約40%の硝酸
を使用し、方法は、炭化水素蒸気を約50〜100℃の温度で硝酸媒体に通気するという
ものであった。ニトロベンゼン−硝酸混合物を反応器から抜き出し、該混合物をデキャビ
テーション(decavitation)によって分離している。硝酸及び未反応ベンゼン及び水は蒸気
として除去され、ベンゼンは分離され回収された。
炭化水素のニトロ化技術は混酸技術であった。US2256999、US2370558
、US2773911、US2849497、US3434802、US4021498
及びUS4112005には、ニトロ芳香族組成物、特にモノ及びジニトロ芳香族組成物
を製造するための混酸技術の変形例が開示されている。ニトロ芳香族化合物の製造におい
ては、ニトロ化剤であるニトロニウムイオンの濃度が硝酸単独では混酸よりかなり低いの
で、混酸技術が好適である。芳香族化合物のモノニトロ化では、芳香族炭化水素を硝酸/
硫酸混合物と接触させる。その硝酸濃度は典型的には約20〜70体積%又はジニトロ化
反応の場合より薄い。硫酸は典型的には80〜98%の濃度で使用される。
方法は、反応性芳香族化合物をモノニトロ化が完了するまで硫酸の不在下でニトロ化し、
ニトロ化は40〜68重量%の硝酸で実施されるというものである。
には高濃縮硝酸組成物又は混酸技術を用いることによって製造されており、US2362
743、US2934571及びUS3092671はその代表である。US23627
43は、トルエンのジニトロ化を硫酸の不在下で実行している。モノニトロ化は70%硝
酸で実施されるが、ジニトロ化は98%硝酸を用い、約70〜80℃の温度で実施される
。高モル比の酸、例えば2〜5モルの硝酸が炭化水素1モルあたり必要とされる(2〜5
:1)。US2934571は、混酸技術による様々な芳香族化合物、例えばベンゼン、
ニトロベンゼン、ハロゲン置換ベンゼンなどのニトロ化を開示している。この方法では、
発煙硝酸と発煙硫酸の混合物を芳香族炭化水素と50〜60℃の温度で反応させている。
る。この場合、モノニトロトルエンが第一段階で形成され、反応水及び廃酸をモノニトロ
ベンゼン反応生成物から除去した後、該モノニトロベンゼンを次のニトロ化のためにジニ
トロ化器に入れる。
び炭化水素(C6/C7)化合物の不純物を含む[Netzer & Ghalayin
i,Hydrocarbon Processing,2002年4月,71〜78ペー
ジ]。該トルエン濃度は500ppm未満である[Netzer & Ghalayin
i,Benzene Recovery from Refinery Sources
by co−production of olefins,National Pe
trochemical & Refiners Association年会で発表,
2003年3月23−25日、テキサス州サンアントニオ]。高純度の“ニトロ化グレー
ド”のトルエンも入手可能である。
純粋な“ニトロ化グレード”のベンゼンが使用され、同様に、ジニトロトルエン、トルエ
ンジアミン、及び最終的にはTDIの逐次製造には純粋な“ニトロ化グレード”のトルエ
ンが使用されている。こうすれば、逐次的製造連鎖の様々な段階における不純物除去に関
する技術的要件が削減され、ひいては製造の運転及び資本コスト並びに廃棄物処理コスト
が削減される。しかしながら、高純度の出発材料を使用するというこの手法は、そのよう
に純粋な形態で出発材料(それぞれベンゼン及びトルエン)を得るのに相当の費用がかか
ることに対して検討されなければならない。例えば、ベンゼン精製法の記載に関して、U
S5004851及びそれに含まれる参考文献参照。
れているよりも高速及び高収率で副産物のタールの少ない芳香族アミンを形成できること
が報告されている(US4185036)。さらに詳しくは、US4185036には、
芳香族化合物の混合物を選択的に水素化してアミンにできることが開示されている。該混
合物は、少なくとも25%のモノニトロ非芳香族化合物及び少なくとも25%のジニトロ
又はモノニトロアミノ化合物を含有する。選択的同時水素化に適切な反応物の例は、o−
ニトロトルエン、o−ニトロアニリン、モノニトロトルエン、ジニトロベンゼン、ジニト
ロトルエン及びその他のニトロ芳香族化合物などである。
合物(その他のニトロ芳香族化合物を含んでいてもよい)の製造法が開示されている。該
混合物は選択的に同時水素化されて対応する芳香族アミンを形成できる。好適な態様にお
いて、ニトロ芳香族組成物は、モノニトロベンゼン及びジニトロトルエンの混合物を含む
。該方法は、ベンゼンとトルエンを含む原料混合物をニトロ化に適切な条件下で硝酸と反
応させることを含む。典型的には、硝酸濃度は定常状態で88〜95重量%、及び反応温
度は40〜70℃である。反応時間はベンゼンのモノニトロ化を実行するのに十分である
が、原料混合物中のベンゼンの実質的ジニトロ化を実行するには不十分な時間である。こ
の方法の特徴は、ベンゼン及びトルエン、所望により少量のキシレンを含む精製装置スト
リームを事前の分離なしに利用してニトロ化に適切な原料を形成する能力;原料混合物を
選択的にニトロ化して、ニトロ化されたベンゼン及びトルエンの生成物として主にモノニ
トロベンゼン及びジニトロトルエンからなるニトロ芳香族混合物を形成する能力;不安定
なニトロ芳香族組成物の分離を含む複数の分離段階なしに更なる水素化のためにモノニト
ロベンゼン及びジニトロトルエンの相互組合せを選択的に形成する能力;及び芳香族アミ
ン中間体を、そのような芳香族アミン中間体の生成前に多数の分離段階なしに製造するの
に必要なプロセス工程の量を削減する能力である。
のジニトロベンゼンとニトロトルエンも同時製造されることである(US4935557
の表参照)。アニリン及びトルエンジアミンを製造するためのニトロベンゼン−ジニトロ
トルエン混合物のその後の同時水素化は、不要なジアミノベンゼン及びトルイジンも形成
する。さらなる従来式製造法によって最終的にPMDI及びTDIを製造するためのその
後のアニリン及びトルエンジアミンの分離は、経済的理由で満足できないジアミノベンゼ
ン及びトルイジン廃棄物を生み出す。相当量の不要なジアミノベンゼン及びトルイジンを
アニリン又はTDAのいずれかと共に残しておく又はそれらの間に分配させるという選択
肢は、最終的に、相当量の不純物の存在のために望まざる組成物を伴うPMDI及び/又
はTDIの形成をもたらすことになる。
発点として経済的に魅力的な、純粋とは言い難いベンゼン組成物を有益に利用でき、余分
の廃棄物ストリームも望まざる最終生成物の組成物も同時に製造しない又は追加の処理工
程を必要としないPMDIの製造法に対する需要は依然としてある。
れていたものより純度の低い、PMDIの製造法を提供することである。
wのトルエンを含有するベンゼンをニトロ化工程に使用することが、まさにこれらの要求
を満たすことが分かった。
E1900090には、ニトロベンゼンの製造に1200ppmのチオフェンを含有する
ベンゼンの使用が記載されている。しかしながら、ベンゼンをニトロ化反応器に導入する
前に、硫酸による洗浄及びその後の硫酸からの分離が、低硫黄濃度のニトロベンゼンを製
造するために必要である。よって追加の処理工程の導入が必要となる。
次反応によるPMDIの製造法を提供するが、当該方法において出発材料として使用され
るベンゼンは、500〜5000ppm、好ましくは500〜1000ppm w/wの
トルエンを含有する。同様に、本発明は、これらの同じ濃度(500〜5000ppm、
好ましくは500〜1000ppm w/w)のその他のアルキル置換芳香族化合物、例
えばキシレンを含有するベンゼンにも適用され、また、様々な組合せのアルキル置換芳香
族化合物、例えばトルエン及びキシレンを含有するベンゼンにも適用される(これらの不
純物の総濃度は500〜5000ppm w/wの範囲)。同様に、本発明は、例えばリ
グニン、リグノセルロースなどのような生物起源の材料から製造されたベンゼンを使用す
る場合、類似濃度のこのような不純物を含有するベンゼン(不純物は該ベンゼンを本明細
書中に記載の方法に使うことを可能にするもの)、又は石炭もしくは石炭由来材料から製
造されたベンゼンにも適用されると見られる。
るベンゼンを、製造プロセス装置、プロセス反応条件又はプロセス制御機構の何らかの変
更によらずに、そして追加の処理工程の導入なしに、混酸ニトロ化法に使用できることを
見出した。
n−Methods and Mechanisms,Olah,Malhotra a
nd Narang,VCH Publishers Inc,ニューヨーク;Nitr
ation−Recent Laboratory and Industrial D
evelopments,ed.Albright,Carr and Schmitt
,ACS,ワシントンD.C.及びそれらに含まれる参考文献、並びにNoram En
gineering and Constructors Ltd.のニトロベンゼンプ
ロセス(例えばUS4994242)の記載の中に見つけることができる。
ンは、従来法を用いて後処理することができる(硫酸の分離及び再濃縮、無機物除去のた
めの芳香族生成物ストリームの洗浄、及びその後のリサイクルためのベンゼンの蒸留)。
、製造プロセス装置、プロセス反応条件又はプロセス制御機構の何らかの変更によらずに
、従来のアニリン製造法に使用できることを見出した。従って、低濃度のニトロトルエン
異性体を含有するニトロベンゼンは、金属又は担持金属触媒上での水素化により、低濃度
のトルイジン異性体を含有するアニリンに変換することができる。アニリン製造法のため
の典型的なプロセス条件は、例えばGB982902及びGB982903の中に見つけ
ることができる。
セス装置、プロセス反応条件又はプロセス制御機構の何らかの変更によらずに、従来のジ
フェニルメタンジアミン及びポリフェニルポリメチレンポリアミン(PMDAとして知ら
れる)製造法に使用できることを見出した。従って、低濃度のトルイジン異性体を含有す
るアニリンを、酸触媒の存在下でホルムアルデヒドと反応させてジフェニルメタンジアミ
ン及びポリフェニルポリメチレンポリアミンを製造することができる。この場合、トルイ
ジン異性体は混合ポリアミン分子に組み込まれる。本明細書中で使用される文脈において
“混合”とは、ホルムアルデヒド由来のメチレン基によって一緒に連結された、一つ又は
複数のアニリン部分とほとんどの場合一つのトルイジン異性体とを含有する分子を示す[
二つ以上のトルイジン異性体を含有する分子の存在も理論的には可能であるが、そのよう
な化合物は、仮にあったとしても極めて低濃度でしか存在しない]。
くは4〜1.9:1の縮合、及びアニリン対酸触媒のモル比1:0.98〜0.01、好
ましくは1:0.8〜0.1によって都合よく得られる。ホルムアルデヒドはいずれの物
理的形態(固体、液体又は気体)でも使用できるが、好ましくは水溶液の形態、例えば市
販の30〜55質量%力価の溶液として使用される。有用であることが分かっている酸触
媒は、プロトン供与体、例えば酸イオン交換樹脂又は強い有機酸及び好ましくは無機酸で
ある。本発明の目的のために、強酸は1.5未満のpKaを有するもので、多塩基酸の場
合、この値は一つ目の水素解離の値である。例を挙げると、塩酸、硫酸、リン酸、フルオ
ロスルホン酸及びシュウ酸である。気体の塩化水素も使用できる。濃度約25〜33質量
%の塩酸水溶液の使用が好適である。PMDAの適切な製造法は、例えば、CA7000
26、DE2227110(対応:US4025557)、DE2238920(対応:
US3996283)、DE2426116(対応:GB1450632)、DE124
2623(対応:US3478099)、GB1064559及びDE3225125に
記載されている。
条件下での縮合を基にし、その後所望により水の分離、そしてさらに所望により縮合物の
更なる乾燥を行う方法も使用できる。N,N’−メチレンジアニリン(アミナール)及び
おそらくはその他のアニリノアセタール及びそのメチル置換類似体を含有するいわゆる中
性縮合物は、その後酸性種の使用によって第二級アミン及び最終の第一級アミン混合物P
MDAに変換される。これらは上記と同じ酸触媒でよいが、先行技術に記載されているそ
の他の不均一固体酸触媒も使用できるであろう(例えば、Trends in indu
strial catalysis in the polyurethane ind
ustry,Applied Catalysis A:General 221,30
3−335(2001)並びにUS3362979、US4039580及びUS403
9581参照)。
低濃度のトルイジン異性体を有するジフェニルメタンジアミン及びポリフェニルポリメチ
レンポリアミン]を、製造プロセス装置、プロセス反応条件又はプロセス制御機構の何ら
かの変更によらずに、従来のPMDIの製造法に使用できることを見出した。
されてきた。そこで、例えばUS3544611及びEP150435には、圧力混合回
路でのホスゲン化が報告されている。さらに、EP291819は、この反応を反応ポン
プで実施することを開示している。静的ミキサーの多数の異なるデザインについても記載
されている。例えば、環状スロットノズル(FR2325637、DE1792660)
、リングアイ(ring-eye)ノズル(DE3744001)、フラットジェット(flat jet)ノ
ズル(EP65727)、ファンジェット(fan jet)ノズル(DE2950216)、ア
ングルジェットチャンバ(angle-jet chamber)ノズル(DD300168)、三流体(thre
e-fluid)ノズル(DD132340)、突き出た中心体を有する同軸ジェットミキサー(c
oaxial jet mixer)ノズル(US2004/008572)である。ホスゲン化の第一段
階の温度は、通常40〜150℃、好ましくは60〜130℃、特に好ましくは90〜1
20℃である。発熱反応を起こさせて混合物の温度を約80℃より高くすることによって
、塩化カルバモイルの固化を防止できる。混合装置を注意深く設計して尿素副産物の形成
を最小限にする。すなわち、不溶性の“ポリ尿素”の形成が回避されるように流入アミン
と反応生成物との接触を最小限にするようにする。多少の尿素官能基の形成は、これらは
ポリイソシアネートも含有する化合物中に同時に存在し、そのような“混合官能性”化合
物はノルマルポリイソシアネートの混合物中に可溶であるので、問題ない。
塩酸塩は、多くのタイプの滞留時間装置を通過でき、そこでアミン塩酸塩はホスゲン化さ
れて対応する塩化カルバモイルになり、塩化カルバモイルは対応するイソシアネートと塩
化水素に解離する。例えば、前段階のホスゲン化からの混合物は、一連の撹拌タンク反応
器、環状又はカラム反応器又は薄膜装置(WO2004/031132にあるような)又
は異なるタイプの反応器の組合せに供給できる。大気圧以上で運転されるバッチ、連続、
半連続法及びこれらの組合せは当該技術分野ですべて公知である。
ジフェニルメタンジイソシアネート異性体の含有量30〜90重量%、好ましくは30〜
70重量%、NCO含有量29〜33重量%、好ましくは30〜32重量%を有し、粘度
(DIN 51550に準拠して25℃で測定)2500mPa.s以下、好ましくは4
0〜2000mPa.sを有する。
下で、対応する生成物組成を有する非従来型PMDAのホスゲン化によって製造できる。
粗PMDIを製造するための他方の出発成分はホスゲンである。ホスゲンは、液体又は
気体として、溶媒中に希釈して又は反応条件下で不活性なその他の気体と共に、例えばモ
ノクロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、窒素、一酸化炭素などと使用することがで
きる。非従来型PMDA対ホスゲンのモル比は、NH2基1モルあたり1〜10モル、好
ましくは1.2〜4モルのホスゲンが反応混合物中に存在するように選ばれるのが有益で
ある。ホスゲンは、ホスゲン化の第一段階にすべて供給されてもよいし、その一部をホス
ゲン化の次の段階の滞留時間装置に加えてもよい。
る。有用であると分かっている溶媒は、塩素化、芳香族炭化水素、例えばモノクロロベン
ゼン、o−ジクロロベンゼン及びp-ジクロロベンゼンのようなジクロロベンゼン、トリク
ロロベンゼン、対応するトルエン及びキシレン、クロロエチルベンゼン、モノクロロビフ
ェニル、アルファ−又はベータ−ナフチルクロリド及びジエチルイソフタレートのような
ジアルキルフタレートである。MDI以外のイソシアネート化合物又は混合物、又は好ま
しくは粗又は精製PMDI又はその他のMDI材料も、非従来型PMDAを最初にホスゲ
ンと反応させた後は、一部又はすべての非イソシアネート溶媒に代わって使用することが
できる。過剰のホスゲンも溶媒の役割を担うのに使用できる。不活性有機溶媒として、モ
ノクロロベンゼン(MCB)、ジクロロベンゼン又はこれらのクロロベンゼンの混合物を
使用することが特に好適である。溶媒は個別に使用しても、又は混合物として使用しても
よい。溶媒が粗PMDIから蒸留によって容易に分離できるように、MDI異性体より低
い沸点を有する溶媒を使用するのが有益である。溶媒の量は、反応混合物が、反応混合物
の総重量を基にして2〜40質量%、好ましくは5〜20質量%のイソシアネート含有量
を有するように選ばれるが有益である。
、アミン溶液の総重量を基にして2〜45質量%、好ましくは25〜44質量%のアミン
含有量を有する非従来型PMDA溶液を使用するのが特に好適である。
な割合のホスゲン、塩化水素、溶媒及び複合反応混合物のその他の成分が、気相、溶液相
及び固相間に分配されることになる。気相は、ホスゲン化の異なる段階中、溶液及び固体
から大きく又は部分的に分離されていてもよいし、又はそれらと直接接触を保っていても
よい。
媒が好ましくは反応生成物から分離されるように後処理される。後処理手順には当該技術
分野で同じく周知の熱処理工程(いわゆる“脱塩素”)も含まれる。次に、粗PMDIは
さらに処理されてジイソシアネート及びポリマーMDI生成物となる。低濃度のトルエン
含有ベンゼンの使用に由来してPMDI中に存在する微小濃度のメチル置換分子は、一般
的にPMDIの従来の最終用途に対して有害でない。
ての微量の不純物は、例えばWO2006/022641及びWO2007/03936
2に記載されているように、不純物を処理するために工業規模のプラントに通常備えられ
ている様々な引取ストリーム及び関連プロセスによって処理することができる。
ンゼンのサンプルの吸収スペクトルは、比較的小さい濃度差しかない場合及び不純物が比
較的低濃度の場合でも十分に変動するので、純粋とは言い難いベンゼンの不純物濃度を、
計量化学的検量モデルの助けを借りて、好ましくはNIR領域におけるスペクトルの測定
を基に決定することができる。
ロセスのプロセス制御も提供する。なぜならば、不純物の濃度は特定濃度を著しく超過し
ないというのが要件だからである。そうでなければ、製造連鎖の異なる段階の中で問題が
発生し、最終的には最終製品が顧客の要求を満たさず、ひいては商業的に受け入れられな
くなりうる。品質モニタリングは従来、ベンゼンのサンプルを採取し、そして例えばこれ
らのサンプルのその後の手動クロマトグラフィー分析、好ましくはガスクロマトグラフィ
ー(GC)によって実施されてきた。サンプル製造ストリームの場合、ベンゼンサンプル
の取扱いに関わるリスクを回避するために、職業安全及び環境保護条件を考慮に入れるこ
とが必要となる。さらに、現実的に採取できるサンプル数はそれに伴う人件費のために制
限され、サンプルの組成に関する情報もかなり後になるまで入手できない。このように、
プロセス制御において、この手動的方法は相当の不利益を有する。
間の間に、異性体含有量に設定点の組成とは比較的大きな差が生じうることは想像できる
。このことは製品の品質低下又は廃棄物の発生を招きかねない。
mid−IR)又はラマン分光法はすべて、ベンゼン原料の品質の分析又は査定に使用で
きる。近赤外(NIR)分光法による分析法は広く普及している技術で、研究室でもオン
ライン運転でも使用されている。特別な測定作業のためにNIR分光法と計量化学的評価
法とを組み合わせることは、それ自体、同じく先行技術により知られている。例えば、D
E2139269、WO97/41420、WO98/29787、WO99/3148
5、JP11350368、WO2002/0834、JP2000146835、JP
2000298512、WO2002/04394、WO2002/12969、WO9
5/31709、US5707870、US5712481及びWO2000/6866
4に記載されているとおりである。中赤外分光法の使用と比較して、光学ファイバーとN
IR分光計を組み合わせる利益は、Khettyにより知られている(“In−line
monitoring of polymeric processes”,Ante
c ’92,2674−2676参照)。
と組み合わせて使用されることが多い。例えば、このケースでは部分最小二乗(PLS)
法を使用することが慣例である。これについては、例えば、Raphael Vieir
aによる“In−line and In Situ Monitoring of S
emi−Batch Emulsion Copolymerizations Usi
ng Near−Infrared Spectroscopy”,J.Applied
Polymer Science,Vol.84,2670−2682(2002)、
又はT.Roheによる“Near Infrared(NIR) Spectrosc
opy for in−line monitoring of polymer ex
trusion processes”,Talanta 50(1999)283−2
90、又はC.Millerによる“Chemometrics for on−lin
e spectroscopy applications−theory and p
ractice”,J.Chemometrics 2000,14:513−528及
び“Multivariate Analysis of Near−Infrared
Spectra Using G−Programming Language”,J
.Chem.Inf.Comput.Sci.2000,40,1093−1100に記
載を見つけることができる。
035、US5717209、US6228650、WO99/31485、US633
9222、WO00/68664及びDE10005130に記載され、知られている。
分析化学に多変量の計量化学的検量モデルを使用することの検討も“Multivari
ate Calibration”,Jorg−Peter Conzen,2001,
ISBN 3−929431−13−0によって提供されている。しかしながら、先行技
術では、そのような分光法は、PMDIを製造するための製造連鎖の一部としてニトロベ
ンゼンを製造するための純粋とは言い難いベンゼンのオンラインモニタリングには使用さ
れていない。
Claims (7)
- ベンゼンからニトロベンゼンへのニトロ化工程を含む方法であって、出発材料として使用
されるベンゼンが500〜5000ppm w/wのアルキル置換芳香族化合物を含有す
ることを特徴とする方法。 - ベンゼンが500〜1000ppm w/wのアルキル置換芳香族化合物を含有する、請
求項1に記載の方法。 - アルキル置換芳香族化合物がトルエン及び/又はキシレンである、請求項1又は2に記載
の方法。 - ニトロベンゼンがその後アニリンに変換される、前記請求項のいずれか1項に記載の方法
。 - アニリンがその後ジフェニルメタンジアミン及び/又はポリフェニルポリメチレンポリア
ミンに変換される、請求項4に記載の方法。 - ポリフェニルポリメチレンポリアミンがその後ジフェニルメタンジイソシアネート及びポ
リフェニルポリメチレンポリイソシアネートに変換される、請求項5に記載の方法。 - ベンゼン出発材料の品質が、
(1)純粋とは言い難いベンゼンのスペクトルを記録し、そして
(2)計量化学的検量モデルによって前記スペクトルを評価し、それによって実際の不純
物濃度を決定する
ことによってモニターされる、前記請求項のいずれか1項に記載の方法。
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