PROCEDIMIENTO PARA LA PRODUCCIÓN DE ISOCIANATOS.

Procedimiento para la producción de isocianatos a través de reacción de aminas con fosgeno en la fase de gas en una zona de reacción,

en el que la mezcla de reacción se conduce, para la interrupción de la reacción, a través de una zona, en la que se inyecta un líquido, caracterizado porque la mezcla de reacción se conduce entre la zona de reacción y la zona, en la que se inyecta el líquido, a través de una zona, que presenta una sección transversal reducida de la circulación

[0001] Objeto de la invención es un procedimiento para la producción de isocianatos en la fase de gas. Los isocianatos se producen en grandes cantidades y sirven principalmente como sustancias de partida para la producción de poliuretanos. Su producción se realiza la mayoría de las veces a través 5 de reacción de las aminas correspondientes con fosgeno.

Una posibilitad para la producción de isocianatos es la reacción en la fase de gas. Las ventajas de estas realizaciones del procedimiento residen en una demora reducida de fosgeno, en la prevención de productos intermedios difícilmente fosgenizables y elevados rendimientos de la reacción. Además de una mezcla efectiva de las corrientes de educto, la realización de un espectro 10 estrecho de tiempos de residencia y el mantenimiento de una ventana estrecha de tiempos de residencia representan condiciones previas importantes para la realización técnica de un proceso de este tipo. Estos requerimientos se pueden satisfacer, por ejemplo, a través del empleo de reactores tubulares accionados de forma turbulenta o también a través de tubos de circulación con estructuras internas. 15

Se conocen a partir del estado de la técnica diferentes procedimientos para la producción de isocianatos a través de reacción de aminas con fosgeno en la fase de gas. El documento EP-A-593 334 describe un procedimiento para la producción de diisocianatos aromáticos en la fase de gas, caracterizado porque la reacción de la diamina con fosgeno tiene lugar en un reactor tubular sin partes móviles y con un estrechamiento de las paredes a lo largo del eje longitudinal del reactor tubular. El 20 procedimiento es, sin embargo, problemático, puesto que la mezcla de las corrientes de educto solamente a través de un estrechamiento de la pared tubular funciona mal en comparación con la aplicación de un órgano de mezcla correcto. Una mezcla mala conduce habitualmente a una formación no deseada de una alta cantidad de sustancia sólida.

El documento EP-A-699 657 describe un procedimiento para la producción de isocianatos 25 aromáticos en la fase de gas, caracterizado porque la reacción de la diamina correspondiente con el fosgeno tiene lugar en un reactor de dos zonas, en el que la primera zona, que representa del 20 % al 80 % del volumen total del reactor, está mezclada de forma ideal y la segunda zona, que representa del 80 % al 20 % del volumen total del reactor, se puede caracterizar por una circulación del matraz. No obstante, puesto que al menos el 20 % del volumen de reacción están remezclados de forma ideal, 30 resulta una distribución irregular del tiempo de residencia, que puede conducir a una formación elevada no deseada de sustancia sólida.

El documento EP-A-289 840 describe la producción de diisocianatos a través de fosgenización en la fase de gas, en la que la producción tiene lugar de acuerdo con la invención en una circulación turbulenta a temperaturas entre 200 ºC y 600 ºC en un espacio cilíndrico sin partes móviles. Al 35 prescindir de partes móviles, se reduce el peligro de una salida de fosgeno. A través de la circulación turbulenta en el espacio cilíndrico (tubo) se consigue, cuando se prescinde de elementos fluidos en la proximidad de la pared, una buena distribución homogénea de la circulación en el tubo y, por lo tanto, una distribución estrecha del tiempo de residencia que puede conducir, como se describe en el documento EP-A-570 799, a una reducción de la formación de sustancia sólida. 40

El documento EP-A-570 799 se refiere a un procedimiento para la producción de diisocianatos aromáticos en la fase de gas, caracterizado porque la reacción de la diamina correspondiente con el fosgeno se realiza en un reactor tubular por encima de la temperatura de ebullición de la diamina dentro de un tiempo medio de contacto de 0,5 a 5 segundos. Como se describe en la publicación, los tiempos de reacción demasiado largos como también demasiado cortos conducen a una formación no 45 deseada de sustancia sólida., Por lo tanto, se publica un procedimiento, en el que la desviación media del tiempo medio de contacto es inferior al 6 %. El mantenimiento de este tiempo de contacto se consigue porque la reacción se realiza en una circulación tubular, que se caracteriza o bien por un índice de Reynolds por encima de 4.000 o por un índice de Bodenstein por encima de 100.

El documento EP-A-749 958 describe un procedimiento para la producción de triisocianatos a 50 través de fosgenización en fase de gas de triaminas (ciclo)alifáticas con tres grupos amino primarios, caracterizado porque la triamina y el fosgeno se llevan a reacción entre sí de forma continua en un espacio de reacción cilíndrico, calentado a 200 ºC a 600 ºC, con una velocidad de la circulación de al menos 3 m/s.

El documento EP-A-928 785 describe la utilización de mezcladoras de microestructuras para la fosgenización de aminas en la fase de gas, En la utilización de micromezcladoras es un inconveniente que incluso cantidades mínimas de sustancia sólida, cuya aparición en la síntesis de isocianatos no se puede excluir totalmente, podrían conducir a la obstrucción de la mezcladora, lo que reduce la disponibilidad temporal de la instalación de fosgenización. 5

Sin embargo, en todos los casos es necesario interrumpir efectivamente la reacción después de alcanzar un tiempo de reacción óptimo, para prevenir la formación de sustancias sólidas a través de reacciones siguientes del isocianato.

El documento DE 10245704 A1 describe una refrigeración rápida de una mezcla de reacción, que está constituida por al menos un isocianato, fosgeno y cloruro de hidrógeno, en una zona de 10 enfriamiento rápido. La zona de enfriamiento rápido está constituida en este caso por al menos dos cabezas de toberas que contienen, por su parte, en cada caso al menos dos toberas individuales. En la zona de enfriamiento rápido, se mezcla el gas de reacción con las gotitas de líquido pulverizadas. A través de la evaporación del líquido se reduce rápidamente la temperatura de la mezcla de gas, de manera que se reduce la pérdida del producto valioso isocianato debido a las altas temperaturas. 15 Además, a través de la disposición de las toberas se suprime un contacto precoz del gas caliente de la reacción, de manera que se reduce la formación de capas en las superficies.

En el procedimiento descrito son un inconveniente los tiempos de enfriamiento rápido de 0,2 a 3,0 segundos, que conducen a una pérdida clara evitable de isocianato.

El cometido de la invención era desarrollar un procedimiento para la producción de isocianatos 20 en la fase de gas, en el que después de alcanzar el tiempo de residencia óptimo, la reacción se detiene dentro de tiempos suficientemente cortos y se puede conseguir una separación sencilla del isocianato de los restantes ingredientes de la mezcla de reacción.

El cometido se podría solucionar porque la reacción se realiza en una zona de reacción y la mezcla de reacción se conduce para la interrupción de la reacción a través de una zona, en la que se 25 inyecta un líquido. En este caso, entre la zona de reacción y la zona, en la que se realiza la interrupción de la reacción, se encuentra una zona con sección transversal reducida de la circulación.

Como zona de reacción se pueden emplear también reactores tubulares, tubos de circulación con o sin estructuras internas o reactores de placas.

Por consiguiente, objeto de la invención es un procedimiento para la producción de isocianatos 30 a través de reacción de aminas con fosgeno en la fase de gas en una zona de reacción, en el que la mezcla de reacción se conduce, para la interrupción de la reacción a través de una zona, en la que se inyecta un líquido, caracterizado porque la mezcla de reacción se conduce entre la zona de reacción y la zona, en la que se inyecta el líquido, a través de una zona, que presenta una sección transversal reducida de la circulación. 35

El estrechamiento de la sección transversal de la circulación está seleccionado en este caso de tal forma que el gas de reacción se refrigera considerablemente, por una parte, a la salida del estrechamiento y posee, por otra parte, una alta velocidad de la circulación, que provoca una atomización secundaria efectiva del líquido enfriado rápidamente. Ambos requerimientos se pueden conseguir porque el índice de Mach de la circulación en el estrechamiento está entre 0,1 y 1,0, con 40 preferencia entre 0,2 y 1,0, de manera especialmente preferida entre...

1. Procedimiento para la producción de isocianatos a través de reacción de aminas con fosgeno en la fase de gas en una zona de reacción, en el que la mezcla de reacción se conduce, para la interrupción de la reacción, a través de una zona, en la que se inyecta un líquido, caracterizado porque la mezcla de reacción se conduce entre la zona de reacción y la zona, en la que se inyecta el 5 líquido, a través de una zona, que presenta una sección transversal reducida de la circulación.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque como zona de reacción se emplean reactores tubulares, tubos de circulación con o sin estructuras internas o reactores de placas.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación entre la 10 sección transversal de la circulación en el estrechamiento y la sección transversal de la circulación en la zona de reacción esté entre 1 / 1,2 y 1/ 10.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación entre la sección transversal de la circulación en el estrechamiento y la sección transversal de la circulación en la zona de reacción esté entre 1 / 2 y 1/ 10. 15

5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la relación entre la sección transversal de la circulación en el estrechamiento y la sección transversal de la circulación en la zona de reacción esté entre 1 / 3 y 1/ 10.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las gotas de líquido inyectadas presentan un diámetro Sauter de 5 a 5000 m. 20

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las gotas de líquido inyectadas presentan un diámetro Sauter de 5 a 500 m

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque las gotas de líquido inyectadas presentan un diámetro Sauter de 5 a 250 m

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura del 25 líquido inyectado está entre 0 y 300 ºC.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura del líquido inyectado está entre 50 y 250 ºC.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura del líquido inyectado está entre 70 y 200 ºC. 30

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el líquido inyectado es un disolvente orgánico.

13. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el líquido inyectado son disolventes orgánicos, que pueden estar sustituidos con átomos de halógeno.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el líquido 35 inyectado es isocianato.