PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE DIISOCIANATOS AROMÁTICOS EN LA FASE GASEOSA.

Procedimiento para la preparación de diisocianatos aromáticos en la fase gaseosa La invención se refiere a un procedimiento para la preparación de diisocianatos aromáticos primarios mediante reacción de diaminas aromáticas primarias correspondientes con fosgeno en la fase gaseosa, haciendo reaccionar el fosgeno y las diaminas aromáticas primarias en un tiempo de residencia medio de 0,05 a 15 segundos, y las diaminas aromáticas primarias usadas contienen menos de 0,05 % en moles de aminas alifáticas que no contienen grupos ceto, en total por mol de grupos amino primarios. Se conocen del estado de la técnica distintos procedimientos para la preparación de diisocianatos mediante reacción de diaminas con fosgeno en la fase gaseosa, en donde especialmente se describe suficientemente la fosgenación de diaminas alifáticas en la fase gaseosa. De este modo el documento EP-B1-0 289 840 describe un procedimiento para la preparación de diisocianatos de fórmula general OCN-R-NCO, en la que R representa un resto hidrocarburo (ciclo)-alifático con hasta 15 átomos de carbono, mediante fosgenación de diaminas correspondientes de fórmula general H 2N-R-NH 2 en la fase gaseosa, caracterizado porque se separan las diaminas en forma de vapor, dado el caso diluidas con un gas inerte o con los vapores de un disolvente inerte, y fosgeno a temperaturas de 200 ºC a 600 ºC y se hacen reaccionar entre sí de forma continua en una cámara de reacción cilíndrica calentada de 200 a 600 ºC sin partes en movimiento con mantenimiento de una corriente turbulenta en la cámara de reacción, se conduce la mezcla de gases que sale de la cámara de reacción mediante un disolvente inerte que se mantiene a una temperatura por encima de la temperatura de degradación del cloruro de ácido carbamídico correspondiente a la diamina, y se calienta el diisocianato de una preparación por destilación presente disuelto en el disolvente inerte. El procedimiento descrito en el documento EP-B1-0 289 840 se ha modificado varias veces en otras publicaciones tanto en relación a su campo de aplicación como también a soluciones de equipos especiales. De este modo el documento EP- B1-0 749 958 da a conocer la reacción de triaminas (ciclo)alifáticas con tres grupos amino primarios en la fase gaseosa en un reactor tubular de 200 a 600 ºC, el documento EP-B1-1078 918 describe la aplicación de principios base del documento EP-B1-0 289 840 en la fosgenación en fase gaseosa de diaminas (ciclo)alifáticas con dos grupos amino primarios en posición 1,2 y 1,3. El documento EP-B1-1 275 639 B1 y EP-B1-1 275 640 dan a conocer configuraciones de reactor especiales de una mejor entremezcla de reactantes alimentados a la cámara de reacción. También se describe en la bibliografía la reacción de diaminas aromáticas con fosgeno en la fase gasosa dando los diisocianatos correspondientes. El documento EP-B1-0 593 334 da a conocer un procedimiento para la preparación de diisocianatos aromáticos en la fase gasosa, usándose un reactor tubular. Con ello se consigue una mezcla de eductos sin agitación por movimiento mediante un estrechamiento de las paredes. La reacción se realiza en el intervalo de temperatura de 250 a 500 ºC. El procedimiento sin embargo es problemático ya que la mezcla de la corriente de eductos solo por un estrechamiento de la pared tubular va mal en comparación con la aplicación de un órgano de mezcla regulado, provocando normalmente una mala entremezcla una elevada formación de sólidos. El documento EP-A-0 699 657 da a conocer un procedimiento para la preparación de diisocianatos aromáticos en la fase gaseosa en un reactor de mezcla, dividiéndose el reactor de mezcla en dos zonas, de las que la primera asegura una entremezcla impecable de los eductos y la segunda una corriente en forma de pistón. También en este procedimiento se dan problemas por la formación de sólidos, que obstruyen los dispositivos de mezcla y de reacción y reducen el rendimiento. No han faltado los intentos de minimizar, especialmente en la reacción de diaminas aromáticas con fosgeno en la fase gaseosa, la formación observable de sólidos para hacer así posible una fosgenación realizable a gran escala de diaminas aromáticas en la fase gaseosa. El documento EP-B1-0 570 799 da a conocer un procedimiento para la preparación de diisocianatos aromáticos, caracterizado porque la reacción de la diamina pertinente se lleva a cabo con el fosgeno en un reactor tubular por encima de la temperatura de ebullición de la diamina dentro en un tiempo de residencia medio de 0,5 a 5 segundos. Según las indicaciones del documento EP-B1-0 570 799 se requiere para la minimización de la formación de sólidos no deseados una homogenización de la corriente en la cámara de reacción y se excluye sobre todo una remezcla de los componentes en la cámara de reacción. Se da a conocer por tanto un procedimiento en el que la desviación media del tiempo de residencia medio es menor del 6 %. El mantenimiento de este tiempo de residencia se consigue porque la reacción se lleva a cabo en una corriente tubular, que se caracteriza por un número de Reynolds superior a 4.000 o un número de Bodenstein superior a 100. Son igualmente objeto del documento EP-B1-1 362 847 medidas para la homogenización de las relaciones de corriente. 2   El documento EP-B1-1 362 847 da a conocer un procedimiento para la preparación de diisocianatos aromáticos en la fase gaseosa, en el que, mediante una mejor conducción de la reacción en reactores tubulares mediante medidas de corriente como la homogenización y centrifugación de la corriente de eductos, se evitan oscilaciones temporales de la temperatura y una asimetría en la distribución de la temperatura, que conducen según las indicaciones del documento EP-B1-1 362 847 a deposiciones y obstrucciones en el reactor y con ello al acortamiento del tiempo de residencia de los reactores. Según las indicaciones del documento EP-A1-1 449 826 en la reacción de diaminas aromáticas con fosgeno en la fase gaseosa la reacción del fosgeno con la diamina en el diisocianato es concurrente con la reacción siguiente de la diamina con el diisocianato dando oligómeros de urea correspondientes, en donde una mezcla mejorada de los eductos fosgeno y diamina aumenta la selectividad de la formación de diisocianato con reducción simultánea de la remezcla por remolinos en el reactor tubular y se reduce la formación de urea. Con esto se pueden reducir según las indicaciones del documento EPA-1-1 449 826 las cantidades en producto de condensación en el reactor tubular, que debido a su deposición en la pared del reactor conducen a una minoración de la sección transversal tubular libre y a aumento de presión paulatino en el reactor y finalmente determinan el tiempo de residencia. Se dan a conocer soluciones de equipos para la mezcla mejorada de eductos en los documentos EP-A1-1 526 129, DE-A-103 59 627 y WO 2007/028 751 A, considerándose el uso de medidas técnicas de corriente para la generación de espirales (documento EP-A1-1 526 129), boquillas de ranura anular dispuestas concéntricamente con alimentación de aminas simple (documento DE-A-103 59 627) o múltiple (documento WO 2007/028 751 A) como también varias boquillas de amina dispuestas paralelamente al eje de un reactor tubular (documento EP-A1-1 449 826). El documento WO-A-2003/045 900 aborda de forma extensa la cuestión de la conducción de temperatura en la preparación de isocianatos a escala industrial con uso de una fosgenación en fase gaseosa. Como se explica en el documento WO-A-2003/045 900, en los procedimientos conocidos para la fosgenación en fase gaseosa, que usan una cámara de reacción cilíndrica, se ofrecen dos posibilidades de realización técnica. Por un lado se puede llevar a cabo la reacción en un tramo de tubo único, cuyo diámetro se debe ajustar a la capacidad de producción del dispositivo. Según el documento WO-A-2003/045 900 este concepto presenta para grandes dispositivos de producción la desventaja de que ya no se puede realizar un acondicionamiento térmico exacto de la corriente de reacción en el núcleo de la corriente mediante calentamiento/enfriamiento de la pared del tubo, pudiendo conducir no homogeneidades de temperatura locales con temperatura demasiado alta a la degradación del producto y con temperaturas demasiado bajas a la reacción insuficiente de los eductos en el isocianato deseado. También se prevé como desventajosa por el documento WO-A- 2003/045900 la segunda posibilidad de la realización técnica en la que se realiza la distribución de la mezcla en reacción en corrientes parciales individuales, que se conducen luego en paralelo por tubos pequeños individuales, que debido a su menor diámetro se pueden acondicionar mejor térmicamente. Según el documento WO-A-2003/045900 esta variante de procedimiento es desventajosa... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la preparación de diisocianatos aromáticos primarios mediante reacción de las diaminas aromáticas primarias correspondientes con fosgeno en la fase gaseosa, en un tiempo de residencia medio de 0,05 a 15 segundos, caracterizado porque las diaminas aromáticas primarias usadas contienen menos de 0,05 % en moles de aminas alifáticas que no contienen grupos ceto, en total por mol de grupos amino primarios. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque como diamina aromática primaria se usa toluilendiamina. 3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en el que las diaminas aromáticas primarias se evaporan antes de la reacción y dado el caso se diluyen con un gas inerte o con los vapores de un disolvente inerte a temperaturas de 200 a 600 ºC, sin que las diaminas aromáticas evaporadas contengan esencialmente gotas de diaminas aromáticas no evaporadas. 4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a) se calientan las diaminas aromáticas en forma de vapor, dado el caso diluidas con un gas inerte o con los vapores de un disolvente inerte, y fosgeno por separado a temperaturas de 200 a 600 ºC y se mezclan de forma continua, obteniéndose una mezcla de reacción, b) la mezcla de reacción generada en la etapa a) se conduce de forma continua, evitando la remezcla, por una cámara de reacción y se hace reaccionar ahí en un tiempo de residencia medio de 0,05 a 15 segundos, obteniéndose una mezcla de gases, c) la mezcla de gases que sale de la cámara de reacción se enfría para la condensación de los diisocianatos aromáticos formados, manteniéndose la temperatura por encima de la temperatura de degradación de los cloruros de ácido carbamídico correspondientes a las diaminas aromáticas reaccionadas, y d) se separa diisocianato aromático no condensado de la mezcla de gases mediante lavado con un líquido de lavado. 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque la reacción de la etapa b) se lleva a cabo adiabáticamente. 6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque en la etapa b) la mezcla de reacción generada en la etapa a) se conduce por una cámara de reacción, que presenta una geometría simétrica rotacional con una sección transversal de flujo transverso que es constante o aumenta en la dirección del flujo de la mezcla de reacción. 7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque en la etapa b) la mezcla de reacción generada en la etapa a) se conduce por una cámara de reacción, que presenta una geometría simétrica rotacional con una sección transversal de flujo transverso que es constante y/o aumenta en la dirección del flujo de la mezcla de reacción. 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizado porque la mezcla de gases que sale de la cámara de reacción contiene al menos un diisocianato aromático, fosgeno y cloruro de hidrógeno y se enfría en la etapa c) mediante pulverización de al menos una corriente de líquido en la mezcla de gases. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque para el enfriamiento de la mezcla de gases que sale de la cámara de reacción en la etapa c) se usa al menos parcialmente el líquido de lavado que se obtiene en la etapa d) habiéndose usado antes para el lavado del gas. 9