Fosgenación en fase gaseosa a presiones moderadas.

Procedimiento para la fabricación de diisocianatos aromáticos mediante reacción de fosgeno con diaminas en lafase gaseosa,

caracterizado porque la reacción se efectúa en una zona de reacción, ascendiendo la presión enesta zona de reacción a más de 3 bar y menos de 20 bar y la temperatura en la zona de reacción a de más de200° C a menos de 600°C.

Fosgenación en fase gaseosa a presiones moderadas

La presente invención se relaciona con procedimientos para la fabricación de diisocianatos aromáticos mediante reacción de fosgeno con diaminas en fase gaseosa, efectuándose la reacción en una zona de reacción a presiones moderadas, es decir, ascendiendo la presión en esta zona de reacción a más de 3 bar y menos de 20 bar, ascendiendo la temperatura en la zona de reacción a de más de 200°C a menos de 600°C.

La fabricación de isocianatos orgánicos a partir de las correspondientes aminas mediante fosgenación en fase gaseosa es generalmente conocida. Mientras que la fosgenación de aminas alifáticas en fase gaseosa se describe ya suficientemente, aún no se verifica hasta ahora la fosgenación a escala industrial de aminas aromáticas en la fase gaseosa. Particularmente surgen aquí problemas mediante la formación de sólidos, que obstruyen los dispositivos de mezcla y reacción y reducen el rendimiento. Aparte de esto, se sabe que, a causa de la estructura anular aromática, la reactividad de las aminas aromáticas con fosgeno es baja, lo que conlleva peores rendimientos espacio-temporales.

Para reducir estos problemas se han propuesto varias posibilidades. La EP-A-570 799 describe una fosgenación continua en fase gaseosa para aminas aromáticas, llevándose a cabo la reacción a temperaturas superiores al punto de ebullición de la diamina usada y ajustándose el mezclado de los participantes en la reacción de forma que se obtenga un tiempo medio de contacto de 0, 5 a 5 segundos y una desviación del tiempo medio de contacto de menos del 6%.

La EP-A-593 334 describe un procedimiento para la fabricación de isocianatos aromáticos en fase gaseosa, utilizándose un reactor tubular, donde se logra un mezclado de los eductos sin agitación desplazadora mediante un estrechamiento de las paredes.

La EP-A-699 657 muestra un procedimiento para la fabricación de diisocianatos aromáticos en fase gaseosa en un reactor mixto, dividiéndose el reactor mixto en dos zonas, de las que la primera garantiza un mezclado completo de los eductos y la segunda un flujo tipo émbolo.

Es objeto de la invención proporcionar un procedimiento que garantice una reacción industrialmente favorable de diaminas aromáticas con fosgeno en la fase gaseosa para dar los correspondientes diisocianatos, particularmente en vista de un alto rendimiento espacio-temporal y una baja aparición de sólidos molestos.

Es además objeto de la invención proporcionar una planta de producción, con la que pueda ejecutarse favorablemente el procedimiento conforme a la invención y que contenga lo menos posible, la sustancia tóxica fosgeno.

Los objetos de la presente invención podían resolverse inesperadamente, efectuando la fosgenación en fase gaseosa a presiones moderadas.

Objeto de la invención es, por consiguiente, un procedimiento para la fabricación de diisocianatos aromáticos mediante reacción de fosgeno con diaminas en la fase gaseosa, caracterizado porque la reacción se efectúa en una zona de reacción, ascendiendo la presión en esta zona de reacción a más de 3 bar y menos de 20 bar, ascendiendo la temperatura en la zona de reacción a de más de 200°C a menos de 600°C.

Objeto de la invención es además una planta de producción para la fabricación de diisocianatos aromáticos mediante reacción de fosgeno con diaminas en la fase gaseosa a una presión entre más de 3 bar y 25 bar, teniendo la planta de producción una relación de capacidad de producción a retención de fosgeno de más de 3200 [toneladas de diisocianato por año / kg fosgeno].

Para el procedimiento conforme a la invención puede emplearse una diamina aromática primaria cualquiera, que pueda transformarse preferentemente sin descomposición en la fase gaseosa, o una mezcla de dos o más de estas aminas. Preferentemente, por ejemplo, metilen-di (fenilamina) (isómeros individuales y/o mezcla de isómeros) , toluilendiamina, R, S-1-feniletilamina, 1-metil-3-fenilpropilamina, 2, 6-xilidina, naftildiamina y 3, 3’-diaminodifenilsulfona. El procedimiento puede aplicarse de manera especialmente favorable para la fabricación de metilendi (fenilisocianato) (MDI) y toluilendiisocianato (TDI) , particularmente para toluilendiisocianato. La invención no comprende la fosgenación en fase gaseosa de diaminas alifáticas.

Al procedimiento conforme a la invención se le puede agregar un medio inerte adicional. El medio inerte es un medio, que a la temperatura de reacción se encuentra en fase gaseosa en la zona de reacción y no reacciona con los eductos. El medio inerte se mezcla en general antes de la reacción con amina y/o fosgeno. Por ejemplo, se pueden utilizar nitrógeno, gases nobles como helio o argón o compuestos aromáticos como clorobenceno,

diclorobenceno o xileno. Preferentemente se usa nitrógeno como medio inerte. De manera especialmente preferente el monoclorobenceno.

En general, el medio inerte se añade en una cantidad, de forma que la razón molar medio inerte a diamina ascienda a de más de 2 a 30, preferentemente de 2, 5 a 15. El medio inerte se introduce preferentemente junto con la diamina en la zona de reacción.

Al procedimiento conforme a la invención puede añadírsele un disolvente. El disolvente se añade, en comparación con el medio inerte, en general sólo tras la reacción de los eductos en la zona de reacción, es decir, preferentemente en la etapa de procesamiento. El disolvente se encuentra preferentemente en forma líquida. Los disolventes son sustancias inertes frente a los eductos y productos del procedimiento conforme a la invención. El disolvente debería tener preferentemente buenas, es decir selectivas, propiedades de solución para el isocianato a preparar.

En un modo de ejecución preferente, el medio inerte y el disolvente son el mismo compuesto; en este caso se usa de manera especialmente preferente monoclorobenceno.

La reacción de fosgeno con diamina se lleva a cabo en una zona de reacción, dispuesta en general en un reactor, es decir, por zona de reacción se entiende el espacio, donde se lleva a cabo la reacción de los eductos, por reactor se entiende el dispositivo industrial, que contiene la zona de reacción. En este contexto puede tratarse de todas las zonas de reacción corrientes, conocidas gracias al estado actual de la técnica, que sean apropiados para la reacción gaseosa no catalítica, monofásica, preferentemente para la reacción gaseosa no catalítica, monofásica, continua y resistan la presión moderada exigida. Materiales apropiados para el contacto con la mezcla de reacción son por ejemplo, metales, como acero, tántalo, plata o cobre, cristal, cerámica, esmalte o mezclas homogéneas o heterogéneas de estos. Preferentemente se utilizan reactores de acero. Las paredes del reactor pueden ser lisas o perfiladas. Como perfiles sirven por ejemplo, ranuras u ondas.

En general se pueden utilizar los tipos constructivos de reactor conocidos del estado actual de la técnica. Preferentemente se emplean reactores tubulares.

Es asimismo posible emplear zonas de reacción esencialmente en forma de sillar, preferentemente reactores de placas y/o zonas de reacción de placas. Un reactor de placas especialmente preferente muestra una relación de ancho a altura de al menos 2:1, preferentemente de por lo menos 3: 1, de manera especialmente preferente de al menos 5: 1 y particularmente de por lo menos 10: 1. El límite superior de la razón de ancho a altura depende de la capacidad deseada de la zona de reacción y no está en principio limitado. Se han mostrado industrialmente razonables las zonas de reacción con una razón de ancho a altura de hasta como máximo 5000: 1, preferentemente de 1000: 1.

En el procedimiento conforme a la invención se lleva a cabo el mezclado de los reactivos en un dispositivo mezclador, que se distingue por un alto cizallamiento de la corriente de reacción guiada por el dispositivo mezclador. Preferentemente se usa como dispositivo mezclador un dispositivo mezclador estático o un inyector de mezclado, establecido delante del reactor. De manera especialmente preferente se emplea un inyector de mezclado.

La reacción de fosgeno con diamina en la zona de reacción se lleva a cabo a una presión absoluta de de más de 3 bar hasta menos de 20 bar, preferentemente entre 3, 5 y 15 bar, de manera especialmente preferente entre 4 y 12 bar, particularmente de 5 a 12 bar.

En general, la presión en la entrada al dispositivo mezclador es mayor que la presión previamente aplicada en el reactor. Esta presión se reduce, dependiendo de la selección del dispositivo mezclador. La presión en las alimentaciones es preferentemente de en torno... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de diisocianatos aromáticos mediante reacción de fosgeno con diaminas en la fase gaseosa, caracterizado porque la reacción se efectúa en una zona de reacción, ascendiendo la presión en esta zona de reacción a más de 3 bar y menos de 20 bar y la temperatura en la zona de reacción a de más de 200°C a menos de 600°C.

2. Procedimiento acorde a la Reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura en la zona de reacción se selecciona de forma que se encuentre por debajo de la temperatura de ebullición de la diamina utilizada, relativa a las condiciones de presión imperantes en la zona de reacción.

3. Procedimiento según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque, además de diamina y

fosgeno, adicionalmente se alimenta un medio inerte a la zona de reacción, habiendo una concentración de medio inerte de más de 25 mol/m3 a la salida de la zona de reacción.

4. Procedimiento según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque en el gas de reacción a la salida de la zona de reacción hay una concentración de fosgeno de más de 25 mol/m3.

5. Procedimiento según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el procedimiento es un 15 procedimiento continuo.

6. Procedimiento según al menos una de las Reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el procedimiento en una planta de producción se efectúa, ascendiendo la retención de fosgeno en la zona de reacción para la reacción de la diamina aromática con fosgeno de la planta a menos de 100 kg.

7. Planta de producción para la fabricación de diisocianatos aromáticos mediante reacción de fosgeno con diaminas

en la fase gaseosa a una presión de más de 3 y menos de 20 bar, ascendiendo la temperatura en la zona de reacción a de más de 200°C hasta menos de 600°C, y teniendo la planta de producción una relación de capacidad de producción a retención de fosgeno de más de 3200 [toneladas de diisocianato por año/kg de fosgeno].

8. Planta de producción conforme a la Reivindicación 7, caracterizado porque la capacidad de producción asciende a más de 50000 toneladas de diisocianato por año.