JPH068269B2 - ヘキサメチレンジイソシアネ−トの製造方法 - Google Patents
ヘキサメチレンジイソシアネ−トの製造方法Info
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- JPH068269B2 JPH068269B2 JP59110708A JP11070884A JPH068269B2 JP H068269 B2 JPH068269 B2 JP H068269B2 JP 59110708 A JP59110708 A JP 59110708A JP 11070884 A JP11070884 A JP 11070884A JP H068269 B2 JPH068269 B2 JP H068269B2
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- phosgene
- hda
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C263/00—Preparation of derivatives of isocyanic acid
- C07C263/10—Preparation of derivatives of isocyanic acid by reaction of amines with carbonyl halides, e.g. with phosgene
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 ヘキサメチレンジイソシアネート(以下HDIと略す)
は、各種変性品として無黄性塗料などに利用され、近年
需要が増大している。本発明は、比較的高濃度のヘキサ
メチレンジアミン塩酸塩スラリーよりクロルヘキシルイ
ソシアネートなど副生物の少ない工業的に有利にHDI
を製造する方法に関するものである。
は、各種変性品として無黄性塗料などに利用され、近年
需要が増大している。本発明は、比較的高濃度のヘキサ
メチレンジアミン塩酸塩スラリーよりクロルヘキシルイ
ソシアネートなど副生物の少ない工業的に有利にHDI
を製造する方法に関するものである。
従来の技術 HDIは従来、ヘキサメチレンジアミン(以下HDAと
略す)とホスゲンを直接反応させる一段反応または冷熱
二段法や、塩酸塩のような塩を経由してこれらの塩(以
下HDA塩酸塩と略す)をホスゲン化する塩酸塩方法に
より製造されてきた。直接一段反応法は、反応時間が短
い利点があるが、副生タールやクロルヘキシルイソシア
ネート(以下Cl−HIと略す)の生成量が多いという欠点
があった。これに対して塩酸塩法は、副生物は抑制され
るがホスゲン化反応時間が長く、また原料アミン濃度が
高い場合には、造塩中に著しく増粘し、未反応のHDA
が残存しやすく、これをホスゲン化するとウレア、Cl−
HI等の副生物が増すという欠点があった。したがって通
常は10%程度のHDA塩酸塩が用いられている。
略す)とホスゲンを直接反応させる一段反応または冷熱
二段法や、塩酸塩のような塩を経由してこれらの塩(以
下HDA塩酸塩と略す)をホスゲン化する塩酸塩方法に
より製造されてきた。直接一段反応法は、反応時間が短
い利点があるが、副生タールやクロルヘキシルイソシア
ネート(以下Cl−HIと略す)の生成量が多いという欠点
があった。これに対して塩酸塩法は、副生物は抑制され
るがホスゲン化反応時間が長く、また原料アミン濃度が
高い場合には、造塩中に著しく増粘し、未反応のHDA
が残存しやすく、これをホスゲン化するとウレア、Cl−
HI等の副生物が増すという欠点があった。したがって通
常は10%程度のHDA塩酸塩が用いられている。
米国特許3,424,780では、通常の方法で得られ
たHDA塩酸塩とホスゲンとの反応においてHDAに対
し20〜30倍の大量の溶媒を用いることにより、副生
物の生成を抑えることができることを述べている。しか
し、反応器の大きさ、溶媒回収の面から、溶媒の量はで
きるだけ少ない方が経済的である。また英国特許1,1
46,664では、薄膜式造塩装置を用いて、効率良く
HDA塩酸塩を製造する方法が記されているが、これは
特殊な装置を必要とするという欠点がある。
たHDA塩酸塩とホスゲンとの反応においてHDAに対
し20〜30倍の大量の溶媒を用いることにより、副生
物の生成を抑えることができることを述べている。しか
し、反応器の大きさ、溶媒回収の面から、溶媒の量はで
きるだけ少ない方が経済的である。また英国特許1,1
46,664では、薄膜式造塩装置を用いて、効率良く
HDA塩酸塩を製造する方法が記されているが、これは
特殊な装置を必要とするという欠点がある。
また、近年米国特許3,544,611、日本特許公開
昭57−200346、日本特許公告昭48−4768
等に、加圧ホスゲン化法により、反応速度を大ならしめ
ると共に、反応濃度を増し、目的物の収率をアップでき
ることが提案されているが、これらはいずれも、遊離H
DAを用いた直接ホスゲン反応に関するものであり、ホ
スゲン化反応が塩酸塩法と異なり早いため、濃度アップ
により増加する副生成物抑制を考慮したものである。こ
れらの引例には加圧の場合は未反応ホスゲンが効率よく
回収できる提案もまたなされている。
昭57−200346、日本特許公告昭48−4768
等に、加圧ホスゲン化法により、反応速度を大ならしめ
ると共に、反応濃度を増し、目的物の収率をアップでき
ることが提案されているが、これらはいずれも、遊離H
DAを用いた直接ホスゲン反応に関するものであり、ホ
スゲン化反応が塩酸塩法と異なり早いため、濃度アップ
により増加する副生成物抑制を考慮したものである。こ
れらの引例には加圧の場合は未反応ホスゲンが効率よく
回収できる提案もまたなされている。
発明が解決しようとする問題点 HDA塩酸塩の製法において、HDAとHClとの反応
は非常に速く、通常行われているようなHDAの不活性
有機溶媒溶液に、HClガスを通じる方法では、濃度が
高い場合、析出したHDA塩酸塩のために液粘度が上が
り、混合が不均一となって未反応のHDAが残りやすく
なる。
は非常に速く、通常行われているようなHDAの不活性
有機溶媒溶液に、HClガスを通じる方法では、濃度が
高い場合、析出したHDA塩酸塩のために液粘度が上が
り、混合が不均一となって未反応のHDAが残りやすく
なる。
本発明者らは、造塩工程における、スラリーの粘度変化
を調べたところ、HDAに対して、HClが1/2当量か
ら当量になるまでの中間段階で粘度が一番高くなり、H
DAの中和が終了すると粘度が半減することを見いだし
た。この知見によりHClが常に過剰の状態で存在する
ように、高速撹拌下の乱流域にHDA溶液とHClを同
時に供給して逐次造塩を行なえば、高濃度のHDA塩酸
塩スラリーが通常の槽型反応器を用いても簡単に得られ
ることがわかった。
を調べたところ、HDAに対して、HClが1/2当量か
ら当量になるまでの中間段階で粘度が一番高くなり、H
DAの中和が終了すると粘度が半減することを見いだし
た。この知見によりHClが常に過剰の状態で存在する
ように、高速撹拌下の乱流域にHDA溶液とHClを同
時に供給して逐次造塩を行なえば、高濃度のHDA塩酸
塩スラリーが通常の槽型反応器を用いても簡単に得られ
ることがわかった。
一方、HDA塩酸塩とホスゲンの反応において、過剰の
ホスゲンを用いると、反応が速くなり、副生物も抑えら
れることが、従来より知られているが、過剰のホスゲン
を用いる場合、未反応ホスゲンの回収が問題となる。ホ
スゲンの液化温度、溶媒に対する溶解度等の面から、反
応系全体を加圧下で実施すれば、ホスゲン回収を容易に
することは当然であるが、本発明者らの研究によれば、
HDA塩酸塩とホスゲンの反応を加圧下で行うと、副生
Cl−HI及びタールが反応圧に比例して増加すること、こ
れを抑制するためにはホスゲンを大過剰使用せねばなら
ぬことが判明した。従って、高濃度塩酸塩とホスゲンの
反応により、副生Cl−HI含量の少ないHDIを効率良く
製造するためには、適当なホスゲン過剰率と反応圧を選
ぶことが重要となる。
ホスゲンを用いると、反応が速くなり、副生物も抑えら
れることが、従来より知られているが、過剰のホスゲン
を用いる場合、未反応ホスゲンの回収が問題となる。ホ
スゲンの液化温度、溶媒に対する溶解度等の面から、反
応系全体を加圧下で実施すれば、ホスゲン回収を容易に
することは当然であるが、本発明者らの研究によれば、
HDA塩酸塩とホスゲンの反応を加圧下で行うと、副生
Cl−HI及びタールが反応圧に比例して増加すること、こ
れを抑制するためにはホスゲンを大過剰使用せねばなら
ぬことが判明した。従って、高濃度塩酸塩とホスゲンの
反応により、副生Cl−HI含量の少ないHDIを効率良く
製造するためには、適当なホスゲン過剰率と反応圧を選
ぶことが重要となる。
問題を解決するための手段 本発明は、簡単な装置で未反応HDAを含まないHDA
塩酸塩を製造し、これを5kg/cm2G以下の加圧下でホス
ゲン化するものであり、原料アミンの濃度アップを行っ
ても短時間で収率よくHDIを合成する方法を提供する
ものである。それにより、本発明方法は小容量のホスゲ
ン化反応器で大量生産を行うことができ、また、ホスゲ
ンの回収を容易ならしめ、工業的に有利にHDIを製造
できる。
塩酸塩を製造し、これを5kg/cm2G以下の加圧下でホス
ゲン化するものであり、原料アミンの濃度アップを行っ
ても短時間で収率よくHDIを合成する方法を提供する
ものである。それにより、本発明方法は小容量のホスゲ
ン化反応器で大量生産を行うことができ、また、ホスゲ
ンの回収を容易ならしめ、工業的に有利にHDIを製造
できる。
図−1は、ホスゲン化加圧反応のHDA濃度20%のオ
ルソジクロルベンゼン溶液、温度140℃、滞留時間3.
3時間におけるホスゲン化反応系中の圧力、及び反応液
中のHDA塩酸塩と生成HDIの合計量に対するホスゲ
ンの時間当りのモル比と、反応液中のCl−HI生成比及び
HDI反応率との関係図である。
ルソジクロルベンゼン溶液、温度140℃、滞留時間3.
3時間におけるホスゲン化反応系中の圧力、及び反応液
中のHDA塩酸塩と生成HDIの合計量に対するホスゲ
ンの時間当りのモル比と、反応液中のCl−HI生成比及び
HDI反応率との関係図である。
図−1より理解できるようにCl−HIの生成及びHDIへ
の反応率に対しては圧力が低い程望ましく、したがって
高い圧力を採用した場合は、より過剰のホスゲンを供給
する必要がある。特にCl−HIはHDIと沸点が近似して
おり精製が困難なため、出来る限りこれを抑制する必要
があるが、5kg/cm2G以上の加圧下で実施した場合は大
過剰量のホスゲンを供給する必要があり、より加圧で実
施されるためホスゲンの分離は容易となるものの、大過
剰のホスゲン使用は、工業的実施においては回収工程の
設備費などにコスト高となる。
の反応率に対しては圧力が低い程望ましく、したがって
高い圧力を採用した場合は、より過剰のホスゲンを供給
する必要がある。特にCl−HIはHDIと沸点が近似して
おり精製が困難なため、出来る限りこれを抑制する必要
があるが、5kg/cm2G以上の加圧下で実施した場合は大
過剰量のホスゲンを供給する必要があり、より加圧で実
施されるためホスゲンの分離は容易となるものの、大過
剰のホスゲン使用は、工業的実施においては回収工程の
設備費などにコスト高となる。
また本発明者らは、Cl−HIの低下は、5kg/cm2G特に3k
g/cm2G以下においては圧力に比例して漸減されるのに比
べて、1kg/cm2G以上ではホスゲンの液化温度が、常温
以上となり、ホスゲンの分離が常圧に比べて著しく容易
になるので、若干の加圧下で実施した場合はるかに大き
な効果が得られることもわかった。
g/cm2G以下においては圧力に比例して漸減されるのに比
べて、1kg/cm2G以上ではホスゲンの液化温度が、常温
以上となり、ホスゲンの分離が常圧に比べて著しく容易
になるので、若干の加圧下で実施した場合はるかに大き
な効果が得られることもわかった。
また、本発明者らは、時間当り供給されるホスゲンモル
比を選択することにより、反応系内のホスゲン流量を適
当に調整して、副生成する塩化水素ガスを効率よく、過
剰ホスゲンと同拌して排出させることにより、Cl−H
I含有量の少ないHDIが短時間で得られることを見い
出した。
比を選択することにより、反応系内のホスゲン流量を適
当に調整して、副生成する塩化水素ガスを効率よく、過
剰ホスゲンと同拌して排出させることにより、Cl−H
I含有量の少ないHDIが短時間で得られることを見い
出した。
本発明方法の要旨は、塩酸塩法によるヘキサメチレンジ
イソシアネートの製造において、 1)不活性有機溶媒中に、周速2.5m/s以上の撹拌下、ヘキ
サメチレンジアミン溶液と、塩化水素ガスとをヘキサメ
チレンジアミンに対して塩化水素ガスが常に過剰の状態
になるよう槽型反応器内の撹拌翼近傍の乱流域に同時に
導入し、逐次造塩することにより、濃度10〜30%の
ヘキサメチレンジアミン塩酸塩スラリーを調整し、 2)次に得られたヘキサメチレンジアミン塩酸塩スラリー
を大気圧以上、5kg/cm2G以下に保持された一段または
多段の槽型反応器に装入し、各反応器におけるホスゲン
を反応液中にヘキサメチレンジアミン塩酸塩と生成した
ヘキサメチレンジイソシアネートの合計量に対して1時
間あたり1〜18モル倍供給してホスゲン化反応させる
ことを特徴とするヘキサメチレンジイソシアネートの製
造方法である。
イソシアネートの製造において、 1)不活性有機溶媒中に、周速2.5m/s以上の撹拌下、ヘキ
サメチレンジアミン溶液と、塩化水素ガスとをヘキサメ
チレンジアミンに対して塩化水素ガスが常に過剰の状態
になるよう槽型反応器内の撹拌翼近傍の乱流域に同時に
導入し、逐次造塩することにより、濃度10〜30%の
ヘキサメチレンジアミン塩酸塩スラリーを調整し、 2)次に得られたヘキサメチレンジアミン塩酸塩スラリー
を大気圧以上、5kg/cm2G以下に保持された一段または
多段の槽型反応器に装入し、各反応器におけるホスゲン
を反応液中にヘキサメチレンジアミン塩酸塩と生成した
ヘキサメチレンジイソシアネートの合計量に対して1時
間あたり1〜18モル倍供給してホスゲン化反応させる
ことを特徴とするヘキサメチレンジイソシアネートの製
造方法である。
作用 本発明で用いられる不活性溶媒としては、通常のアミン
のホスゲン化に使用されるもの、例えばトルエン、キシ
レン、モノクロルベンゼン、オルソジクロルベンゼン
(ODCB)、トリクロルベンゼン、テトラヒドロフラ
ン、テトラリン、アミルベンゼン等を用いることができ
るが、特にオルソジクロルベンゼンは好ましい溶媒であ
る。溶媒量は、HDAに対し5〜16倍、好ましくは6
〜10倍用いられる。溶媒量が多いと、大きな反応器が
必要となり、また溶媒回収のために多くの熱量を必要と
する。また、溶媒量がこれより少ないと、造塩スラリー
の粘度が、通常の撹拌や移送ができないほど高くなる。
のホスゲン化に使用されるもの、例えばトルエン、キシ
レン、モノクロルベンゼン、オルソジクロルベンゼン
(ODCB)、トリクロルベンゼン、テトラヒドロフラ
ン、テトラリン、アミルベンゼン等を用いることができ
るが、特にオルソジクロルベンゼンは好ましい溶媒であ
る。溶媒量は、HDAに対し5〜16倍、好ましくは6
〜10倍用いられる。溶媒量が多いと、大きな反応器が
必要となり、また溶媒回収のために多くの熱量を必要と
する。また、溶媒量がこれより少ないと、造塩スラリー
の粘度が、通常の撹拌や移送ができないほど高くなる。
造塩反応に使用される塩酸量は、理論的にはHDAを中
和するのに必要な量、即ち2倍モルのHClで充分である
が、従来法のようにHDA溶液中にHClガスを吹込む方
法では、撹拌を充分に行っても局部的に未中和の部分が
残り増粘する。したがって本発明方法では少くとも当量
以上のHClを用いて反応液を常に酸性状態に維持してH
DA溶液とHClを同時に供給しながら連続的に逐次反応
を行う必要がある。HCl供給量は3倍モル以下でかつH
DAに対しHClが少々過剰が好ましい。これ以上の過剰
のHClは、吹込んでもパスするだけで不経済である。
和するのに必要な量、即ち2倍モルのHClで充分である
が、従来法のようにHDA溶液中にHClガスを吹込む方
法では、撹拌を充分に行っても局部的に未中和の部分が
残り増粘する。したがって本発明方法では少くとも当量
以上のHClを用いて反応液を常に酸性状態に維持してH
DA溶液とHClを同時に供給しながら連続的に逐次反応
を行う必要がある。HCl供給量は3倍モル以下でかつH
DAに対しHClが少々過剰が好ましい。これ以上の過剰
のHClは、吹込んでもパスするだけで不経済である。
図−2は、本発明方法の好ましい態様である連続法を実
施する場合のフロシートである。
施する場合のフロシートである。
本発明方法の最初の工程のHDAとHClよりHDA塩酸
塩を合成するための装置を図−2Aに示す。
塩を合成するための装置を図−2Aに示す。
図−2、Aにおける撹拌翼mの形状は、高粘度液に対し
て、全体を均一に混合でき、少なくとも翼近傍に乱流域
を形成することができるものであればどのようなもので
も良く撹拌速度は、周速(外周液流速度)で2.5m/sec以
上、好ましくは4m/sec以上が良い。したがって周速を
大きくするためには翼を大きくするか、回転数を早くす
ればよい。
て、全体を均一に混合でき、少なくとも翼近傍に乱流域
を形成することができるものであればどのようなもので
も良く撹拌速度は、周速(外周液流速度)で2.5m/sec以
上、好ましくは4m/sec以上が良い。したがって周速を
大きくするためには翼を大きくするか、回転数を早くす
ればよい。
またHDA溶液とHClのノズルa、b間の距離は10cm
以内近いほど好ましく、HDA供給管及びHCl吹込管を
二重管にして外部と内部を利用するような方法でも良
い。ノズル開口部は、撹拌翼近傍のHDA溶液とHClが
瞬時に混合反応される乱流域であれば良く、連続的に供
給して逐次造塩させる。
以内近いほど好ましく、HDA供給管及びHCl吹込管を
二重管にして外部と内部を利用するような方法でも良
い。ノズル開口部は、撹拌翼近傍のHDA溶液とHClが
瞬時に混合反応される乱流域であれば良く、連続的に供
給して逐次造塩させる。
このようにして得られた塩酸塩スラリーのホスゲン化の
温度は、120〜190℃、好ましくは130〜170
℃で行なわれる。これより高い温度では、副生物が増加
し、低いと反応が遅く実用的でない。
温度は、120〜190℃、好ましくは130〜170
℃で行なわれる。これより高い温度では、副生物が増加
し、低いと反応が遅く実用的でない。
反応圧は大気圧以上、5kg/cm2G以下、好ましくは、1
〜3kg/cm2Gで行なわれる。これより高い圧力では未反
応ホスゲンの回収においては有利となるが、副生Cl−HI
を抑えるためには、ホスゲン過剰率を上げる必要があ
り、ホスゲン回収設備としては結局大きなものとなる。
一方、大気圧程度の反応圧が低い場合は、ホスゲン過剰
率を下げてもCl-HI含量の比較的少ないHDIが得られ
るが、各反応槽から排出される未反応ホスゲン回収のた
め、冷却器の外に新たな冷凍機なども必要になる。
〜3kg/cm2Gで行なわれる。これより高い圧力では未反
応ホスゲンの回収においては有利となるが、副生Cl−HI
を抑えるためには、ホスゲン過剰率を上げる必要があ
り、ホスゲン回収設備としては結局大きなものとなる。
一方、大気圧程度の反応圧が低い場合は、ホスゲン過剰
率を下げてもCl-HI含量の比較的少ないHDIが得られ
るが、各反応槽から排出される未反応ホスゲン回収のた
め、冷却器の外に新たな冷凍機なども必要になる。
反応は回分式でも連続式でも行なうことができるが、回
分式では反応初期のスラリー濃度の高い時期において均
一混合が困難であり、局部過熱、局部反応による副生物
生成の原因となる。これに対して、連続反応では、ホス
ゲン化反応液はある程度反応が進むに従い、塩酸塩固型
分が減少してくるため、撹拌混合が容易な状態になり、
また、ホスゲン回収、工程自動化の面からも有利であ
る。
分式では反応初期のスラリー濃度の高い時期において均
一混合が困難であり、局部過熱、局部反応による副生物
生成の原因となる。これに対して、連続反応では、ホス
ゲン化反応液はある程度反応が進むに従い、塩酸塩固型
分が減少してくるため、撹拌混合が容易な状態になり、
また、ホスゲン回収、工程自動化の面からも有利であ
る。
従って、本発明では連続反応が好ましく、また塩酸塩の
ホスゲン化反応は非常に遅いので、容積効率を考慮して
ホスゲン化反応は二段階以上にわけて実施するのが望ま
しい。
ホスゲン化反応は非常に遅いので、容積効率を考慮して
ホスゲン化反応は二段階以上にわけて実施するのが望ま
しい。
また、二段階で連続反応を行う場合は、一段でのHDA
塩酸塩の反応率が80〜90%になるように滞留時間をとる
ことが望ましい。一段でこのような滞留時間をとること
により、全反応時間及び含有Cl−HIが最小となり、
これより小さくても大きくても反応時間は長くなり、C
l−HIの生成量も増加する。
塩酸塩の反応率が80〜90%になるように滞留時間をとる
ことが望ましい。一段でこのような滞留時間をとること
により、全反応時間及び含有Cl−HIが最小となり、
これより小さくても大きくても反応時間は長くなり、C
l−HIの生成量も増加する。
本発明方法のホスゲン化反応におけるホスゲン流量は、
反応速度、副生物生成に影響を及ぼす。ホスゲン流量が
少ないと、反応が遅くなり、Cl-HI生成量が増加する。
反応速度、副生物生成に影響を及ぼす。ホスゲン流量が
少ないと、反応が遅くなり、Cl-HI生成量が増加する。
またCl-HI及び副生タールは、主にHDA塩酸塩と生成
したHDIの反応により生じたウレアから生成されるた
め、反応が進みHDA塩酸塩に対してHDI濃度が上っ
てくると、塩酸塩とホスゲンからHDIが生成する反応
に比して、塩酸塩とHDIからウレアを生じさらにCl-H
I、タールが生成する反応が早くなる。このため反応後
期、たとえば二段槽では未反応HDA塩酸塩の濃度が一
段目におけるフイードスラリーに比べ、減少している
が、ホスゲン供給量を未反応HDA塩酸塩のみに対する
モル比に合わせ減少させることは副生物の生成を促進す
ることになる。
したHDIの反応により生じたウレアから生成されるた
め、反応が進みHDA塩酸塩に対してHDI濃度が上っ
てくると、塩酸塩とホスゲンからHDIが生成する反応
に比して、塩酸塩とHDIからウレアを生じさらにCl-H
I、タールが生成する反応が早くなる。このため反応後
期、たとえば二段槽では未反応HDA塩酸塩の濃度が一
段目におけるフイードスラリーに比べ、減少している
が、ホスゲン供給量を未反応HDA塩酸塩のみに対する
モル比に合わせ減少させることは副生物の生成を促進す
ることになる。
したがって各反応槽における供給ホスゲンのモル比は、
反応液中のHDA塩とHDIの合計量に対し決められ、
反応槽内へ還流される未反応ホスゲンを含めて、時間当
り1〜18モル倍、好ましくは5〜12モル倍供給され
る。反応圧が高い場合は比例して高モル比の供給が必要
となるが、18モル倍以上ではCl-HI生成量は殆んど変
らない。
反応液中のHDA塩とHDIの合計量に対し決められ、
反応槽内へ還流される未反応ホスゲンを含めて、時間当
り1〜18モル倍、好ましくは5〜12モル倍供給され
る。反応圧が高い場合は比例して高モル比の供給が必要
となるが、18モル倍以上ではCl-HI生成量は殆んど変
らない。
通常HDI反応液中にCl-HIが2%以上含まれている
と、その分離の際ロスするHDIが無視できない量とな
るため、これ以下にすることが望ましく、供給するホス
ゲンはそのため、反応液中のHDA塩酸塩とHDIの合
計量に対し、時間当り少なくとも1モル倍以上供給する
必要があり、その流量は、所望のCl−HI含量に合せ
て、反応圧力から適宜決定することができる。
と、その分離の際ロスするHDIが無視できない量とな
るため、これ以下にすることが望ましく、供給するホス
ゲンはそのため、反応液中のHDA塩酸塩とHDIの合
計量に対し、時間当り少なくとも1モル倍以上供給する
必要があり、その流量は、所望のCl−HI含量に合せ
て、反応圧力から適宜決定することができる。
またホスゲン化反応を二段階で行う場合は、全滞留時間
は、通常は10〜15hr必要であるが、さらに多段で行
う場合は10時間以下でも実施できる。
は、通常は10〜15hr必要であるが、さらに多段で行
う場合は10時間以下でも実施できる。
このようにして得られた反応マスは、常法にしたがい、
脱ガス、脱溶媒され蒸留することにより精HDIが得ら
れる。
脱ガス、脱溶媒され蒸留することにより精HDIが得ら
れる。
以下に図−2にしたがい、二段階連続法の場合を実施例
1〜2に示す。実施例中の「部」は「重量部」である。
1〜2に示す。実施例中の「部」は「重量部」である。
実施例1 オルソジクロルベンゼン(ODCB)300部を図−2、Aに
示した冷却水循環ジャケット付造塩槽に装入し、周速6
m/sで撹拌しながらノズルaより85部のHClガスを吹込
み、同時にノズルbよりHDA123部とODCB500部
の混合溶液を8時間にわたって吹込んだ。この時のノズ
ルa,bの距離は300mmであり、両ノズルの開口部は
翼下15mmであった。反応後の反応液は、全体に流動し
ており、造塩液のpHは、反応器内の各部でいずれも1以
下であり、このようにして得られたHDA塩酸塩スラリ
ーの粘度は30,000cpでああった。
示した冷却水循環ジャケット付造塩槽に装入し、周速6
m/sで撹拌しながらノズルaより85部のHClガスを吹込
み、同時にノズルbよりHDA123部とODCB500部
の混合溶液を8時間にわたって吹込んだ。この時のノズ
ルa,bの距離は300mmであり、両ノズルの開口部は
翼下15mmであった。反応後の反応液は、全体に流動し
ており、造塩液のpHは、反応器内の各部でいずれも1以
下であり、このようにして得られたHDA塩酸塩スラリ
ーの粘度は30,000cpでああった。
上記の造塩された20%ODCB造塩液を、連続的にギヤポ
ンプlで図−2、Bに示した撹拌機及び蒸気循環ジャケ
ット付第一段ホスゲン化反応槽のノズルcより、時間あ
たり12部(0.013モル)導入し、同時にノズルdより
ホスゲンを12.5部(0.127モル)導入しながら150℃
で連続的にホスゲン化した。その間、未反応のホスゲン
は、槽上部に設置した凝縮器eで30℃まで冷却され、
分離器fを通り、連続的に液化ホスゲン25.1部(0.254
モル)とODCB6.16部の混合物として、反応槽Bにもどさ
れた。また反応により発生した塩酸ガスと凝縮されなか
った若干のホスゲンは、系内圧を2kg/cm2Gに保つよう
に調整された調整弁kを通り、第二段ホスゲン化槽の凝
縮器i及び分離器jから排出される二段ホスゲン化槽C
の排ガスと共に、排出される。
ンプlで図−2、Bに示した撹拌機及び蒸気循環ジャケ
ット付第一段ホスゲン化反応槽のノズルcより、時間あ
たり12部(0.013モル)導入し、同時にノズルdより
ホスゲンを12.5部(0.127モル)導入しながら150℃
で連続的にホスゲン化した。その間、未反応のホスゲン
は、槽上部に設置した凝縮器eで30℃まで冷却され、
分離器fを通り、連続的に液化ホスゲン25.1部(0.254
モル)とODCB6.16部の混合物として、反応槽Bにもどさ
れた。また反応により発生した塩酸ガスと凝縮されなか
った若干のホスゲンは、系内圧を2kg/cm2Gに保つよう
に調整された調整弁kを通り、第二段ホスゲン化槽の凝
縮器i及び分離器jから排出される二段ホスゲン化槽C
の排ガスと共に、排出される。
このようにして反応槽Bで平均滞留時間3.3時間ホスゲ
ン化され、得られた反応液は、ノズルgより連続的に二
段ホスゲン化槽Cに導びかれた。一段目の反応液は、ホ
スゲン4.15%、不溶物(未反応HDA・HCl)3.04%(反応
率81.1%)、HDI14.3%、Cl-HI0.09%(0.6%対HD
I)、タール0.21%を含んでいた。
ン化され、得られた反応液は、ノズルgより連続的に二
段ホスゲン化槽Cに導びかれた。一段目の反応液は、ホ
スゲン4.15%、不溶物(未反応HDA・HCl)3.04%(反応
率81.1%)、HDI14.3%、Cl-HI0.09%(0.6%対HD
I)、タール0.21%を含んでいた。
この一段反応液は、二段反応槽において時間あたり12.5
部(0.127モル)のホスゲンを導入し、一段と同条件
下、平均滞留時間6.9時間ホスゲン化され取出された。
この時のホスゲンモル比は、一段及び二段を合わせてフ
ィードHDA塩酸塩に対して58.6倍であった。
部(0.127モル)のホスゲンを導入し、一段と同条件
下、平均滞留時間6.9時間ホスゲン化され取出された。
この時のホスゲンモル比は、一段及び二段を合わせてフ
ィードHDA塩酸塩に対して58.6倍であった。
このようにして得られた反応液は、ホスゲン4.62%、不
溶物0.03%、HDI16.82%(収率96.9%)、Cl-HI0.17
%(0.1%対HDI)、タール分0.34%を含んでいた。
溶物0.03%、HDI16.82%(収率96.9%)、Cl-HI0.17
%(0.1%対HDI)、タール分0.34%を含んでいた。
実施例2 実施例1と同様の反応を反応圧5kg/cm2Gで行った。そ
の場合の一段及び二段を合わせたフィードHDA塩酸塩
に対する全ホスゲンのモル比は、ホスゲン還流量が増加
したため116倍となった。得られた反応液はホスゲン8.3
5%、不溶物0.01%、HDI5.87%(収率94.7%)、Cl-
HI0.28%(1.74%対HDI)、タール0.51%を含んでい
た。
の場合の一段及び二段を合わせたフィードHDA塩酸塩
に対する全ホスゲンのモル比は、ホスゲン還流量が増加
したため116倍となった。得られた反応液はホスゲン8.3
5%、不溶物0.01%、HDI5.87%(収率94.7%)、Cl-
HI0.28%(1.74%対HDI)、タール0.51%を含んでい
た。
実施例3(回分式) 実施例1と同様の方法で得られた濃度20%の造塩液2
8.8部(0.030モル)と、ODCB21.2部を図−2、Bと類似
の反応器に仕込み、2kg/cm2Gの圧力下、ホスゲンを時
間当り3.8部(0.038モル)吹込みながら30分かけて1
50℃まで昇温し、この温度で3.5時間反応を行なっ
た。この間、反応器に還流するホスゲンは総計71.1部
(0.718モル)であった。
8.8部(0.030モル)と、ODCB21.2部を図−2、Bと類似
の反応器に仕込み、2kg/cm2Gの圧力下、ホスゲンを時
間当り3.8部(0.038モル)吹込みながら30分かけて1
50℃まで昇温し、この温度で3.5時間反応を行なっ
た。この間、反応器に還流するホスゲンは総計71.1部
(0.718モル)であった。
このようにして得られた反応液は、ホスゲン3.95%、不
溶物0.01%、HDI9.55%(収率97.3%)、Cl-HI0.03
%(0.3%対HDI)、タール分0.23%を含んでいた。
溶物0.01%、HDI9.55%(収率97.3%)、Cl-HI0.03
%(0.3%対HDI)、タール分0.23%を含んでいた。
比較例1 反応装置及び溶媒とHDAの量関係は、実施例1と同様
であり、HCl量を52部に減らして造塩を行なった所、
HDA溶液装入終了時点で、反応液は撹拌翼近傍のみ流
動しており、pHは9以上であった。さらに52部のHCl
ガスを4時間にわたって吹込んだが、反応器内の流動し
ない部分が残り、その部分のpHは9以上、粘度は70,
000cpであった。
であり、HCl量を52部に減らして造塩を行なった所、
HDA溶液装入終了時点で、反応液は撹拌翼近傍のみ流
動しており、pHは9以上であった。さらに52部のHCl
ガスを4時間にわたって吹込んだが、反応器内の流動し
ない部分が残り、その部分のpHは9以上、粘度は70,
000cpであった。
比較例2 HDA116.2部(1.00モル)とODCB472部の混合液を
造塩槽に装入し、その後攪拌しながら85部(2.33モル)
にHClを吹き込む以外は実施例1と同様に造塩を行っ
た。その結果、塩酸ガスの吹き込みと同時に不溶物が析
出し所定量の約半分吹き込んだところで不溶物の反応器
壁への付着が始まり粘度の上昇が激しくなった。反応後
の反応液は、全体に流動性がなくHDA塩酸塩スラリー
の粘度は測定不能であり、連続的にギヤポンプ1で図−
2、Bに示した攪拌機及び蒸気循環ジャケット付き第一
段ホスゲン化反応槽への移液が出来なかった。
造塩槽に装入し、その後攪拌しながら85部(2.33モル)
にHClを吹き込む以外は実施例1と同様に造塩を行っ
た。その結果、塩酸ガスの吹き込みと同時に不溶物が析
出し所定量の約半分吹き込んだところで不溶物の反応器
壁への付着が始まり粘度の上昇が激しくなった。反応後
の反応液は、全体に流動性がなくHDA塩酸塩スラリー
の粘度は測定不能であり、連続的にギヤポンプ1で図−
2、Bに示した攪拌機及び蒸気循環ジャケット付き第一
段ホスゲン化反応槽への移液が出来なかった。
比較例3 オルソジクロルベンゼン(ODCB)300部を図−2、
Aに示した冷却水循環ジャケット付き造塩槽に装入し、
周速2mm/sで攪拌しながらノズルaより85部のHC
lガスを吹き込み、同時にノズルbよりHDA123部と
ODCB500部の混合溶液を8時間にわたって吹き込ん
だ。この時のノズルa、bの距離は300mmであり、両ノ
ズルの開口部は翼下15mmであった。反応後の反応液は、
全体に流動しており、造塩液のpHは、反応器内の各部で
いずれも1以下であり、このようにして得られたHDA
塩酸塩スラリーの粘度は40,000cpであった。
Aに示した冷却水循環ジャケット付き造塩槽に装入し、
周速2mm/sで攪拌しながらノズルaより85部のHC
lガスを吹き込み、同時にノズルbよりHDA123部と
ODCB500部の混合溶液を8時間にわたって吹き込ん
だ。この時のノズルa、bの距離は300mmであり、両ノ
ズルの開口部は翼下15mmであった。反応後の反応液は、
全体に流動しており、造塩液のpHは、反応器内の各部で
いずれも1以下であり、このようにして得られたHDA
塩酸塩スラリーの粘度は40,000cpであった。
上記の造塩された20%ODCB造塩液を、連続的にギヤ
ポンプ1で図−2、Bに示した攪拌機及び蒸気循環ジャ
ケット付き第一段ホスゲン化反応槽にノズルcより、時
間あたり12部(0.013モル)導入し、同時にノズルdよ
りホスゲンを12.5部(0.127モル)導入しながら150℃で
連続的にホスゲン化した。この間、未反応のホスゲン
は、槽上部に設置した凝縮器eで30℃まで冷却され、分
離器fを通り、連続的に液化ホスゲン25.1部(0.254モ
ル)とODCB6.16部の混合物として、反応槽Bにもど
された。また反応により発生した塩酸ガスと凝縮されな
かった若干のホスゲンは、系内圧を2kg/cm2Gに保つよ
うに調整つれた調整弁kを通り、第二ホスゲン化槽の凝
縮器i及び分離器jから排出される二段ホスゲン化槽C
の排ガスと共に、排出される。
ポンプ1で図−2、Bに示した攪拌機及び蒸気循環ジャ
ケット付き第一段ホスゲン化反応槽にノズルcより、時
間あたり12部(0.013モル)導入し、同時にノズルdよ
りホスゲンを12.5部(0.127モル)導入しながら150℃で
連続的にホスゲン化した。この間、未反応のホスゲン
は、槽上部に設置した凝縮器eで30℃まで冷却され、分
離器fを通り、連続的に液化ホスゲン25.1部(0.254モ
ル)とODCB6.16部の混合物として、反応槽Bにもど
された。また反応により発生した塩酸ガスと凝縮されな
かった若干のホスゲンは、系内圧を2kg/cm2Gに保つよ
うに調整つれた調整弁kを通り、第二ホスゲン化槽の凝
縮器i及び分離器jから排出される二段ホスゲン化槽C
の排ガスと共に、排出される。
このようにして反応槽Bで平均滞留時間3.3時間ホスゲ
ン化され、得られた反応液は、ノズルgより連続的に二
段ホスゲン化槽Cに導かれた。一段目の反応液は、ホス
ゲン4.15%、不溶物(未反応HDA・HCl)2.54%
(反応率84.2%)、HDI13.2%、Cl−HI0.12%
(0.9%対HDI)、タール1.01%を含んでいた。この
一段反応液は、二段反応槽において時間あたり12.5部
(0.127モル)のホスゲンを導入し、一段と同条件下、
平均滞留時間6.9時間ホスゲン化され取り出された。こ
の時のホスゲンモル比は、一段及び二段を合わせてフィ
ードHDA塩酸塩に対して58.6倍であった。
ン化され、得られた反応液は、ノズルgより連続的に二
段ホスゲン化槽Cに導かれた。一段目の反応液は、ホス
ゲン4.15%、不溶物(未反応HDA・HCl)2.54%
(反応率84.2%)、HDI13.2%、Cl−HI0.12%
(0.9%対HDI)、タール1.01%を含んでいた。この
一段反応液は、二段反応槽において時間あたり12.5部
(0.127モル)のホスゲンを導入し、一段と同条件下、
平均滞留時間6.9時間ホスゲン化され取り出された。こ
の時のホスゲンモル比は、一段及び二段を合わせてフィ
ードHDA塩酸塩に対して58.6倍であった。
このようにして得られた反応液は、ホスゲン4.62%、不
溶物0.03%、HDI15.3%(収率88.1%)、Cl−HI
0.36%(2.4%対HDI)、タール分1.63%を含んでい
た。
溶物0.03%、HDI15.3%(収率88.1%)、Cl−HI
0.36%(2.4%対HDI)、タール分1.63%を含んでい
た。
図−1は、HDA塩酸塩のホスゲン化加圧反応を、20
%オルソジクロルベンゼン溶液中、温度140℃、滞留
時間3.3時間行った場合のホスゲン化反応系中の圧力、
及び反応液中のHDA塩酸塩と生成HDIの合計量に対
するホスゲンの時間当り供給モル比と、反応液中のCl-H
I生成比及びHDI反応率との関係図である。 図−2は、本発明方法を実施する場合の好ましいフロシ
ートの一例である。
%オルソジクロルベンゼン溶液中、温度140℃、滞留
時間3.3時間行った場合のホスゲン化反応系中の圧力、
及び反応液中のHDA塩酸塩と生成HDIの合計量に対
するホスゲンの時間当り供給モル比と、反応液中のCl-H
I生成比及びHDI反応率との関係図である。 図−2は、本発明方法を実施する場合の好ましいフロシ
ートの一例である。
Claims (6)
- 【請求項1】不活性有機溶媒の存在下、ヘキサメチレン
ジアミン塩酸塩とホスゲンを反応させて、ヘキサメチレ
ンジイソシアネートを製造する方法において、 1)不活性有機溶媒中に、周速2.5m/s以上の撹拌下ヘキサ
メチレンジアミン溶液と、塩化水素ガスとを、ヘキサメ
チレンジアミンに対して塩化水素が常に過剰の状態にな
るように槽型反応器内の撹拌翼近傍の乱流域に同時に導
入し、逐次造塩することにより、濃度10〜30%のヘキサ
メチレンジアミン塩酸塩スラリーを調整し、 2)次に得られたヘキサメチレンジアミン塩酸塩スラリー
を1kg/cm2G以上、5kg/cm2G以下に保持された一段ま
たは多段の槽型反応器に装入し、各反応器におけるホス
ゲンを、反応液中のヘキサメチレンジアミン塩酸塩とヘ
キサメチレンジイソシアネートの合計量に対して1時間
あたり1〜18モル倍供給してホスゲン化反応させる、こ
とを特徴とするヘキサメチレンジイソシアネートの製造
方法。 - 【請求項2】ホスゲンを1時間あたり5〜12モル倍供給
する特許請求の範囲第(1)項記載の方法。 - 【請求項3】ホスゲン化反応を二段階で連続的に行う特
許請求の範囲第(1)項記載の方法。 - 【請求項4】ホスゲン化反応の各反応器における圧力
が、1〜3kg/cm2Gである特許請求の範囲第(1)項記載
の方法。 - 【請求項5】ホスゲン化反応における全滞留時間が、10
〜15時間である特許請求の範囲第(1)項記載の方法。 - 【請求項6】ホスゲン化反応温度が130〜170℃である特
許請求の範囲第(1)項記載の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110708A JPH068269B2 (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | ヘキサメチレンジイソシアネ−トの製造方法 |
| DE3540863A DE3540863C1 (en) | 1984-06-01 | 1985-11-18 | Process for preparing hexamethylene diisocyanate |
| DD85283216A DD241072A5 (de) | 1984-06-01 | 1985-11-25 | Verfahren zur herstellung von hexamethylendiisocyanat |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59110708A JPH068269B2 (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | ヘキサメチレンジイソシアネ−トの製造方法 |
| DD85283216A DD241072A5 (de) | 1984-06-01 | 1985-11-25 | Verfahren zur herstellung von hexamethylendiisocyanat |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255758A JPS60255758A (ja) | 1985-12-17 |
| JPH068269B2 true JPH068269B2 (ja) | 1994-02-02 |
Family
ID=25748014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59110708A Expired - Lifetime JPH068269B2 (ja) | 1984-06-01 | 1984-06-01 | ヘキサメチレンジイソシアネ−トの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH068269B2 (ja) |
| DD (1) | DD241072A5 (ja) |
| DE (1) | DE3540863C1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2644264A1 (de) | 2012-03-28 | 2013-10-02 | Aurotec GmbH | Druckreguliertes Mehrreaktorsystem |
| US10975021B2 (en) * | 2017-09-11 | 2021-04-13 | Hanwha Solutions Corporation | Method for preparing aliphatic isocyanate |
| JP7539391B2 (ja) * | 2019-08-29 | 2024-08-23 | 住友化学株式会社 | イソシアナート化合物の製造方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2642449A (en) * | 1953-06-16 | Preparation of polyisocyanates | ||
| US1146664A (en) * | 1913-05-03 | 1915-07-13 | American Stove Co | Method of forming pipe-taps. |
| NL129422C (ja) * | 1965-06-03 | |||
| GB1335011A (en) * | 1970-12-08 | 1973-10-24 | Gkn Transmissions Ltd | Universal joints |
| DE2625075A1 (de) * | 1976-06-04 | 1977-12-22 | Basf Ag | Verfahren zur herstellung von carbamidsaeurechloriden und isocyanaten |
| JPS5835179A (ja) * | 1981-08-27 | 1983-03-01 | Mitsui Toatsu Chem Inc | ピペラジンおよびピペラジン誘導体の製造方法 |
| JPS5988451A (ja) * | 1982-10-09 | 1984-05-22 | ヘミツシエ・ウエルケ・ヒユ−ルス・アクチエンゲゼルシヤフト | アミンの連続的高温ホスゲン化方法 |
-
1984
- 1984-06-01 JP JP59110708A patent/JPH068269B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1985
- 1985-11-18 DE DE3540863A patent/DE3540863C1/de not_active Expired
- 1985-11-25 DD DD85283216A patent/DD241072A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD241072A5 (de) | 1986-11-26 |
| DE3540863C1 (en) | 1987-07-23 |
| JPS60255758A (ja) | 1985-12-17 |
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