Brevet FR2325637A1 — publié le 19770422

La présente invention concerne un procédé pour la transformation d'amines en mono, di et polyisocyanates par phosgénation effectuée sous pression et à température élevée en présence d'un solvant unique pour l'amine et le phosgène. Il est connu de transformer des amines en mono, di et polyisocyanates par phosgénation effectuée en deux phases, à savoir une phase à froid et une phase à chaud. Il est en outre connu de réaliser la phosgénation à chaud dans des réacteurs ou en cascades. Qes procédés ont pour inconvénient qu'il est nécessaire d'utiliser un excédent de phosgène très important et une faible concentration d'amine afin d'assurer que la réaction se déroule de façon à permettre une phosgénation suffisante, et d'éviter la formation de sous-produits comme par exemple de l'urée. Les réacteurs ont une durée de fonctionnement continu limitée qui peut aller de quelques heures Jusqu'à trois jours puisqu'il se forme des sous-produits indésirables qui obstruent l'installation. Les dispositions techniques nécessaires pour permettre de combler les temps d'arrêt de la production en faisant fonctionner des installations parallèles sont très compli quées. Des polyisocyanates peuvent être fabriqués de manière connue en permettant à un mélange d'amine et de monochlorobenzène d'être mélangé à l'aide d'une buse avec du phosgène, lequel est également mélangé avec du monochlorobenzène, et de réagir ainsi avec le phosgène. Dans ces conditions, le courant de mélange amine-monochlorobenzène rencontre le courant de mélange phosgene-monochlorobenzène â angle droite La réaction se déroule à une température d'environ 15C G et sous une pression de vt atmosphères. La durée de séjour dans le réacteur après passage par la buse est d'environ 30 se condés. Ce procédé a pour inconvénient qu'en cas de variations de concentration et en cas de variations de débit, il ne se produit pas une phosgénation satisfaisante. Les sous-produits formés ont pour effet d'obstruer l'installation et conduisent inévitablement à des temps morts. Le procédé est étudié pour un débit déterminé que l'on ne peut pas faire varier dans des plages suffisamment larges. Il a en outre pour inconvénient que l'usure est très importante bans les conditions opératoires connues, la perte de pression est d'environ 10 kg/cm. L'invention a pour objet d'éviter dans une très large mesure les inconvénients de l'étant actuel de la technique afin d'obtenir un résultat plus avantageux du point de vue économique. l'n conséquence, la présente invention crée un procédé permettant de prolonger la durée de fonctionnement de l'installation et d'obtenir que des variations de concentration et des variations de débit ne produisent aucun effet pertur batteur. Il s'agit en outre de réduire l'usure de l'installation. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention consiste en ce que la phosgénation est réalisée en permettant à l'amine et au phosgène de réagir entre eux en s 'écoulant sous forme de plusieurs courants partiels parallèles, c'est-à-dire qu'une partie du mélange monochloro benzène-phosgène est guidé centralement et le mélange aminemonochlorobenzène entoure ce courant central ou est guidé autour de celui-ci en étant à son tour entouré d'un mélange phosgène-monochlorob enzène hn outre, un mouvement de rotation est communiqué au mélange amine-monochlorobenzène et/ou au mélange pbosgène-monochlorobenzène, avant leur entrée dans le réacteur, par des dispositifs de mise en mouvement giratoire appropriés.Afin que la réaction puisse se produire sur une surface de contact des phases aussi grande que possible, on fait en sorte que l'épaisseur de couche du mélange amine monochlorobenzène soit extrêmement faible par rapport à l'épaisseur de couche du mélange pbosgène-monochlorobenzène. De meilleures conditions de mise en contact du mélange aminemonochlorobenzène avec le mélange phosgène-monochlorobenzène sont obtenues, entre autres, en choisissant une vitesse relative sensiblement accrue entre le mélange amine-monochlorobenzène et le mélange phosgène-monochlorobenzène Le mélange réactionnel est envoyé par une zone de mélange et arrive par l'intermédiaire d'un diffuseur dans un réacteur.De diamètre de la zone de mélange est égal à envi ron-SG :; du diamètre du réacteur. On évite ainsi que le mé lange monochlorobenzène-phosgène utilisé en excès ne décolle de la zone marginale. La phosgénation s'effectue avantageusement à des températures allant jusqu'à 190 C et sous une pression allant jusqu'à 60 atm. Le procédé se réalise dans des réacteurs verticaux ou horizontaux. Dans le cas du procédé selon l'invention, la perte de pression peut être réduite, contrairement aux procédés connus, à des valeurs comprises entre I et 5 kg/cm. Le procédé suivant l'invention permet, grâce à la possibilité d'accroi- tre la concentration d'amine, d'augmenter le débit dans les installations subséquentes d'environ 5 j par rapport à des installations connues- La formation de sous-produits se trouve dans une large mesure supprimée. De ce fait, la durée de fonctionnement continu de l'installation peut être prolongée. n outre, par suite des courants parallèles, il est possible de faire varier dans une large plage les concentrations et débits. L'usure des différents groupt-sest faible. La durée de séjour dans le réacteur n'est qu'un tiers de celle pour des procédés connus Pour cette raison, la taille du réacteur peut être sensiblement réduite par rapport aux procédés connus. L'invention est explique plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple. 2,5 m /h de mélange polyamine-monochlorobenzène (32 % de polyamine et 68 % de monochlorobenzene), chauffe à 150 C, est introduit sous forme annulaire dans le réacteur de phosgénation. Un mouvement de rotation est communiqué au mélange polyamine-monochlorobenzène, avant son entrée dans le réacteur, par un dispositif de mise en mouvement giratoire appro- prié. A l'intérieur du courant annulaire de mélange polyaminemonochlorobenzene et autour de celui-ci est guidé, en tant que produit participant à la réaction un mélange phosgènemonochlorobenzene (65 % de phosgène et 35 % de monochlorobenzène) chauffe à 150 C. Le débit du courant partiel intérieur de mélange phosgène-monochlorobenzène est d'environ 2,5 m /h et celui du courant partiel extérieur à 'environ 5,) m3/h. la vitesse relative entre les deux produits entrant en réaction, à savoir la polyamine et le phosgene, est d'environ 15 m/s. Ce procédé permet d'accroître @rtement la surface de contact de phases entre les deux produits participant à la réaction. ainsi, la réaction de phosgénation est accélérée et la formation de sous-produits indésirables, par exenple de polyurées, se trouve réduite. Grâce à cette diminution des sous-produits formés, la durée de fonctionnement continu du réacteur tubulaire est accrue puisque ces sous-produits indésirables se déposent sur les parois du réacteur tubulaire et finissent par obstruer celui-ci. La tendance du réacteur tubulaire à s'obstruer rapidèment dans le cas des procédés classiques se trouve, par le procédé de l'invention, réduite de façon à porter la durée de fonctionnement continu du réacteur tubulaire, qui suivant la technique antérieure est comprise entre quelques heures et trois jours, à six jours. REVENDICATIONS 1 - Erocédé pour transformer des amines en mono, di et polyisocyanates par phosgénation effectuée sous pression et à température élevée en présence d'un seul et même solvant, caractérisé en ce qu'un mélange amine-monochlorobenzène et un mélange phosgène-monochlorobenzène divisé en plusieurs courants partiels sont amenés parallelement à un réacteur, une partie du mélange phosgène-monochlorobenzène étant guidée centralement et le mélange amine-monochlorobenzène étant guidé autour de ce courant central en étant à son tour enfermé par un mélange phosgène-monochlorobenzènew ,i ~ Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qutun mouvement de rotation est communiqué au mélange aminemonochlorobenzène et/ou au mélange phosgène-monochlorobenzène entrant dans le réacteur. 3 - irocédé suivant l'une des revendications i et 2, caractérisé en ce que des mouvements de rotation en sens opposés sont communiqués au mélange amine-monochlorobenzène et au mélange phosgène-monochlorobenzène avant leur entrée dans le réacteur. 4 - Procédé suivant l'une des revendications i a 3, caractérisé en ce que l'épaisseur de couche de l'amine est sensiblement plus faible que celle du phosgène, le rapport entre ces épaisseurs de couche étant de préférence de n 5 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le rapport de vitesse entre les produits participant à la réaction, avant leur entrée dans le réacteur, est de préférence de I :