(57)【要約】【課題】  ポリアミンとポリイソシアネートとの好ましくない副反応を抑制するため、ポリアミンと塩化カルボニルとを供給後すばやく接触させることにより、副生成物を低減して、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることのできる、ポリイソシアネート連続製造装置を提供すること。【解決手段】  循環ライン７において、反応液の流れ方向に沿って、原料混合部８、高剪断ポンプ３、反応器４、送液ポンプ５および冷却器６を順次介装して、クローズドラインを構成する。この装置１では、原料混合部８でのポリアミンと塩化カルボニルとの供給後、ポリアミンと反応液との接触を最小限に抑制した状態で、その反応液を高剪断ポンプ３により剪断する。これによって、副生成物であるウレア体の生成を低減して、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることができる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミンと塩化カルボニルとを反応させてポリイソシアネートを連続的に製造するポリイソシアネート連続製造装置において、
反応槽と、反応液を前記反応槽に対して循環させる循環手段とを備え、
前記循環手段は、
１）反応液が循環する循環ラインと、
２）前記循環ラインにポリアミンを供給するポリアミン供給手段と、
３）前記循環ラインに塩化カルボニルを供給する塩化カルボニル供給手段と、
４）前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給されたポリアミンと、前記塩化カルボニル供給手段から前記循環ラインへ供給された塩化カルボニルとを、循環する反応液の存在下で接触させるポリアミンと塩化カルボニルとの接触手段と、
５）前記接触手段において接触された塩化カルボニルおよびポリアミンと、循環する反応液とを、剪断により混合する混合手段とを備えていることを特徴とする、ポリイソシアネート連続製造装置。
【請求項２】
前記循環手段において、前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給されたポリアミンと、循環する反応液中のポリイソシアネートとを、実質的に反応させないことを特徴とする、請求項１記載のポリイソシアネート連続製造装置。
【請求項３】
前記接触手段と前記混合手段との間の距離が、１０００ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載のポリイソシアネート連続製造装置。
【請求項４】
前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給されるポリアミンの、前記ポリアミン供給手段の断面における線速度が、０．５〜１０ｍ／ｓｅｃであり、
前記塩化カルボニル供給手段から前記循環ラインへ供給される塩化カルボニルの、前記塩化カルボニル供給手段の断面における線速度が、０．５〜１０ｍ／ｓｅｃであり、
前記接触手段へ供給される直前の前記循環ライン中の反応液の線速度が、０．３〜５ｍ／ｓｅｃであることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のポリイソシアネート連続製造装置。
【請求項５】
前記接触手段から前記混合手段まで、前記ポリアミン供給手段から供給されたポリアミンと、前記塩化カルボニル供給手段から供給された塩化カルボニルと、反応液とが実質的に３層形成していることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のポリイソシアネート連続製造装置。
【請求項６】
前記ポリアミン供給手段は、前記循環ライン内に流出側端部が挿入されるポリアミン供給管からなり、
前記塩化カルボニル供給手段は、前記循環ライン内に流出側端部が挿入される塩化カルボニル供給管からなり、
前記ポリアミン供給管の流出側端部は、前記循環ラインの内壁面近傍に配置され、前記接触手段から前記混合手段に向かう反応液の流れに対して下流側に向かって開口されており、
前記塩化カルボニル供給管の流出側端部は、前記ポリアミン供給管の流出側端部から供給されるポリアミンの流出液に向けて開口されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のポリイソシアネート連続製造装置。
【請求項７】
前記循環ラインの途中には、冷却装置が介装されており、
前記循環ラインにおけるポリアミンおよび塩化カルボニルの供給後の反応液の温度を、１２０℃以下にすることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のポリイソシアネート連続製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリウレタンの原料となるポリイソシアネート連続製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンの原料として用いられるポリイソシアネートは、ポリアミンと塩化カルボニルとをイソシアネート化反応させることにより、工業的に製造されている。
このようなポリイソシアネートは、工業的には、ポリアミンを含むポリアミン溶液と、塩化カルボニルを含む塩化カルボニル溶液と、溶媒とを、連続的に反応器に供給して反応させ、反応器において生成したポリイソシアネートを、反応器から連続的に留出させるようにして、製造されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、ポリアミンと塩化カルボニルとを直接反応器に供給して反応させると、高温となって副反応が生じやすいため、反応器から留出する反応液の一部を、再度反応器に循環させて、その循環ラインに、ポリアミンと塩化カルボニルとを供給して、循環ラインに介装された冷却装置によって、低温で反応させ、次いで、その反応液を高温下で反応させて、効率よくポリイソシアネートを得る技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−０３５４９２号公報
【特許文献２】特開昭５７−１６５３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、ポリアミンと塩化カルボニルとの反応では、まず、ポリアミンと塩化カルボニルとの接触により、カルバモイルクロライドが瞬時に生成し、次いで、そのカルバモイルクロライドが徐々にイソシアネートに変換される。カルバモイルクロライドは、有機溶媒に溶けにくく、そのため、有機溶媒中でポリアミンと塩化カルボニルとが接触するとスラリーとなる。
【０００５】
一方、反応液の循環ラインに、ポリアミンと塩化カルボニルとを供給すると、循環する反応液中のポリイソシアネートとポリアミンとの反応により、副生成物であるウレア体が生成して、ポリイソシアネートの収率が低下するという不具合がある。
そのため、循環ラインに供給されたポリアミンと塩化カルボニルとを、すばやく接触させて、カルバモイルクロライドの均一なスラリーを生成させる必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、ポリアミンとポリイソシアネートとの好ましくない副反応を抑制するため、ポリアミンと塩化カルボニルとを供給後すばやく接触させることにより、副生成物を低減して、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることのできる、ポリイソシアネート連続製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明のポリイソシアネート連続製造装置は、ポリアミンと塩化カルボニルとを反応させてポリイソシアネートを連続的に製造するポリイソシアネート連続製造装置において、反応槽と、反応液を前記反応槽に対して循環させる循環手段とを備え、前記循環手段は、
１）反応液が循環する循環ラインと、
２）前記循環ラインにポリアミンを供給するポリアミン供給手段と、
３）前記循環ラインに塩化カルボニルを供給する塩化カルボニル供給手段と、
４）前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給されたポリアミンと、前記塩化カルボニル供給手段から前記循環ラインへ供給された塩化カルボニルとを、循環する反応液の存在下で接触させるポリアミンと塩化カルボニルとの接触手段と、
５）前記接触手段において接触された塩化カルボニルおよびポリアミンと、循環する反応液とを、剪断により混合する混合手段とを備えていることを特徴としている。
【０００８】
この装置では、まず、ポリアミンと塩化カルボニルとが、ポリアミン供給手段と塩化カルボニル供給手段とによって、循環ラインにそれぞれ供給された後に、接触手段において、循環する反応液の存在下で接触される。次いで、接触された塩化カルボニルおよびポリアミンと循環する反応液とが、混合手段によって剪断により混合される。そして、この剪断によって、反応液中において、ポリアミンと塩化カルボニルとが微細な液滴となって接触するので、カルバモイルクロライドおよびポリアミン塩酸塩の均一なスラリーを瞬時に生成させることができる。そのため、循環する反応液中のポリイソシアネートと、ポリアミンとの反応を抑制することができ、副生成物であるウレア体の生成を低減して、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０００９】
また、この装置では、前記循環手段において、前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給されたポリアミンと、循環する反応液中のポリイソシアネートとを、実質的に反応させないことが好適である。
ポリアミン供給手段から循環ラインへ供給されたポリアミンと、循環する反応液中のポリイソシアネートとを実質的に反応させないようにすれば、副生成物であるウレア体の生成が実質的になく、ポリイソシアネートの収率のさらなる向上を図ることができる。
【００１０】
また、この装置では、前記接触手段と前記混合手段との間の距離が、１０００ｍｍ以下であることが好適である。
接触手段と混合手段との間の距離が過度に長いと、循環ラインを循環する反応液と、ポリアミン供給手段から循環ラインへ供給されたポリアミンとが、乱流混合により接触する機会が増加して、副生成物であるウレア体の生成を助長する。
【００１１】
しかし、このように、接触手段と混合手段との間の距離が１０００ｍｍ以下であれば、循環ラインを循環する反応液と、ポリアミン供給手段から循環ラインへ供給されたポリアミンとの乱流混合による接触を低減することができ、副生成物であるウレア体の生成を、より抑制することができる。
また、この装置では、前記ポリアミン供給手段から前記循環ラインへ供給されるポリアミンの、前記ポリアミン供給手段の断面における線速度が、０．５〜１０ｍ／ｓｅｃであり、前記塩化カルボニル供給手段から前記循環ラインへ供給される塩化カルボニルの、前記塩化カルボニル供給手段の断面における線速度が、０．５〜１０ｍ／ｓｅｃであり、前記接触手段へ供給される直前の前記循環ライン中の反応液の線速度が、０．３〜５ｍ／ｓｅｃであることが好適である。
【００１２】
この装置において、ポリアミンのポリアミン供給手段の断面における線速度が、０．５〜１０ｍ／ｓｅｃであり、塩化カルボニルの塩化カルボニル供給手段の断面における線速度が、０．５〜１０ｍ／ｓｅｃであり、循環ライン中の反応液の線速度が、０．３〜５ｍ／ｓｅｃであれば、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
一方、この装置においては、前記接触手段から前記混合手段まで、前記ポリアミン供給手段から供給されたポリアミンと、前記塩化カルボニル供給手段から供給された塩化カルボニルと、反応液とが実質的に３層形成していることが好適である。
【００１３】
接触手段から混合手段までの間、ポリアミン供給手段から供給されたポリアミンと、塩化カルボニル供給手段から供給された塩化カルボニルと、反応液とが実質的に３層形成していると、ポリアミン供給手段から供給されたポリアミンと、反応液中のポリイソシアネートとの接触機会の低減を図ることができる。
また、この装置では、前記ポリアミン供給手段は、前記循環ライン内に流出側端部が挿入されるポリアミン供給管からなり、前記塩化カルボニル供給手段は、前記循環ライン内に流出側端部が挿入される塩化カルボニル供給管からなり、前記ポリアミン供給管の流出側端部は、前記循環ラインの内壁面近傍に配置され、前記接触手段から前記混合手段に向かう反応液の流れに対して下流側に向かって開口されており、前記塩化カルボニル供給管の流出側端部は、前記ポリアミン供給管の流出側端部から供給されるポリアミンの流出液に向けて開口されていることが好適である。
【００１４】
ポリアミン供給管の流出側端部が、循環ラインの内壁面近傍に配置され、接触手段から混合手段に向かう反応液の流れに対して下流側に向かって開口されており、また、塩化カルボニル供給管の流出側端部が、ポリアミン供給管の流出側端部から供給されるポリアミンの流出液に向けて開口されていると、ポリアミン供給管から供給されるポリアミンの流出液が、循環ラインの内壁面と、塩化カルボニル供給管の流出側端部から供給される塩化カルボニルとによって被覆されるので、反応液との接触が抑制され、その反応液中のポリイソシアネートと供給されるポリアミンとの反応が防止され、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【００１５】
また、この装置では、前記循環ラインの途中には、冷却装置が介装されており、前記循環ラインにおけるポリアミンおよび塩化カルボニルの供給後の反応液の温度を、１２０℃以下にすることが好適である。
循環ラインにおけるポリアミンおよび塩化カルボニルの供給後の反応液の温度を、１２０℃以下にすれば、副生成物であるウレア体の生成を、より抑制することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のポリイソシアネート連続製造装置によれば、循環する反応液中のポリイソシアネートと、ポリアミンとの反応を抑制することができ、副生成物であるウレア体の生成を低減して、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、ポリイソシアネート連続製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。
図１において、このポリイソシアネート連続製造装置１は、低温反応型の装置構成を有し、反応槽としての反応器４と、この反応器４に対して反応液を循環させる循環手段としての循環部２とを備えている。
循環部２は、循環ライン７と、接触手段としての原料混合部８と、ポリアミン供給手段としてのポリアミン供給管９と、塩化カルボニル供給手段としての塩化カルボニル供給管１０と、混合手段としての高剪断ポンプ３と、送液ポンプ５と、冷却装置としての冷却器６とを備えている。
【００１８】
循環ライン７は、上流側（以下、「上流側」および「下流側」は、特に言及がない限り、反応液の流れ方向を基準とする。）端部および下流側端部が、反応器４に接続されるクローズドラインとして形成されており、反応器４に対して、反応液を循環させる。
原料混合部８は、ポリアミン供給管９および塩化カルボニル供給管１０が接続されている循環ライン７の一部分として構成されている。
【００１９】
ポリアミン供給管９は、ポリアミンを輸送する耐食性の鋼管からなり、その流入側端部がポリアミンを貯蔵する図示しないポリアミン貯蔵タンクに接続され、その流出側端部１１が原料混合部８に接続されている。
より具体的には、図２に示すように、ポリアミン供給管９は、循環ライン７の近傍においては、流出側端部１１側が循環ライン７に対して徐々に近接するように斜めに配置され、その流出側端部１１が循環ライン７の一方側から循環ライン７内に傾斜状態で挿入されている。そして、流出側端部１１は、反応液の流れ方向（循環方向）に沿うように、下流側に向かって屈曲するように形成され、循環ライン７内における一方側の内壁面近傍に配置されている。これによって、ポリアミン供給管９の開口部１２は、下流側に向かって開口される。
【００２０】
塩化カルボニル供給管１０は、塩化カルボニルを輸送する耐食性の鋼管からなり、その流入側端部が塩化カルボニルを貯蔵する図示しない塩化カルボニル貯蔵タンクに接続され、その流出側端部１３が原料混合部８に接続されている。
より具体的には、塩化カルボニル供給管１０は、循環ライン７に対してポリアミン供給管９の反対側である他方側に配置され、循環ライン７の近傍においては、流出側端部１３側が循環ライン７に対して徐々に近接するように斜めに配置され、その流出側端部１３側が循環ライン７の他方側から循環ライン７内に傾斜状態で挿入されている。なお、塩化カルボニル供給管１０の循環ライン７に対する挿入位置は、ポリアミン供給管９の循環ライン７に対する挿入位置と、循環ライン７の径方向において対向するように配置されている。
【００２１】
そして、塩化カルボニル供給管１０の流出側端部１３は、反応液の流れ方向に対して傾斜して、そのまま真っ直ぐに延び、流出側端部１３の開口部１４が、ポリアミン供給管９の開口部１２の近傍に配置され、ポリアミン供給管９の開口部１２から供給されるポリアミンの流出液に向けて開口されている。より具体的には、塩化カルボニル供給管１０の開口部１４は、ポリアミン供給管９の開口部１２の他方側に配置され、塩化カルボニル供給管１０の開口部１４の径方向一端部が、ポリアミン供給管９の開口部１２の近傍あるいはわずかに上流側に配置され、塩化カルボニル供給管１０の開口部１４の径方向他端部が、ポリアミン供給管９の開口部１２よりも下流側に配置されることが好適である。
【００２２】
高剪断ポンプ３は、図１に示すように、循環ライン７において、原料混合部８の下流側に介装されており、剪断力によって、反応液中にスラリー（ポリアミンおよび塩化カルボニルの接触により生成するカルバモイルクロライドおよびポリアミン塩酸塩のスラリー）を高分散させることができれば、特に制限されないが、例えば、遠心式ポンプや回転式ポンプが用いられる。
【００２３】
遠心式ポンプでは、ケーシング内での羽根車（インペラー）の高速回転により、スラリーを高剪断する。遠心式ポンプでは、好ましくは、キャンドポンプが用いられる。
回転式ポンプでは、ケーシング内での歯車、仕切板またはスクリューの高速回転により、スラリーを高剪断する。回転式ポンプでは、好ましくは、ギヤポンプが用いられる。
高剪断ポンプ３の回転数は、適宜設定されるが、例えば、１０００〜５０００ｍｉｎ-1である。
【００２４】
また、この高剪断ポンプ３は、ポリアミン供給管９の流出側端部１１の開口部１２との間の離間距離Ｌが、１０００ｍｍ以下、好ましくは、５００ｍｍ以下、さらに好ましくは、２５０ｍｍ以下となるように配置されている。離間距離Ｌが、これより長いと、循環ライン７を循環する反応液と、ポリアミン供給管９から循環ライン７へ供給されたポリアミンとが、乱流混合により接触する機会が増加して、副生成物であるウレア体の生成を助長するおそれがあるが、この離間距離Ｌ以下であれば、循環ライン７を循環する反応液と、ポリアミン供給管９から循環ライン７へ供給されたポリアミンとの乱流混合による接触を低減することができ、副生成物であるウレア体の生成を、抑制することができる。
【００２５】
反応器４は、循環ライン７において、高剪断ポンプ３の下流側に介装されている。この反応器４は、供給されたポリアミンと塩化カルボニルとをイソシアネート化反応させることができれば、特に制限されず、例えば、攪拌翼が装備された連続式反応器が用いられる。また、反応器４は、好ましくは、多段槽として構成され、その場合には、図１に示す反応器４は、第１段目の反応器となり、次工程には、図示しない第２段目の反応器が接続されている。
【００２６】
送液ポンプ５は、循環ライン７において、反応器４の下流側に介装されている。この送液ポンプ５は、反応液を輸送できれば、特に制限されず、上記した遠心式ポンプや回転式ポンプ、さらには、往復式ポンプなどが用いられる。
冷却器６は、循環ライン７において、送液ポンプ５の下流側（送液ポンプ５の吐出側）に介装されている。この送液ポンプ５は、反応液を冷却できれば、特に制限されず、例えば、冷媒（冷却水）が循環される熱交換器などが用いられる。
【００２７】
この冷却器６では、循環ライン７におけるポリアミンおよび塩化カルボニルの供給後の反応液の温度を、１２０℃以下にするように、反応液を冷却している。
そして、この循環部２では、上記したように、循環ライン７の途中に、反応液の流れ方向に沿って、原料混合部８と、高剪断ポンプ３と、反応器４と、送液ポンプ５と、冷却器６とが順次配置されており、循環ライン７中の反応液が、これらを循環する。
【００２８】
そして、このポリイソシアネート連続製造装置１では、まず、原料混合部８において、ポリアミン供給管９から原料混合部８へポリアミンが供給されるとともに、塩化カルボニル供給管１０から原料混合部８へ塩化カルボニルが供給される。
ポリアミンは、ポリアミン貯蔵タンクにおいて、ポリアミンそのまま、または、ポリアミン溶液として調製されている。ポリアミン溶液は、ポリアミンを有機溶媒で溶解することによって調製されている。一方、ポリアミンそのままで貯蔵されている場合は、ポリアミン供給管９に備えられた有機溶媒混合部で混合され、ポリアミン溶液として調製され、ポリアミン供給管９から原料混合部８へポリアミン溶液として供給される。
【００２９】
ポリアミンは、ポリウレタンの製造に用いられるポリイソシアネートに対応するポリアミンであって、特に制限されず、例えば、ポリメチレンポリフェニレンポリイソシアネート（ＭＤＩ）に対応するポリメチレンポリフェニレンポリアミン（ＭＤＡ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）に対応するトリレンジアミン（ＴＤＡ）などの芳香族ジアミン、例えば、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）に対応するキシリレンジアミン（ＸＤＡ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）に対応するテトラメチルキシリレンジアミン（ＴＭＸＤＡ）などの芳香脂肪族ジアミン、例えば、ビス（イソシアナトメチル）ノルボルナン（ＮＢＤＩ）に対応するビス（アミノメチル）ノルボルナン（ＮＢＤＡ）、３−イソシアナトメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（ＩＰＤＩ）に対応する３−アミノメチル−３，５，５−トリメチルシクロヘキシルアミン（ＩＰＤＡ）、４，４'−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（Ｈ12ＭＤＩ）に対応する４，４'−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）（Ｈ12ＭＤＡ）、ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（Ｈ6ＸＤＩ）に対応するビス（アミノメチル）シクロヘキサン（Ｈ6ＸＤＡ）などの脂環族ジアミン、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）に対応するヘキサメチレンジアミン（ＨＤＡ）などの脂肪族ジアミン、および、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート（クルードＭＤＩ、ポリメリックＭＤＩ）に対応するポリメチレンポリフェニルポリアミンなどから、適宜選択される。
【００３０】
このポリイソシアネート連続製造装置１は、特に、芳香族ジアミンから、芳香族ジイソシアネートを製造するのに適している。
有機溶媒は、ポリアミンおよびポリイソシアネートを溶解し、かつこれらに対して不活性であれば、特に制限されず、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素、例えば、クロロトルエン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素、例えば、酢酸ブチル、酢酸アミルなどのエステル類、例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトンなどのケトン類などが挙げられる。好ましくは、ジクロロベンゼンが挙げられる。
【００３１】
また、ポリアミン溶液は、ポリアミンの５〜５０重量％、より好ましくは、５〜３０重量％の有機溶媒の溶液として調製される。
塩化カルボニルは、塩化カルボニル貯蔵タンクにおいて、塩化カルボニルそのままで、あるいは、塩化カルボニル溶液として調製されており、塩化カルボニル供給管１０から原料混合部８へ、塩化カルボニルそのままで、あるいは、塩化カルボニル溶液として供給される。また、塩化カルボニルは、塩化カルボニルそのもの、または、塩化カルボニル溶液として供給されることが好適である。
【００３２】
塩化カルボニル溶液は、塩化カルボニル（ＣＯＣｌ2）を有機溶媒で溶解することによって調製されている。有機溶媒は、上記した有機溶媒、好ましくは、ポリアミン溶液と同一の有機溶媒が用いられる。また、塩化カルボニル溶液は、塩化カルボニル１０重量％以上の有機溶媒の溶液として調製される。
そして、ポリアミン溶液は、ポリアミン供給管９から原料混合部８へ、供給速度（ポリアミン供給管９の開口部１２の断面における線速度）０．５〜１０ｍ／ｓ、好ましくは、供給速度０．５〜５ｍ／ｓで供給され、塩化カルボニルまたはその溶液は、塩化カルボニル供給管１０から原料混合部８へ、供給速度（塩化カルボニル供給管１０の開口部１４の断面における線速度）０．５〜１０ｍ／ｓ、好ましくは、供給速度０．５〜５ｍ／ｓで供給される。また、原料混合部８へ供給される反応液は、供給速度（原料混合部８へ供給される直前の循環ライン７中の反応液の線速度）０．３〜５ｍ／ｓ、好ましくは、供給速度０．５〜３ｍ／ｓで供給される。各供給速度を上記のように設定すれば、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【００３３】
なお、ポリアミン溶液と塩化カルボニルまたはその溶液とは、塩化カルボニル／ポリアミンが、２／１〜６０／１（モル比）、好ましくは、２／１〜２０／１（モル比）となる化学量論比で、供給される。
原料混合部８では、図２に示すように、ポリアミン供給管９から供給されるポリアミン溶液が、その開口部１２から流入されるとともに、塩化カルボニル供給管１０から供給される塩化カルボニルまたはその溶液が、その開口部１４から流入され、これらが循環する反応液の存在下で接触するように供給される。より具体的には、ポリアミン供給管９の開口部１２から流入したポリアミン溶液は、一方側において循環ライン７の内壁面によって、その上流側から循環されてくる反応液との接触が抑制される。また、その他方側においては、塩化カルボニルまたはその溶液が、塩化カルボニル供給管１０の開口部１４から、ポリアミン供給管９の開口部１２から流入するポリアミン溶液に向けて、流入するので、その流入した塩化カルボニルまたはその溶液によって包まれて、その上流側から循環されてくる反応液との接触が抑制される。
【００３４】
つまり、ポリアミン供給管９から供給されるポリアミン溶液が、循環ライン７の内壁面と、塩化カルボニル供給管１０の開口部１４から流入する塩化カルボニルまたはその溶液とによって被覆されるので、反応液との接触が抑制され、その反応液中のポリイソシアネートと供給されるポリアミン溶液中のポリアミンとの反応が防止される。その結果、副生成物となるウレア体の生成を防止することができ、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【００３５】
なお、原料混合部８において、供給されたポリアミン溶液と塩化カルボニルまたはその溶液とは、上記したように、ポリアミン溶液が、塩化カルボニルまたはその溶液によって被覆された液層状態にある。
そして、原料混合部８において、供給されたポリアミン溶液と塩化カルボニルまたはその溶液とは、図１に示すように、反応液とともに高剪断ポンプ３に搬送される。
【００３６】
なお、原料混合部８から高剪断ポンプ３までの間は、ポリアミン溶液と、塩化カルボニルまたはその溶液と、反応液とは、実質的に３層形成されており、これによって、ポリアミン溶液と、反応液中のポリイソシアネートとの接触機会の低減を図ることができる。
高剪断ポンプ３では、供給されたポリアミン溶液および塩化カルボニルまたはその溶液と、反応液とが、高剪断ポンプ３によって高剪断により混合される。この剪断によって、反応液中において、ポリアミン溶液中のポリアミンと塩化カルボニルまたはその溶液中の塩化カルボニルとが微細な液滴となって接触するので、有機溶媒に難溶なカルバモイルクロライドおよびポリアミン塩酸塩の均一なスラリーが瞬時に生成され、そのスラリーが均一な状態で反応液中に高分散される。そのため、その後、高剪断ポンプ３から反応器４に至るまでの循環ライン７内において、反応液中のポリイソシアネートと、供給されたポリアミン溶液中のポリアミンとの反応を抑制することができ、副生成物であるウレア体の生成を低減して、ポリイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【００３７】
そして、反応液は、スラリーが高分散された状態で、反応器４に搬送されるので、反応器４では、ポリアミン塩酸塩とその溶液中の塩化カルボニルとの反応が促進され、また、生成したカルバモイルクロライドが徐々にポリイソシアネートに変換される。
なお、この反応器４が、多段連続式反応器の第１段目の反応器である場合には、その反応温度が、例えば、１２０℃以下、好ましくは、５０℃から１００℃に制御される。
【００３８】
そして、反応器４において反応された反応液（つまり、反応により生成したポリイソシアネート、反応途中のカルバモイルクロライド、ポリアミンの塩酸塩および塩化カルボニル、有機溶媒を含む反応液）は、その一部が循環ライン７を介して送液ポンプ５より循環され、残余が、搬送ライン１５を介して次工程（反応器４が、多段連続式反応器の第１段目の反応器である場合には、第２段目の反応器）に搬送される。搬送ライン１５については、特にこだわるものでなく、例えば、反応器４からのオーバーフローや圧力による送液あるいは送液ポンプ５を利用し循環ライン７の一部から取り出すことなどにより、次工程へ搬送する。
【００３９】
循環される反応液は、送液ポンプ５によって冷却器６に搬送され、冷却器６によって、例えば、１２０℃以下、好ましくは、５０〜１００℃に冷却された後、原料混合部８に搬送され、再び、原料混合部８において、ポリアミン供給管９からポリアミン溶液が供給され、塩化カルボニル供給管１０から塩化カルボニルまたはその溶液が供給される。
原料混合部８には、冷却器６よって冷却された反応液が流入するため、より一層、副生成物であるウレア体の生成が抑制される。
【００４０】
なお、上記した実施形態では、本発明の混合手段として、高剪断ポンプ３を用いたが、上記したように、別途送液ポンプ５が装備されていれば、本発明の混合手段として、高剪断ポンプ３に代替して、ポリアミンと塩化カルボニルとを剪断により接触させることができる他の剪断手段、例えば、攪拌器や混合器などを用いることもできる。
さらに、上記した実施形態において、送液ポンプ５を装備せず、高剪断ポンプ３が送液ポンプ５を兼ねることもできる。その場合には、図３に示すように、原料混合部８は、反応液の流れ方向において、反応器４から高剪断ポンプ３に至る途中に配置され、高剪断ポンプ３から反応槽４に至る途中に、冷却器６が配置される。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ポリイソシアネート連続製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示すポリイソシアネート連続製造装置の原料混合部を示す概略構成図である。
【図３】ポリイソシアネート連続製造装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    ポリイソシアネート連続製造装置
２    循環部
３    高剪断ポンプ
４    反応器
７    循環ライン
８    原料混合部
９    ポリアミン供給管
１０  塩化カルボニル供給管
１１  ポリアミン供給管の流入側端部
１２  ポリアミン供給管の開口部
１３  塩化カルボニル供給管の流入側端部
１４  塩化カルボニル供給管の開口部
【図１】
2006282640.tif 000003
【図２】
2006282640.tif 000004
【図３】
2006282640.tif 000005