ジイソシアネートの精製方法
【課題】ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物から、収率よくジイソシアネートを精製することができるジイソシアネートの精製方法を提供すること。
【解決手段】精留塔８と、精留塔８の下流側に接続される凝縮システム１０とを備え、凝縮システム１０が直列に接続される第１凝縮器１２および第２凝縮器２２を備える精製装置３を用いて、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物を、精留塔８および凝縮システム１０において、順次精製する。このジイソシアネートの精製方法によれば、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【解決手段】精留塔８と、精留塔８の下流側に接続される凝縮システム１０とを備え、凝縮システム１０が直列に接続される第１凝縮器１２および第２凝縮器２２を備える精製装置３を用いて、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物を、精留塔８および凝縮システム１０において、順次精製する。このジイソシアネートの精製方法によれば、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジイソシアネートの精製方法に関し、詳しくは、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物からジイソシアネートを精製するジイソシアネートの精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジイソシアネートは、２つのイソシアネート基（−ＮＣＯ）を有する有機化合物であって、ポリウレタン、ポリ尿素などの原料として、工業的に広く用いられている。
【０００３】
従来より、ジイソシアネートは、アミンとホスゲンとの反応（ホスゲン法）から工業的に製造されているが、ホスゲンは毒性が強く、その取り扱いが煩雑であり、しかも、大量の塩酸を副生するので、装置の腐食に配慮する必要があるなど、種々の不具合があり、これに代わるイソシアネートの工業的な製造方法の開発が望まれている。
【０００４】
ホスゲンを使用しないジイソシアネートの製造方法としては、例えば、ジアミン、尿素および／またはＮ−無置換カルバミン酸エステル、および、アルコールを反応（カルバメート化反応）させ、得られたカルバミン酸エステル（カルバメート）を熱分解することにより、ジイソシアネートを製造する方法（尿素法）が知られている。
【０００５】
一方、このようなカルバミン酸エステルの熱分解においては、ジイソシアネートとともに、アルコールが副生するため、それらを分離精製することが要求されており、そのような方法として、例えば、カルバミン酸エステルを熱開裂させてイソシアネートおよびアルコールを形成させ、得られたイソシアネートおよびアルコール、さらに、場合により未開裂および／または部分的に開裂したカルバミン酸エステルおよび副産物を含む開裂気体を、冷却および凝縮させた後、精留塔に導入し、その精留塔においてイソシアネートおよびアルコールを分離するとともに、精留塔から排出される側方取出流としてイソシアネートを得る方法が、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５２６７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、イソシアネートおよびアルコールは、容易に反応（再結合）し、再度カルバミン酸エステルを形成する場合がある。そのため、特許文献１に記載されるような、精留塔の側方からイソシアネートを取り出す方法（サイドカット法）では、精留塔内において滞留するイソシアネートとアルコールとが反応してしまい、イソシアネートの収率が低下するという不具合がある。
【０００８】
この点、例えば、精留塔の下流側に凝縮器を設け、イソシアネートおよびアルコールを精留塔の塔頂から取り出すとともに、それらを凝縮器により凝縮し、イソシアネートを含む凝縮液と、アルコールを含む気化成分とに分離する方法（分縮法）も、検討される。このような方法によれば、上記のサイドカット法に比べ、イソシアネートの収率を向上させることができる。
【０００９】
しかしながら、このような方法により精製する場合にも、得られるイソシアネートの収率は十分ではなく、そのため、イソシアネートをより一層収率よく得られるイソシアネートの精製方法が、望まれている。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物から、収率よくジイソシアネートを精製することができるジイソシアネートの精製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明のジイソシアネートの精製方法は、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物からジイソシアネートを精製するジイソシアネートの精製方法であって、精留塔と、前記精留塔の下流側に接続される凝縮システムとを備え、前記凝縮システムが、直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備える精製装置を用いて、前記混合物を、前記精留塔および前記凝縮システムにおいて、順次精製すること
を特徴としている。
【００１２】
このようなジイソシアネートの精製方法によれば、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物が、精留塔で精製された後、直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備える凝縮システムにより精製されるので、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【００１３】
また、本発明のジイソシアネートの精製方法では、前記凝縮システムが、前記精留塔に接続される第１凝縮器と、前記第１凝縮器の下流側において前記第１凝縮器に直列に接続される第２凝縮器とを備え、前記第１凝縮器では、前記混合物を、第１温度において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第１凝縮液および第１気化成分に分離し、前記第２凝縮器では、前記第１気化成分を、前記第１気化成分の露点を超過し、前記第１温度未満の第２温度において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離することが好適である。
【００１４】
このようなジイソシアネートの精製方法では、第１凝縮器において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように第１温度で分離された第１気化成分を、第２凝縮器において、第１気化成分の露点を超過し、第１温度未満の第２温度で、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離するので、より確実に、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【００１５】
また、本発明のジイソシアネートの精製方法では、前記第１凝縮液および前記第２凝縮液の両方において、ジイソシアネートのモル数が、アルコールのモル数よりも多いことが好適である。
【００１６】
このようなジイソシアネートの精製方法では、凝縮液においてジイソシアネートがアルコールに対して過剰量存在するため、凝縮液内において、高いジイソシアネート濃度を確保することができ、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。また、このような凝縮液を一部還流させることなどにより、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のジイソシアネートの精製方法によれば、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のジイソシアネートの精製方法が採用されるプラントの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】比較例１において用いられるプラントを示す概略構成図である。
【図３】比較例２において用いられるプラントを示す概略構成図である。
【図４】実施例２および比較例３におけるトリレンジイソシアネートの収率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のジイソシアネートの精製方法では、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物から、ジイソシアネートが精製される。
【００２０】
ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物は、特に制限されないが、例えば、ジカルバメートを熱分解することにより得ることができる。
【００２１】
ジカルバメートは、分子内に２つのウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）を有する化合物であって、例えば、脂肪族ジカルバメート、芳香族ジカルバメート、芳香脂肪族ジカルバメートなどが挙げられ、好ましくは、芳香族ジカルバメート、芳香脂肪族ジカルバメートが挙げられる。
【００２２】
芳香族ジカルバメートおよび芳香脂肪族ジカルバメートは、下記一般式（１）で示される。
【００２３】
Ｒ１−（ＮＨＣＯＯＲ２）２ （１）
（式中、Ｒ１は、総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基を、Ｒ２は、総炭素数１〜１６の脂肪族炭化水素基、または、総炭素数６〜１６の芳香族炭化水素基を示す。）
上記式（１）中、Ｒ１は、総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基から選択されるが、Ｒ１は、その炭化水素基中に、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合などの安定な結合を含んでいてもよく、また、安定な官能基（後述）で置換されていてもよい。
【００２４】
Ｒ１において、総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基としては、例えば、１〜６価の、総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基などが挙げられる。
【００２５】
なお、芳香環含有炭化水素基は、その炭化水素基中に１つ以上の芳香族炭化水素を含有していればよく、例えば、その芳香族炭化水素に、例えば、脂肪族炭化水素基などが結合していてもよい。このような場合には、カルバメートにおけるウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）は、芳香族炭化水素に直接結合していてもよく、芳香族炭化水素に結合される脂肪族炭化水素基に結合していてもよく、その両方であってもよい。
【００２６】
総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基として、より具体的には、例えば、総炭素数６〜１５のアリール基などが挙げられる。
【００２７】
アリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、トリメチルフェニル、４，４’−メチレンビスフェニレン、フェナントリルなどが挙げられる。
【００２８】
上記式（１）において、Ｒ１に置換していてもよい官能基としては、例えば、ニトロ基、水酸基、メルカプト基、オキソ基、チオキソ基、シアノ基、カルボキシ基、アルコキシ−カルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などの総炭素数２〜４のアルコキシカルボニル基）、スルホ基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など）、低級アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ｉｓｏ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基など）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基など）、ハロゲノフェノキシ基（例えば、ｏ−、ｍ−またはｐ−クロロフェノキシ基、ｏ−、ｍ−またはｐ−ブロモフェノキシ基など）、低級アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−プロピルチオ基、ｉｓｏ−プロピルチオ基、ｎ−ブチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基など）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基など）、低級アルキルスルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基など）、低級アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基など）、アリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニルなど）、低級アシル基（例えば、ホルミル基、アセチル基など）、アリールカルボニル基（例えば、ベンゾイル基など）などが挙げられる。
【００２９】
これらの官能基は、上記式（１）において、Ｒ１に複数置換していてもよく、また、官能基がＲ１に複数置換する場合には、各官能基は、互いに同一であっても、それぞれ異なっていてもよい。
【００３０】
上記式（１）中、Ｒ２において、総炭素数１〜１６の脂肪族炭化水素基としては、例えば、総炭素数１〜１６のアルキル基などが挙げられる。
【００３１】
アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ｉｓｏ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル、ノニル、デシル、イソデシル、ドデシル、テトラデシルなどが挙げられる。
【００３２】
上記式（１）中、Ｒ２において、総炭素数６〜１６の芳香族炭化水素基としては、例えば、総炭素数６〜１６のアリール基などが挙げられる。
【００３３】
アリール基としては、上記したアリール基などが挙げられる。
【００３４】
このようなカルバメートとして、具体的には、例えば、１，３−または１，４−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３−または１，４−ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３−または１，４−ビス（ブトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３−または１，４−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）テトラメチルベンゼン、１，３−または１，４−ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）テトラメチルベンゼン、１，３−または１，４−ビス（ブトキシカルボニルアミノメチル）テトラメチルベンゼンなどの芳香脂肪族ジカルバメート、例えば、１，３−または１，４−ビス（メトキシカルボニルアミノ）ベンゼン、１，３−または１，４−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ベンゼン、２，４’−または４，４’−ビス（メトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、２，４’−または４，４’−ビス（エトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、２，４’−または４，４’−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、４，４’−ビス（フェノキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、１，５−または２，６−ビス（メトキシカルボニルアミノ）ナフタレン、１，５−または２，６−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ナフタレン、４，４’−ビス（メトキシカルボニルアミノ）ビフェニル、４，４’−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ビフェニル、２，４−または２，６−ビス（メトキシカルボニルアミノ）トルエン、２，４−または２，６−ビス（エトキシカルボニルアミノ）トルエン、２，４−または２，６−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）トルエンなどの芳香族ジカルバメートなどが挙げられる。これらジカルバメートは、単独で用いてもよく、また、２種以上併用してもよい。
【００３５】
なお、このようなジカルバメートは、特に制限されず、上記の具体的な化合物に準じて、例えば、カーボネート法、尿素法などの公知の方法により生成される。
【００３６】
そして、ジカルバメート１モルが熱分解されると、上記したジカルバメートに対応する下記一般式（２）で示されるジイソシアネート１モル、および、
Ｒ１−（ＮＣＯ）２ （２）
（式中、Ｒ１は、上記式（１）のＲ１と同意義を示す。）
副生物である下記一般式（７）で示される１価アルコール２モルが生成する。
【００３７】
Ｒ２−ＯＨ （３）
（式中、Ｒ２は、上記式（１）のＲ２と同意義を示す。）
この熱分解は、特に限定されず、例えば、液相法、気相法などの公知の分解法を用いることができる。熱分解として、好ましくは、作業性の観点から、液相法が挙げられる。
【００３８】
このような方法において、ジカルバメートは、好ましくは、不活性溶媒の存在下において、熱分解される。
【００３９】
不活性溶媒は、少なくとも、ジカルバメートを溶解し、ジカルバメートおよびジイソシアネートに対して不活性であり、かつ、熱分解時に反応しなければ（すなわち、安定であれば）、特に制限されないが、熱分解反応を効率よく実施するには、生成するジイソシアネートよりも高沸点であることが好ましい。
【００４０】
このような不活性溶媒としては、例えば、芳香族系炭化水素類などが挙げられる。
【００４１】
芳香族炭化水素類としては、例えば、ベンゼン（沸点：８０℃）、トルエン（沸点：１１１℃）、ｏ−キシレン（沸点：１４４℃）、ｍ−キシレン（沸点：１３９℃）、ｐ−キシレン（沸点：１３８℃）、エチルベンゼン（沸点：１３６℃）、イソプロピルベンゼン（沸点：１５２℃）、ブチルベンゼン（沸点：１８５℃）、シクロヘキシルベンゼン（沸点：２３７〜３４０℃）、テトラリン（沸点：２０８℃）、クロロベンゼン（沸点：１３２℃）、ｏ−ジクロロベンゼン（沸点：１８０℃）、１−メチルナフタレン（沸点：２４５℃）、２−メチルナフタレン（沸点：２４１℃）、１−クロロナフタレン（沸点：２６３℃）、２−クロロナフタレン（沸点：２６４〜２６６℃）、トリフェニルメタン（沸点：３５８〜３５９℃（７５４ｍｍＨｇ））、１−フェニルナフタレン（沸点：３２４〜３２５℃）、２−フェニルナフタレン（沸点：３５７〜３５８℃）、ビフェニル（沸点：２５５℃）などが挙げられる。
【００４２】
また、このような不活性溶媒は、市販品としても入手可能であり、例えば、バーレルプロセス油Ｂ−０１（芳香族炭化水素類、沸点：１７６℃）、バーレルプロセス油Ｂ−０３（芳香族炭化水素類、沸点：２８０℃）、バーレルプロセス油Ｂ−０４ＡＢ（芳香族炭化水素類、沸点：２９４℃）、バーレルプロセス油Ｂ−０５（芳香族炭化水素類、沸点：３０２℃）、バーレルプロセス油Ｂ−２７（芳香族炭化水素類、沸点：３８０℃）、バーレルプロセス油Ｂ−２８ＡＮ（芳香族炭化水素類、沸点：４３０℃）、バーレルプロセス油Ｂ−３０（芳香族炭化水素類、沸点：３８０℃）、バーレルサーム２００（芳香族炭化水素類、沸点：３８２℃）、バーレルサーム３００（芳香族炭化水素類、沸点：３４４℃）、バーレルサーム４００（芳香族炭化水素類、沸点：３９０℃）、バーレルサーム１Ｈ（芳香族炭化水素類、沸点：２１５℃）、バーレルサーム２Ｈ（芳香族炭化水素類、沸点：２９４℃）、バーレルサーム３５０（芳香族炭化水素類、沸点：３０２℃）、バーレルサーム４７０（芳香族炭化水素類、沸点：３１０℃）、バーレルサームＰＡ（芳香族炭化水素類、沸点：１７６℃）、バーレルサーム３３０（芳香族炭化水素類、沸点：２５７℃）、バーレルサーム４３０（芳香族炭化水素類、沸点：２９１℃）、（以上、松村石油社製）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ１４００（芳香族炭化水素類、沸点：３９１℃）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ１３００（芳香族炭化水素類、沸点：２９１℃）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ３３０（芳香族炭化水素類、沸点：３３１℃）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ１７０（芳香族炭化水素類、沸点：１７６℃）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ２４０（芳香族炭化水素類、沸点：２４４℃）、ＫＳＫ−ＯＩＬ２６０（芳香族炭化水素類、沸点：２６６℃）、ＫＳＫ−ＯＩＬ２８０（芳香族炭化水素類、沸点：３０３℃）、（以上、綜研テクニックス社製）などが挙げられる。
【００４３】
また、不活性溶媒としては、さらに、エステル類（例えば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、フタル酸ジドデシルなど）、熱媒体として常用される脂肪族系炭化水素類なども挙げられる。
【００４４】
不活性溶媒の配合量は、ジカルバメート１質量部に対して０．００１〜１００質量部、好ましくは、０．０１〜８０質量部、より好ましくは、０．１〜５０質量部の範囲である。
【００４５】
熱分解反応の反応条件として、好ましくは、カルバメートを良好に熱分解できるとともに、熱分解において生成したジイソシアネート（上記一般式（２））およびアルコール（上記一般式（３））が蒸発し、これによりカルバメートとイソシアネートとが平衡状態とならず、さらには、ジイソシアネートの重合などの副反応が抑制される反応条件が挙げられる。
【００４６】
このような反応条件として、より具体的には、必要により配合される公知の触媒存在下、熱分解温度が、通常、３５０℃以下、好ましくは、８０〜３５０℃、より好ましくは、１００〜３００℃である。８０℃よりも低いと、実用的な反応速度が得られない場合があり、また、３５０℃を超えると、ジイソシアネートの重合など、好ましくない副反応を生じる場合がある。また、熱分解反応時の圧力は、上記の熱分解反応温度に対して、生成するアルコールが気化し得る圧力であることが好ましく、設備面および用役面から実用的には、０．１３３〜９０ｋＰａであることが好ましい。
【００４７】
そして、このような熱分解により、ジイソシアネート（上記式（２））、および、アルコール（上記式（３））を含有する混合物が得られる。
【００４８】
なお、混合物は、さらに、ジイソシアネートおよびアルコールの反応により得られるモノイソシアネートモノカルバメートなどを含有していてもよい（以下同様）。
【００４９】
熱分解におけるジカルバメートの転化率（ジイソシアネートおよびモノイソシアネートモノカルバメートへの転化率）は、例えば、７０〜１００モル％、好ましくは、９０〜１０モル％である。
【００５０】
熱分解により得られるジイソシアネート（上記一般式（２））としては、熱分解対象化合物としてのジカルバメート（上記一般式（１））に応じて、例えば、ポリメチレンポリフェニレンイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などが挙げられる。
【００５１】
また、アルコール（上記一般式（３））としては、分解対象化合物としてのジカルバメート（上記一般式（１））に応じて、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ペンタノール、ｉｓｏ−ペンタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、イソデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、フェノール、トリルアルコール、キシリルアルコール、ナフチルアルコール、ビフェニルアルコール、アントリルアルコール、トリメチルフェニルアルコール、フェナントリルアルコールなどが挙げられる。
【００５２】
そして、このようなジイソシアネートおよびアルコールの混合物において、ジイソシアネートおよびアルコールは、容易に反応（再結合）し、再度カルバメート（ジカルバメートや、モノイソシアネートモノカルバメート）を形成する。そのため、工業的には、ジイソシアネートおよびアルコールを、それぞれ分離および精製することが要求される。
【００５３】
図１は、本発明のジイソシアネートの精製方法が採用されるプラントの一実施形態を示す概略構成図である。
【００５４】
以下において、本発明のジイソシアネートの精製方法が工業的に実施されるプラントの一実施形態について、図１を参照して説明する。
【００５５】
図１において、プラント１は、熱分解装置２と、精製装置３とを備えている。
【００５６】
熱分解装置２は、プラント１において、ジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解し、それらの混合物を精製装置３に供給するために設備されている。
【００５７】
熱分解装置２は、熱分解槽４と、熱分解槽４に接続されるカルバメート輸送管５および底液排出管６を備えている。
【００５８】
熱分解槽４は、ジカルバメートを加熱して、ジイソシアネートおよびアルコールに熱分解する分解槽であって、温度・圧力制御可能な耐熱耐圧容器からなる。
【００５９】
このような熱分解槽４には、熱分解槽４内を攪拌するための撹拌装置７が備えられている。また、図示しないが、熱分解槽４には、必要により、熱分解槽４に不活性溶媒を供給する溶媒供給管などが備えられている。
【００６０】
カルバメート輸送管５は、ジカルバメート（および必要により不活性溶媒）を熱分解槽４に輸送するためのカルバメート輸送ラインであって、その下流側端部が、熱分解槽４に接続されている。また、その上流側端部が、図示しないカルバメート製造装置に接続されている。
【００６１】
底液排出管６は、未反応のジカルバメートおよび不活性溶媒（底液）を、プラント１から排出するための底液排出ラインであり、その上流側端部が熱分解槽４に接続されている。また、その下流側端部が、図示しないが、底液が貯留される底液貯留槽に接続されている。
【００６２】
精製装置３は、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物からジイソシアネートを精製する精製装置であって、精留塔８と、凝縮システム１０とを備えている。
【００６３】
精留塔８は、所定の理論段数で設計された段塔や充填塔であって、キャップ塔や多孔板塔などから構成されている。例えば、精留塔８内には、規則充填物や不規則充填物が充填されている充填層が設けられている。なお、充填層の数や配置は、適宜選択される。
【００６４】
また、精留塔８には、図示しないが、精留塔８内を減圧するための減圧手段（真空ポンプなど）や、精留塔８内の温度を管理するための、温度センサなどが備えられている。
【００６５】
この精留塔８は、その塔底部が、熱分解槽４の上端部に直接接続されており、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物（被処理物）を、熱分解槽４から直接供給可能とするとともに、精留により得られる精留液を、熱分解槽４に還流可能としている。
【００６６】
また、精留塔８の塔頂には、精留気化成分（精留された混合物）が取り出される精留気化成分輸送ラインとしての精留気化成分輸送管９が接続されている。
【００６７】
また、精留塔８の上下方向途中には、詳しくは後述するが、第１凝縮液を精留塔８に還流させるための第１還流ラインとしての第１凝縮液還流管１５と、第２凝縮液を精留塔８に還流させるための第２還流ラインとしての第２凝縮液還流管２５とが接続されている。
【００６８】
凝縮システム１０は、第１凝縮装置１１と、第２凝縮装置２１と、アルコール取出装置３１を備えている。
【００６９】
第１凝縮装置１１は、精留塔８において得られた精留気化成分を、第１凝縮液および第１気化成分に分離するために設けられており、第１凝縮器１２と、第１凝縮器１２に接続される第１凝縮液輸送管１３および第１気化成分輸送管１４とを備えている。
【００７０】
第１凝縮器１２は、精留塔８において得られた精留気化成分を、第１凝縮液および第１気化成分に分離するための分離器であって、温度・圧力制御可能な耐熱耐圧容器からなる。
【００７１】
また、第１凝縮器１２には、図示しないが、第１凝縮器１２内を減圧するための減圧手段（真空ポンプなど）や、第１凝縮器１２内の温度を調節するための温度調節手段（例えば、ヒーターおよびクーラーなど）、第１凝縮器１２内の温度を管理するための温度センサなどが備えられている。
【００７２】
このような第１凝縮器１２は、精留塔８の下流側において、精留気化成分輸送管９を介して、精留塔８に接続されている。
【００７３】
第１凝縮液輸送管１３は、第１凝縮器１２において得られた第１凝縮液を、図示しない凝縮液貯留槽に輸送するための第１凝縮液輸送ラインであって、その上流側端部が、第１凝縮器１２に接続されている。また、その下流側端部が、図示しない凝縮液貯留槽に接続されている。
【００７４】
第１気化成分輸送管１４は、第１凝縮器１２において得られた第１気化成分を、第２凝縮装置２１に輸送するための第１気化成分輸送ラインであって、その上流側端部が、第１凝縮器１２に接続されている。また、その下流側端部が、第２凝縮器２２（後述）に接続されている。
【００７５】
また、第１凝縮装置１１は、さらに、第１凝縮液還流管１５を備えている。
【００７６】
第１凝縮液還流管１５は、第１凝縮器１２において得られた第１凝縮液を、精留塔８に還流するための第１凝縮液還流ラインであって、その上流側端部が第１凝縮液輸送管１３の流れ方向途中に接続されるとともに、その下流側端部が精留塔８の上下方向途中に接続されている。
【００７７】
第２凝縮装置２１は、第１凝縮装置１１において得られた第１気化成分を、第２凝縮液および第２気化成分に分離するために設けられており、第２凝縮器２２と、第２凝縮器２２に接続される第２凝縮液輸送管２３および第２気化成分輸送管２４とを備えている。
【００７８】
第２凝縮器２２は、第１凝縮装置１１において得られた第１気化成分を、第２凝縮液および第２気化成分に分離するための分離器であって、温度・圧力制御可能な耐熱耐圧容器からなる。
【００７９】
また、第２凝縮器２２には、図示しないが、第２凝縮器２２内を減圧するための減圧手段（真空ポンプなど）や、第２凝縮器２２内の温度を調節するための温度調節手段（例えば、ヒーターおよびクーラーなど）、第２凝縮器２２内の温度を管理するための温度センサなどが備えられている。
【００８０】
このような第２凝縮器２２は、第１凝縮器１２の下流側において、第１気化成分輸送管１４を介して、第１凝縮器１２に直列に接続されている。
【００８１】
第２凝縮液輸送管２３は、第２凝縮器２２において得られた第２凝縮液を、図示しない凝縮液貯留槽に輸送するための第２凝縮液輸送ラインであって、その上流側端部が、第２凝縮器２２に接続されている。また、その下流側端部が、図示しない凝縮液貯留槽に接続されている。
【００８２】
第２気化成分輸送管２４は、第２凝縮器２２において得られた第２気化成分を、アルコール取出装置３１に輸送するための第２気化成分輸送ラインであって、その上流側端部が、第２凝縮器２２に接続されている。また、その下流側端部が、アルコール取出器３２（後述）に接続されている。
【００８３】
また、第２凝縮装置２１は、さらに、第２凝縮液還流管２５を備えている。
【００８４】
第２凝縮液還流管２５は、第２凝縮器２２において得られた第２凝縮液を、精留塔８に還流するための第２凝縮液還流ラインであって、その上流側端部が第２凝縮液輸送管２３の流れ方向途中に接続されるとともに、その下流側端部が精留塔８の上下方向途中に接続されている。
【００８５】
アルコール取出装置３１は、第２凝縮装置２１において得られた第２気化成分から、アルコールを凝縮して取り出すために設けられており、アルコール取出器３２と、アルコール取出器３２に接続されるアルコール輸送管３３とを備えている。
【００８６】
アルコール取出器３２は、第２凝縮装置２１において得られた第２気化成分に含まれるアルコールを凝縮させるための凝縮器であって、温度・圧力制御可能な耐熱耐圧容器からなる。
【００８７】
このようなアルコール取出器３２は、図示しない温度計を備えるとともに、第２凝縮器２２の下流側において、第２気化成分輸送管２４を介して、第２凝縮器２２に直列に接続されている。
【００８８】
アルコール輸送管３３は、アルコール取出器３２において得られたアルコールを、図示しないアルコール貯留槽に輸送するためのアルコール輸送ラインであって、その上流側端部が、アルコール取出器３２に接続されている。また、その下流側端部が、図示しないアルコール貯留槽に接続されている。
【００８９】
次に、このプラント１によって、ジカルバメートを液相法により熱分解し、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物を製造するとともに、その混合物からジイソシアネートを精製する方法について、説明する。
【００９０】
なお、以下に示す各種温度条件は、ジイソシアネートとして２，４−または２，６−ビス（アルコキシカルボニルアミノ）トルエンが用いられ、また、圧力条件が１３．３ｋＰａである場合について示すものであって、これに限定されるものではない。
【００９１】
この方法では、まず、熱分解装置２において、ジカルバメートが熱分解される。
【００９２】
具体的には、熱分解装置２が連続運転され、図示しないカルバメート製造装置から、カルバメート輸送管５を介して、熱分解槽４にジカルバメートおよび不活性溶媒が供給される。供給されたジカルバメートは、熱分解槽４において、不活性溶媒の存在下、上記した熱分解条件で加熱および熱分解される。
【００９３】
これにより、分解液として、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物が得られるとともに、底液として、イソシアネート残渣が得られる。
【００９４】
得られた底液は、底液排出管６に導入され、図示しない底液貯留槽に輸送される。このようにして回収された底液（イソシアネート残渣）は、必要によりリサイクル処理されるか、または、廃棄処理される。
【００９５】
一方、熱分解槽４において得られた混合物および不活性溶媒は、ガスとして熱分解槽４の上部から精留塔８に直接輸送され、精留塔８および凝縮システム１０において、順次精製される。
【００９６】
具体的には、混合物および不活性溶媒は、まず、精留塔８に輸送され、混合物が精留される。これにより、ジイソシアネートおよびアルコールを所定の割合でそれぞれ含有する精留液および気化成分が、生成する。
【００９７】
なお、精留塔８における精留条件は、特に制限されず、精留塔における段数や、ジカルバメートの種類などにより、適宜設定される。
【００９８】
精留液において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、５０〜９９モル、好ましくは、８０〜９９モルであり、アルコールが、例えば、１〜５０モル、好ましくは、１〜２０モルである。
【００９９】
このような精留液は、精留塔８の塔底部から、熱分解槽４に還流される。
【０１００】
一方、気化成分において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、２５〜６０モル、好ましくは、３３〜６０モルであり、アルコールが、例えば、４０〜７５モル、好ましくは、４０〜６７モルである。
【０１０１】
このような気化成分（精留塔８において精製された混合物）は、精留気化成分輸送管９を介して、第１凝縮装置１１の第１凝縮器１２に導入される。
【０１０２】
そして、第１凝縮器１２では、気化成分が、第１温度において、凝縮される。
【０１０３】
第１温度、すなわち、第１凝縮器１２における凝縮温度は、例えば、８０〜１６０℃、好ましくは、９０〜１５０℃である。
【０１０４】
また、第１凝縮器１２における圧力条件は、好ましくは、熱分解反応時の圧力と同じであり、例えば、０．１３３〜９０ｋＰａである。
【０１０５】
これにより、気化成分（精留塔８において精製された混合物）が、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第１凝縮液および第１気化成分に分離される。
【０１０６】
第１凝縮液において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、５０〜９９モル、好ましくは、６０〜９９モルであり、アルコールが、例えば、１〜５０モル、好ましくは、１〜４０モルである。
【０１０７】
また、第１凝縮液において、好ましくは、ジイソシアネートのモル数が、アルコールのモル数よりも多いことが挙げられる。
【０１０８】
また、ジイソシアネートのモル数がアルコールのモル数よりも多ければ、ジイソシアネートとアルコールとが反応（再結合）し、カルバメートを形成する場合にも、第１凝縮液中にジイソシアネートを確実に残存させることができるので、第１凝縮液として、ジイソシアネートを収率よく得ることができる。さらには、ジイソシアネートのモル数がアルコールのモル数よりも多ければ、後述するように第１凝縮液を精留塔８に還流させることにより、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１０９】
そして、これにより得られた第１凝縮液は、不活性溶媒とともに、第１凝縮器１２から第１凝縮液輸送管１３を介して排出された後、その一部が、第１凝縮液還流管１５を介して、精留塔８に還流されるとともに、残部が、図示しない凝縮液貯留槽に輸送され、後述する第２凝縮液とともに、ジイソシアネートとして貯留される。
【０１１０】
凝縮液貯留槽に輸送される第１凝縮液と、精留塔８に還流される第１凝縮液との割合（還流比）は、第１凝縮液の総量１００質量部に対して、凝縮液貯留槽に輸送される第１凝縮液が、例えば、１〜９９質量部、好ましくは、９〜９１質量部であり、精留塔８に還流される第１凝縮液が、例えば、１〜９９質量部、好ましくは、９〜９１質量部である。
【０１１１】
凝縮液貯留槽に輸送される第１凝縮液と、精留塔８に還流される第１凝縮液との割合が上記範囲であれば、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１１２】
一方、第１気化成分において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、１〜５０モル、好ましくは、５〜２０モルであり、アルコールが、例えば、５０〜９９モル、好ましくは、８０〜９５モルである。
【０１１３】
また、このような第１気化成分の露点は、上記した第１凝縮器１２における圧力条件と同一の圧力条件下において、例えば、７０〜９０℃、好ましくは、７０〜８０℃である。
【０１１４】
このような第１気化成分は、第１気化成分輸送管１４を介して、第２凝縮装置２１の第２凝縮器２２に導入される。
【０１１５】
そして、第２凝縮器２２では、第１気化成分が、第２温度において、凝縮される。
【０１１６】
第２温度、すなわち、第２凝縮器２２における凝縮温度は、上記した第１気化成分の露点を超過する温度であって、具体的には、上記した第１凝縮器１２における圧力条件と同一の圧力条件下において、上記した第１気化成分の露点よりも、例えば、５〜８０℃高い温度、好ましくは、１０〜７０℃高い温度である。
【０１１７】
また、第２温度は、上記した第１温度未満の温度であって、具体的には、上記した第１凝縮器１２における圧力条件と同一の圧力条件下において、第１温度よりも、例えば、１０〜９０℃低い温度、好ましくは、１０〜７０℃低い温度である。
【０１１８】
このような第２温度としては、より具体的には、上記した第１凝縮器１２における圧力条件と同一の圧力条件下において、例えば、７０〜１５０℃、好ましくは、８０〜１４０℃である。
【０１１９】
これにより、第１気化成分は、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離される。
【０１２０】
得られる第２凝縮液において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、５０〜９５モル、好ましくは、６０〜９０モルであり、アルコールが、例えば、５〜５０モル、好ましくは、１０〜４０モルである。
【０１２１】
また、第２凝縮液において、好ましくは、ジイソシアネートのモル数が、アルコールのモル数よりも多いことが挙げられる。
【０１２２】
また、ジイソシアネートのモル数がアルコールのモル数よりも多ければ、ジイソシアネートとアルコールとが反応（再結合）し、カルバメートを形成する場合にも、第１凝縮液中にジイソシアネートを確実に残存させることができるので、第２凝縮液として、ジイソシアネートを収率よく得ることができる。さらには、ジイソシアネートのモル数がアルコールのモル数よりも多ければ、後述するように第２凝縮液を精留塔８に還流させることにより、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１２３】
そして、これにより得られた第２凝縮液は、不活性溶媒とともに、第２凝縮器２２から第２凝縮液輸送管２３を介して排出された後、その一部が、第２凝縮液還流管２５を介して、精留塔８に還流されるとともに、残部が、図示しない凝縮液貯留槽に輸送され、上記した第１凝縮液とともに、ジイソシアネートとして貯留される。
【０１２４】
凝縮液貯留槽に輸送される第２凝縮液と、精留塔８に還流される第２凝縮液との割合（還流比）は、第２凝縮液の総量１００質量部に対して、凝縮液貯留槽に輸送される第２凝縮液が、例えば、１〜９９質量部、好ましくは、９〜９１質量部であり、精留塔８に還流される第２凝縮液が、例えば、１〜９９質量部、好ましくは、９〜９１質量部である。
【０１２５】
凝縮液貯留槽に輸送される第２凝縮液と、精留塔８に還流される第２凝縮液との割合が上記範囲であれば、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１２６】
一方、第２気化成分において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、１〜４０モル、好ましくは、１〜２０モルであり、アルコールが、例えば、６０〜９９モル、好ましくは、８０〜９９モルである。
【０１２７】
このような第２気化成分は、第２気化成分輸送管２４を介して、アルコール取出装置３１のアルコール取出器３２に導入される。
【０１２８】
そして、アルコール取出器３２では、第２気化成分が、アルコール取出温度において、凝縮される。
【０１２９】
アルコール凝縮温度、すなわち、アルコール取出器３２における凝縮温度は、第２気化成分からアルコールを凝縮させることができる温度であれば、特に制限されないが、例えば、０〜６０℃である。
【０１３０】
また、アルコール取出器３２における圧力条件は、好ましくは、熱分解反応時の圧力と同じであり、例えば、０．１３３〜９０ｋＰａである。
【０１３１】
これにより、第２気化成分からアルコールが凝縮される。
【０１３２】
凝縮されたアルコールは、アルコール輸送管３３を介して、図示しないアルコール貯留槽に輸送される。
【０１３３】
また、第２気化成分中のアルコールを除く成分（凝縮されずに残存する成分）は、図示しないが、アルコール取出器３２から排出された後、必要により、無害化され、放散または再利用される。
【０１３４】
そして、このようなプラント１では、上記したように、第１凝縮液および第２凝縮液が、ジイソシアネートとして、不活性溶媒とともに、凝縮液貯留槽に輸送され、貯留される。
【０１３５】
ジイソシアネートの収率は、凝縮液貯留槽に貯留されるジイソシアネート（第１凝縮液と第２凝縮液との混合物中のジイソシアネート）が、熱分解槽４に供給されるジカルバメートに対して、例えば、７０〜９８モル％、好ましくは、８０〜９８モル％である。
【０１３６】
また、凝縮液貯留槽には、ジイソシアネートとともに、熱分解装置２および精製装置３から留出された不活性溶媒が貯留される。
【０１３７】
不活性溶媒の留出率は、熱分解装置２に供給される不活性溶媒に対して、例えば、１〜９９質量％、好ましくは、１０〜９０質量％である。
【０１３８】
そして、このようなジイソシアネートの精製方法によれば、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物が、精留塔８で精製された後、直列に接続される第１凝縮器１２および第２凝縮器２２を備える凝縮システム１０により精製されるので、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【０１３９】
しかも、このようなジイソシアネートの精製方法では、第１凝縮器１２において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように第１温度で分離された第１気化成分を、第２凝縮器２２において、第１気化成分の露点を超過し、第１温度未満の第２温度で、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離するので、より確実に、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【０１４０】
さらに、このようなジイソシアネートの精製方法において、凝縮液（第１凝縮液および第２凝縮液）においてジイソシアネートがアルコールに対して過剰量存在すれば、凝縮液内において、高いジイソシアネート濃度を確保することができ、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。また、このような凝縮液を一部還流させることなどにより、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１４１】
なお、上記した説明では、凝縮システム１０には、第１凝縮器１２およびその第１凝縮器１２に直列に接続される第２凝縮器２２を設けたが、凝縮システム１０が、直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備えていれば、凝縮器の数は特に制限されず、例えば、第２凝縮器２２の下流側（かつ、アルコール取出器３２の上流側）において、さらに、１つまたは複数（２つ以上）の凝縮器を設けることもできる。
【０１４２】
また、上記した説明では、ジイソシアネートおよびアルコールの混合物を、カルバメートの熱分解により生成させたが、ジイソシアネートおよびアルコールの混合物は、特に制限されず、公知の方法により得ることができる。
【実施例】
【０１４３】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は何ら実施例に限定されるものではない。
【０１４４】
製造例１
（ジカルバメート製造）
圧力制御弁、還流冷却器、気液分離器および攪拌装置を備えた内容量１ＬのＳＵＳ製オートクレーブに、第１ジアミノトルエン（２，４−ジアミノトルエン／２，６−ジアミノトルエン＝８０／２０（モル比））（１２２ｇ：１ｍｏｌ）、カルバミン酸ブチル（３３３ｇ：２．８５ｍｏｌ）および１−ブタノール（２１１ｇ：２．８５ｍｏｌ）と、触媒としてｐ−トルエンスルホン酸亜鉛（１．０ｇ：２．５ｍｍｏｌ）とを仕込み、窒素ガスを毎分１Ｌ流通、５００ｒｐｍで攪拌させながら、反応温度２００℃で保つように内圧を圧力制御弁で調節し、８時間反応させ、反応液を得た。
【０１４５】
反応液の一部を採取して定量したところ、２，４−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）トルエン（２，４−トリレンジカルバメート）および２，６−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）トルエン（２，６−トリレンジカルバメート）の総量として、トリレンジカルバメートが、収率９５モル％で得られたことが確認された。
【０１４６】
実施例１
図１に示すプラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０１４７】
具体的には、プラント１を連続運転し、製造例１において得られた反応液から軽沸分を減圧留去して得られた濃縮液を、供給速度がトリレンジカルバメートとして１００ｇ／ｈとなるように、カルバメート輸送管５を介して熱分解槽４に輸送するとともに、バーレルプロセス油Ｂ−０５（不活性溶媒、芳香族炭化水素系合成油、松村石油社製）を、供給速度が１００ｇ／ｈとなるように、図示しない溶媒輸送管を介して熱分解槽４に輸送した。
【０１４８】
そして、熱分解槽４内を、撹拌装置７により撹拌し、２３０℃に加熱することによって、ジカルバメートをトリレンジイソシアネートおよびブタノールに熱分解するとともに、底液を得た。なお、得られた底液は、底液排出管６から排出させた。
【０１４９】
次いで、得られたトリレンジイソシアネートおよびブタノールの混合物を、熱分解槽４の上端部から、精留塔８に導入し、精留塔８において精留し、気化成分を得た。なお、精留塔８では、真空ポンプによって内部圧力を１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）に設定した。得られた気化成分の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが３３モル％、ブタノールが６７モル％の割合で含有されていた。
【０１５０】
次いで、得られた気化成分（精留された混合物）を、精留塔８の塔頂から、精留気化成分輸送管９を介して、第１凝縮装置１１の第１凝縮器１２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、１３０℃において凝縮させた。これにより、第１気化成分および第１凝縮液を得た。
【０１５１】
なお、得られた第１気化成分の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが１５モル％、ブタノールが８５モル％の割合で含有されていた。
【０１５２】
また、得られた第１凝縮液の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが９０モル％、ブタノールが１０モル％の割合で含有されていた。
【０１５３】
次いで、得られた第１凝縮液を、第１凝縮液輸送管１３を介して排出させ、その一部（４０質量％）を第１凝縮液還流管１５により精留塔８に還流させるとともに、残部（６０質量％）を、図示しない凝縮液貯留槽に貯留した。
【０１５４】
一方、得られた第１気化成分を、第１気化成分輸送管１４を介して排出させ、第２凝縮装置２１の第２凝縮器２２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、９０℃において凝縮させた。これにより、第２気化成分および第２凝縮液を得た。
【０１５５】
なお、得られた第２気化成分の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが２モル％、ブタノールが９８モル％の割合で含有されていた。
【０１５６】
また、得られた第２凝縮液の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが６０モル％、ブタノールが４０モル％の割合で含有されていた。
【０１５７】
次いで、得られた第２凝縮液を、第２凝縮液輸送管２３を介して排出させ、その一部（５０質量％）を第２凝縮液還流管２５により精留塔８に還流させるとともに、残部（５０質量％）を、図示しない凝縮液貯留槽に貯留した。
【０１５８】
一方、得られた第２気化成分を、第２気化成分輸送管２４を介して排出させ、アルコール取出装置３１のアルコール取出器３２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、２０℃において凝縮させ、ブタノールを得た。
【０１５９】
このように、トリレンジイソシアネートを精製し、第１凝縮液および第２凝縮液として、トリレンジイソシアネートを得た。
【０１６０】
貯留されている第１凝縮液および第２凝縮液の混合液を分析したところ、トリレンジイソシアネート、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）およびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されていた。また、それらの貯留速度は、トリレンジイソシアネートが４４．３ｇ／ｈ、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）が１１．６ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が８６．０ｇ／ｈであった。
【０１６１】
このことから、供給されたトリレンジカルバメートに対して、トリレンジカルバメートの転化率が９７モル％であり、トリレンジイソシアネートの収率が８２モル％であることが確認された。また、不活性溶媒の留出率は、８６質量％であった。
【０１６２】
また、アルコール取出装置３１からのブタノールの排出速度は４１．１ｇ／ｈであった。
【０１６３】
なお、熱分解槽４から排出される底液には、トリレンジカルバメートおよびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されており、それらの排出速度は、トリレンジカルバメートが、３．０ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が１４．０ｇ／ｈであった。
【０１６４】
比較例１
図２は、比較例１において用いられるプラントの概略構成図である。
【０１６５】
以下において、比較例１で用いられるプラントについて、図２を参照して説明する。なお、上記で説明した各部については、以降の各図において同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１６６】
図２において、プラント１は、熱分解装置２と、精製装置３とを備えている。
【０１６７】
精製装置３は、凝縮システム１０を備えることなく、精留塔８と、精留塔８の下流側に接続されるアルコール取出装置３１とを備えている。
【０１６８】
また、精留塔８には、充填層が上層および下層の２層に分割されて設けられており、それら上層と下層との間において、精留液取出管３４が備えられている。この精留液取出管３４により、精留塔８の側部から、精留液の取り出し（サイドカット）を可能としている。
【０１６９】
また、このプラント１において、アルコール取出装置３１は、凝縮液還流管３５を備えている。
【０１７０】
凝縮液還流管３５は、アルコール取出器３２において得られた凝縮液を、精留塔８に還流するための凝縮液還流ラインであって、その上流側端部がアルコール輸送管３３の流れ方向途中に接続されるとともに、その下流側端部が精留塔８の上下方向途中に接続されている。
【０１７１】
そして、この方法では、図２に示すプラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０１７２】
具体的には、製造例１において得られた反応液を、実施例１と同様にして、熱分解槽４に輸送し、トリレンジイソシアネートおよびブタノールに熱分解するとともに、得られた底液を底液排出管６から排出させた。
【０１７３】
次いで、得られたトリレンジイソシアネートおよびブタノールの混合物を、実施例１と同様にして、精留塔８において精留し、気化成分を得るとともに、精留塔の側部から、精留液取出管３４を介して精留液を取り出し、図示しない精留液貯留槽に貯留した。
【０１７４】
一方、得られた気化成分を、アルコール取出装置３１のアルコール取出器３２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、７０℃において凝縮させ、凝縮液を得た。
【０１７５】
得られた凝縮液の一部（７０質量％）を、凝縮液還流管３５により精留塔８に還流させるとともに、残部（３０質量％）を、アルコール輸送管３３を介して排出させ、ブタノールを得た。
【０１７６】
このように、トリレンジイソシアネートを精製し、精留液として、トリレンジイソシアネートを得た。
【０１７７】
貯留された精留液を分析したところ、トリレンジイソシアネート、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）およびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されていた。また、それらの貯留速度は、トリレンジイソシアネートが２３．２ｇ／ｈ、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）が１７．２ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が７０．０ｇ／ｈであった。
【０１７８】
このことから、供給されたトリレンジカルバメートに対して、トリレンジカルバメートの転化率が９５モル％であり、トリレンジイソシアネートの収率が４３モル％であることが確認された。また、不活性溶媒の留出率は、７０質量％であった。
【０１７９】
また、アルコール取出装置３１からのブタノールの排出速度は３１．７ｇ／ｈであった。
【０１８０】
なお、熱分解槽４から排出される底液には、トリレンジカルバメート、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）およびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されており、それらの排出速度は、トリレンジカルバメートが、５．０ｇ／ｈ、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）が２２．８ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が３０．０ｇ／ｈであった。
【０１８１】
比較例２
図３は、比較例２において用いられるプラントの概略構成図である。
【０１８２】
以下において、比較例２で用いられるプラントについて、図３を参照して説明する。
【０１８３】
図３において、プラント１は、熱分解装置２と、精製装置３とを備えている。
【０１８４】
精製装置３は、精留塔８および凝縮システム１０を備えており、凝縮システム１０は、第２凝縮装置２１を備えることなく、精留塔８の下流側に接続される第１凝縮装置１１と、第１凝縮装置１１の下流側に接続されるアルコール取出装置３１とを備えている。
【０１８５】
そして、この方法では、図３に示すプラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０１８６】
具体的には、製造例１において得られた反応液を、実施例１と同様にして、熱分解槽４に輸送し、トリレンジイソシアネートおよびブタノールに熱分解するとともに、得られた底液を底液排出管６から排出させた。
【０１８７】
次いで、得られたトリレンジイソシアネートおよびブタノールの混合物を、実施例１と同様にして、精留塔８において精留し、気化成分および底液を得た。
【０１８８】
次いで、得られた気化成分（精留された混合物）を、精留塔８の塔頂から、精留気化成分輸送管９を介して、第１凝縮装置１１の第１凝縮器１２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、１３０℃において凝縮させた。これにより、第１気化成分および第１凝縮液を得た。
【０１８９】
次いで、得られた第１凝縮液を、第１凝縮液輸送管１３を介して排出させ、その一部（４０質量％）を第１凝縮液還流管１５により精留塔８に還流させるとともに、残部（６０質量％）を、図示しない凝縮液貯留槽に貯留した。
【０１９０】
一方、得られた第１気化成分を、第１気化成分輸送管１４を介して排出させ、アルコール取出装置３１のアルコール取出器３２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、２０℃において凝縮させ、ブタノールを得た。
【０１９１】
このように、トリレンジイソシアネートを精製し、第１凝縮液として、トリレンジイソシアネートを得た。
【０１９２】
貯留される第１凝縮液を分析したところ、トリレンジイソシアネート、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）およびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されていた。また、それらの貯留速度は、トリレンジイソシアネートが３５．１ｇ／ｈ、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）が２３．１ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が８０．０ｇ／ｈであった。
【０１９３】
このことから、供給されたトリレンジカルバメートに対して、トリレンジカルバメートの転化率が９５モル％であり、トリレンジイソシアネートの収率が６５モル％であることが確認された。また、不活性溶媒の留出率は、８０質量％であった。
【０１９４】
また、アルコール取出装置３１からのブタノールの排出速度は３６．８ｇ／ｈであった。
【０１９５】
なお、熱分解槽４から排出される底液には、トリレンジカルバメートおよびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されており、それらの排出速度は、トリレンジカルバメートが、５．０ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が２０．０ｇ／ｈであった。
【０１９６】
実施例２
第１凝縮器１２における凝縮温度を１１０℃とするとともに、第２凝縮器２２における凝縮温度を７０〜１１０℃の範囲で変化させた以外は、実施例１と同様にして、プラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０１９７】
なお、第１凝縮器１２の凝縮温度を１１０℃とした場合、得られる第１気化成分の露点は、７０℃である。
【０１９８】
得られたトリレンジイソシアネートの収率を、図４に示す。
【０１９９】
比較例３
第１凝縮器１２における凝縮温度を８０〜１３０℃の範囲で変化させた以外は、比較例２と同様にして、プラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０２００】
得られたトリレンジイソシアネートの収率を、図４に示す。
【０２０１】
考察
実施例１〜２および比較例１〜３より、凝縮システム１０が直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備えていれば（実施例１〜２）、凝縮システム１０を備えていない場合（比較例１）や、凝縮システムが１つの凝縮器のみを備えている場合（比較例２〜３）に比べ、優れた収率でジイソシアネートを得ることができることが確認された。
【符号の説明】
【０２０２】
１ プラント
２ 熱分解装置
３ 精製装置
８ 精留塔
１０ 凝縮システム
１２ 第１凝縮器
２２ 第２凝縮器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ジイソシアネートの精製方法に関し、詳しくは、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物からジイソシアネートを精製するジイソシアネートの精製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジイソシアネートは、２つのイソシアネート基（−ＮＣＯ）を有する有機化合物であって、ポリウレタン、ポリ尿素などの原料として、工業的に広く用いられている。
【０００３】
従来より、ジイソシアネートは、アミンとホスゲンとの反応（ホスゲン法）から工業的に製造されているが、ホスゲンは毒性が強く、その取り扱いが煩雑であり、しかも、大量の塩酸を副生するので、装置の腐食に配慮する必要があるなど、種々の不具合があり、これに代わるイソシアネートの工業的な製造方法の開発が望まれている。
【０００４】
ホスゲンを使用しないジイソシアネートの製造方法としては、例えば、ジアミン、尿素および／またはＮ−無置換カルバミン酸エステル、および、アルコールを反応（カルバメート化反応）させ、得られたカルバミン酸エステル（カルバメート）を熱分解することにより、ジイソシアネートを製造する方法（尿素法）が知られている。
【０００５】
一方、このようなカルバミン酸エステルの熱分解においては、ジイソシアネートとともに、アルコールが副生するため、それらを分離精製することが要求されており、そのような方法として、例えば、カルバミン酸エステルを熱開裂させてイソシアネートおよびアルコールを形成させ、得られたイソシアネートおよびアルコール、さらに、場合により未開裂および／または部分的に開裂したカルバミン酸エステルおよび副産物を含む開裂気体を、冷却および凝縮させた後、精留塔に導入し、その精留塔においてイソシアネートおよびアルコールを分離するとともに、精留塔から排出される側方取出流としてイソシアネートを得る方法が、提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５２６７４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、イソシアネートおよびアルコールは、容易に反応（再結合）し、再度カルバミン酸エステルを形成する場合がある。そのため、特許文献１に記載されるような、精留塔の側方からイソシアネートを取り出す方法（サイドカット法）では、精留塔内において滞留するイソシアネートとアルコールとが反応してしまい、イソシアネートの収率が低下するという不具合がある。
【０００８】
この点、例えば、精留塔の下流側に凝縮器を設け、イソシアネートおよびアルコールを精留塔の塔頂から取り出すとともに、それらを凝縮器により凝縮し、イソシアネートを含む凝縮液と、アルコールを含む気化成分とに分離する方法（分縮法）も、検討される。このような方法によれば、上記のサイドカット法に比べ、イソシアネートの収率を向上させることができる。
【０００９】
しかしながら、このような方法により精製する場合にも、得られるイソシアネートの収率は十分ではなく、そのため、イソシアネートをより一層収率よく得られるイソシアネートの精製方法が、望まれている。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物から、収率よくジイソシアネートを精製することができるジイソシアネートの精製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するため、本発明のジイソシアネートの精製方法は、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物からジイソシアネートを精製するジイソシアネートの精製方法であって、精留塔と、前記精留塔の下流側に接続される凝縮システムとを備え、前記凝縮システムが、直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備える精製装置を用いて、前記混合物を、前記精留塔および前記凝縮システムにおいて、順次精製すること
を特徴としている。
【００１２】
このようなジイソシアネートの精製方法によれば、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物が、精留塔で精製された後、直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備える凝縮システムにより精製されるので、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【００１３】
また、本発明のジイソシアネートの精製方法では、前記凝縮システムが、前記精留塔に接続される第１凝縮器と、前記第１凝縮器の下流側において前記第１凝縮器に直列に接続される第２凝縮器とを備え、前記第１凝縮器では、前記混合物を、第１温度において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第１凝縮液および第１気化成分に分離し、前記第２凝縮器では、前記第１気化成分を、前記第１気化成分の露点を超過し、前記第１温度未満の第２温度において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離することが好適である。
【００１４】
このようなジイソシアネートの精製方法では、第１凝縮器において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように第１温度で分離された第１気化成分を、第２凝縮器において、第１気化成分の露点を超過し、第１温度未満の第２温度で、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離するので、より確実に、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【００１５】
また、本発明のジイソシアネートの精製方法では、前記第１凝縮液および前記第２凝縮液の両方において、ジイソシアネートのモル数が、アルコールのモル数よりも多いことが好適である。
【００１６】
このようなジイソシアネートの精製方法では、凝縮液においてジイソシアネートがアルコールに対して過剰量存在するため、凝縮液内において、高いジイソシアネート濃度を確保することができ、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。また、このような凝縮液を一部還流させることなどにより、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のジイソシアネートの精製方法によれば、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のジイソシアネートの精製方法が採用されるプラントの一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】比較例１において用いられるプラントを示す概略構成図である。
【図３】比較例２において用いられるプラントを示す概略構成図である。
【図４】実施例２および比較例３におけるトリレンジイソシアネートの収率を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のジイソシアネートの精製方法では、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物から、ジイソシアネートが精製される。
【００２０】
ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物は、特に制限されないが、例えば、ジカルバメートを熱分解することにより得ることができる。
【００２１】
ジカルバメートは、分子内に２つのウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）を有する化合物であって、例えば、脂肪族ジカルバメート、芳香族ジカルバメート、芳香脂肪族ジカルバメートなどが挙げられ、好ましくは、芳香族ジカルバメート、芳香脂肪族ジカルバメートが挙げられる。
【００２２】
芳香族ジカルバメートおよび芳香脂肪族ジカルバメートは、下記一般式（１）で示される。
【００２３】
Ｒ１−（ＮＨＣＯＯＲ２）２ （１）
（式中、Ｒ１は、総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基を、Ｒ２は、総炭素数１〜１６の脂肪族炭化水素基、または、総炭素数６〜１６の芳香族炭化水素基を示す。）
上記式（１）中、Ｒ１は、総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基から選択されるが、Ｒ１は、その炭化水素基中に、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合などの安定な結合を含んでいてもよく、また、安定な官能基（後述）で置換されていてもよい。
【００２４】
Ｒ１において、総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基としては、例えば、１〜６価の、総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基などが挙げられる。
【００２５】
なお、芳香環含有炭化水素基は、その炭化水素基中に１つ以上の芳香族炭化水素を含有していればよく、例えば、その芳香族炭化水素に、例えば、脂肪族炭化水素基などが結合していてもよい。このような場合には、カルバメートにおけるウレタン結合（−ＮＨＣＯＯ−）は、芳香族炭化水素に直接結合していてもよく、芳香族炭化水素に結合される脂肪族炭化水素基に結合していてもよく、その両方であってもよい。
【００２６】
総炭素数６〜１５の芳香環含有炭化水素基として、より具体的には、例えば、総炭素数６〜１５のアリール基などが挙げられる。
【００２７】
アリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ナフチル、ビフェニル、アントリル、トリメチルフェニル、４，４’−メチレンビスフェニレン、フェナントリルなどが挙げられる。
【００２８】
上記式（１）において、Ｒ１に置換していてもよい官能基としては、例えば、ニトロ基、水酸基、メルカプト基、オキソ基、チオキソ基、シアノ基、カルボキシ基、アルコキシ−カルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基などの総炭素数２〜４のアルコキシカルボニル基）、スルホ基、ハロゲン原子（例えば、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素など）、低級アルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ｉｓｏ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基など）、アリールオキシ基（例えば、フェノキシ基など）、ハロゲノフェノキシ基（例えば、ｏ−、ｍ−またはｐ−クロロフェノキシ基、ｏ−、ｍ−またはｐ−ブロモフェノキシ基など）、低級アルキルチオ基（例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、ｎ−プロピルチオ基、ｉｓｏ−プロピルチオ基、ｎ−ブチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基など）、アリールチオ基（例えば、フェニルチオ基など）、低級アルキルスルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基、エチルスルフィニル基など）、低級アルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、エチルスルホニル基など）、アリールスルホニル基（例えば、フェニルスルホニルなど）、低級アシル基（例えば、ホルミル基、アセチル基など）、アリールカルボニル基（例えば、ベンゾイル基など）などが挙げられる。
【００２９】
これらの官能基は、上記式（１）において、Ｒ１に複数置換していてもよく、また、官能基がＲ１に複数置換する場合には、各官能基は、互いに同一であっても、それぞれ異なっていてもよい。
【００３０】
上記式（１）中、Ｒ２において、総炭素数１〜１６の脂肪族炭化水素基としては、例えば、総炭素数１〜１６のアルキル基などが挙げられる。
【００３１】
アルキル基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ｉｓｏ−プロピル、ブチル、ｉｓｏ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ペンチル、ｉｓｏ−ペンチル、ｓｅｃ−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、２−エチルヘキシル、ノニル、デシル、イソデシル、ドデシル、テトラデシルなどが挙げられる。
【００３２】
上記式（１）中、Ｒ２において、総炭素数６〜１６の芳香族炭化水素基としては、例えば、総炭素数６〜１６のアリール基などが挙げられる。
【００３３】
アリール基としては、上記したアリール基などが挙げられる。
【００３４】
このようなカルバメートとして、具体的には、例えば、１，３−または１，４−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３−または１，４−ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３−または１，４−ビス（ブトキシカルボニルアミノメチル）ベンゼン、１，３−または１，４−ビス（メトキシカルボニルアミノメチル）テトラメチルベンゼン、１，３−または１，４−ビス（エトキシカルボニルアミノメチル）テトラメチルベンゼン、１，３−または１，４−ビス（ブトキシカルボニルアミノメチル）テトラメチルベンゼンなどの芳香脂肪族ジカルバメート、例えば、１，３−または１，４−ビス（メトキシカルボニルアミノ）ベンゼン、１，３−または１，４−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ベンゼン、２，４’−または４，４’−ビス（メトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、２，４’−または４，４’−ビス（エトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、２，４’−または４，４’−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、４，４’−ビス（フェノキシカルボニルアミノ）ジフェニルメタン、１，５−または２，６−ビス（メトキシカルボニルアミノ）ナフタレン、１，５−または２，６−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ナフタレン、４，４’−ビス（メトキシカルボニルアミノ）ビフェニル、４，４’−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）ビフェニル、２，４−または２，６−ビス（メトキシカルボニルアミノ）トルエン、２，４−または２，６−ビス（エトキシカルボニルアミノ）トルエン、２，４−または２，６−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）トルエンなどの芳香族ジカルバメートなどが挙げられる。これらジカルバメートは、単独で用いてもよく、また、２種以上併用してもよい。
【００３５】
なお、このようなジカルバメートは、特に制限されず、上記の具体的な化合物に準じて、例えば、カーボネート法、尿素法などの公知の方法により生成される。
【００３６】
そして、ジカルバメート１モルが熱分解されると、上記したジカルバメートに対応する下記一般式（２）で示されるジイソシアネート１モル、および、
Ｒ１−（ＮＣＯ）２ （２）
（式中、Ｒ１は、上記式（１）のＲ１と同意義を示す。）
副生物である下記一般式（７）で示される１価アルコール２モルが生成する。
【００３７】
Ｒ２−ＯＨ （３）
（式中、Ｒ２は、上記式（１）のＲ２と同意義を示す。）
この熱分解は、特に限定されず、例えば、液相法、気相法などの公知の分解法を用いることができる。熱分解として、好ましくは、作業性の観点から、液相法が挙げられる。
【００３８】
このような方法において、ジカルバメートは、好ましくは、不活性溶媒の存在下において、熱分解される。
【００３９】
不活性溶媒は、少なくとも、ジカルバメートを溶解し、ジカルバメートおよびジイソシアネートに対して不活性であり、かつ、熱分解時に反応しなければ（すなわち、安定であれば）、特に制限されないが、熱分解反応を効率よく実施するには、生成するジイソシアネートよりも高沸点であることが好ましい。
【００４０】
このような不活性溶媒としては、例えば、芳香族系炭化水素類などが挙げられる。
【００４１】
芳香族炭化水素類としては、例えば、ベンゼン（沸点：８０℃）、トルエン（沸点：１１１℃）、ｏ−キシレン（沸点：１４４℃）、ｍ−キシレン（沸点：１３９℃）、ｐ−キシレン（沸点：１３８℃）、エチルベンゼン（沸点：１３６℃）、イソプロピルベンゼン（沸点：１５２℃）、ブチルベンゼン（沸点：１８５℃）、シクロヘキシルベンゼン（沸点：２３７〜３４０℃）、テトラリン（沸点：２０８℃）、クロロベンゼン（沸点：１３２℃）、ｏ−ジクロロベンゼン（沸点：１８０℃）、１−メチルナフタレン（沸点：２４５℃）、２−メチルナフタレン（沸点：２４１℃）、１−クロロナフタレン（沸点：２６３℃）、２−クロロナフタレン（沸点：２６４〜２６６℃）、トリフェニルメタン（沸点：３５８〜３５９℃（７５４ｍｍＨｇ））、１−フェニルナフタレン（沸点：３２４〜３２５℃）、２−フェニルナフタレン（沸点：３５７〜３５８℃）、ビフェニル（沸点：２５５℃）などが挙げられる。
【００４２】
また、このような不活性溶媒は、市販品としても入手可能であり、例えば、バーレルプロセス油Ｂ−０１（芳香族炭化水素類、沸点：１７６℃）、バーレルプロセス油Ｂ−０３（芳香族炭化水素類、沸点：２８０℃）、バーレルプロセス油Ｂ−０４ＡＢ（芳香族炭化水素類、沸点：２９４℃）、バーレルプロセス油Ｂ−０５（芳香族炭化水素類、沸点：３０２℃）、バーレルプロセス油Ｂ−２７（芳香族炭化水素類、沸点：３８０℃）、バーレルプロセス油Ｂ−２８ＡＮ（芳香族炭化水素類、沸点：４３０℃）、バーレルプロセス油Ｂ−３０（芳香族炭化水素類、沸点：３８０℃）、バーレルサーム２００（芳香族炭化水素類、沸点：３８２℃）、バーレルサーム３００（芳香族炭化水素類、沸点：３４４℃）、バーレルサーム４００（芳香族炭化水素類、沸点：３９０℃）、バーレルサーム１Ｈ（芳香族炭化水素類、沸点：２１５℃）、バーレルサーム２Ｈ（芳香族炭化水素類、沸点：２９４℃）、バーレルサーム３５０（芳香族炭化水素類、沸点：３０２℃）、バーレルサーム４７０（芳香族炭化水素類、沸点：３１０℃）、バーレルサームＰＡ（芳香族炭化水素類、沸点：１７６℃）、バーレルサーム３３０（芳香族炭化水素類、沸点：２５７℃）、バーレルサーム４３０（芳香族炭化水素類、沸点：２９１℃）、（以上、松村石油社製）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ１４００（芳香族炭化水素類、沸点：３９１℃）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ１３００（芳香族炭化水素類、沸点：２９１℃）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ３３０（芳香族炭化水素類、沸点：３３１℃）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ１７０（芳香族炭化水素類、沸点：１７６℃）、ＮｅｏＳＫ−ＯＩＬ２４０（芳香族炭化水素類、沸点：２４４℃）、ＫＳＫ−ＯＩＬ２６０（芳香族炭化水素類、沸点：２６６℃）、ＫＳＫ−ＯＩＬ２８０（芳香族炭化水素類、沸点：３０３℃）、（以上、綜研テクニックス社製）などが挙げられる。
【００４３】
また、不活性溶媒としては、さらに、エステル類（例えば、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジデシル、フタル酸ジドデシルなど）、熱媒体として常用される脂肪族系炭化水素類なども挙げられる。
【００４４】
不活性溶媒の配合量は、ジカルバメート１質量部に対して０．００１〜１００質量部、好ましくは、０．０１〜８０質量部、より好ましくは、０．１〜５０質量部の範囲である。
【００４５】
熱分解反応の反応条件として、好ましくは、カルバメートを良好に熱分解できるとともに、熱分解において生成したジイソシアネート（上記一般式（２））およびアルコール（上記一般式（３））が蒸発し、これによりカルバメートとイソシアネートとが平衡状態とならず、さらには、ジイソシアネートの重合などの副反応が抑制される反応条件が挙げられる。
【００４６】
このような反応条件として、より具体的には、必要により配合される公知の触媒存在下、熱分解温度が、通常、３５０℃以下、好ましくは、８０〜３５０℃、より好ましくは、１００〜３００℃である。８０℃よりも低いと、実用的な反応速度が得られない場合があり、また、３５０℃を超えると、ジイソシアネートの重合など、好ましくない副反応を生じる場合がある。また、熱分解反応時の圧力は、上記の熱分解反応温度に対して、生成するアルコールが気化し得る圧力であることが好ましく、設備面および用役面から実用的には、０．１３３〜９０ｋＰａであることが好ましい。
【００４７】
そして、このような熱分解により、ジイソシアネート（上記式（２））、および、アルコール（上記式（３））を含有する混合物が得られる。
【００４８】
なお、混合物は、さらに、ジイソシアネートおよびアルコールの反応により得られるモノイソシアネートモノカルバメートなどを含有していてもよい（以下同様）。
【００４９】
熱分解におけるジカルバメートの転化率（ジイソシアネートおよびモノイソシアネートモノカルバメートへの転化率）は、例えば、７０〜１００モル％、好ましくは、９０〜１０モル％である。
【００５０】
熱分解により得られるジイソシアネート（上記一般式（２））としては、熱分解対象化合物としてのジカルバメート（上記一般式（１））に応じて、例えば、ポリメチレンポリフェニレンイソシアネート（ＭＤＩ）、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）などが挙げられる。
【００５１】
また、アルコール（上記一般式（３））としては、分解対象化合物としてのジカルバメート（上記一般式（１））に応じて、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ｉｓｏ−プロパノール、ブタノール、ｉｓｏ−ブタノール、ｓｅｃ−ブタノール、ｔｅｒｔ−ブタノール、ペンタノール、ｉｓｏ−ペンタノール、ｓｅｃ−ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、２−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノール、イソデカノール、ドデカノール、テトラデカノール、ヘキサデカノール、フェノール、トリルアルコール、キシリルアルコール、ナフチルアルコール、ビフェニルアルコール、アントリルアルコール、トリメチルフェニルアルコール、フェナントリルアルコールなどが挙げられる。
【００５２】
そして、このようなジイソシアネートおよびアルコールの混合物において、ジイソシアネートおよびアルコールは、容易に反応（再結合）し、再度カルバメート（ジカルバメートや、モノイソシアネートモノカルバメート）を形成する。そのため、工業的には、ジイソシアネートおよびアルコールを、それぞれ分離および精製することが要求される。
【００５３】
図１は、本発明のジイソシアネートの精製方法が採用されるプラントの一実施形態を示す概略構成図である。
【００５４】
以下において、本発明のジイソシアネートの精製方法が工業的に実施されるプラントの一実施形態について、図１を参照して説明する。
【００５５】
図１において、プラント１は、熱分解装置２と、精製装置３とを備えている。
【００５６】
熱分解装置２は、プラント１において、ジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解し、それらの混合物を精製装置３に供給するために設備されている。
【００５７】
熱分解装置２は、熱分解槽４と、熱分解槽４に接続されるカルバメート輸送管５および底液排出管６を備えている。
【００５８】
熱分解槽４は、ジカルバメートを加熱して、ジイソシアネートおよびアルコールに熱分解する分解槽であって、温度・圧力制御可能な耐熱耐圧容器からなる。
【００５９】
このような熱分解槽４には、熱分解槽４内を攪拌するための撹拌装置７が備えられている。また、図示しないが、熱分解槽４には、必要により、熱分解槽４に不活性溶媒を供給する溶媒供給管などが備えられている。
【００６０】
カルバメート輸送管５は、ジカルバメート（および必要により不活性溶媒）を熱分解槽４に輸送するためのカルバメート輸送ラインであって、その下流側端部が、熱分解槽４に接続されている。また、その上流側端部が、図示しないカルバメート製造装置に接続されている。
【００６１】
底液排出管６は、未反応のジカルバメートおよび不活性溶媒（底液）を、プラント１から排出するための底液排出ラインであり、その上流側端部が熱分解槽４に接続されている。また、その下流側端部が、図示しないが、底液が貯留される底液貯留槽に接続されている。
【００６２】
精製装置３は、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物からジイソシアネートを精製する精製装置であって、精留塔８と、凝縮システム１０とを備えている。
【００６３】
精留塔８は、所定の理論段数で設計された段塔や充填塔であって、キャップ塔や多孔板塔などから構成されている。例えば、精留塔８内には、規則充填物や不規則充填物が充填されている充填層が設けられている。なお、充填層の数や配置は、適宜選択される。
【００６４】
また、精留塔８には、図示しないが、精留塔８内を減圧するための減圧手段（真空ポンプなど）や、精留塔８内の温度を管理するための、温度センサなどが備えられている。
【００６５】
この精留塔８は、その塔底部が、熱分解槽４の上端部に直接接続されており、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物（被処理物）を、熱分解槽４から直接供給可能とするとともに、精留により得られる精留液を、熱分解槽４に還流可能としている。
【００６６】
また、精留塔８の塔頂には、精留気化成分（精留された混合物）が取り出される精留気化成分輸送ラインとしての精留気化成分輸送管９が接続されている。
【００６７】
また、精留塔８の上下方向途中には、詳しくは後述するが、第１凝縮液を精留塔８に還流させるための第１還流ラインとしての第１凝縮液還流管１５と、第２凝縮液を精留塔８に還流させるための第２還流ラインとしての第２凝縮液還流管２５とが接続されている。
【００６８】
凝縮システム１０は、第１凝縮装置１１と、第２凝縮装置２１と、アルコール取出装置３１を備えている。
【００６９】
第１凝縮装置１１は、精留塔８において得られた精留気化成分を、第１凝縮液および第１気化成分に分離するために設けられており、第１凝縮器１２と、第１凝縮器１２に接続される第１凝縮液輸送管１３および第１気化成分輸送管１４とを備えている。
【００７０】
第１凝縮器１２は、精留塔８において得られた精留気化成分を、第１凝縮液および第１気化成分に分離するための分離器であって、温度・圧力制御可能な耐熱耐圧容器からなる。
【００７１】
また、第１凝縮器１２には、図示しないが、第１凝縮器１２内を減圧するための減圧手段（真空ポンプなど）や、第１凝縮器１２内の温度を調節するための温度調節手段（例えば、ヒーターおよびクーラーなど）、第１凝縮器１２内の温度を管理するための温度センサなどが備えられている。
【００７２】
このような第１凝縮器１２は、精留塔８の下流側において、精留気化成分輸送管９を介して、精留塔８に接続されている。
【００７３】
第１凝縮液輸送管１３は、第１凝縮器１２において得られた第１凝縮液を、図示しない凝縮液貯留槽に輸送するための第１凝縮液輸送ラインであって、その上流側端部が、第１凝縮器１２に接続されている。また、その下流側端部が、図示しない凝縮液貯留槽に接続されている。
【００７４】
第１気化成分輸送管１４は、第１凝縮器１２において得られた第１気化成分を、第２凝縮装置２１に輸送するための第１気化成分輸送ラインであって、その上流側端部が、第１凝縮器１２に接続されている。また、その下流側端部が、第２凝縮器２２（後述）に接続されている。
【００７５】
また、第１凝縮装置１１は、さらに、第１凝縮液還流管１５を備えている。
【００７６】
第１凝縮液還流管１５は、第１凝縮器１２において得られた第１凝縮液を、精留塔８に還流するための第１凝縮液還流ラインであって、その上流側端部が第１凝縮液輸送管１３の流れ方向途中に接続されるとともに、その下流側端部が精留塔８の上下方向途中に接続されている。
【００７７】
第２凝縮装置２１は、第１凝縮装置１１において得られた第１気化成分を、第２凝縮液および第２気化成分に分離するために設けられており、第２凝縮器２２と、第２凝縮器２２に接続される第２凝縮液輸送管２３および第２気化成分輸送管２４とを備えている。
【００７８】
第２凝縮器２２は、第１凝縮装置１１において得られた第１気化成分を、第２凝縮液および第２気化成分に分離するための分離器であって、温度・圧力制御可能な耐熱耐圧容器からなる。
【００７９】
また、第２凝縮器２２には、図示しないが、第２凝縮器２２内を減圧するための減圧手段（真空ポンプなど）や、第２凝縮器２２内の温度を調節するための温度調節手段（例えば、ヒーターおよびクーラーなど）、第２凝縮器２２内の温度を管理するための温度センサなどが備えられている。
【００８０】
このような第２凝縮器２２は、第１凝縮器１２の下流側において、第１気化成分輸送管１４を介して、第１凝縮器１２に直列に接続されている。
【００８１】
第２凝縮液輸送管２３は、第２凝縮器２２において得られた第２凝縮液を、図示しない凝縮液貯留槽に輸送するための第２凝縮液輸送ラインであって、その上流側端部が、第２凝縮器２２に接続されている。また、その下流側端部が、図示しない凝縮液貯留槽に接続されている。
【００８２】
第２気化成分輸送管２４は、第２凝縮器２２において得られた第２気化成分を、アルコール取出装置３１に輸送するための第２気化成分輸送ラインであって、その上流側端部が、第２凝縮器２２に接続されている。また、その下流側端部が、アルコール取出器３２（後述）に接続されている。
【００８３】
また、第２凝縮装置２１は、さらに、第２凝縮液還流管２５を備えている。
【００８４】
第２凝縮液還流管２５は、第２凝縮器２２において得られた第２凝縮液を、精留塔８に還流するための第２凝縮液還流ラインであって、その上流側端部が第２凝縮液輸送管２３の流れ方向途中に接続されるとともに、その下流側端部が精留塔８の上下方向途中に接続されている。
【００８５】
アルコール取出装置３１は、第２凝縮装置２１において得られた第２気化成分から、アルコールを凝縮して取り出すために設けられており、アルコール取出器３２と、アルコール取出器３２に接続されるアルコール輸送管３３とを備えている。
【００８６】
アルコール取出器３２は、第２凝縮装置２１において得られた第２気化成分に含まれるアルコールを凝縮させるための凝縮器であって、温度・圧力制御可能な耐熱耐圧容器からなる。
【００８７】
このようなアルコール取出器３２は、図示しない温度計を備えるとともに、第２凝縮器２２の下流側において、第２気化成分輸送管２４を介して、第２凝縮器２２に直列に接続されている。
【００８８】
アルコール輸送管３３は、アルコール取出器３２において得られたアルコールを、図示しないアルコール貯留槽に輸送するためのアルコール輸送ラインであって、その上流側端部が、アルコール取出器３２に接続されている。また、その下流側端部が、図示しないアルコール貯留槽に接続されている。
【００８９】
次に、このプラント１によって、ジカルバメートを液相法により熱分解し、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物を製造するとともに、その混合物からジイソシアネートを精製する方法について、説明する。
【００９０】
なお、以下に示す各種温度条件は、ジイソシアネートとして２，４−または２，６−ビス（アルコキシカルボニルアミノ）トルエンが用いられ、また、圧力条件が１３．３ｋＰａである場合について示すものであって、これに限定されるものではない。
【００９１】
この方法では、まず、熱分解装置２において、ジカルバメートが熱分解される。
【００９２】
具体的には、熱分解装置２が連続運転され、図示しないカルバメート製造装置から、カルバメート輸送管５を介して、熱分解槽４にジカルバメートおよび不活性溶媒が供給される。供給されたジカルバメートは、熱分解槽４において、不活性溶媒の存在下、上記した熱分解条件で加熱および熱分解される。
【００９３】
これにより、分解液として、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物が得られるとともに、底液として、イソシアネート残渣が得られる。
【００９４】
得られた底液は、底液排出管６に導入され、図示しない底液貯留槽に輸送される。このようにして回収された底液（イソシアネート残渣）は、必要によりリサイクル処理されるか、または、廃棄処理される。
【００９５】
一方、熱分解槽４において得られた混合物および不活性溶媒は、ガスとして熱分解槽４の上部から精留塔８に直接輸送され、精留塔８および凝縮システム１０において、順次精製される。
【００９６】
具体的には、混合物および不活性溶媒は、まず、精留塔８に輸送され、混合物が精留される。これにより、ジイソシアネートおよびアルコールを所定の割合でそれぞれ含有する精留液および気化成分が、生成する。
【００９７】
なお、精留塔８における精留条件は、特に制限されず、精留塔における段数や、ジカルバメートの種類などにより、適宜設定される。
【００９８】
精留液において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、５０〜９９モル、好ましくは、８０〜９９モルであり、アルコールが、例えば、１〜５０モル、好ましくは、１〜２０モルである。
【００９９】
このような精留液は、精留塔８の塔底部から、熱分解槽４に還流される。
【０１００】
一方、気化成分において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、２５〜６０モル、好ましくは、３３〜６０モルであり、アルコールが、例えば、４０〜７５モル、好ましくは、４０〜６７モルである。
【０１０１】
このような気化成分（精留塔８において精製された混合物）は、精留気化成分輸送管９を介して、第１凝縮装置１１の第１凝縮器１２に導入される。
【０１０２】
そして、第１凝縮器１２では、気化成分が、第１温度において、凝縮される。
【０１０３】
第１温度、すなわち、第１凝縮器１２における凝縮温度は、例えば、８０〜１６０℃、好ましくは、９０〜１５０℃である。
【０１０４】
また、第１凝縮器１２における圧力条件は、好ましくは、熱分解反応時の圧力と同じであり、例えば、０．１３３〜９０ｋＰａである。
【０１０５】
これにより、気化成分（精留塔８において精製された混合物）が、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第１凝縮液および第１気化成分に分離される。
【０１０６】
第１凝縮液において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、５０〜９９モル、好ましくは、６０〜９９モルであり、アルコールが、例えば、１〜５０モル、好ましくは、１〜４０モルである。
【０１０７】
また、第１凝縮液において、好ましくは、ジイソシアネートのモル数が、アルコールのモル数よりも多いことが挙げられる。
【０１０８】
また、ジイソシアネートのモル数がアルコールのモル数よりも多ければ、ジイソシアネートとアルコールとが反応（再結合）し、カルバメートを形成する場合にも、第１凝縮液中にジイソシアネートを確実に残存させることができるので、第１凝縮液として、ジイソシアネートを収率よく得ることができる。さらには、ジイソシアネートのモル数がアルコールのモル数よりも多ければ、後述するように第１凝縮液を精留塔８に還流させることにより、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１０９】
そして、これにより得られた第１凝縮液は、不活性溶媒とともに、第１凝縮器１２から第１凝縮液輸送管１３を介して排出された後、その一部が、第１凝縮液還流管１５を介して、精留塔８に還流されるとともに、残部が、図示しない凝縮液貯留槽に輸送され、後述する第２凝縮液とともに、ジイソシアネートとして貯留される。
【０１１０】
凝縮液貯留槽に輸送される第１凝縮液と、精留塔８に還流される第１凝縮液との割合（還流比）は、第１凝縮液の総量１００質量部に対して、凝縮液貯留槽に輸送される第１凝縮液が、例えば、１〜９９質量部、好ましくは、９〜９１質量部であり、精留塔８に還流される第１凝縮液が、例えば、１〜９９質量部、好ましくは、９〜９１質量部である。
【０１１１】
凝縮液貯留槽に輸送される第１凝縮液と、精留塔８に還流される第１凝縮液との割合が上記範囲であれば、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１１２】
一方、第１気化成分において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、１〜５０モル、好ましくは、５〜２０モルであり、アルコールが、例えば、５０〜９９モル、好ましくは、８０〜９５モルである。
【０１１３】
また、このような第１気化成分の露点は、上記した第１凝縮器１２における圧力条件と同一の圧力条件下において、例えば、７０〜９０℃、好ましくは、７０〜８０℃である。
【０１１４】
このような第１気化成分は、第１気化成分輸送管１４を介して、第２凝縮装置２１の第２凝縮器２２に導入される。
【０１１５】
そして、第２凝縮器２２では、第１気化成分が、第２温度において、凝縮される。
【０１１６】
第２温度、すなわち、第２凝縮器２２における凝縮温度は、上記した第１気化成分の露点を超過する温度であって、具体的には、上記した第１凝縮器１２における圧力条件と同一の圧力条件下において、上記した第１気化成分の露点よりも、例えば、５〜８０℃高い温度、好ましくは、１０〜７０℃高い温度である。
【０１１７】
また、第２温度は、上記した第１温度未満の温度であって、具体的には、上記した第１凝縮器１２における圧力条件と同一の圧力条件下において、第１温度よりも、例えば、１０〜９０℃低い温度、好ましくは、１０〜７０℃低い温度である。
【０１１８】
このような第２温度としては、より具体的には、上記した第１凝縮器１２における圧力条件と同一の圧力条件下において、例えば、７０〜１５０℃、好ましくは、８０〜１４０℃である。
【０１１９】
これにより、第１気化成分は、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離される。
【０１２０】
得られる第２凝縮液において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、５０〜９５モル、好ましくは、６０〜９０モルであり、アルコールが、例えば、５〜５０モル、好ましくは、１０〜４０モルである。
【０１２１】
また、第２凝縮液において、好ましくは、ジイソシアネートのモル数が、アルコールのモル数よりも多いことが挙げられる。
【０１２２】
また、ジイソシアネートのモル数がアルコールのモル数よりも多ければ、ジイソシアネートとアルコールとが反応（再結合）し、カルバメートを形成する場合にも、第１凝縮液中にジイソシアネートを確実に残存させることができるので、第２凝縮液として、ジイソシアネートを収率よく得ることができる。さらには、ジイソシアネートのモル数がアルコールのモル数よりも多ければ、後述するように第２凝縮液を精留塔８に還流させることにより、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１２３】
そして、これにより得られた第２凝縮液は、不活性溶媒とともに、第２凝縮器２２から第２凝縮液輸送管２３を介して排出された後、その一部が、第２凝縮液還流管２５を介して、精留塔８に還流されるとともに、残部が、図示しない凝縮液貯留槽に輸送され、上記した第１凝縮液とともに、ジイソシアネートとして貯留される。
【０１２４】
凝縮液貯留槽に輸送される第２凝縮液と、精留塔８に還流される第２凝縮液との割合（還流比）は、第２凝縮液の総量１００質量部に対して、凝縮液貯留槽に輸送される第２凝縮液が、例えば、１〜９９質量部、好ましくは、９〜９１質量部であり、精留塔８に還流される第２凝縮液が、例えば、１〜９９質量部、好ましくは、９〜９１質量部である。
【０１２５】
凝縮液貯留槽に輸送される第２凝縮液と、精留塔８に還流される第２凝縮液との割合が上記範囲であれば、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１２６】
一方、第２気化成分において、ジイソシアネートとアルコールとの含有割合は、それらの総量１００モルに対して、ジイソシアネートが、例えば、１〜４０モル、好ましくは、１〜２０モルであり、アルコールが、例えば、６０〜９９モル、好ましくは、８０〜９９モルである。
【０１２７】
このような第２気化成分は、第２気化成分輸送管２４を介して、アルコール取出装置３１のアルコール取出器３２に導入される。
【０１２８】
そして、アルコール取出器３２では、第２気化成分が、アルコール取出温度において、凝縮される。
【０１２９】
アルコール凝縮温度、すなわち、アルコール取出器３２における凝縮温度は、第２気化成分からアルコールを凝縮させることができる温度であれば、特に制限されないが、例えば、０〜６０℃である。
【０１３０】
また、アルコール取出器３２における圧力条件は、好ましくは、熱分解反応時の圧力と同じであり、例えば、０．１３３〜９０ｋＰａである。
【０１３１】
これにより、第２気化成分からアルコールが凝縮される。
【０１３２】
凝縮されたアルコールは、アルコール輸送管３３を介して、図示しないアルコール貯留槽に輸送される。
【０１３３】
また、第２気化成分中のアルコールを除く成分（凝縮されずに残存する成分）は、図示しないが、アルコール取出器３２から排出された後、必要により、無害化され、放散または再利用される。
【０１３４】
そして、このようなプラント１では、上記したように、第１凝縮液および第２凝縮液が、ジイソシアネートとして、不活性溶媒とともに、凝縮液貯留槽に輸送され、貯留される。
【０１３５】
ジイソシアネートの収率は、凝縮液貯留槽に貯留されるジイソシアネート（第１凝縮液と第２凝縮液との混合物中のジイソシアネート）が、熱分解槽４に供給されるジカルバメートに対して、例えば、７０〜９８モル％、好ましくは、８０〜９８モル％である。
【０１３６】
また、凝縮液貯留槽には、ジイソシアネートとともに、熱分解装置２および精製装置３から留出された不活性溶媒が貯留される。
【０１３７】
不活性溶媒の留出率は、熱分解装置２に供給される不活性溶媒に対して、例えば、１〜９９質量％、好ましくは、１０〜９０質量％である。
【０１３８】
そして、このようなジイソシアネートの精製方法によれば、ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物が、精留塔８で精製された後、直列に接続される第１凝縮器１２および第２凝縮器２２を備える凝縮システム１０により精製されるので、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【０１３９】
しかも、このようなジイソシアネートの精製方法では、第１凝縮器１２において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように第１温度で分離された第１気化成分を、第２凝縮器２２において、第１気化成分の露点を超過し、第１温度未満の第２温度で、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離するので、より確実に、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。
【０１４０】
さらに、このようなジイソシアネートの精製方法において、凝縮液（第１凝縮液および第２凝縮液）においてジイソシアネートがアルコールに対して過剰量存在すれば、凝縮液内において、高いジイソシアネート濃度を確保することができ、優れた収率でジイソシアネートを得ることができる。また、このような凝縮液を一部還流させることなどにより、ジイソシアネートの収率の向上を図ることができる。
【０１４１】
なお、上記した説明では、凝縮システム１０には、第１凝縮器１２およびその第１凝縮器１２に直列に接続される第２凝縮器２２を設けたが、凝縮システム１０が、直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備えていれば、凝縮器の数は特に制限されず、例えば、第２凝縮器２２の下流側（かつ、アルコール取出器３２の上流側）において、さらに、１つまたは複数（２つ以上）の凝縮器を設けることもできる。
【０１４２】
また、上記した説明では、ジイソシアネートおよびアルコールの混合物を、カルバメートの熱分解により生成させたが、ジイソシアネートおよびアルコールの混合物は、特に制限されず、公知の方法により得ることができる。
【実施例】
【０１４３】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明は何ら実施例に限定されるものではない。
【０１４４】
製造例１
（ジカルバメート製造）
圧力制御弁、還流冷却器、気液分離器および攪拌装置を備えた内容量１ＬのＳＵＳ製オートクレーブに、第１ジアミノトルエン（２，４−ジアミノトルエン／２，６−ジアミノトルエン＝８０／２０（モル比））（１２２ｇ：１ｍｏｌ）、カルバミン酸ブチル（３３３ｇ：２．８５ｍｏｌ）および１−ブタノール（２１１ｇ：２．８５ｍｏｌ）と、触媒としてｐ−トルエンスルホン酸亜鉛（１．０ｇ：２．５ｍｍｏｌ）とを仕込み、窒素ガスを毎分１Ｌ流通、５００ｒｐｍで攪拌させながら、反応温度２００℃で保つように内圧を圧力制御弁で調節し、８時間反応させ、反応液を得た。
【０１４５】
反応液の一部を採取して定量したところ、２，４−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）トルエン（２，４−トリレンジカルバメート）および２，６−ビス（ブトキシカルボニルアミノ）トルエン（２，６−トリレンジカルバメート）の総量として、トリレンジカルバメートが、収率９５モル％で得られたことが確認された。
【０１４６】
実施例１
図１に示すプラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０１４７】
具体的には、プラント１を連続運転し、製造例１において得られた反応液から軽沸分を減圧留去して得られた濃縮液を、供給速度がトリレンジカルバメートとして１００ｇ／ｈとなるように、カルバメート輸送管５を介して熱分解槽４に輸送するとともに、バーレルプロセス油Ｂ−０５（不活性溶媒、芳香族炭化水素系合成油、松村石油社製）を、供給速度が１００ｇ／ｈとなるように、図示しない溶媒輸送管を介して熱分解槽４に輸送した。
【０１４８】
そして、熱分解槽４内を、撹拌装置７により撹拌し、２３０℃に加熱することによって、ジカルバメートをトリレンジイソシアネートおよびブタノールに熱分解するとともに、底液を得た。なお、得られた底液は、底液排出管６から排出させた。
【０１４９】
次いで、得られたトリレンジイソシアネートおよびブタノールの混合物を、熱分解槽４の上端部から、精留塔８に導入し、精留塔８において精留し、気化成分を得た。なお、精留塔８では、真空ポンプによって内部圧力を１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）に設定した。得られた気化成分の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが３３モル％、ブタノールが６７モル％の割合で含有されていた。
【０１５０】
次いで、得られた気化成分（精留された混合物）を、精留塔８の塔頂から、精留気化成分輸送管９を介して、第１凝縮装置１１の第１凝縮器１２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、１３０℃において凝縮させた。これにより、第１気化成分および第１凝縮液を得た。
【０１５１】
なお、得られた第１気化成分の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが１５モル％、ブタノールが８５モル％の割合で含有されていた。
【０１５２】
また、得られた第１凝縮液の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが９０モル％、ブタノールが１０モル％の割合で含有されていた。
【０１５３】
次いで、得られた第１凝縮液を、第１凝縮液輸送管１３を介して排出させ、その一部（４０質量％）を第１凝縮液還流管１５により精留塔８に還流させるとともに、残部（６０質量％）を、図示しない凝縮液貯留槽に貯留した。
【０１５４】
一方、得られた第１気化成分を、第１気化成分輸送管１４を介して排出させ、第２凝縮装置２１の第２凝縮器２２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、９０℃において凝縮させた。これにより、第２気化成分および第２凝縮液を得た。
【０１５５】
なお、得られた第２気化成分の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが２モル％、ブタノールが９８モル％の割合で含有されていた。
【０１５６】
また、得られた第２凝縮液の一部を採取して分析したところ、トリレンジイソシアネートおよびブタノールの総モルに対して、トリレンジイソシアネートが６０モル％、ブタノールが４０モル％の割合で含有されていた。
【０１５７】
次いで、得られた第２凝縮液を、第２凝縮液輸送管２３を介して排出させ、その一部（５０質量％）を第２凝縮液還流管２５により精留塔８に還流させるとともに、残部（５０質量％）を、図示しない凝縮液貯留槽に貯留した。
【０１５８】
一方、得られた第２気化成分を、第２気化成分輸送管２４を介して排出させ、アルコール取出装置３１のアルコール取出器３２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、２０℃において凝縮させ、ブタノールを得た。
【０１５９】
このように、トリレンジイソシアネートを精製し、第１凝縮液および第２凝縮液として、トリレンジイソシアネートを得た。
【０１６０】
貯留されている第１凝縮液および第２凝縮液の混合液を分析したところ、トリレンジイソシアネート、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）およびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されていた。また、それらの貯留速度は、トリレンジイソシアネートが４４．３ｇ／ｈ、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）が１１．６ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が８６．０ｇ／ｈであった。
【０１６１】
このことから、供給されたトリレンジカルバメートに対して、トリレンジカルバメートの転化率が９７モル％であり、トリレンジイソシアネートの収率が８２モル％であることが確認された。また、不活性溶媒の留出率は、８６質量％であった。
【０１６２】
また、アルコール取出装置３１からのブタノールの排出速度は４１．１ｇ／ｈであった。
【０１６３】
なお、熱分解槽４から排出される底液には、トリレンジカルバメートおよびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されており、それらの排出速度は、トリレンジカルバメートが、３．０ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が１４．０ｇ／ｈであった。
【０１６４】
比較例１
図２は、比較例１において用いられるプラントの概略構成図である。
【０１６５】
以下において、比較例１で用いられるプラントについて、図２を参照して説明する。なお、上記で説明した各部については、以降の各図において同様の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【０１６６】
図２において、プラント１は、熱分解装置２と、精製装置３とを備えている。
【０１６７】
精製装置３は、凝縮システム１０を備えることなく、精留塔８と、精留塔８の下流側に接続されるアルコール取出装置３１とを備えている。
【０１６８】
また、精留塔８には、充填層が上層および下層の２層に分割されて設けられており、それら上層と下層との間において、精留液取出管３４が備えられている。この精留液取出管３４により、精留塔８の側部から、精留液の取り出し（サイドカット）を可能としている。
【０１６９】
また、このプラント１において、アルコール取出装置３１は、凝縮液還流管３５を備えている。
【０１７０】
凝縮液還流管３５は、アルコール取出器３２において得られた凝縮液を、精留塔８に還流するための凝縮液還流ラインであって、その上流側端部がアルコール輸送管３３の流れ方向途中に接続されるとともに、その下流側端部が精留塔８の上下方向途中に接続されている。
【０１７１】
そして、この方法では、図２に示すプラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０１７２】
具体的には、製造例１において得られた反応液を、実施例１と同様にして、熱分解槽４に輸送し、トリレンジイソシアネートおよびブタノールに熱分解するとともに、得られた底液を底液排出管６から排出させた。
【０１７３】
次いで、得られたトリレンジイソシアネートおよびブタノールの混合物を、実施例１と同様にして、精留塔８において精留し、気化成分を得るとともに、精留塔の側部から、精留液取出管３４を介して精留液を取り出し、図示しない精留液貯留槽に貯留した。
【０１７４】
一方、得られた気化成分を、アルコール取出装置３１のアルコール取出器３２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、７０℃において凝縮させ、凝縮液を得た。
【０１７５】
得られた凝縮液の一部（７０質量％）を、凝縮液還流管３５により精留塔８に還流させるとともに、残部（３０質量％）を、アルコール輸送管３３を介して排出させ、ブタノールを得た。
【０１７６】
このように、トリレンジイソシアネートを精製し、精留液として、トリレンジイソシアネートを得た。
【０１７７】
貯留された精留液を分析したところ、トリレンジイソシアネート、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）およびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されていた。また、それらの貯留速度は、トリレンジイソシアネートが２３．２ｇ／ｈ、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）が１７．２ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が７０．０ｇ／ｈであった。
【０１７８】
このことから、供給されたトリレンジカルバメートに対して、トリレンジカルバメートの転化率が９５モル％であり、トリレンジイソシアネートの収率が４３モル％であることが確認された。また、不活性溶媒の留出率は、７０質量％であった。
【０１７９】
また、アルコール取出装置３１からのブタノールの排出速度は３１．７ｇ／ｈであった。
【０１８０】
なお、熱分解槽４から排出される底液には、トリレンジカルバメート、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）およびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されており、それらの排出速度は、トリレンジカルバメートが、５．０ｇ／ｈ、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）が２２．８ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が３０．０ｇ／ｈであった。
【０１８１】
比較例２
図３は、比較例２において用いられるプラントの概略構成図である。
【０１８２】
以下において、比較例２で用いられるプラントについて、図３を参照して説明する。
【０１８３】
図３において、プラント１は、熱分解装置２と、精製装置３とを備えている。
【０１８４】
精製装置３は、精留塔８および凝縮システム１０を備えており、凝縮システム１０は、第２凝縮装置２１を備えることなく、精留塔８の下流側に接続される第１凝縮装置１１と、第１凝縮装置１１の下流側に接続されるアルコール取出装置３１とを備えている。
【０１８５】
そして、この方法では、図３に示すプラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０１８６】
具体的には、製造例１において得られた反応液を、実施例１と同様にして、熱分解槽４に輸送し、トリレンジイソシアネートおよびブタノールに熱分解するとともに、得られた底液を底液排出管６から排出させた。
【０１８７】
次いで、得られたトリレンジイソシアネートおよびブタノールの混合物を、実施例１と同様にして、精留塔８において精留し、気化成分および底液を得た。
【０１８８】
次いで、得られた気化成分（精留された混合物）を、精留塔８の塔頂から、精留気化成分輸送管９を介して、第１凝縮装置１１の第１凝縮器１２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、１３０℃において凝縮させた。これにより、第１気化成分および第１凝縮液を得た。
【０１８９】
次いで、得られた第１凝縮液を、第１凝縮液輸送管１３を介して排出させ、その一部（４０質量％）を第１凝縮液還流管１５により精留塔８に還流させるとともに、残部（６０質量％）を、図示しない凝縮液貯留槽に貯留した。
【０１９０】
一方、得られた第１気化成分を、第１気化成分輸送管１４を介して排出させ、アルコール取出装置３１のアルコール取出器３２に輸送し、１００Ｔｏｒｒ（１３．３ｋＰａ）下、２０℃において凝縮させ、ブタノールを得た。
【０１９１】
このように、トリレンジイソシアネートを精製し、第１凝縮液として、トリレンジイソシアネートを得た。
【０１９２】
貯留される第１凝縮液を分析したところ、トリレンジイソシアネート、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）およびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されていた。また、それらの貯留速度は、トリレンジイソシアネートが３５．１ｇ／ｈ、２−イソシアナト−４−ブトキシカルボニルアミノトルエン（モノイソシアネートモノカルバメート）が２３．１ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が８０．０ｇ／ｈであった。
【０１９３】
このことから、供給されたトリレンジカルバメートに対して、トリレンジカルバメートの転化率が９５モル％であり、トリレンジイソシアネートの収率が６５モル％であることが確認された。また、不活性溶媒の留出率は、８０質量％であった。
【０１９４】
また、アルコール取出装置３１からのブタノールの排出速度は３６．８ｇ／ｈであった。
【０１９５】
なお、熱分解槽４から排出される底液には、トリレンジカルバメートおよびバーレルプロセス油Ｂ−０５が含有されており、それらの排出速度は、トリレンジカルバメートが、５．０ｇ／ｈ、バーレルプロセス油Ｂ−０５が２０．０ｇ／ｈであった。
【０１９６】
実施例２
第１凝縮器１２における凝縮温度を１１０℃とするとともに、第２凝縮器２２における凝縮温度を７０〜１１０℃の範囲で変化させた以外は、実施例１と同様にして、プラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０１９７】
なお、第１凝縮器１２の凝縮温度を１１０℃とした場合、得られる第１気化成分の露点は、７０℃である。
【０１９８】
得られたトリレンジイソシアネートの収率を、図４に示す。
【０１９９】
比較例３
第１凝縮器１２における凝縮温度を８０〜１３０℃の範囲で変化させた以外は、比較例２と同様にして、プラント１により、トリレンジカルバメートをジイソシアネートおよびアルコールに熱分解するとともに、ジイソシアネートを精製した。
【０２００】
得られたトリレンジイソシアネートの収率を、図４に示す。
【０２０１】
考察
実施例１〜２および比較例１〜３より、凝縮システム１０が直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備えていれば（実施例１〜２）、凝縮システム１０を備えていない場合（比較例１）や、凝縮システムが１つの凝縮器のみを備えている場合（比較例２〜３）に比べ、優れた収率でジイソシアネートを得ることができることが確認された。
【符号の説明】
【０２０２】
１ プラント
２ 熱分解装置
３ 精製装置
８ 精留塔
１０ 凝縮システム
１２ 第１凝縮器
２２ 第２凝縮器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物からジイソシアネートを精製するジイソシアネートの精製方法であって、
精留塔と、前記精留塔の下流側に接続される凝縮システムとを備え、前記凝縮システムが、直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備える精製装置を用いて、
前記混合物を、前記精留塔および前記凝縮システムにおいて、順次精製すること
を特徴とする、ジイソシアネートの精製方法。
【請求項２】
前記凝縮システムが、前記精留塔に接続される第１凝縮器と、前記第１凝縮器の下流側において前記第１凝縮器に直列に接続される第２凝縮器とを備え、
前記第１凝縮器では、前記混合物を、第１温度において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第１凝縮液および第１気化成分に分離し、
前記第２凝縮器では、前記第１気化成分を、前記第１気化成分の露点を超過し、前記第１温度未満の第２温度において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離することを特徴とする、請求項１に記載のジイソシアネートの精製方法。
【請求項３】
前記第１凝縮液および前記第２凝縮液の両方において、ジイソシアネートのモル数が、アルコールのモル数よりも多いことを特徴とする、請求項１または２に記載のジイソシアネートの精製方法。
【請求項１】
ジイソシアネートおよびアルコールを含有する混合物からジイソシアネートを精製するジイソシアネートの精製方法であって、
精留塔と、前記精留塔の下流側に接続される凝縮システムとを備え、前記凝縮システムが、直列に接続される少なくとも２つの凝縮器を備える精製装置を用いて、
前記混合物を、前記精留塔および前記凝縮システムにおいて、順次精製すること
を特徴とする、ジイソシアネートの精製方法。
【請求項２】
前記凝縮システムが、前記精留塔に接続される第１凝縮器と、前記第１凝縮器の下流側において前記第１凝縮器に直列に接続される第２凝縮器とを備え、
前記第１凝縮器では、前記混合物を、第１温度において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第１凝縮液および第１気化成分に分離し、
前記第２凝縮器では、前記第１気化成分を、前記第１気化成分の露点を超過し、前記第１温度未満の第２温度において、ジイソシアネートとアルコールとが所定の割合でそれぞれ含有されるように、第２凝縮液および第２気化成分に分離することを特徴とする、請求項１に記載のジイソシアネートの精製方法。
【請求項３】
前記第１凝縮液および前記第２凝縮液の両方において、ジイソシアネートのモル数が、アルコールのモル数よりも多いことを特徴とする、請求項１または２に記載のジイソシアネートの精製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−６３９１６（Ｐ２０１３−６３９１６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２０６９（Ｐ２０１１−２０２０６９）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００５８８７）三井化学株式会社 (2,318)
【Ｆターム（参考）】
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