説明

ジフェニルメタンジアミンの製造方法

【課題】本発明は、非常に低い有機化合物含量(特に、TOC含量が25ppmより少ない)を有する水相が形成されるMDAの製造方法を発展させることを目的とする。
【解決手段】上記目的は、a)塩酸の存在下でホルムアルデヒドをアニリンと反応させる工程、b)工程a)で形成された反応混合物を中和する工程、c)中和された反応混合物の水相から有機相を分離する工程、d)前記有機相を後処理する工程、e)前記水相を後処理する工程、を含むジフェニルメタンジアミンとポリフェニレンポリメチレンポリアミンの混合物の製造方法であって、工程e)が、e1)有機溶媒での水相の抽出工程、e2)工程e1)で得られた水相のストリッピング工程、e3)工程e2)から得られた溶液を吸着する工程、を少なくとも含むことを特徴とする方法により達成される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
酸の存在下でのホルムアルデヒドとアニリンの反応によるジフェニルメタンジアミン(MDA)の製造は知られており、広く記載されている。産業慣行では、このようにして製造されたジフェニルメタンジアミンは、通常、より高度に縮合したポリフェニレンポリメチレンポリアミンと共に混合物中で得られる。以下、“MDA”は二環のジフェニルメタンジアミンとより高度に縮合したポリフェニレンポリメチレンポリアミンの混合物をいうものとする。
【背景技術】
【0002】
産業では、MDAは、通常、ホスゲンとの反応によりジフェニルメタンジイソシアネートMDIへと変換される。
【0003】
MDAの製造は、記載したように、酸の存在下でのホルムアルデヒドとアニリンの反応により工業的に実施される。通常、塩酸が酸として用いられる。そのような方法は、一般的に知られ、そして、例えば、“Kunststoffhandbuch,7巻,ポリウレタン,Carl Hanser Verlag,Munich,Vienna,第3版,1993年,76〜86ページ”及び多数の特許出願、例えば、WO99/40059に記載されている。
【0004】
酸対アニリンの割合及びホルムアルデヒド対アニリンの割合の変化が、MDA中の二環の生成物の割合を望まれるように設定することを可能にする。
【0005】
縮合後、酸触媒は、通常、水酸化ナトリウムの添加により中和される。ここで、中和反応中に形成されるその塩の水溶液である水相からの、主にMDAを含む有機相の分離が生じる。
【0006】
その有機相は、通常、後処理され、そして、対応するイソシアネートを形成するためにホスゲンと反応させられる。後処理は、通常、夾雑物の除去により実施される。例えば、中和反応で形成されたその塩を、例えば、水で洗浄し、その水を除去するために続いて蒸留することにより実施される。
【0007】
通常、その水相は、有機成分をまだ含んでいる。その有機成分を報告するため、通常、産業においてはTOCとよばれる、有機的に結合した炭素の含量(the content of organically bound carbon)が測定される。
【0008】
これらの有機成分は、その塩水溶液の使用の際に、例えば、その塩の分離の際又はその塩水溶液からの塩素の製造の際に問題を引き起こすことがある。
【0009】
産業慣行では、その有機成分は、例えば、洗浄又は抽出により分離される。しかしながら、有機化合物のその割合は、それでもなお非常に高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0010】
【特許文献1】WO99/40059
【非特許文献】
【0011】
【非特許文献1】Kunststoffhandbuch,7巻,ポリウレタン,Carl Hanser Verlag,Munich,Vienna,第3版,1993年,76〜86ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
非常に低い有機化合物含量を有する水相が形成されるMDAの製造方法を発展させることが本発明の目的であった。とりわけ、有機的に結合する炭素(TOC)の含量は25ppmより少なくなければならない。
【課題を解決するための手段】
【0013】
その目的は、多段階の後処理により達成することができる。
よって、本発明は、
a)塩酸の存在下でホルムアルデヒドとアニリンを反応させる工程、
b)工程a)で形成された反応混合物を中和する工程、
c)その水相から有機相を分離する工程、
d)有機相を後処理する工程、
e)水相を後処理する工程、を含むジフェニルメタンジアミン及びポリフェニレンポリメチレンポリアミンの混合物の製造方法において、
前記工程e)が、少なくとも
e1)有機溶媒で水相を抽出する工程、
e2)工程e1)で得られた水相をストリッピングする工程、
e3)工程e2)から得られた溶液を吸収する工程、を含むことを特徴とする製造方法を提供する。
【0014】
酸としては、無機酸、とりわけ塩酸を用いることが好ましい。
【発明を実施するための形態】
【0015】
工程a)でのMDAの製造は、上述のように、触媒としての酸の存在下においてホルムアルデヒドとアニリンの反応により実施される。そのような方法は、一般的に知られており、そして、例えば、“Kunststoffhandbuch,7巻,ポリウレタン,Carl Hanser Verlag,Munich,Vienna,第3版,1993年,76〜86ページ”中に、及び多数の特許出願、例えば、WO99/40059中に記載されている。
【0016】
ホルムアルデヒドとの混合物中に、又はホルムアルデヒドとの混合物の代わりに、少なくとも一種のホルムアルデヒド放出化合物を使用することもまた可能である。とりわけ、そのホルムアルデヒドは、ホルマリン水溶液、アルコールを含むホルマリン溶液、ヘミアセタール、第一級アミンのメチレンイミン、第一級若しくは第二級アミンのN,N’−メチレンジアミン、又はさもなくば、パラホルムアルデヒドとして用いられる。
【0017】
本発明の方法は、連続式、半連続式又はバッチ式に実施することができ、好ましくは連続式又は半連続式に実施することができる。
【0018】
連続式の方法では、反応物は、お互いに要求される比率で反応器中に計量投入され、その給送の流れに対応する量の反応生成物がこの反応器から取り除かれる。使用される反応器は、例えば、管型反応器である。バッチ式又は半連続式の方法では、反応物は、好ましくは、攪拌子又はポンプで送られる回路(pumped circuit)を備えるバッチ式反応器へと計量投入され、そしてバッチ式反応器から完全に反応した反応生成物が取り除かれ、そして後処理工程へと渡される。
【0019】
本発明の方法は、好ましくは2より大きいアニリン対ホルムアルデヒドのモル比で実施される。酸対アニリンのそのモル比は好ましくは0.05より大きい。これらの比で、反応混合物中でのそれぞれ二環の生成物の形成が増加する。
【0020】
その反応は、好ましくは0〜200℃で、より好ましくは20〜150℃で、とりわけ40〜120℃の範囲の温度で実施される。温度が上昇するに連れて、反応生成物中における2,2’−及び2,4’−異性体の割合が上昇することがわかった。
【0021】
反応における圧力は0.1−50バール(絶対圧)であり、好ましくは、1−10バール(絶対圧)である。
【0022】
その反応がバッチ式又は半連続式に実施されるとき、その反応混合物は、全ての出発物質が導入された後にエイジングを受けることも可能である。この目的のために、その反応混合物は、反応器中に残され、又は他へ、好ましくは、攪拌槽型反応器へと運ばれる。その反応混合物の温度は、この場合、75℃より高く、とりわけ、110〜150℃の範囲である。
【0023】
工程a)の調製品は、工程a)の後にその反応混合物の中和b)を受ける。この目的のために、アルカリ、好ましくは水酸化ナトリウムがその反応混合物へと添加される。通常、その反応混合物とアルカリの組み合わせは、攪拌槽、適宜に静的な攪拌素子を備えた管、又は他の器具等の好適な混合器具で実施される。アルカリの添加は反応混合物の中和をもたらし、従って、二つの混合することのできない相、すなわち、水相と有機相の形成をもたらす。その中和は、40〜120℃の平均温度及び1〜10バール(絶対圧)の圧力下で実施される。
【0024】
工程b)からのその混合物は、記載したように、有機相及び水相として存在する。これらの相は工程c)で分離される。その相は、例えば、デカンテーションによりお互いから分離することができる。それぞれの相は、その後、別々に後処理される。
【0025】
工程c)で分離された有機相は、水、アンモニア、及びMDAの製造のための出発物質の残量と共に主にMDAを含んでおり、工程d)で後処理される。この後処理は、例えば、水による一回若しくは複数回の洗浄、又は好ましくは、例えば、水とアニリンを分離するための複数回の蒸留によりもたらされる。
【0026】
通常、本発明の方法により製造されるMDAは、MDIを形成するためにホスゲンと反応させられる。そのような方法は、一般的に知られており、そして、例えば、“Kunststoffhandbuch,7巻,ポリウレタン,Carl Hanser Verlag,Munich,Vienna,第3版,1993年,76〜86ページ”中に、及び多数の特許出願、例えば、WO99/40059若しくはWO99/54289中に広く記載されている。
【0027】
基本的に水、その中に溶解された触媒として使用された酸の塩、出発物質であるアニリンとホルムアルデヒドの痕跡量(traces)、最終生成物であるMDA、及び更なる有機化合物からなる水相が、さらに工程d)で後処理される。
【0028】
この目的のために、まず、上述の水相は有機溶媒e1)で抽出される。通常、有機溶媒は水相の成分と反応しない溶媒である。芳香族溶媒、例えば、トルエンが用いられることが好ましい。
【0029】
通常、水相中に含まれるアニリンとMDAは、さらに分離される。抽出は、好ましくは抽出塔中で実施される。水相はさらなる処理へと渡され、有機相は抽出へ再循環されるトルエンで分離され、分離されたアニリンとTDAは本発明の方法へ再循環される。
【0030】
その抽出は、好ましくは50〜100℃の温度で実施される。その抽出は、大気圧下、超大気圧下又は低大気圧下で、例えば、大気圧下で実施される。
【0031】
工程e1)からの水相は、その後、ストリッピングe2)を受ける。ストリッピングは蒸気又は不活性ガス、例えば、窒素を用いて実施することができる。蒸気が用いられることが好ましい。
【0032】
ストリッピングは、好ましくは150〜50℃、より好ましくは110〜70℃の温度範囲で実施される。ストリッピングは、大気圧下、わずかな超大気圧下又は低大気圧下で実施されることが好ましく、特に大気圧下であることが好ましい。
【0033】
ストリッピングの後には、吸着が続く。吸着剤としては、ゼオライト、有機吸着剤樹脂又は活性炭素を使用することができる。活性炭素を用いることが好ましい。その吸着剤は、固定床として配置されることが好ましい。これらの固定床吸着剤の過半数が平行に配置されていることが好ましい。
【0034】
吸着剤の再生は、例えば、加温処理により実施することができる。
【0035】
吸着後、通常、水相は25ppmより小さい有機化合物含有量を有する。
【0036】
本発明の好ましい実施の形態では、吸着処理の後に、水相の酸化処理が続く。これは、例えば、オゾン、過酸化物(特に、過酸化水素)又は次亜塩素酸塩での処理により実施することができる。有機成分の量は、このようにしてさらに減らすことができる。
【0037】
本発明のさらなる実施の形態では、工程e3)の後に、結晶化を実施することができる。結晶化は、溶解した塩の一部又は全部を含んで良い。
【0038】
その後、水性溶液は、好ましくは10−30質量%の塩含量、好ましくは15−20質量%の塩含量を有する。
【0039】
このようにして処理された水性溶液は、問題なくさらに使用することができる。そうして、それは塩素の製造のための電気分解へと供給することができ、又は冷却剤としてもまた用いることができる。
【0040】
塩、とりわけ、塩化ナトリウムをその水性溶液から製造することができる。
【0041】
本発明の方法は、MDAのいかなる製造方法へも問題なく付け加えることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
a)塩酸の存在下でホルムアルデヒドをアニリンと反応させる工程、
b)工程a)で形成された反応混合物を中和する工程、
c)中和された反応混合物の水相から有機相を分離する工程、
d)前記有機相を後処理する工程、
e)前記水相を後処理する工程、を含むジフェニルメタンジアミンとポリフェニレンポリメチレンポリアミンの混合物の製造方法であって、
工程e)が、
e1)有機溶媒での水相の抽出工程、
e2)工程e1)で得られた水相のストリッピング工程、
e3)工程e2)から得られた溶液を吸着する工程、を少なくとも含むことを特徴とする方法。
【請求項2】
工程e3)の後に、前記溶液の酸化処理が続くことを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
工程e1)中にトルエンが有機溶媒として用いられることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項4】
工程e2)におけるストリッピングが、蒸気を用いて実施されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項5】
工程e3)中に、活性炭素が吸着剤として用いられることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項6】
工程e3)において吸着剤が、固定床として配置されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記酸化処理が、オゾン、過酸化物又は次亜塩素酸塩を用いて実施されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項8】
工程e3)後の水相が、25ppmより少ない有機的に結合した炭素の含量を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。

【公表番号】特表2011−523648(P2011−523648A)
【公表日】平成23年8月18日(2011.8.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−510948(P2011−510948)
【出願日】平成21年5月20日(2009.5.20)
【国際出願番号】PCT/EP2009/056118
【国際公開番号】WO2009/153122
【国際公開日】平成21年12月23日(2009.12.23)
【出願人】(508020155)ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア (2,842)
【氏名又は名称原語表記】BASF SE
【住所又は居所原語表記】D−67056 Ludwigshafen, Germany
【Fターム(参考)】