مقدمة لعملية تجانس الأمينات - المبادئ الأساسية

يعد التفاعل بين الأمين والفوسجين (كلوريد الكربونيل) لتصنيع الإيزوسيانات هو الطريقة الأكثر أهمية لإنتاج الإيزوسيانات. في الوقت الحالي، تستخدم مصانع الأيزوسيانات واسعة النطاق بشكل عام عملية إنتاج الفوسجينات.

جيل الفوسجين

تتم تنقية وتجفيف أول أكسيد الكربون وغاز الكلور قبل خلطهما بنسبة مولية قدرها CO = 1.1:1 وإدخالهما في مفاعل أنبوبي. استخدام الكربون المنشط كمحفز عند درجة حرارة حوالي 100°ج، يمكن أن يصل معدل التحويل إلى 98% إلى 100%. تتم إزالة حرارة التفاعل عن طريق تعميم الماء الساخن أو الزيت.

في البداية، تم استخدام طريقة فوسجيناتيون ذات درجة حرارة عالية في خطوة واحدة لتحضير الأيزوسيانات. بسبب ردود الفعل الجانبية العديدة وانخفاض العائدات، تم القضاء على هذه العملية. تم تطويره لاحقًا إلى عملية نسج من خطوتين: فسجينا باردا يليه فسجينا ساخنا.

التسمم البارد

يحدث الفوسجين البارد في النطاق المستقر من 0 ~70°C، والتي تنطوي في المقام الأول على ردود الفعل التالية:

R-NH2 + COCl2 → R-NHCOCl + حمض الهيدروكلوريك

R-NH2 + حمض الهيدروكلوريك → R-NH2·حمض الهيدروكلوريك (التفاعلان المذكوران أعلاه هما التفاعلات الرئيسية)

R-NH2 + R-NHCOCl → R-NH2·حمض الهيدروكلوريك + R-NCO

R-NH2 + R-NCO → R-NHCONH-R

الفوسفات الساخن

يتضمن الفسفرة الساخنة تفاعلًا إضافيًا لسائل تفاعل الفسفرة الباردة مع الفوسجين في نطاق ثابت قدره 80-200°C. التفاعلات الأولية التي تحدث خلال هذه العملية هي كما يلي:

R-NHCOCl → R-NCO + حمض الهيدروكلوريك

R-NH2·حمض الهيدروكلوريك + COCl2 → R-NCO + 3HCl (التفاعلان المذكوران أعلاه هما التفاعلات الرئيسية)

R-NH2·حمض الهيدروكلوريك + R-NCO → R-NHCONH-R + حمض الهيدروكلوريك

R-NHCONH-R + COCl2 → 2R-NCO + 2HCl + مواد تشبه القطران

من عملية تفاعل الفسفرة، من الواضح أن مركبات اليوريا المتكونة من التفاعلات الجانبية تستهلك غاز الفوسجين بشكل أكبر، مما ينتج عنه نفايات تشبه القطران ويقلل إنتاج الأيزوسيانات. لذلك، لتقليل تكوين مركبات اليوريا أثناء عملية الفوسجين البارد وزيادة إنتاج منتجات الأيزوسيانات، تتفاعل المركبات الأمينية بشكل عام أولاً مع حمض الهيدروكلوريك أو ثاني أكسيد الكربون لتكوين أملاح هيدروكلوريد أمين أو كربونات، خاصة بالنسبة للمركبات الأليفاتية.

طرق الإنتاج الصناعي للإيزوسيانات العطرية

على الرغم من الاختلافات في مستويات المعدات التي تعتمدها الشركات المختلفة، فإن طرق الإنتاج الصناعي للأيزوسيانات العطرية تتبع عمومًا هذه الخطوات:

يتم إذابة المركبات الأمينية في مذيبات عطرية خاملة مثل الأنيلين أو ثنائي كلورو البنزين أو التولوين، ويتم تحضير الفوسجين أيضًا في نفس محلول المذيب (أو في صورة غازية). ويتم تفاعل كلاهما في مفاعل فسجينة بارد عند درجات حرارة أقل 70°C.

يتم نقل الملاط من مفاعل الفسفرة الباردة إلى مفاعلات الفسفرة الساخنة المتصلة بسلسلة 1-3. يتم زيادة درجة الحرارة في كل مفاعل تدريجيًا، ويتم التحكم فيها عمومًا في حدود 100 درجة مئوية200°C (يتم تحديد الحد الأعلى لدرجة الحرارة بشكل أساسي من خلال نقطة غليان المذيب المحدد)، ويتم توفير غاز الفوسجين الإضافي لعدة ساعات.

يتم نفخ خليط التفاعل من مفاعل الفسفرة الساخن الأخير بغاز خامل مثل النيتروجين أو الميثان لعدة ساعات لإزالة المنتج الثانوي HCl وأي فوسجين متبقي غير متفاعل. يتم بعد ذلك تقطير المذيب ومنتجات الأيزوسيانات والبقايا. يتراوح إنتاج الأيزوسيانات بشكل عام بين 85% و95%.

عمليات إنتاج الفوسفات

هناك خمس عمليات إنتاج phosgenation الرئيسية:

1  عملية إنتاج المفاعل دفعة واحدة

2  عملية إنتاج المفاعل المستمر

3  عملية إنتاج ذات درجة حرارة عالية في خطوة واحدة

4  عملية الإنتاج المضغوطة

5  عملية الإنتاج المستمر للبرج