[发明专利]一种低氯化氢含量的高纯光气的生产工艺

说明书

技术领域：

本发明涉及一种低氯化氢含量的高纯光气的生产工艺，尤其是从一氧化碳和氯气反应生成的光气的混合物中脱除氯化氢，提纯光气的方法。

背景技术：

光气是一种重要的有机中间体，在农药、医药、工程塑料、聚氨酯材料以及军事上都有许多用途，尤其是生产异氰酸酯、聚碳酸酯的重要原料。

工业上通常由一氧化碳(CO)和氯气在催化剂存在下反应得到光气，该方法最早可参见Ullmann′s Encyclopedia of Industrial Chemistry(第五版，第A19卷，第413页)。反应机理如下：

用这种方法生产的光气所含杂质的含量依工艺条件不同而变化。杂质来源于光气合成过程中某些不希望发生的副反应，主要杂质有：CO过氯化、活性炭和甲烷的氯化反应生成的四氯化碳；原料(CO和氯气)中不可避免的杂质氢气的氯化反应生成的氯化氢等。

用以上方法制备的光气中四氯化碳的含量一般为250-2000ppm，氯化氢含量一般为200-5000ppm。由于卤代烃对环境有害，人们对如何降低光气中的四氯化碳进行了多方面的研究，如美国专利US60012021，德国专利DE19848668.5以及日本专利JP88-156040和JP80-014044分别提出了降低光气中的四氯化碳的方法。光气中氯化氢的存在降低了光气的纯度，在光气生成异氰酸酯、聚碳酸酯等下游应用中，发生副反应，还有可能遇水生成盐酸对设备产生腐蚀，因此应在光气产品中尽可能减少氯化氢的含量。德国专利DE102004044592.3描述了一种分离氯化氢和光气的方法，该方法所述的混合物只含有氯化氢和光气两种组份。德国专利DE10260084.8描述了一种氯化氢和光气混合物的分离方法，该方法所描述的混合物包括氯化氢、光气、可能的溶剂、低沸物和一般在通过胺与光气反应制备异氰酸酯的过程获得的惰性混合物，该方法主要目的是通过用惰性气体如氮气将光气中的氯化氢除去，并将获得光气或光气溶液循环到异氰酸酯合成的反应段。

目前，传统的分离提纯光气的方法是利用多级冷凝的方式把混合气体中的大量光气冷凝成为液体，从而实现光气与反应器中的过量CO和不凝气分离，其工艺流程为：从光气合成器来的富含光气、并含有未反应完的过量一氧化碳和其它杂质的混合气体经过一级冷凝器和二级冷凝器，使混合气体中的绝大部分光气冷凝下来，经过气液分离罐，罐顶物流富含未反应完的过量一氧化碳和其它不凝气，经过溶剂回收其中的光气后去其它工序处理，罐内即获得产品光气。在光气合成反应器中，为了使氯气反应完全，一般加入过量CO。这种方法的缺点是大部分氯化氢会随着光气一起冷凝。

发明内容：

本发明的目的是提供一种氯化氢含量更低的高纯度光气的生产工艺，即从一氧化碳和氯气反应生成光气的混合物中脱除氯化氢、提纯光气，该工艺可以大大减少制备的光气中HCl的含量，所生产的光气可用于异氰酸酯、聚碳酸酯及其它以光气为原料的产品。

为了实现上述发明目的，本发明提供的一种低氯化氢含量的高纯光气的生产工艺，按照如下步骤操作：(1)从光气合成器来的富含光气、并含有未反应完的过量一氧化碳和其它杂质的混合气体进入至少一个精馏塔，精馏塔顶有分凝器，液相提供回流，让大部分氯化氢由精馏塔顶随CO排出，同时精馏塔底获得高纯度的光气；(2)精馏塔顶排出的以CO为主的气体再经过至少一个吸收塔洗涤回收其中的光气。

本发明所提出的精馏塔是带有回流冷凝器的填料塔或者板式塔，其塔体和内件的材质为碳钢或者不锈钢，优选填料塔，填料是规整填料或者乱堆填料，最优为不锈钢乱堆填料塔。塔的理论板数一般为3～10块，优选5～8块，操作压力一般为0.3～0.6MPa，优选0.4～0.5MPa。

精馏塔顶有分凝器，饱和全回流，回流比一般为18～24(质量)，优选为19～21。

分凝器气相采出，进入吸收塔用溶剂回收CO挟带的光气。

精馏塔塔顶排出的尾气经吸收塔用溶剂吸收其中的光气，吸收塔是填料塔或者板式塔，优选填料塔。操作压力为0.3～0.6MPa，优选0.4～0.5MPa，理论板数为3～10块，优选5～8块。

吸收塔所用的溶剂是对光气溶解性能好的有机溶剂，包括甲苯、氯苯、邻二氯苯、二甲苯、邻二甲苯、DEIP等，优选甲苯和氯苯。回收溶剂用量与不凝气量的质量比为2～5，优选2.5～3.0。

与现有技术相比，本发明的一种低氯化氢含量的高纯光气的生产工艺具有如下优点：