[发明专利]从包含光气和氯化氢的流体流中分离光气和氯化氢的方法

说明书

本发明涉及通过胺的光气化将胺转化成相应的异氰酸酯组分的方法。本发明特别涉及这种方法的排出流中的氯化氢和光气的提纯和/或分离。

在使用光气将胺转化成异氰酸酯的方法中，如本领域中公知的那样，一个缺点在于在光气化法中，通常使用过量光气，或光气化通常不消耗反应混合物中的所有光气，同时通过胺基团转化成异氰酸酯基团获得氯化氢。因此，通常，反应混合物（气体或液体，例如所有组分溶解在溶剂中）包含光气和氯化氢。

通常从反应中分离出氯化氢，并可用于其它工艺或作为再循环流，只要将氯化氢提纯以符合其进一步使用的需要。

如例如EP1575906A中所述，通常需要从氯化氢中除去光气。

本发明的一个目的是提供从包含光气和氯化氢的流体流中分离光气和氯化氢的方法，所述方法在能量消耗方面花费较低。本发明的方法可以降低吸收塔、汽提塔、蒸馏塔等的尺寸或甚至不需要使用它们以有效地将光气与氯化氢分离。本发明的方法可改进在连续操作中的光气和氯化氢分离的收率和/或效率。

本发明的将氯化氢与光气分离的方法与从光气中除去氯化氢的传统方法相比可以在设计上较不复杂，可需要较少设备和/或设备安装成本，并在使用上较不复杂。

根据本发明的第一方面，提供将包含光气和氯化氢的初始流体流分离成至少第一和第二流体流的方法，第一流体流是富氯化氢和贫光气的气流，第二流体流是贫氯化氢和富光气流。通过将初始流体流供给至膜分离单元进行分离，所述膜分离单元将初始流体流分离成第一和第二流体流。

所述膜分离单元带有至少一个流入装置和至少两个流出物流出装置并包含至少一个分离池，各池具有进料和两个输出流——该池的渗余物（retentate）和渗透物。

在各池中，使包含光气和氯化氢的流体与该池中存在的膜的一侧（渗余物侧）接触，该膜是进料流中的一种或多种组分可透过的。一些组分的至少一部分穿过该膜至膜的另一侧（渗透物侧），由此形成该池的渗透物流。未穿过该膜的其它组分形成该池的渗余物流。

对于该流体的一些组分，该膜可以是半透的，即进料流中的所有组分的一部分会穿过该膜，另一部分不穿过。通过选择与光气的渗透性相比更可透氯化氢的膜，该池的渗透物包含比进料多的氯化氢和比进料少的光气。因此，获得富氯化氢和贫光气的渗透物。所述富氯化氢和贫光气的渗透物是气流。

渗余物——其可以是液体或气体，包含比进料多的光气和比进料少的氯化氢。因此，提供贫氯化氢和富光气的渗余物。任选地，一部分渗余物和/或渗透物可以再循环并与初始流体流掺合以将其送回膜分离单元的流入侧。

初始流体流（任选是气体）经由所述至少一个流入装置供应至膜分离单元。第一和第二流体流各自分别经由第一和第二流出物流出装置离开膜分离单元。

在膜分离单元仅包含一个分离池的情况中，使用初始流体流作为这一分离池的进料，这一池的渗透物提供第一流体流，渗余物提供第二流体流。

如果膜分离单元包含多于一个分离池，这些池可以彼此并联，即使用初始流体流作为所有分离池的进料，将这些池的渗透物合并提供第一流体流，并将这些池的渗余物合并提供第二流体流。或者，这些多于一个池可以串联。在其最简单的形式中，使用初始流体流作为串联的N个池的第一池的进料，各后继池的进料是前一池的渗余物。第一流体是这些池的所有渗透物的组合，而第二流体流是该序列中的最后一个池的渗余物。或者，使用初始流体流作为串联的N个池的第一池的进料，各后继池的进料是前一池的渗余物或渗透物。第一和第二流体流是该序列末端的池的渗透物和/或渗余物的适当组合。优选地，第一流体流是该序列末端的池的渗透物的组合，而第二流体流是该序列末端的池的渗余物的组合。

要理解的是，多于一个分离池序列可以并联，即使用初始流体流作为各序列的第一分离池的进料，并且各序列提供一部分第一和第二流体流。

任选地，在该流体是气相的情况下，可以采取措施避免气流在后继池之间冷凝。例如，可以在连续的池之间提供冷凝器或加热器。或者或另外，这些池也可以本身是温控的，例如带有加热和/或冷却装置。

因此，可以获得初始流体流中存在的光气和氯化氢的部分分离。

合适的膜是陶瓷、玻璃、碳、金属、杂化物或聚合膜，该膜是多孔或无孔的。优选使用碳基膜、碳化硅膜、聚酰亚胺膜、PEEK膜、沸石膜或全氟聚合物基膜。

要理解的是，也可以选择较可透光气和较不可透氯化氢的膜，以提供类似的作用。