[发明专利]用于生产高纯光气的方法和装置

说明书

一种用于生产光气的反应器，该反应器包括：位于壳内的管道和位于管道和壳之间的空间；位于空间内的冷却介质和位于管道内的催化剂或位于管道内的冷却介质和位于空间内的催化剂；进料口；和产物混合物出口；其中管道包括以下中的一种或多种：微管道和第二管道部分；同心位于壳内的第一同心管道；扭状管道；内部支撑；和外部支撑。

相关申请的交叉引证

本申请要求享有2013年7月26日提交的美国临时专利申请序列号61/858,761；2013年7月26日提交的美国临时专利申请序列号61/858,813；2013年7月26日提交的美国临时专利申请序列号61/858,765；2013年7月26日提交的美国临时专利申请序列号61/858,776；和2013年7月26日提交的美国临时申请序列号61/858,770的权益。所述相关申请结合于本文中作为参考。

背景技术

光气(也称为碳酰氯或碳酰二氯)在有机化合物、单体和聚合物，例如，碳酸酯、异氰酸酯、脲、氯甲酸酯、氨基甲酸酯，聚氨酯和聚碳酸酯的制备中找到用途。在用于生产光气一种方法中，一氧化碳与氯气在含碳催化剂，如活性碳或碳化硅的存在下反应。该反应是强放热的，并且通常是在，例如，已类似于常规管壳式热交换器设计成的多管式反应器的反应器中进行。

四氯化碳副产物能够产生于光气反应中，并能够按照以体积计50～300份/百万(ppm)或更高的量存在。反应器中四氯化碳的存在能够不利地导致催化剂消耗。此外，这种高水平四氯化碳的存在对于四氯化碳在光气中的水平需要按体积计低于或等于10ppm才能使用光气的一些应用是不利的。

除去四氯化碳的光气纯化可能是很困难的，并且是任何光气厂的资本投资和操作成本的显著部分，因为纯化装置的施工材料昂贵，需要大壳封闭所述装置，并且还因为该过程是非常能量密集的。在全球范围内，基于约四十亿千克的光气生产，商用光气生产中产生的副产品四氯化碳的量每年能够高达二百万千克。

因此，不需要单独纯化过程的生产纯光气的方法是所希望的。

发明内容

公开了一种生产光气的方法，该方法包括在光气反应器中在催化剂存在下使一氧化碳和氯气反应以生产包含光气和四氯化碳的产物组合物，其中，反应是在有效提供基于光气的总体积按体积计0～10ppm的量的四氯化碳的条件下进行。

在一个实施方式中，生产光气的方法能够包括：在光气反应器中在催化剂存在下使一氧化碳和氯气反应以生产包含光气的最终产物组合物；其中，基于光气的总体积，四氯化碳以按体积计0～10ppm的量存在于最终产物组合物中；其中，光气反应器包括管道、壳、和位于管道和外壳之间的空间；并且其中催化剂被放置于管道中以及冷却介质位于空间内，或催化剂被放置于空间内以及冷却介质位于管道内。

在一个实施方式中，用于生产光气的反应器能够包括：位于壳内的管道和位于管道和壳之间的空间；位于空间内的冷却介质和位于管道内的催化剂或位于管道内的冷却介质和位于空间内的催化剂；进料口(feed inlet)；和产物混合物出口；其中管道包括以下中的一种或多种：微管道和第二管道部分(section)；同心位于壳内的第一同心管道；扭状管道(twisted tube)；内部支撑；和外部支撑。

以上描述的特征和其它特征通过附图、详细描述和实施例进行举例说明。

附图说明

现在参照附图，其是示例性实施方式，并且其中相同元件采用相同编号。

图1是组合的微管道和具有渐增(gradually increasing)直径的管道的图示说明；

图2是组合的微管道和具有逐步增加(阶梯式增加，stepwise increasing)直径的管道的图示说明；

图3是组合的微管道和具有多个进入(feed into)管道中的微管道的管道的图示说明；