[发明专利]一种光气合成塔催化剂更换的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光气合成塔催化剂更换的方法，特别涉及一种光气合成塔催化剂更换时催化剂中光气快速脱除的方法。

技术背景

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。光气的制备方法很多，目前工业化制造光气的主要方法是用一氧化碳和氯气作原料，以活性炭为催化剂合成光气，常用的活性炭是椰壳炭和煤基炭。目前工业上生产的光气80％用于异氰酸酯的生产，主要用于MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)、TDI(甲苯二异氰酸酯)及聚碳酸脂的生产。生产异氰酸酯对原料光气质量要求很严格，其中光气中游离氯含量控制在200ppm以内，工业上一般采用CO相对于氯气过量5-10％来控制合成光气中游离氯含量。光气合成后期，随着催化剂活性炭粉化及催化能力下降，合成光气中游离氯含量升高，需要更换光气合成塔的催化剂。

光气作为一种剧毒化学品，空气中最高允许浓度为0.5ppm。更换光气合成塔活性炭前需要将合成塔中残留的光气及活性炭中吸附的光气完全吹扫出来。活性炭对光气饱和吸附量较大，需要很长时间吹扫才能将活性炭中光气完全脱除，影响光气合成塔催化剂更换时间，还需要消耗大量氮气。

专利CN102502700A公开了一种合成氨系统更换催化剂的方法。专利中描述合成系统泄压后向合成系统通入二氧化碳气体，利用二氧化碳气体对系统进行气体置换，但是对于脱除活性炭中的微量光气效果较差，导致最终吹扫时间较长。

专利CN202199338U公开了一种固体催化剂更换装置。专利中描述通过在催化剂储罐顶部增加抽真空阀及物料进口，抽真空阀通过真空管与真空泵连接，物料进口通过物料管与反应器内盛装催化剂的列管联通。但光气合成塔活性炭对光气吸附量较大，且合成塔出口对光气浓度要求极低，直接通过真空系统很难在较短时间将合成塔中光气完全脱除。

专利CN101829526A公开了一种催化剂更换系统、催化剂更换方法及具有该系统的精馏塔。专利描述催化剂通过精馏系统处理后再通过泵送至反应系统。但是光气合成塔为气-固反应系统，且活性炭到达使用寿命后不可再生。

上述专利中所描述的合成塔催化剂更换的方法存在光气吹扫时间较长、催化剂更换设备复杂。报道中尚未披露快速吹扫光气合成塔，提高光气合成塔催化剂更换速度的工艺方法。因此针对光气合成塔体系的特点及光气的性质，需要开发一种既能快速脱除光气合成塔中光气并且便于安全操作的方法。

现有技术中采用单纯氮气直接吹扫光气合成，对于吹扫后期光气浓度较低情况下需要消耗大量氮气，且吹扫速度很慢，合成塔中仍残留部分光气，更换合成塔催化剂时安全风险很大。

发明内容

本发明的目的是提供一种光气合成塔催化剂(例如活性炭)更换的方法，通过氮气吹扫及氨气吹扫和任选的氨气憋压能够快速将光气合成塔中光气脱除至0.5ppm以下，该方法能够显著降低光气合成塔催化剂更换时间，工艺流程简单，降低氮气消耗量且工艺操作安全性高。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的第一个实施方案，提供在光气合成塔的催化剂(例如活性炭)更换之前快速脱除催化剂中光气的方法，该方法包括：

A)氮气吹扫步骤：光气合成塔停止一氧化碳及氯气进料后，从光气合成塔底部通入氮气吹扫，将光气合成塔中光气吹扫至光气分解塔，直至测定光气合成塔出口光气浓度低于规定的水平为止，相对于气体总体积量，光气的浓度为0.5％(v/v)以下，优选为0.05-0.5％(v/v)，更优选为0.1-0.45％(v/v)；

任选的B)憋压步骤：关闭光气合成塔的出口，从光气合成塔底部通入氨气，让光气合成塔憋压，然后打开光气合成塔的出口而排出光气合成塔内的气体，其中，包括憋压和打开光气合成塔的出口的这两个操作过程进行一次或重复进行多次；

和

C)氨气吹扫步骤：从光气合成塔底部持续通入氨气进行吹扫。