[发明专利]一种气相光气化反应器及其在有机异氰酸酯合成中的应用

权利要求书

1.一种气相光气化反应器，包括：反应器本体(3)和混合器本体(6)，其特征在于：所述反应器本体(3)顶端设有盖板(3-5)，所述反应器本体(3)由内层管(3-1)、中间层管(3-2)和反应器外层管(3-3)将反应器本体由内到外分为中心腔体、中间夹层和外层夹套三层通道，所述内层管(3-1)顶部水平连接高温光气入口(2)，所述内层管(3-1)底端设有反应器分段出口(9)，所述高温光气入口(2)被包裹在中间夹层的顶端，所述高温光气入口(2)处的中间层管(3-2)上设有导热熔盐夹套出口(1)，所述中间层管(3-2)的底端设有导热熔盐入口(10)，所述外层夹套的顶部连接中压蒸汽入口(7)，所述外层夹套的底部设有中压蒸汽出口(4)；所述混合器本体(6)穿过反应器盖板(3-5)位于反应器本体(3)内层管(3-1)的中心腔体，所述混合器本体(6)外壁和反应器内层管(3-1)的内壁之间预留了环隙，所述环隙厚度为内层管(3-1)内径的0.5％-12％，所述混合器本体(6)外壁与高温光气入口(2)相通，所述混合器本体(6)包括有机胺和惰性气体的混合气体通道管(6-1)、气相光气通道(6-2)、混合器衬套(6-5)，所述有机胺和惰性气体的混合气体通道管(6-1)上端设有有机胺和惰性气体的混合气体入口(5)，所述有机胺和惰性气体的混合气体通道管(6-1)和混合器本体(6)内壁之间为气相光气通道(6-2)，所述混合器本体(6)外壁为混合器衬套(6-5)，所述混合器衬套(6-5)内部水平设置两个限位支撑件，所述有机胺和惰性气体的混合气体通道管(6-1)位于混合器本体(6)内部并穿过反应器顶部盖板(3-5)和混合器衬套(6-5)内置的限位支撑件(6-4)。

2.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于：所述盖板(3-5)上下分别设有混合器密封垫片(6-7)和反应器密封垫片(3-6)。

3.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于：所述反应器本体(3)的内层管(3-1)和中间层管(3-2)的材质为相同的耐腐蚀金属。

4.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于：所述反应器外层管(3-3)在中间部位设置至少一个膨胀节(8)。

5.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于：所述内层管(3-1)外壁底端设有堆焊防护层(3-7)，所述堆焊防护层(3-7)位于导热熔盐入口(10)处。

6.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于：所述内层管(3-1)和中间层管(3-2)之间以及中间层管(3-2)和反应器外层管(3-3)之间均设置至少两个限位卡环(3-4)。

7.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于：所述有机胺和惰性气体混合气体通道管(6-1)的内径为混合器本体(6)内径的7.2％-20％，有机胺和惰性气体混合通道(6-1)底部出口与混合器衬套(6-5)扩径上边沿的距离h1为混合器衬套直管段内径的0-200％。

8.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于：所述混合器衬套(6-5)为厚壁管段，所述混合器衬套厚度(6-5)为反应器内层管(3-1)内径的3％-26.5％。

9.根据权利要求1所述的气相光气化反应器，其特征在于：所述混合器衬套(6-5)下侧外壁上设置有至少4个均匀分布的限位器(6-6)，所述限位器(6-6)的高度为反应器内层管(3-1)内径的0.5％-12％，所述混合器衬套(6-5)下侧出口为扩径口，所述扩径口纵切面夹角α1为5°-24°。

10.如权利要求1所述的气相光气化反应器在在有机异氰酸酯合成中的应用，其特征在于：

以0.8MPa中压蒸汽预热反应器之后启动熔盐循环，并控制导热熔盐温度高于有机胺在该压力的下沸点20℃-210℃，将同样预热至导热熔盐温度的光气循环通入反应器中，光气的摩尔流量控制为有机胺的胺基摩尔流量的2.8-11倍，调节反应器内压力为绝对压力65-120kPa，待压力和光气流量稳定后投入同样预热至熔盐温度的有机胺和惰性气体的混合气体，有机胺的最大流量应控制反应停留时间介于1.5-30秒之间，惰性气体的摩尔流量为有机胺摩尔流量的0％-100％。