提取光气的方法技术

提取光气化合物的方法，包括提供包含至少一个提取室的膜提取单元，所述提取室包括至少一个具有至少两侧（气体侧和液体侧）的膜接触器组件；使包含光气化合物的初始气体物流在膜接触器组件的气体侧上流动；并使适于溶解光气化合物的提取剂液体物流在膜接触器组件的液体侧上流动，使得提取剂液体物流从初始气体物流中吸收光气化合物，并提供富含光气化合物的第二提取剂液体物流。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及从气体物流中提取光气化合物的方法。此外，本专利技术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，其中移出包含光气化合物的流出物气体物流并从该流出物气体物流中提取光气化合物。专利技术背景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，通常使用过量的光气，或光气化通常不消耗反应混合物中的所有光气。因此，通常反应混合物（气态或液态并可能含有固体，例如存在于溶剂中的所有组分）包含光气。在将胺基团转化成异氰酸酯基团的方法中，在反应混合物中还获得和发现了氯化氢。通常从该反应中分离出氯化氢，并可将其用于其它方法或作为氯再循环过程的进料，只要将氯化氢纯化以满足其进一步使用的需要。通常还需要从反应混合物中移出光气，使得能够重新使用光气。专利技术目的本专利技术的目的尤其在于从包含光气的气体物流中分离光气，使得能够重新使用光气。本专利技术的另一目的是从包含光气和氯化氢（HCl）的气体物流中分离光气，使得能够重新使用光气和/或剩余的氯化氢。本专利技术的另一目的是从包含光气和其它气体如一氧化碳[CO]、二氧化碳[CO2]、氮气[N2]、氯化氢[HCl]和/或氯气[Cl2]的气体混合物中分离光气。本专利技术的另一目的是开发一种方法，该方法能够经受侵蚀性化学物质，并且可靠地用于完全连续的工业规模操作方法。再一目的是在连续操作方法中从气体物流中分离光气，所述连续操作方法例如通过胺的光气化将胺转化成相应的异氰酸酯组分的方法。进一步的目的是减小制造异氰酸酯的完全连续操作方法中吸收塔、汽提塔、蒸馏塔等等的尺寸或甚至不需要使用它们，在所述完全连续操作方法中从包含光气和其它气体如氯化氢的气体物流中分离光气，如WO2004056758和WO2013026592中所述。专利技术概述通过根据权利要求1的方法至少部分实现（如果不能完全实现）除其它之外的上述目的。通过从初始气体物流中提取光气化合物的方法至少部分实现（如果不能完全实现）除其它之外的上述目的，所述方法包括：提供包括至少一个提取室（extracting cell）的膜提取单元，所述提取室包括至少一个包含膜的膜接触器组件，所述膜具有至少两侧，气体侧和液体侧；使包含光气化合物的初始气体物流在膜接触器组件的气体侧上流动；并使适于溶解光气化合物的提取剂液体物流在膜接触器组件的液体侧上流动，使得提取剂液体物流从气体物流中吸收光气化合物，并提供富含光气化合物的第二提取剂液体物流。令人惊讶地，我们已经发现，使用包含合适的膜的膜接触器组件，气体物流中的光气可以进入包含提取剂的液体物流，并混合和/或溶解在该提取剂中。令人惊讶地，已经发现存在适于允许从气体中提取光气化合物的膜。此外，已经发现，当初始气体物流进一步包含其它气体如氯化氢时，该膜适于使光气化合物通过，所述光气化合物将被提取在提取剂液体中并溶解在提取剂液体中，而其它气体如HCl基本保留在气体物流中，获得富含光气的提取剂和贫光气的第二气体物流。独立权利要求和从属权利要求阐述了本专利技术的特定和优选特征。来自从属权利要求的特征可以在适当情况下与独立权利要求或其它从属权利要求的特征结合。本专利技术的上述及其它特性、特征和优点将由以下详述结合附图而变得明显，所述附图以举例的方式图解了本专利技术的原理。给出描述仅出于举例说明的目的，而不限制本专利技术的范围。下文引用的参考图指的是附图。定义和术语在本专利技术的上下文中，下列术语具有以下含义：1）除明确作出不同的陈述之处，当提到w%或wt%或%wt或“重量百分比”的组分时，这是指这种组分的重量/此时其中存在该组分的流体或产物的总重量，该比率以百分比表示。2）除非另行指明，术语“bara”是指以单位“bar”表示的绝对压力，其中1 bar等于100 kPa和0.987 atm。3）膜接触器组件是包含膜的装置，所述膜允许在气体侧的气相和在液体侧的液相彼此接触以便在两相之间传质，而无需将一种相分散在另一种相中。膜接触器组件包含膜，所述膜是微孔的，并使得随后没有液体穿过孔隙进入膜的气体侧。该膜充当气相和液相之间的屏障，并允许它们在膜的孔隙处相互作用。4）根据本专利技术，氯化氢，即HCl，指的是该化合物本身。其并非是指盐酸——与水接触并离子化的化合物。5）根据本专利技术，“光气化合物”是适于提供光气化反应的化合物，并优选选自光气（即碳酰二氯或COCl2）、溴氯光气（即碳酰溴氯或COBrCl）和二溴光气（即碳酰二溴或COBr2）或其混合物。6）根据本专利技术，词语“溶解”并非意在明确地对应于光气化合物分子在提取剂液体中的实际物理状态。用于本专利技术时，光气化合物在提取剂中的“溶解”意味着光气化合物溶于该提取剂液体和/或与该提取剂液体混合。详述本专利技术的第一方面涉及从初始气体物流中提取光气化合物的方法，包括：·提供包括至少一个提取室的膜提取单元，所述提取室包括至少一个具有膜的膜接触器组件，所述膜具有至少两侧，气体侧和液体侧；·使包含光气化合物的初始气体物流在该膜的气体侧上流动；和·使适于溶解光气化合物的提取剂液体物流在该膜的液体侧上流动，使得提取剂液体物流从该气体物流中吸收光气化合物，并提供富含光气化合物的第二提取剂液体物流。膜提取单元具有至少两个流入口（inflow）和至少两个流出口（outflow）。膜提取单元包括至少一个提取室，所述提取室包括至少一个膜接触器组件单元。各膜提取单元具有至少一个用于进料包含光气化合物的初始气体流的流入口和至少一个用于进料提取剂的流入口，以及至少一个用于第二气体物流的流出口和至少一个用于富含光气化合物的第二提取剂液体物流的流出口。膜接触器组件和来自该组件的膜具有至少两侧，气体侧和液体侧，并将提取室分成至少两个部分，气体部分和液体部分。将包含光气化合物的初始气体物流进料至该提取室的气体部分，将包含提取剂的液体物流进料至该提取室的液体部分。来自膜接触器组件的膜在该膜接触器组件的气体侧上接触初始气体，并在该膜接触器组件的液体侧上接触提取剂液体。膜接触器组件使得初始气体与提取剂液体在该膜接触器组件的膜的孔隙处彼此直接接触。在膜的孔隙处，产生包含光气化合物的气体与提取剂液体之间的界面。在该界面处，光气化合物溶解在提取剂液体中。这在液体侧得到了变得富含光气化合物的第二提取剂液体。在此第一方面的一个实施方案中，初始气体物流包含光气化合物和选自一氧化碳、二氧化碳、氯化氢、氮气和/或氯气的第二气体化合物。提取剂液体是对于光气化合物比对于第二气体化合物更好的溶剂。由于光气化合物与该气体化合物的溶解度差异，光气化合物将在膜接触器组件的孔隙处溶解在提取剂液体中，而该气体化合物基本保留在气体侧。应当认识到，在实践中，一部分气体也可以穿过该膜。该实施方案的方法除了富含光气化合物的第二提取剂液体物流之外还提供了与初始气体物流相比贫光气化合物并富含（一种或多种）所述气体化合物的第二气体物流。该实施方案中提取单元的一个流出口用于贫光气化合物的第二气体物流。优选的第二气体化合物是HCl。优选的光气化合物是光气（COCl2）。HCl和光气的气体混合物常常在制造异氰酸酯的工艺中提供。通常需要将HCl与光气分离，以便能够重新使用光气，并从气体混合物中纯化HCl。另一优选的第二气体化合物是CO和Cl2的组合。光气在反本文档来自技高网...

【技术保护点】
从初始气体物流中提取光气化合物的方法，其包括：·提供包含膜的膜接触器组件，所述膜具有至少两侧，气体侧和液体侧；·使包含光气化合物的初始气体物流在所述膜的气体侧上流动；和·使适于溶解所述光气化合物的提取剂液体物流在所述膜接触器组件的液体侧上流动，使得提取剂液体物流从所述初始气体物流中吸收光气化合物，并提供富含所述光气化合物的第二提取剂液体物流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.02.12 EP 14154766.11.从初始气体物流中提取光气化合物的方法，其包括：·提供包含膜的膜接触器组件，所述膜具有至少两侧，气体侧和液体侧；·使包含光气化合物的初始气体物流在所述膜的气体侧上流动；和·使适于溶解所述光气化合物的提取剂液体物流在所述膜接触器组件的液体侧上流动，使得提取剂液体物流从所述初始气体物流中吸收光气化合物，并提供富含所述光气化合物的第二提取剂液体物流。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述初始气体物流包含光气化合物和选自氯化氢、一氧化碳、二氧化碳、氮气和/或氯气及其任意组合的第二气体化合物；其中所述提取剂液体物流对于所述光气化合物具有比对于所述第二气体化合物更高的溶解能力；和其中提供贫光气化合物的第二气体物流。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述光气化合物选自光气（COCl2）、溴氯光气（COBrCl）和二溴光气（COBr2）或其混合物。4.根据权利要求2至3任一项所述的方法，其中所述提取剂液体在所述光气化合物与所述第二气体化合物之间产生0.02至0.08、优选0.03至0.07、最优选0.04至0.06的相对挥发度α，其为K值之比[K1/K2]，其中K1是气相中所述光气化合物的浓度除以液相中所述光气化合物的浓度，和其中K2是气相中所述第二气体化合物的浓度除以液相中所述第二气体化合物的浓度，当所述提取剂液体、所述第二气体物流和所述光气化合物在1 bar和0℃下处于非动态体系中时。5.根据权利要求2至4任一项所述的方法，其中所述光气化合物具有0.70至1.40、优选0.8至1.3的K1值；和/或其中所述第二气体化合物具有8至70、优选10至45的K2值；和/或其中所述提取剂液体具有0.001至0.010、优选0.003至0.007的K3值，其中；当所述提取剂液体、所述第二气体物流和所述光气化合物在1 bar和0℃下处于非动态体系中时。6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其中所述提取剂液体选自单氯苯、二氯苯、环己烷和甲苯。7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其中在所述气体侧的压力高于在所述液体侧的压力。8.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其中在所述气体侧的压力比在所述液体侧的压力高0.1至10 bara。9.根据权利要求1至8任一项所述的方法，其中所述膜接触器组件包括具有足以使所述光气气体从气体侧穿过...

【专利技术属性】
技术研发人员：R莫亚泽，AJ兹尤，RH卡尔，
申请(专利权)人：亨茨曼国际有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US