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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于生产高纯光气的方法和装置 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。
技术介绍
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IOppm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 的副广品四氣化碳的量每年能够尚达^?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。
技术实现思路
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~IOppm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 化碳以按体积计〇~IOppm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； 图4是同心管道反应器的截面的图示说明； 图5是平滑螺旋（helical)扭状管道的图示说明； 图6是螺形（corkscrew)扭状管道的图示说明； 图7是锯齿螺旋扭状管道的图示说明； 图8是波纹扭状管道的图示说明； 图9是臌肚扭状管道的图示说明； 图10是扭状管道反应器的管道侧流的图示说明； 图11是扭状管道反应器的壳侧流的图示说明； 图12~19是各种内部支撑的图示说明； 图20是外部支撑螺旋元件的图示说明； 图21是外部支撑环形元件的图示说明； 图22是外部支撑镶嵌元件的图示说明； 图23是外部支撑锯齿元件的图示说明； 图24是外部支撑线形元件的图示说明； 图25是外部支撑切口螺旋元件的图示说明； 图26是外部支撑切口环形元件的图示说明； 图27是外部支撑波纹螺旋元件的图示说明； 图28是外部支撑开槽波纹螺旋元件的图示说明；和 图29是外部支撑开槽螺旋元件的图示说明。【具体实施方式】 光气通常在填充床多管式反应器中生产。例如，适用作光气反应器的典型多管式 反应器由（consist of)容纳许多填充有催化剂的管道的壳和管道和壳之间循环以除去反 应热的冷却介质组成。因为通常的催化剂具有差导热性而多管设计由于有效传热面积而受 限，则多管式反应器能够具有范围为400~800摄氏度CC )的高峰值管道温度（热点）。 令人惊讶的发现，四氯化碳的形成与填充床中的峰值反应温度直接相关，不期望受理论所 束缚，据信，四氯化碳的形成主要发生于这些热点中。具体而言，实验在实验室规模反应器 中实施，在这种反应器中测定了峰值反应器温度与四氯化碳的量，并开发出传递函数将峰 值反应器温度关联于所获得的光气中的四氯化碳的量（，以按体积计份/每百万份 计）。所获得的传递函数如下等式1所示。 ln (ppm) = 0· 012T峰值（Κ)-3· 88 (I) 等式1预测，光气中四氯化碳的量按照指数方式随着峰值温度T4w (以开尔文（K) 计）降低而减少。 因此，令人惊讶的是，发现，减少或消除光气反应器中热点的形成，使得峰值反应 温度小于800°C，具体而言，小于或等于400°C，更具体而言，小于或等于350°C，甚至更具体 而言，小于或等于300°C，能够导致具有基于光气的体积按体积计小于或等于lOppm，9ppm， 8ppm，7ppm，6ppm，5ppm，4ppm，3ppm，2ppm，lppm，或 Oppm 的四氯化碳的光气形成。因此，本申 请人开发了一种能够通过增加光气反应器的可用每单位体积的传热面积而减少或防止形 成热点的方法和反应器。例如，典型的商用多管式光气反应器具有的有效每单位体积的传 热面积为100平方米/立方米（m 2/m3)的数量级。至少一种以下技术能够用于实现高传热 速率，以减轻或消除有助于光气中较高水平的四氯化碳的热点形成 ：a)使用比常规多管式 反应器更大的每单位体积的传热面积，例如，100~10, OOOm2Ai3的每单位体积的传热面积 的修改的反应器设计；和b)使用增加壁接触面积/单位体积的修改的反应器设计以提高 床-反应器壁的传热。这些方法中的每种都举例说明于以下描述的各个实施方式中。 如上所描述的，光气能够在光气反应器通过一氧化碳和氯气反应气体反应而制 备。令人惊讶的是，发现，有利于更好地除热的光气反应器结构能够导致四氯化碳浓度降 低。光气反应器能够具有100~10, 〇〇〇m2/m3,例如，250~10, 000m2/m3,或500~10, OOOm2/ m3,或750~8, 000m2/m3,或1，000~5, OOOmVm3的每单位体积的传热面积。 光气反应器（也称为"管式反应器"）能够包括任何数量的管道，例如，1~300,或 2至250,或3至本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生产光气的方法，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的最终产物组合物；其中，四氯化碳以基于光气的总体积按体积计0～10ppm的量存在于所述最终产物组合物中；其中，所述光气反应器包括管道、壳和位于所述管道和所述壳之间的空间；并且其中，所述催化剂被放置于所述管道内以及冷却介质位于所述空间内，或所述催化剂被放置于所述空间内以及冷却介质位于所述管道内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘卡杰·辛格·高塔姆，小威廉·E·霍拉，
申请(专利权)人：沙特基础全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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