CN107324334B - 一种由双光气或三光气生产光气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种由双光气或三光气生产光气的方法，包括溶液配置、溶液除杂、催化分解、光气精制和溶剂回收。采用双光气或三光气的溶液来和催化剂接触反应，可通过控制溶液浓度来灵活控制反应速度。在双光气或三光气溶液接触催化剂之前首先进行净化，防止催化剂中毒，延长了催化剂的使用寿命，降低了成本。采用光气解析精制塔用于除去光气中夹带的水分和溶剂，可以防止溶剂以及原料中携带的水分随光气进入光气使用单元，避免增加副反应和设备腐蚀。

Description

一种由双光气或三光气生产光气的方法
技术领域
本发明属于光气制备领域，具体涉及一种由双光气或三光气生产光气的方法。
背景技术
光气作为最经济的羰基化试剂已经被广泛的应用于医药、农药以及新材料的合成工艺中，并且作为以上工业中的主要原料之一，成为现代化学工业必不可少的原材料。但是光气的剧毒特性又成为制约其应用的巨大障碍。随着国家对环保与安全管理的逐渐深入和强化，光气的工业合成及应用范围已经逐渐集中在异氰酸酯、PC及主要农药中间体的生产过程中。小众羰基化产品的生产主要依赖双光气和三光气。而有些个别工艺过程中，双光气和三光气是不能直接使用的，而是要首先分解产生光气。
现有光气制备方法存在以下缺点：1.在常温下催化分解液态的双光气或者固态的三光气需要比较特殊的催化剂，该催化剂的筛选过程十分复杂和漫长，且催化剂成本很高；2.加热升温的状态下可以使用普通催化剂催化分解液态的双光气或者熔融的三光气，但是双光气的毒性以及熔融三光气的剧烈气化和凝华都会构成重大危险源，且后者根本无法控制；3.直接用普通催化剂催化分解双光气和三光气的过程中，催化剂会在短短4-6个小时内失去催化活性；4.由于三光气具有非常强的吸水性，因此在催化分解三光气的过程中，光气会携带较多的水分，含水量的多少和三光气的存放时间有关，三光气在出厂时即含水＞0.5w％，存放时间越长含水量越多；而羰基化反应往往会产生氯化氢气体，水分的存在会导致大面积的设备腐蚀。
因此，对于以纯光气为原料的精细化工产品的生产，一种经济可行、安全稳定、质量可靠的双光气或三光气分解技术方法十分重要。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种由双光气或三光气生产光气的方法，该方法反应条件温和安全，反应速度可灵活控制，生产过程可连续进行，延长了催化剂的使用寿命，降低了成本，制得的光气产品纯度高。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种由双光气或三光气生产光气的方法，包括以下步骤，
(1)将双光气或三光气溶解在溶剂中得双光气或三光气溶液；
(2)将步骤(1)所得的双光气或三光气溶液除杂得净化的双光气或三光气溶液；
(3)将步骤(2)所得的净化的双光气或三光气溶液通过反应器在催化剂催化分解下得含粗光气和溶剂的气液两相介质；
(4)步骤(3)所得的气液两相介质进入光气解析精制设备得纯净的光气，溶剂通过溶剂回收分液罐后按照步骤(1)-(4)回收利用，水分从溶剂回收分液罐底部排出。
优选的，步骤(1)所述的溶剂为苯、甲苯、氯仿、四氢呋喃、二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、氯苯、邻二氯苯或间苯二甲酸二乙酯中的一种或几种。
进一步的，步骤(1)中所述双光气或三光气溶液质量浓度≤60％。
进一步的，步骤(2)中所述除杂方式为吸附、过滤、离心分离或多种方法联合使用。
进一步的，步骤(3)中所述反应器为列管式固定床催化反应器，50-100℃时，催化剂作用20-50min。
进一步的，步骤(3)所述的反应器为搪瓷夹套搅拌釜式反应器。
优选的，步骤(3)所述的催化剂为菲啶、酞花青、金属酞花青、活性炭或聚2-乙烯基吡啶中的一种或几种。
进一步的，步骤(3)所述的光气解析精制设备为光气解析精制塔。
本发明的有益效果是：
1.采用双光气或三光气的溶液来和催化剂接触反应，可通过控制溶液浓度或者反应温度来灵活控制反应速度。
2.在双光气或三光气溶液接触催化剂之前首先进行净化除杂，防止催化剂中毒，延长了催化剂的使用寿命，降低了成本。
3.采用列管式固定床催化反应器，便于提前预热起发反应，当反应开始后又可以方便的移除反应热，从而保持反应温度的稳定。
4.采用光气解析精制塔用于除去光气中夹带的水分和溶剂，可以防止溶剂以及原料中携带的水分随光气进入光气使用单元，避免增加副反应和设备腐蚀。
附图说明
图1为本发明的流程图；
具体实施方式
下面通过非限定性的实施例对本发明作进一步的说明：
实施例1：在设置有排气保护口的夹套式搪瓷搅拌釜中配置35％的三光气溶液，溶剂为间苯二甲酸二乙酯，控制溶液温度为55℃。完全溶解后停止搅拌，将溶液全部转移到下方的搪瓷夹套缓冲罐中。溶液从缓冲罐中经过泵输送至分子筛式净化器除杂，净化后的三光气溶液被送往列管式固定床催化反应器底部，自下而上通过反应器。控制反应器温度为65℃，停留时间50分钟。气液两相介质从反应器顶部溢出，经过精馏塔、分液器等处理后，溶剂回到夹套式搪瓷搅拌釜继续使用，水分被间歇排出，光气从精馏塔顶部被送往光气使用单元。三光气溶液转化率100％，光气收率98.90％，含水29ppm。
实施例2：在设置有排气保护口的夹套式搪瓷搅拌釜中配置50％的三光气溶液，溶剂为邻二氯苯，控制溶液温度为80℃。完全溶解后停止搅拌，将溶液全部转移到下方的搪瓷夹套缓冲罐中。溶液从缓冲罐中经过泵输送至高速离心式净化器，净化后的三光气溶液被送往列管式固定床催化反应器底部，自下而上通过反应器。控制反应器温度为90℃，停留时间45分钟。气液两相介质从反应器顶部溢出，经过精馏塔、分液器等处理后，溶剂回到夹套式搪瓷搅拌釜继续使用，水分被间歇排出，光气从精馏塔顶部被送往光气使用单元。三光气溶液转化率99％以上，光气收率98.50％，含水37ppm。
实施例3：在设置有排气保护口的夹套式搪瓷搅拌釜中配置50％的三光气溶液，溶剂为氯苯，控制溶液温度为80℃。完全溶解后停止搅拌，将溶液全部转移到下方的搪瓷夹套缓冲罐中。溶液从缓冲罐中经过泵输送至过滤式净化器，净化后的三光气溶液被送往列管式固定床催化反应器底部，自下而上通过反应器。控制反应器温度为100℃，停留时间30分钟。气液两相介质从反应器顶部溢出，经过精馏塔、分液器等处理后，溶剂回到夹套式搪瓷搅拌釜继续使用，水分被间歇排出，光气从精馏塔顶部被送往光气使用单元。三光气溶液转化率99％以上，光气收率98％以上，含水46ppm。
实施例4：在设置有排气保护口的夹套式搪瓷搅拌釜中配置50％的双光气溶液，溶剂为氯苯，控制溶液温度为60℃。10分钟后停止搅拌，将溶液全部转移到下方的搪瓷夹套缓冲罐中。溶液从缓冲罐中经过泵输送至分子筛净化器，净化后的双光气溶液被送往搅拌过滤式催化反应器，反应器内保持催化剂质量浓度不低于20％，控制反应器温度为78℃，停留时间40分钟。气相介质通过反应器上封头被送往光气精制塔，液相介质在压力作用下从反应器底部经过陶瓷过滤器和插底管溢出并送往光气精制塔塔底。经过精馏塔、分液器等处理后，溶剂回到夹套式搪瓷搅拌釜继续使用，水分被间歇排出，光气从精馏塔顶部被送往光气使用单元。双光气转化率100％，光气收率97.67％，含水44ppm。
实施例5：在设置有排气保护口的夹套式搪瓷搅拌釜中配置50％的双光气溶液，溶剂为间苯二甲酸二乙酯，控制溶液温度为55℃。10分钟后停止搅拌，将溶液全部转移到下方的搪瓷夹套缓冲罐中。溶液从缓冲罐中经过泵输送至过滤式净化器，净化后的双光气溶液被送往搅拌过滤式催化反应器，反应器内保持催化剂质量浓度不低于20％，控制反应器温度为85℃，停留时间35分钟。气相介质通过反应器上封头被送往光气精制塔，液相介质在压力作用下从反应器底部经过陶瓷过滤器和插底管溢出并送往光气精制塔塔底。经过精馏塔、分液器等处理后，溶剂回到夹套式搪瓷搅拌釜继续使用，水分被间歇排出，光气从精馏塔顶部被送往光气使用单元。双光气转化率99％以上，光气收率98％以上，含水32ppm。
以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种由三光气生产光气的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将三光气溶解在苯、甲苯、氯仿、四氢呋喃、二氯乙烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、氯苯、邻二氯苯或间苯二甲酸二乙酯的一种或几种的溶剂中得三光气溶液；
(2)将步骤(1)所得的三光气溶液除杂得净化的三光气溶液；
(3)将步骤(2)所得的净化的三光气溶液通过反应器在催化剂-活性炭催化分解下得含粗光气和溶剂的气液两项介质；
(4)步骤(3)所得气液两相介质进入光气解析精制设备得纯净的光气，溶剂通过溶剂回收分液罐后按照步骤(1)-(4)回收利用，水分从溶剂回收分液罐底部排出。
2.根据权利要求1所述的一种由三光气生产光气的方法，其特征在于：步骤(1)中所述三光气溶液质量浓度≤60％。
3.根据权利要求1所述的一种由三光气生产光气的方法，其特征在于：步骤(2)中所述除杂方式为吸附、过滤、离心分离或多种方法联合使用。
4.根据权利要求1所述的一种由三光气生产光气的方法，其特征在于：步骤(3)中所述反应器为列管式固定床催化反应器，50-78℃，催化剂作用20-50min。
5.根据权利要求1所述的一种由三光气生产光气的方法，其特征在于：步骤(3)中所述的反应器为搪瓷夹套搅拌釜式反应器。
6.根据权利要求1所述的一种由三光气生产光气的方法，其特征在于：步骤(4)所述的光气解析精制设备为光气解析精制塔。
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