CS277041B6

CS277041B6 - Process for preparing liquid phosgene

Info

Publication number: CS277041B6
Application number: CS894189A
Authority: CS
Inventors: Milos Ing Cepicky
Original assignee: Vychodoceske Chemicke Z Synthe
Priority date: 1989-07-07
Filing date: 1989-07-07
Publication date: 1992-11-18
Also published as: CS418989A3

Abstract

Způsob výroby kapalného fosgenu s nízkým obsahem chloru katalytickou reakcí chloru z oxidu uhelnatého na aktivním uhlí za zvýšené teploty, popřípadě tlaku. Pří kondenzaci vzniklého fosgenu v nepřímo chlazeném výměníku stéká zkondenzovaný fosgen proti proudu reakčních plynů ke kondenzaci přiváděných.A method for producing low phosgene liquid chlorine content by the catalytic reaction of chlorine carbon monoxide on activated carbon temperature or pressure. In condensation the phosgene formed in indirectly cooled condensed phosgene against the exchanger of the reaction gas stream to the condensation fed.

Description

Vynález se týká způsobu výroby kapalného fosgenu s nízkým obsahem nezreagovaného chloru.The invention relates to a process for the production of liquid phosgene with a low content of unreacted chlorine.

Fosgen se vyrábí katalytickou reakcí chloru a oxidu uhelnatého v plynné fázi na aktivním uhlí jako katalyzátoru za zvýšené teploty, popřípadě tlaku. Při dalším použití v organických syntézách je kladen důraz na co nejnižší obsah chloru. Potlačení přítomnosti chloru v produktu se řeší především vhodnou volbou reakční ch podmínek. Výhodný je například větší přebytek oxidu uhelnatého, což však vede k ekonomickým ztrátám a zvyšuje nároky na asanaci odplynu. Dále lze obsah chloru v plynném produktu za kontaktními tělesy, která se obvykle řadí dvě za sebou, ovlivnit pracovní teplotou a měrným zatížením katalytického lože. Obvykle se to řeší tak, že první kontakt pracuje za vyšší teploty a intenzivního chlazení tak, aby zde proběhla převážná část reakce, zatímco druhý kontakt slouží k doreagování a jeho pracovní teplota je volena především z hlediska potlačení dissociace fosgenu zpět na výchozí produkty. Za kontaktními tělesy se z reakční směsi ochlazením vykondenzuje kapalný fosgen. Kondenzace fosgenu z výstupního plynného proudu z kontaktů se provádí v nepřímých výměnících tepla, chlazených obvykle nejdříve vodou, potom solankou nebo vypařováním chladivá z prvního stupně kompresorového chlazení a nakonec vypařováním chladivá z dvoustupňového kompresorového chlazení tak, že výparná teplota v posledním stupni kondenzace se pohybuje v rozmezí -35 až -50 °C. Kondenzátory jsou řešeny tak, že horem se uvádějí reakční plyny, na spodku kondenzátoru je umístěn separátor, ve kterém se odděluje kapalný podíl, vedený dále do zásobníku produktu a plynný podíl, vedený do dalšího kondenzačního stupně, popřípadě z posledního kondenzačního stupně do absorpce, jiného asanačního zařízení nebo z části zpět před kontaktní tělesa. Podél celého výměníku proudí tedy společně zkondenzovaný podíl i plynný proud, ze kterého byl fosgen vykondenzován. Spolu s postupně klesající teplotou kapalného podílu se v něm rozpouští i chlor, takže na výstupu z kondenzátoru je vystupující kapalná a plynná fáze v rovnováze. V některých výrobních postupech se kapalný fosgen podrobuje dalšímu čištění. Tak například se nejdříve zbavuje destilací výše vroucích nečistot (tetrachlormetan) a po opětovné kondenzaci se vede do stripovací kolony, kde se odstraní těkavější podíly, tedy také chlor. Jiný způsob odstraňování chloru z kapalného fosgenu spočívá v jeho adsorpci v kapalné fázi na aktivním uhlí.Phosgene is produced by the catalytic reaction of chlorine and carbon monoxide in the gas phase on activated carbon as a catalyst at elevated temperature or pressure. When further used in organic syntheses, emphasis is placed on the lowest possible chlorine content. Suppression of the presence of chlorine in the product is solved primarily by a suitable choice of reaction conditions. For example, a larger excess of carbon monoxide is preferred, which, however, leads to economic losses and increases the demands on off-gas remediation. Furthermore, the chlorine content of the gaseous product behind the contact bodies, which are usually arranged in series, can be influenced by the operating temperature and the specific load on the catalyst bed. This is usually done by operating the first contact at a higher temperature and with intensive cooling so that most of the reaction takes place, while the second contact serves to react and its operating temperature is chosen primarily to suppress phosgene dissociation back to the starting products. After the contact bodies, liquid phosgene is condensed from the reaction mixture by cooling. The condensation of phosgene from the effluent gas stream from the contacts is carried out in indirect heat exchangers, usually cooled first by water, then brine or evaporative refrigerant from the first compressor cooling stage and finally by evaporating the refrigerant from the two-stage compressor cooling so that the evaporating temperature in the last condensation stage is range -35 to -50 ° C. The condensers are designed in such a way that the reaction gases are introduced at the top, a separator is placed at the bottom of the condenser, in which the liquid fraction is passed, fed further to the product tank and the gaseous fraction fed to the next condensation stage or from the last condensation stage to absorption. remediation device or partly back in front of the contact bodies. Thus, a gaseous stream from which the phosgene was condensed flows along the entire exchanger. Along with the gradually decreasing temperature of the liquid fraction, chlorine also dissolves in it, so that at the outlet of the condenser the emerging liquid and gaseous phases are in equilibrium. In some production processes, the liquid phosgene is subjected to further purification. For example, it is first removed by distillation of high-boiling impurities (carbon tetrachloride) and, after recondensation, is fed to a stripping column, where more volatile constituents, i.e. also chlorine, are removed. Another way to remove chlorine from liquid phosgene is to adsorb it in the liquid phase on activated carbon.

Nyní byl nalezen nový způsob výroby kapalného fosgenu s nízkým obsahem chloru katalytickou reakcí chloru a oxidu uhelnatého v plynné fázi na aktivním uhlí jako katalyzátoru za zvýšené teploty, popřípadě tlaku s následným ochlazením směsi a kapalného fosgenu v nepřímo chlazeném výměníku. Podstata spočívá v tom, že při kondenzaci stéká zkondenzovaný fosgen proti proudu reakčních plynů.A new process has now been found for the production of low-chlorine liquid phosgene by the catalytic reaction of chlorine and carbon monoxide in the gas phase on activated carbon as a catalyst at elevated temperature or pressure, followed by cooling the mixture and liquid phosgene in an indirectly cooled exchanger. The essence lies in the fact that during condensation the condensed phosgene flows downstream of the reaction gas stream.

Výhodou způsobu dle vynálezu je značný čistící efekt. Reakční plyny, popřípadě nezkondenzovaný podíl z předchozího kondenzačního stupně se vedou spodem do vertikálního tepelného výměníku. Kondenzát, postupně se tvořící na chlazených stěnách výměníku, stéká proti tomuto plynnému proudu a odvádí se z výměníku také spodem přes hydraulický uzávěr do zásobníku, popřípadě se vede iThe advantage of the method according to the invention is a considerable cleaning effect. The reaction gases or the non-condensed fraction from the previous condensing stage are passed from below to a vertical heat exchanger. The condensate, which gradually forms on the cooled walls of the heat exchanger, flows down against this gaseous flow and is also discharged from the heat exchanger from below via a hydraulic shut-off valve into the storage tank, or

do horní části předchozího kondenzačního stupně. V tomto uspořádání dochází ve výměníku i k převodu hmoty tak, že chlor ze stékajícího zkondenzovaného fosgenu se z části znovu vypařuje do plynného proudu. Vystupující kapalný fosgen je v rovnováze se vstupujícím plynným proudem, v němž je koncentrace chloru nižší než v proudu, vystupujícím horem z výměníku a proto tento kapalný fosgen obsahuje méně chloru než v případě, kdy plynný i kapalný podíl proudí stejným směrem. Tento čistící efekt lze dále zvýšit zvětšením styčné plochy plynu a kondenzátu, například vnitřním žebrováním trubek nebo umístěním vhodné náplně nebo výplně do trubek výměníku.to the top of the previous condensation stage. In this arrangement, the mass is also transferred in the exchanger so that the chlorine from the draining condensed phosgene is partially re-evaporated into the gas stream. The effluent liquid phosgene is in equilibrium with the incoming gas stream, in which the chlorine concentration is lower than in the stream exiting the exchanger, and therefore this liquid phosgene contains less chlorine than in the case where the gaseous and liquid fractions flow in the same direction. This cleaning effect can be further enhanced by increasing the gas-condensate interface, for example by internal ribbing of the tubes or by placing a suitable charge or filler in the exchanger tubes.

Pro bližší objasnění podstaty vynálezu je uveden příklad provedení.To further illustrate the essence of the invention, an exemplary embodiment is given.

Příklad 1Example 1

Vertikální trubkový výměník je chlazen odpařováním chladivá v mezitrubkovém prostoru rozděleném na dvě části tak, že ve spodní části je chladivo vypařováno při teplotě -20’ °C a v horní části při teplotě -50 °C. Do trubkového prostoru výměníku se spodem uvádí plynná směs, sestávající z 400 kg/h fosgenu, 0,57 kg/h chloru a 22,7 kg/h oxidu uhelnatého a ostatních inertních plynů při teplotě 35 °C a tlaku 0,3 MPa. Je tedy koncentrace chloru v plynném proudu 0,0014 kg chloru/kg fosgenu. Horem z kondenzátoru vystupuje odplyn, sestávající z 22,7 kg/h oxidu uhelnatého a ostatních inertních plynů, 10 kg/h fosgenu a 0,42 kg/h chloru. Spodem je z výměníku odváděn kapalný fosgen, sestávající z 390 kg/h fosgenu a 0,17 kg/h chloru, tedy o koncentraci 0,0004 kg chloru/kg fosgenu. Pro srovnání lze uvést, že při běžně užívané souproudé kondenzaci za jinak stejných podmínek sestává kapalný proud z 390 kg/h fosgenu a 0,49 kg/h chloru, má tedy koncentraci 0,0013 kg chloru/kg fosgenu.The vertical tube heat exchanger is cooled by evaporating the refrigerant in an inter-tube space divided into two parts so that in the lower part the refrigerant is evaporated at a temperature of -20 ° C and in the upper part at a temperature of -50 ° C. A gaseous mixture consisting of 400 kg / h of phosgene, 0.57 kg / h of chlorine and 22.7 kg / h of carbon monoxide and other inert gases at a temperature of 35 ° C and a pressure of 0.3 MPa is introduced into the tubular space of the exchanger from below. Thus, the chlorine concentration in the gas stream is 0.0014 kg chlorine / kg phosgene. An off-gas consisting of 22.7 kg / h of carbon monoxide and other inert gases, 10 kg / h of phosgene and 0.42 kg / h of chlorine leaves the condenser. From the bottom, liquid phosgene is discharged from the exchanger, consisting of 390 kg / h of phosgene and 0.17 kg / h of chlorine, i.e. with a concentration of 0.0004 kg of chlorine / kg of phosgene. For comparison, under the commonly used cocurrent condensation under otherwise identical conditions, the liquid stream consists of 390 kg / h of phosgene and 0.49 kg / h of chlorine, i.e. it has a concentration of 0.0013 kg of chlorine / kg of phosgene.

Claims

PATENT CLAIMS

Process for the production of liquid phosgene with a low chlorine content by catalytic reaction of chlorine and carbon monoxide on activated carbon as a catalyst at elevated temperature or pressure followed by cooling of the mixture and condensation of the resulting phosgene in an indirectly cooled exchanger, characterized in that condensed phosgene flows a stream of reaction gases to condense the feed.