JP2017533076A - ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物のホスゲン化方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、第1の化合物と第2の化合物とを反応させる方法であって、前記第1の化合物が、GHS06のGHS危険性識別を有し、かつ、少なくとも1つの第1の液体前駆体化合物と1つの第2の液体前駆体化合物とを反応させることにより得ることができ、前記第2の化合物が、前記第1の化合物と化学反応をすることができ、(I)重力方向から見て上方端および下方端を有する反応器内に第2の化合物を含有する液相を提供し、(II)前記反応器内で上方端および下方端を有する接触チューブ(100、110)を提供し、前記接触チューブの下方端が、第2の化合物を含有する液相内へ浸漬し、かつ前記接触チューブ内に存在する固定触媒が、前記第1および第2の前駆体化合物の反応を触媒して前記第1の化合物が生成するように配置され、(III)前記接触チューブ(100、110)を通して前記第1および第2の前駆体化合物を導入し、前記接触チューブ内に生成した前記第1の化合物を前記接触チューブの下方端から放出して前記第2の化合物を含有する液相と接触させる工程を含んでなる、方法。

Description

関連出願の参照
本発明に至った研究は、欧州連合のSeventh Framework Programme (FP7/2007-2013)の一部として、助成合意第245988号(Grant Agreement No. 245988)に支援されたものである。
発明の分野
本発明は、第1の化合物と第2の化合物とを反応させる方法であって、前記第1の化合物が、GHS06のGHS危険有害性を有し、少なくとも1つの第1の液体前駆体化合物と1つの第2の液体前駆体化合物とを反応させることにより得ることができ、前記第2の化合物が、前記第1の化合物と化学反応をすることができる方法に関する。より具体的には、前記方法は、芳香族アルコール類のホスゲン化方法である。さらに本発明は、本発明の方法を実施するのに好適な反応器にも関する。
発明の背景
ホスゲン(COCl)は、医薬、ポリウレタンおよびポリカーボネートの製造において鍵となる試薬である。ホスゲンは非常に反応性な試薬であるが、同時に非常に有毒な試薬であり、プラント中に存在する(ホールドアップ)ホスゲンの量を理由として、産業的規模の製造において、配管またはプラント構成部品に対する他の損傷からの漏出に起因する意図しない放出が発生した場合の、環境に対する危険性を常に抱えている。
鍵となる試薬であるホスゲンを工業的規模で使用する一つの例は、ジフェニルカーボネート(DPC)の製造である。DPCは、例えば、ビスフェノールAとのエステル交換を通しての高品質なポリカーボネートの合成にとって重要な中間体である。フェノールおよびホスゲンからのDPCの合成(直接ホスゲン化)は、2つの工程において進められる:第1工程は、典型的には多管式固定床反応器内での活性化炭素触媒により進行するかまたは実施される一酸化炭素と塩素との気相反応においてホスゲンを調製することを含んでなる。反応器内の冷却媒体の沸点によって、冷コンバイナーまたは熱コンバイナーにおけるホスゲンの製造の間に差異が生じる。好適な触媒の存在下でフェノールとホスゲンとを反応させることにより、最終的にDPCが得られる。直接的なフェノールのホスゲン化を介したDPCの製造は、従来の界面方法(ナトリウムフェノキシドとホスゲンとの反応)と比較して大量のNaCl廃棄物の生成が回避されるという利点をもたらす。
ホスゲン合成およびDPC合成の両方とも、−107kJ/molおよび−54kJ/molの反応のエンタルピーを伴う非常に発熱性の反応である。特に、気相内のホスゲン合成の発熱性は効率的な冷却システムを必要とするが、反応器内において500℃を超える局所的温度のホットスポットを防ぐことは不可能である(Mitchell et al., Catal. Sci. Technol., 2012を参照)。300℃を超える温度の発生は、単に反応器内の材料ストレスの増大につながるだけでなく、ホスゲン生成の平衡反応に悪影響を与え(ホスゲンの分解は300℃超で優勢となる)、加えて触媒の失活速度を増大させ、そのため空時収量と工程効率に全体的な落ち込みがある。
WO2003/072237A1には、端がチューブプレート内に固定された反応器の縦方向に平行して配置された接触チューブの束を有し、反応器の両端にフード(hood)を有し、かつ接触チューブ間の空間内に反応器の縦方向に対して直角に配置されて反応器の内壁において代替反対経路を塞がないままにする偏光板を有する、固定床触媒の存在下で一酸化炭素および塩素の気相反応によりホスゲンを調製するための反応器であって、前記接触チューブが、固定床触媒で充填され、気体反応混合物が、反応器の一端からフードを経由して接触チューブへ誘導され、反対端から第2のフードを経由して引き出され、液体熱交換媒体が、接触チューブの周囲の空間に誘導される反応器であって、経路口の領域内にチューブを持たない反応器が開示されている。
この反応器とともに記載された方法は、同様に大量のホスゲンを生産するが、これらは異なる場所および時間にてさらに転換される。
US2013/303783A1は、COおよびClを製造する連続法、および有機生成物Pを得るための液相反応において発生するホスゲンの消費に関する。前記方法は2つの連続した反応器R1およびR2において行われ、前記第1の反応器R1はCOおよびCl気体からのホスゲンの触媒合成のためであり、前記第2の反応器は機械的撹拌装置を有するピストン反応器である。
開発の現状を考慮すると、ホスゲンのホールドアップの低減を伴う方法への要求が明らかである。本発明の文脈において、このような方法が提供される。より詳細には、反応器システム内で最少量の遊離ホスゲンが存在するホスゲン化方法を提供することが本発明の目的であった。
本発明の目的は、第1の化合物と第2の化合物とを反応させる方法であって、
前記第1の化合物が、GHS06のGHS危険性識別(hazard identification)を有し、かつ、少なくとも1つの第1の液体前駆体化合物と1つの第2の液体前駆体化合物とを反応させることにより得ることができ、かつ、
前記第2の化合物が、前記第1の化合物と化学反応をすることができ、
(I)重力方向から見て上方端および下方端を有する反応器内で第2の化合物を含有する液相を提供し、
(II)前記反応器内で上方端および下方端を有する接触チューブを提供し、
前記接触チューブの下方端が、前記第2の化合物を含有する液相内へ浸漬し、かつ
前記接触チューブ内に存在する固定触媒が、前記第1および第2の前駆体化合物の反応を触媒して前記第1の化合物が生成するように配置され、
(III)前記接触チューブを通して前記第1および第2の前駆体化合物を導入し、前記接触チューブ内に生成した前記第1の化合物を前記接触チューブの下方端から放出して前記第2の化合物を含有する液相と接触させる
工程を含んでなる、方法。
本発明によって、第1の化合物がGHS06のGHS(Globally Harmonized System of Classification, Labelling and Packaging of Chemicals of the United Nations)に従った危険性識別を有することが想定されている。欧州連合において、これはCLP規則とも呼ばれる、規則(EC)番号1272/2008によって制定されている。分類GHS06とは、有毒または非常に有毒な物質を指す。
第1の液体前駆体化合物および第2の液体前駆体化合物に関して、本発明によれば、溶媒中の固体の溶液を含む気体および液体が想定されている。
より詳細には、第1の化合物はホスゲンであってもよく、第1の液体前駆体化合物は一酸化炭素であってもよく、第2の液体前駆体化合物は塩素であってもよく、触媒床に存在する触媒は活性化炭素触媒であってもよく、かつ第2の化合物はヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物であってもよい。
活性化炭素膜が、≧300〜≦2000m/gのBET表面積および25μm〜4mmのd90粒子径分布を有することがさらに好ましい。より好ましくは、BET表面積が≧800〜≦1200m/gであり、d90粒子径分布が≧25μm〜≦4mmである。より小さい反応規模において、より好ましくは、d90粒子径分布が≧40μm〜≦120mmであることが有利であり、工業的規模で有利な活性化炭素押出物は、≧1mm〜≦4mmのd90粒子径分布を有するものである。
ホスゲンと、ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物との反応における最重要性を理由として、本発明は制限することなくこの第1および第2の化合物に関連して説明されている。
本発明の方法において、ホスゲンは比較的短命な中間体としてしか発生しない。一酸化炭素および塩素の気体混合物は、接触チューブを通過して反応し、ホスゲンが生成される。in situで生成したホスゲンは接触チューブの下方端で放出され、上昇し、ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物と反応する。
本発明の方法は、反応システム内における大量のホスゲンの存在を回避することができる。ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物は、反応の熱を除去するためにも作用する。また、従来の相転換方法に対して、副生成物のNaClの生成も回避される。塩素は、公知の再循環方法を介して、生成したHClから回収することができる。全体として、1つの方法に2つの反応を統合することで、長期間にわたって方法の空時収量の増大をもたらし、プラントの熱ストレスが低減される。
本発明の方法の工程(I)において、液相が提供される。これは、特に融解反応物または溶媒中に溶解した反応物を含んでなっていてもよい。反応器の設計は最初から詳細に規定されず、例えば、連続運転用の管状反応器またはバッチ式モード運転用のタンク反応器であってもよい。反応器は、重力向に対して上方端および下方端を有する。
本発明の方法の工程(II)は、反応器内で(少なくとも)1つの接触チューブを提供することを含み、接触チューブが、同様に重力方向に対して上方端および下方端を有する。ここで、接触チューブの下方端は液相内へ浸漬されている。方法の効率性を最適化するために、接触チューブを液相内に可能な限り深く浸漬させることができる。
本発明の方法の工程(III)において、一酸化炭素および塩素を接触チューブ内に導入し、その中で反応させてホスゲンを生成する。反応気体の気体圧力に起因して、気体ホスゲンは接触チューブの下方端から放出されて液相と接触し、上昇する。ここで、ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物との反応が起こる。
2つの反応空間において好適な液体および気体の圧力を選択することを通して、液体反応物が接触チューブの内部に通過することを防止できる。
接触チューブの底部は、例えば膜またはガラス原料により形成されてもよい。
ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する好適な化合物の例として、フェノール等の芳香族アルコール類、脂肪族アルコール類、第1級芳香族アミン類、第2級芳香族アミン類、第1級脂肪族アミン類、第2級脂肪族アミン類、N,N−ジメチルホルムアミドおよびN−メチルホルムアニリドが挙げられる。特に、芳香族および脂肪族のアルコール類およびホルムアミド類が好ましく、前者はポリカーボネートの製造における反応生成物の使用が理由であり、かつ後者はビルスマイヤー−ハーク(Vilsmeier-Haack)ホルミル化におけるそれらの使用が理由である。第1級アミン類がさらに好ましく、それはそれらがホスゲン化によってポリウレタン製造において使用される対応するイソシアネート類に転換することができるためである。
全体として、接触チューブは、気体の反応のための固定床反応器と見なすことができる。
反応器内の腐食しやすい表面は、例えばステンレススチールまたはSiOコーティングによって保護することができる。
本発明の方法の反応条件に関して、ホスゲン合成の反応温度は、有利には80〜330℃、ホスゲン化(特にフェノールの)の反応温度は、80〜300℃であってもよい。反応器内における液相内の反応温度が190〜210℃であることが特に好ましい。
液相が、熱除去媒体として特に効果的に役割を果たすために、ホスゲン合成の温度と液相内の温度が互いに20℃、10℃または5℃以下異なっている場合が有利である。(典型的な方法に関連する変動の範囲内で)ホスゲン合成の温度が液相の温度と同じである場合が特に有利である。
≧4〜≦6のフェノールのモル過剰が好ましい。
本発明のさらなる態様および側面は、以下に説明されている。文脈から反対が明白でない限り、それらを所望により互いに組み合わせることができる。
本発明の方法の一つの態様において、方法は、
反応器内でチューブプレートにより固定された、反応器の上方端でのフード、
上方端がチューブプレートに固定され、反応器の縦方向に配置された複数の接触チューブ
を含み、かつ、
前記第2の化合物を含有する液相が接触チューブの周囲の空間に提供されている
反応器内で行われる。
本発明の方法のさらなる態様において、第2の化合物を含有する液相内に触媒がさらに存在する。特に、ホスゲンと、ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物とを反応させる触媒は、好ましくは第2の反応空間内に存在する反応媒体中に溶解している。フェノール等の芳香族アルコール類のホスゲン化の場合、例えば、TiClまたはピリジンを用いることが可能である。
本発明の方法のさらなる態様において、ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物は、フェノール、ジメチルホルムアミドまたはN−メチルホルムアニリドである。
本発明の方法のさらなる態様において、接触チューブは、≧15:1〜≦1600:1の直径に対する長さの比を有する。好ましくは、比は≧50:1〜≦350:1である。
本発明の方法のさらなる態様において、第1の前駆体化合物および第2の前駆体化合物の分圧の合計は、≧1bar〜≦26barである。これら分圧の合計が、≧11bar〜≦15barであることが好ましい。これに関係なく、第2の化合物を含有する液相を含有する反応器の分圧が、第1の前駆体化合物および第2の前駆体化合物の分圧の合計より低く、≧3〜≦6bar、特に≧4〜≦5barであることが好ましい。
本発明は、ホスゲンと、ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物とを反応させるための反応器であって、
反応器内でチューブプレートにより固定された、反応器の上方端でのフード、
上方端がチューブプレートに固定され、反応器の縦方向に配置された複数の接触チューブを含み、
前記接触チューブ内に存在する触媒床が、一酸化炭素と塩素との反応を触媒するために配置され、
前記反応器が、フードとチューブプレートの間に形成された空間内へ一酸化炭素および塩素の気体を導入し、これらの気体が接触チューブ内を流れるように配置され、
前記反応器が、接触チューブの周囲の空間内へヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物を導入するため、およびその空間からその化合物の液体反応生成物をホスゲンと共に引き出すために配置され、かつ
前記反応器が、フードの外方を向いているチューブプレートの側の気体反応生成物
を引き出すために配置されている反応器にさらに関する。
本発明の反応器の一つの態様において、活性化炭素膜は、≧300〜≦2000m/gのBET表面積および25μm〜4mmのd90粒子径分布を有する。より好ましくは、BET表面積が≧800〜≦1200m/gであり、d90粒子径分布が≧25μm〜≦4mmである。より小さい反応規模において、より好ましくは、d90粒子径分布が≧40μm〜≦120mmのであることが有利であり、工業的規模で有利な活性化炭素押出物は、≧3mm〜≦4mmのd90粒子径分布を有するものである。
本発明の反応器のさらなる態様において、接触チューブは、≧15:1〜≦1600:1の直径に対する長さの比を有する。好ましくは、比は≧50:1〜≦350:1である。
本発明は、下記の図および例により、制限されることなく詳細に説明される。図は以下を示す。
図1は、本発明の方法の反応器の断面図である。 図2は、本発明の反応器の断面図である。
図1は、本発明の方法が行われる反応器の断面図を示す。横方向の加熱/冷却カバー(jacket)を有する撹拌槽反応器に融解フェノールを充填する。液体レベルの高さは、反応器内の点線により示す。活性炭固定触媒床を有する接触チューブ100は、反応器内に配置され、接触チューブ100の下方端を融解フェノール内に浸漬させる。
反応器内へ導入した気体は導管101を介して再び除去することができる。気体は、反応の開始前に反応器が不活性化された場合、例えば、窒素であってもよい。また、導管101を介して反応器内へ物質を導入することができる。これらは、特にDPCの製造用の触媒、例えばTiClであってもよい。
温度センサーTX1は、反応器内における液相内の温度を測定する。接触チューブ内の温度は、温度センサーTX2により測定される。
一酸化炭素および塩素が接触チューブ100を通過するにつれ、ホスゲンが生成され、気泡として接触チューブ100の下方端から出てフェノールを通り上昇する。この過程でDPCが生成される。
図2は、本発明の方法が行われる本発明の反応器の断面図を示す。重力方向に見て、この上方端にフード200がある。同様に反応器内に存在するのは、内部にフード200を固定されたチューブプレート300である。これは、気体空間500を形成する。
チューブプレート300は、チューブプレート300内に端部が固定された複数の接触チューブ110を有している。接触チューブ110は、反応器の縦方向に配置されている。チューブプレート300から離れた側に、接触チューブ110が空間400を形成する。
空間400に液体フェノールを充填する。液体レベルの高さは、反応器内の点線により示す。一酸化炭素および塩素の気体をフード200内へ同時に導入し、空間500内で混合し、開口部を通過してその上方端の接触チューブ110内へ入る。すでに概説したように、ホスゲンは接触チューブ110内で生成され、開口部で接触チューブ110の下方端から出て、フェノールを通り上昇し、フェノールと反応してDPCが生成される。
液体レベルの上方端において、DPCおよび過剰フェノール(「PhOH(過剰)」)が引き出される。フード200の外方を向いているチューブプレート300の側の液体レベルの上方で気体HClおよび過剰な一酸化炭素(「CO(過剰)」)が引き出される。
チューブプレート300は、接触チューブ110の上方端に形成された開口部を除いてはさらなる開口部を有していない。このようにして、気体空間500を空間400から分離することができる。これには、塩素気体とフェノールとの接触および副性生物としてのクロロ芳香族物の生成を回避することができるという利点がある。
工業的規模での本発明の方法の実施
実験的設定は、図1に示された図式的配置と同じであった。散布撹拌器および内部温度計(図1のTX1を参照)を備えた600mLの圧力反応器に、280.4g(2.98モル)のフェノールを加え、後者を約45〜50℃に加熱して融解した。触媒カートリッジ(図1の100を参照;長さ:118mm、直径:12mm)に2.59gの活性炭粉末(粒子径45〜125μm)を加え、気密的に圧力容器の蓋で閉めた。カートリッジの底には穴(直径0.5mm)を形成した。窒素の流れにおいて、組み込まれた触媒カートリッジ(図1の100を参照)の反応蓋を閉め、触媒カートリッジを溶融フェノール中に浸漬した。カートリッジの内部の温度は、カートリッジの中央位置で、さらなる熱電温度計(図2のTX2を参照)により測定した。反応器の出口(図1の導管101を参照)はこの時点ではまだ開放されており、反応器を30分間撹拌している間、一定のN流(6.0mL/分)により不活性化した。続いて、この導管内に存在するバルブ(図1の導管101を参照)を通って、0.1mLのTiClを液体PhOHに添加した。一定のN流(6.0mL/分)の下で、混合物を200℃に加熱した。ここで、内部温度TX1=130℃で、反応器出口バルブ(図1の導管101を参照)を閉めた。内部反応器温度200℃に到達したところで、4.5mL/分のCOおよび4.3mL/分のClを計量添加し、同時にN(触媒カートリッジ;図1の100を参照)の添加を停止した。合計1.12L(0.050モル)のCOおよび1.06L(0.047モル)のClの導入後、ClおよびCOの添加を終了し、3.0mL/分のNに切り替えた。この時の反応器内の圧力は、12barであった。反応混合物を200℃で60分間撹拌し、次いで、数時間かけて50℃に冷却した。120℃に到達したところで、反応器を減圧した。依然として一定流のN(3.0mL/分)の下で撹拌(2000rpm)しつつ、反応器を一晩不活性化し、潜在的残渣であるHCl、COCl、COまたはClを除去した。DPCの生成は、ガスクロマトグラフィーにより、得られた生成混合物の分析により検出された。

Claims (10)

  1. 第1の化合物と第2の化合物とを反応させる方法であって、
    前記第1の化合物が、GHS06のGHS危険性識別(hazard identification)を有し、かつ、少なくとも1つの第1の液体前駆体化合物と1つの第2の液体前駆体化合物とを反応させることにより得ることができ、
    前記第2の化合物が、前記第1の化合物と化学反応をすることができ、
    (I)重力方向から見て上方端および下方端を有する反応器内に第2の化合物を含有する液相を提供し、
    (II)前記反応器内で上方端および下方端を有する接触チューブ(100、110)を提供し、
    前記接触チューブの下方端が、前記第2の化合物を含有する液相内へ浸漬し、かつ
    前記接触チューブ内に存在する固定触媒が、前記第1および第2の前駆体化合物の反応を触媒して前記第1の化合物が生成するように配置され、
    (III)前記接触チューブ(100、110)を通して前記第1および第2の前駆体化合物を導入し、前記接触チューブ内に生成した前記第1の化合物を前記接触チューブの下方端から放出して前記第2の化合物を含有する液相と接触させる
    工程を含んでなる、方法。
  2. 前記第1の化合物がホスゲンであり、前記第1の前駆体化合物が一酸化炭素であり、前記第2の前駆体化合物が塩素であり、触媒床に存在する触媒が活性炭素触媒であり、かつ前記第2の化合物がヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物である、請求項1に記載の方法。
  3. 前記活性炭素触媒が、≧300〜≦2000m/gのBET表面積および25μm〜4mmのd90粒子径分布を有する、請求項2に記載の方法。
  4. 前記方法が、
    反応器内でチューブプレート(300)により固定された、反応器の上方端のフード(200)、
    上方端がチューブプレート(300)に固定され、反応器の縦方向に配置された複数の接触チューブ(100、110)
    を含む反応器で行われ、かつ、
    前記第2の化合物を含有する液相が、接触チューブ(100、110)の周囲の空間(400)に提供される、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 触媒が、前記第2の化合物を含有する液相内にさらに存在する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記接触チューブ(100、110)が、≧15:1〜≦1600:1の直径に対する長さの比を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記第1の前駆体化合物および前記第2の前駆体化合物の分圧の合計が、≧1bar〜≦26barである、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. ホスゲンと、ヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物とを反応させるための反応器であって、
    反応器内でチューブプレート(300)により固定された、反応器の上方端のフード(200)、
    上方端がチューブプレート(300)に固定され、反応器の縦方向に配置された複数の接触チューブ(100、110)を含んでなり、
    前記接触チューブ内(100、110)に存在する触媒床が、一酸化炭素と塩素との反応を触媒するために配置され、
    前記反応器が、フードとチューブプレートの間に形成された空間(500)内へ一酸化炭素および塩素の気体を導入し、これらの気体が接触チューブ(100、110)内を流れるように配置され、
    前記反応器が、接触チューブ(100、110)の周囲の空間(400)内へヒドロキシル、チオール、アミノおよび/またはホルムアミド基を有する化合物を導入するため、およびその空間からその化合物の液体反応生成物をホスゲンと共に引き出すために配置され、かつ
    前記反応器が、フード(200)の外方を向いているチューブプレート(300)の側の気体反応生成物を引き出すために配置されている、反応器。
  9. 前記活性炭触媒が、≧300〜≦2000m/gのBET表面積および25μm〜4mmのd90の粒子径分布を有する、請求項8に記載の反応器。
  10. 前記接触チューブ(100、110)が、≧15:1〜≦1600:1の直径に対する長さの比を有する、請求項8または9に記載の反応器。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6042214A (ja) * 1983-07-28 1985-03-06 バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト 同時に水蒸気の発生を伴う、ホスゲンの製造方法
JPH05221930A (ja) * 1991-06-24 1993-08-31 Dow Chem Co:The ジアリールカーボネートの製造を目的とする捕獲的なハロゲン化カルボニル化合物工程とその反応装置
JP2000211911A (ja) * 1999-01-22 2000-08-02 Teijin Chem Ltd ホスゲンの製造方法
JP2002528367A (ja) * 1998-10-22 2002-09-03 バイエル アクチェンゲゼルシャフト 四塩化炭素含有量の少ないホスゲン
JP2006062957A (ja) * 2004-08-28 2006-03-09 Bayer Materialscience Ag ホスゲンを製造するための方法および装置
JP2006281166A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Mitsui Chemicals Polyurethanes Inc 化学処理装置
WO2007083721A1 (ja) * 2006-01-17 2007-07-26 Teijin Chemicals Ltd. ポリカーボネートオリゴマーの連続製造方法
JP2012512123A (ja) * 2008-12-16 2012-05-31 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア ホスゲンを調製するための反応器および方法
JP2012214633A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Idemitsu Kosan Co Ltd ポリカーボネートオリゴマー連続製造の制御方法
US20130099166A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Kellogg Brown & Root Llc Reforming Exchanger System With Intermediate Shift Conversion
JP2015529614A (ja) * 2012-07-11 2015-10-08 バイヤー・マテリアル・サイエンス・アーゲー ホスゲンを製造する装置および方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1112997B1 (en) * 1999-12-28 2009-05-13 Mitsubishi Chemical Corporation Process for producing diaryl carbonate
US8409539B2 (en) 2002-02-27 2013-04-02 Basf Aktiengesellschaft Reactor and method for producing phosgene
FR2965490B1 (fr) * 2010-09-30 2013-01-11 Aet Group Dispositif et procede pour la phosgenation en continu

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6042214A (ja) * 1983-07-28 1985-03-06 バイエル・アクチエンゲゼルシヤフト 同時に水蒸気の発生を伴う、ホスゲンの製造方法
JPH05221930A (ja) * 1991-06-24 1993-08-31 Dow Chem Co:The ジアリールカーボネートの製造を目的とする捕獲的なハロゲン化カルボニル化合物工程とその反応装置
JP2002528367A (ja) * 1998-10-22 2002-09-03 バイエル アクチェンゲゼルシャフト 四塩化炭素含有量の少ないホスゲン
JP2000211911A (ja) * 1999-01-22 2000-08-02 Teijin Chem Ltd ホスゲンの製造方法
JP2006062957A (ja) * 2004-08-28 2006-03-09 Bayer Materialscience Ag ホスゲンを製造するための方法および装置
JP2006281166A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Mitsui Chemicals Polyurethanes Inc 化学処理装置
WO2007083721A1 (ja) * 2006-01-17 2007-07-26 Teijin Chemicals Ltd. ポリカーボネートオリゴマーの連続製造方法
JP2012512123A (ja) * 2008-12-16 2012-05-31 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア ホスゲンを調製するための反応器および方法
JP2012214633A (ja) * 2011-03-31 2012-11-08 Idemitsu Kosan Co Ltd ポリカーボネートオリゴマー連続製造の制御方法
US20130099166A1 (en) * 2011-10-20 2013-04-25 Kellogg Brown & Root Llc Reforming Exchanger System With Intermediate Shift Conversion
JP2015529614A (ja) * 2012-07-11 2015-10-08 バイヤー・マテリアル・サイエンス・アーゲー ホスゲンを製造する装置および方法

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