KR101111036B1 - 포스겐 제조 방법 및 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속 산화물-함침된 탄소에 일산화탄소 스트림을 도입하는 단계; 상기 일산화탄소 스트림 중의 황화수소 농도를 감소시켜, 황화수소 농도가 약 20ppm 이하인 세정된 스트림을 제조하는 단계; 및 상기 세정된 스트림 중의 일산화탄소를 염소(28)와 반응시켜 포스겐을 생성하는 단계를 포함하는 포스겐 제조 방법을 개시한다.

Description

포스겐 제조 방법 및 시스템{PROCESSES AND SYSTEMS FOR MAKING PHOSGENE}
본 발명은 포스겐 제조 방법 및 제조 시스템에 관한 것이다.
황 함유 유기 화합물로부터 유래된 가스는, 포스겐 생산 공정과 같은 공정을 위해 상기 가스를 사용하기 전에 제거해야만 하는 황화수소를 함유한다. 황화수소는, 오염된 가스를 활성 탄소에 통과시킴으로써 상기 가스로부터 부분적으로 제거될 수 있는데, 여기에서 황화수소는 활성 탄소의 기공 내에 물리적으로 흡착된다. 생성된 황은 활성 탄소의 표면에 흡착되고, 결국, 활성 탄소는 그의 표면 상에 황의 적재 때문에 교체되거나 재생될 필요가 있다.
포스겐(즉, COCl2)은 활성 탄소 상에서 일산화탄소 가스(즉, CO)와 염소 가스(즉, Cl2)의 반응에 의해 생성된다. 반응에 사용되는 일산화탄소 가스는 전형적으로 코크스로부터 생성되며, 통상 카본일 설파이드(COS), 카본 다이설파이드(CS2), 및 황화수소(H2S)를 비롯한 수많은 황 화합물에 의해 오염된다. 일산화탄소 가스 스트림이 포스겐 반응 용기로 투입되기 전에, 상기 가스 스트림을 처리하고 바람직하게는 상기 가스로부터 이들 황 화합물을 제거하기 위해 활성 탄소가 사용된다. 그러나, H2S를 제거하는 활성 탄소의 능력은 대부분의 다른 황 화합물을 제거하는 능력보다 낮다. H2S 제거에 대한 이 낮은 능력의 결과로서, H2S는 활성 탄소에서 유출된다. 즉, 포스겐 반응 용기 내로 투입되는 일산화탄소 가스 스트림으로부터 H2S가 제거되지 않으며, 이때 활성 탄소는 다른 황 화합물을 제거하는 것과 관련된 능력이 소모되지 않는다. H2S 제거에 대한 활성 탄소의 조기 소모의 결과로서 몇 개의 단점이 발생한다. 하나의 문제점은 황이 반응 챔버 내의 포스겐 촉매 상에 침착된다는 것이다. 또 다른 문제점은 황의 침착물이 다운스트림 설비, 예를 들어 CO/Cl2 혼합 영역, 포스겐 반응기, 및 포스겐 축합기를 봉쇄한다는 것이다. 또한, 활성 탄소를 제거하고 이를 재생하거나 대체하기 위해 합성 공정을 자주 중단해야할 필요가 있기 때문에, 생산성의 손실이 있다. 따라서, 합성 반응에 투입되기 전에 일산화탄소 가스로부터 황 화합물을 제거하기 위한 더욱 효율적인 시스템이 요망된다.
발명의 요약
본원에서는 포스겐의 제조 시스템 및 방법을 개시한다. 하나의 실시양태에서, 포스겐의 제조 방법은, 금속 산화물-함침된 활성 탄소에 일산화탄소 스트림을 도입하는 단계, 상기 일산화탄소 스트림 중의 황화수소 농도를 감소시켜, 농도가 약 20ppm 이하인 세정된 스트림을 제조하는 단계, 및 상기 세정된 스트림 중의 일산화탄소를 염소와 반응시켜 포스겐을 생산하는 단계를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 포스겐 제조 시스템은, 일산화탄소 공급기; 금속 산화물-함침된 활성 탄소; 및 금속 산화물-함침된 활성 탄소 및 염소 공급기의 다운스트림에 위치하며, 이들과 유체 연통하는 반응기를 포함한다.
또 다른 실시양태에서, 포스겐 제조 시스템은 일산화탄소 공급기, 금속 산화물로 함침되지 않은 초기 활성 탄소가 포함된 제 1 황 제거 장치, 상기 제 1 황 제거 장치의 다운스트림에 위치하며 그와 유체 연통하는 금속 산화물-함침된 활성 탄소가 포함된 제 2 황 제거 장치, 상기 제 2 황 제거 장치의 다운스트림에 있으며 그와 유체 연통하는 수분 제거 장치, 및 염소 공급 장치 및 상기 수분 제거 장치의 다운스트림에 위치하며 이들과 유체 연통하는 반응기를 포함한다.
상술한 특징 및 다른 특징들은 하기 도면에 의해 예시되고, 자세하게 설명된다.
예시적인 실시양태인 도면에서, 유사한 요소들에 동일한 번호를 부여한다.
도 1은 가스 스트림으로부터 황화수소 가스를 제거하는 방법의 개략도이다.
도 2는 비 MOI 활성 탄소만을 통과하는 일산화탄소 가스 스트림 중의 황화수소 농도가 제시되는 비교예에 대한 결과 그래프를 나타낸다.
도 3은 도 1에 개시한 바와 같이 비-함침된 활성 탄소를 통과하고, 이어서 구리 산화물-함침된 활성 탄소를 통과하는 일산화탄소 가스 스트림 중의 황화수소 농도의 그래프를 나타낸다.
본원에서는, 가스 스트림으로부터 황화수소를 제거하는 방법, 및 바람직하게 포스겐 반응기와 같은 설비의 다운스트림 오염(fouling)을 최소화하는 방법, 및 포스겐 합성 활성 탄소 촉매의 온-라인 사용 기간을 증가시키는 방법을 개시한다. 코크스에 의해 생성된 일산화탄소 가스 스트림은 일반적으로 약 100 내지 약 200ppm(백만분율)의 H2S; 약 4,000 내지 약 5,000ppm의 COS; 및 약 1,500 내지 약 2,500ppm의 CS2를 포함한다. 예를 들어, 활성 탄소와 같은 제 1 흡착제 조성물은, 하나 이상의 업스트림 흡착제 중에서 COS 및 CS2를 일산화탄소 가스 스트림으로부터 제거하여 개질된 가스 스트림을 생산하는 데 사용될 수 있다. 상기 촉매는 H2S로 쉽게 포화될 수 있기 때문에, 개질된 가스 스트림은 이어 제 1 장치의 다운스트림에 위치한 제 2 흡착제 장치에 도달된다. 제 2 흡착제 장치에서, H2S는 금속 산화물-함침된 활성 탄소에 의해 일산화탄소 가스 스트림으로부터 제거되어, 포스겐 생산을 위한 황-미함유 일산화탄소 공급 원료를 생산한다(즉, 약 2ppm 이하의 황 화합물).
비-금속 산화물-함침된 활성 탄소는 많은 유기 증기를 쉽게 흡착(및/또는 흡수; 이후 본원에서 "제거"로 언급됨)함에도 불구하고, H2S와 같은 극성 가스에 대해 상대적으로 불량한 흡착제이다. 대조적으로, 금속 산화물 함침된(MOI) 활성 탄소는 가스 스트림으로부터 H2S를 쉽게 제거한다. 선택적으로, 포스겐의 제조를 위한 시스템의 일부는, 단지 MOI 활성 탄소, MOI 활성 탄소와 비-MOI 활성 탄소의 조합(하나의 반응기에서 혼합된 후, 바람직하게는 비-MOI 활성 탄소의 다운스트림에 위치한 MOI 활성 탄소와 반응기에서 순차적으로 혼합됨), 또는 다운스트림에 바람직하게 위치한 MOI 활성 탄소와 활성 탄소의 연속 반응기를 포함할 수 있다. 추가적으로, 활성 탄소들의 하나 또는 모든 유형의 여러 반응기는, 반응기의 크기 및 목적하는 용량에 따라 달리 사용될 수 있다. 경제적인 효율성을 위해, MOI 활성 탄소의 업스트림에 비-MOI 활성 탄소를 사용하는 것이 바람직하다.
황화수소를 포함하는 가스가, 비-함침된 활성 탄소를 통과하는 경우, 상기 황화수소는 탄소 입자 표면에 흡착된다고 여겨진다. 활성 탄소의 표면은 탄소의 기공의 표면을 포함한다. 결국에는, 황화수소는 비-MOI 활성 탄소가 대체되거나 재생될 필요가 있을 정도로 상기 활성 탄소를 오염시킨다. 활성 탄소가 금속성 산화물, 예를 들어 구리 산화물(CuO)과 같은 시약에 의해 개질되는 경우, 황화수소 화합물은 스트림으로부터 더욱 효과적으로 제거된다. 금속 산화물로 함침된 활성 탄소가 가스로부터 황화수소를 제거하는데 사용되는 경우, 활성 탄소와 금속 산화물 사이에 시너지 효과가 발생한다. 황화수소를 흡착하고, 그와 반응하고 이를 제거하는 활성 탄소의 능력은, 금속 산화물로 활성 탄소를 함침시킴으로써 증가된다.
적합하며 시판중인 활성 탄소의 예는 BPL(등록 상표) 활성 탄소이다(미국 펜실베니아주 피츠버그에 소재한 칼곤 카본 코포레이션(Calgon Carbon Corporation)). 상기 BPL(등록 상표) 활성 탄소는, COS 및 CS2를 제거하기 위한 흡착제에 개질되지 않은 채로 사용될 수 있다. BPL(등록 상표) 활성 탄소는 또한, 황화수소를 제거하기 위한 흡착제에 사용되기 위해, 금속 산화물, 및 선택적으로 다른 금속 화합물로 활성 탄소를 함침시킴으로써 개질될 수 있다.
MOI 활성 탄소는, 가스 스트림으로부터 H2S를 약 20ppm H2S 이하의 농도, 더욱 바람직하게는 약 10ppm H2S 이하의 농도, 더욱 더 바람직하게는 약 2ppm H2S 이하의 농도로 효과적으로 제거할 수 있는 임의의 MOI 활성 탄소일 수 있다. 이러한 효율성을 얻기 위해, 활성 탄소 중의 금속 산화물은 바람직하게 활성 탄소의 미세기공(micropore) 및 거대기공(macropore)을 막지 않는다. 이러한 MOI 활성 탄소는 금속 산화물로 함침될 수 있는 다양한 형태(펠렛, 과립 형태, 및 분말 형태를 포함함)로 시판 중이다. 활성 탄소는, 예를 들어 스프레이 함침법을 비롯한 임의의 적합한 수단에 의해 구리 산화물 또는 다른 금속 산화물로 함침될 수 있다.
MOI 활성 탄소는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 활성 탄소는 제 1 금속 화합물(예를 들어, 물, 수성산, 알칼리 용액, 또는 다양한 용매 또는 분산제 중의 금속 화합물의 용액 또는 현탁액의 형태인 금속 산화물 또는 다른 금속 화합물)과 혼합되어(예를 들어, 함침되거나, 분무되거나, 또는 다르게 접촉하여) 혼합물을 형성한다. 상기 혼합물은 선택적으로, (능동적으로 또는 수동적으로) 건조되고/거나 소성된다(예를 들어, 금속 화합물을 활성화시키기에 충분한 시간 동안 충분한 온도로 가열됨). 한 번 건조되고/거나 소성된 후에는, 또 다른 금속 화합물(예를 들어, 제 1 금속 화합물과 동일하거나 상이한 화합물로서, 여기에서 건조 및/또는 소성 후에 상기 금속 화합물 중 하나 이상은 금속 산화물이다)이 활성 탄소에 혼합될 수 있고, 다시 선택적으로 상기 혼합물은 (능동적으로 또는 수동적으로) 건조되고/거나 소성된다. 즉, 금속 산화물 또는 또 다른 금속 화합물은 (건조 및/또는 소성 전 또는 후) 초기에, 동시적으로, 또는 순차적으로 활성 탄소와 혼합될 수 있다.
선택적으로, 금속 화합물은 활성 탄소용 원료에 첨가된 후, 탄화 또는 활성화될 수 있다. 함침된 활성 탄소를 형성하는 것과 관련하여 앞서 제공한 샘플 방법처럼, 하나 이상의 금속 화합물은 원료 및/또는 활성 탄소에 첨가될 수 있되, 이 때 상기 금속 화합물은 동일하거나 상이하다. 예를 들어, 금속 산화물은 활성 탄소 형성용 원료와 조합되어 혼합물을 형성할 수 있다. 탄화 및 활성화 후, 제 2 금속 화합물(동일한 금속 산화물 및/또는 상이한 금속 화합물)은, 선택적인 (능동적인 또는 수동적인) 건조 및/또는 소성 전에 활성 혼합물에 첨가될 수 있다.
가스로부터 황화수소를 제거하는 데 사용하기 위한 활성 탄소를 함침하기 위해 사용되는 하나 이상의 금속 화합물은, 금속 산화물, 또는 금속 산화물들 및 금속 염일 수 있다. 이러한 금속 산화물의 예는 구리 산화물(CuO), 란탄 산화물(La2O3), 아연 티타네이트(ZnTiO3), 철 산화물(예를 들어, FeO, 철 Fe2O3, 등), 칼슘 산화물(CaO), 실리카(SiO), 알루미늄 산화물(Al2O3) 등, 및 구리 산화물과 하나 이상의 전술한 금속 산화물을 포함하는 조합, 및 약 주위 온도(예를 들어, 약 22℃)에서 작동되는 공정에 바람직한 구리 산화물을 포함하는 조합을 포함한다.
MOI 활성 탄소는 가스 스트림으로부터 H2S를 목적하는 농도 수준으로 제거하기에 충분한 금속 산화물을 포함할 수 있다. 일반적으로, MOI 활성 탄소의 총 중량을 기준으로, 약 0.5 내지 약 20중량%의 금속 산화물을 사용한다. 상기 범위 내에서, 약 15중량% 이하의 금속 산화물이 바람직하고, 약 12중량% 이하가 더욱 바람직하다. 또한 약 1중량% 이상의 금속 산화물 농도가 바람직하다. MOI 활성 탄소의 상업 제조업자의 예는 그 중에서도 미국 펜실베니아주 메디아에 소재한 레스-켐 코포레이션(Res-Kem Corp.)(예를 들어, CuO 칼곤(Calgon)), 미국 오하이오주 컬럼버스에 소재한 NUCON 인터내셔널 인코포레이티드(NUCON International, Inc.,)(NUSORB FC), 미국 뉴저지주 어빙턴에 소재한 니켐 컴퍼니(Nichem Co.), 및 미국 메릴랜드주 발티모어에 소재한 카메론 카본 인코포레이티드(Cameron Carbon Inc.)를 포함한다.
포스겐 제조 공정에서, 황이 공정에서 포스겐 촉매, 반응기, 및/또는 다른 구성요소들을 오염시키는 것을 예방하기 위해, CO 스트림이 포스겐 촉매와 접촉하기 전에 황 화합물이 상기 CO 스트림으로부터 제거된다. 황 화합물(예를 들어, COS 및/또는 CS2 등)은 바람직하게 제 1 반응기로 제거되고(예를 들어, 금속 산화물로 함침되지 않은 활성 탄소 등(비-MOI 활성 탄소)), H2S는 MOI 활성 탄소에 의해 제거된다(COS 및 CS2의 제거 전 또는 후, 여기에서 제거 후가 바람직함). 이러한 황 화합물의 제거는 반응기 내에서 CO 스트림을 탄소 성분과 접촉시키는 것을 포함한다. 다양한 유형의 반응기, 예를 들어 고정 베드, 이동 베드, 패킹-베드, 교반 탱크, 유동화 베드 등이 사용될 수 있다.
도 1을 참고하면, 포스겐 제조 시스템(50)의 제 1 선택적 황 제거 장치(22)는 리드 위치(lead position) 부속-장치(24) 및 후속 위치(lag position) 부속-장치(26)를 포함할 수 있는데, 상기 부속-장치들은 둘 다 비-MOI 활성 탄소를 포함할 수 있다. 상기 부속-장치들은 직렬로 작동될 수 있되, 후속 위치 부속-장치(26)는 리드 위치 부속-장치(24)의 다운스트림에 위치하거나, 또는 평행하게 위치한다. 작동 동안, 일산화탄소 스트림(20)은, 비-MOI 활성 탄소가 상기 스트림으로부터 COS 및 CS2를 제거하는 제 1 황 제거 장치(22)를 통과한다. 제 1 제거 장치(22)로부터, 개질된 스트림은, 제 1 황 제거 장치의 다운스트림에 위치한 제 2 황 제거 장치(24)에 도달하되, 여기에서 그 안에 존재하는 MOI 활성 탄소가 (예를 들어, 주위 온도(예: 약 22℃) 및 80 psig 압력에서) 상기 스트림으로부터 황화수소를 제거한다. 제 1 황 제거 장치(22)에 투입되는 일산화탄소 스트림의 수분 함량, 및 MOI 활성 촉매 중에 사용된 특정 금속 산화물에 따라, 수분은 제 2 황 제거 장치(54)의 업스트림으로부터 선택적으로 첨가되거나 제거될 수 있다.
황화물-미함유 스트림은 상기 스트림에 염소(28)를 도입하기 전 또는 후에 수분 제거를 위해 선택적으로 추가로 가공될 수 있다. 따라서, 황화수소-미함유 스트림은 제 2 황 제거 장치(54)로부터, 바람직하게 약 1ppm 이하의 수분 수준에서 스트림을 유지하기에 충분한 조건 하에서 작동하는 선택적인 수분 제거 장치(34)에 도달할 수 있다. 수분 제거 장치(34)로부터, 상기 스트림은, 상기 스트림이 반응기(38) 내로 투입되기 전에 상기 스트림에 염소가 혼합되는 혼합 장치(36)(예를 들어, 압출기, 반죽기 또는 밸브 등)를 통과할 수 있다.
시간이 흐르면서, 황 제거 장치(54)는 재생이 요구되도록 황화수소로 포화될 수 있다. 상기 재생은, 예를 들어 고온(즉, (예컨대, 탄소 및/또는 비활성 가스를 가열함으로써) 350℃ 이상의 온도에서)의 비활성 가스(예를 들어, 이산화탄소, 질소 등, 및 하나 이상의 이러한 가스를 포함하는 조합)를, 금속 황화물과 반응하여 금속 황화물을 역으로 금속 산화물로 전환시켜 이산화황을 생성하기에 충분한 양의 산소와 함께 장치에 도입함으로써 달성될 수 있다. 전형적으로, 비활성 가스 스트림의 산소 함량은 비활성 가스 스트림의 총 부피를 기준으로 약 0.2 내지 약 2부피%이다. 바람직하게, 비활성 가스 스트림의 산소 함량은 비활성 가스 스트림의 총 부피를 기준으로 약 0.5 내지 약 1부피%이되, 전형적으로는 약 0.5부피%가 사용된다.
이론에 얽매이는 것은 아니지만, 흡착 및 재생 반응의 메커니즘은 하기와 같을 수 있다:
흡착: CuO + H2S →CuS + H2O 주위 온도(약 25℃)
재생: 2CuS + 3O2 →2CuO + 2SO2 고온(N2 가스 중에서 약 350℃ 이상)
예를 들어, 포화된 흡착제를 제거하는 MOI 활성 탄소 촉매의 재생은, 황-함유 재생 스트림이 바람직하게는 반응기(38) 내에 투입되지 않도록, 오프-라인으로 수행되거나, 또는 밸브 시스템 및 다른 경미한 변형 시스템을 이용하여 온-라인으로 수행될 수 있다.
하나 또는 몇 개의 흡착제, 즉 비-MOI 활성 탄소 및 MOI 활성 탄소 둘 다는, 특정 시스템 디자인에 따라 직렬로 및/또는 평행하게 사용될 수 있는 것으로 여겨진다. 이러한 디자인 특징은 바람직한 유속, 공간 제한, 개별적인 반응기 크기, 온-라인 또는 오프-라인 재생 등에 따라 좌우될 것이다. 모든 시스템에서, 하나 이상의 MOI 활성 탄소 황 제거 장치는 반응기의 황 오염을 억제하는데 사용될 것이다. 선택적으로, 상기 MOI 활성 탄소 황 제거 장치는 비-MOI 활성 탄소 황 제거 장치 내, 예를 들어 리드 위치 및 후속 위치 부속-장치 사이에 바람직하게는 적어도 비-MOI 활성 탄소의 일부의 다운스트림에 위치될 수 있다.
실시예 1: BPL(등록 상표) 활성 탄소만 사용한 황 화합물의 제거
도 1을 참조하면, 제 1 황 제거 장치(22)를 통해 4,630ppm의 COS, 1,991ppm의 CS2, 및 118ppm의 H2S가 포함된 일산화탄소 가스 스트림을 통과시키고; 8,000lb/hr의 속도로 리드 위치 부속-장치(24), 및 이어서 후속 위치 부속-장치(26)를 둘 다 통과시켰다. 리드 위치 및 후속 위치 부속-장치 둘 다는 황 제거 조성물로서 비-MOI 활성 탄소 조성물 30,000lb를 포함하되, 상기 황 제거 조성물은 일산화탄소 가스 스트림으로부터 COS 및 CS2 가스, 및 일부 황화수소 가스를 제거한다. 리드 위치 및 후속 위치 부속-장치를 통과시킨 후, 개질된 스트림을 수분 제거 장치(34)에 통과시키며, 여기서, 개질된 스트림의 수분 함량을 1ppm으로 감소시킨 후, 혼합기(36)에서 염소와 혼합하고 반응기(38)로 도입하여 포스겐을 생성시켰다.
도 2는 혼합기(36)에서의 개질된 스트림에서 황화수소 농도를 그래프로 나타낸다. 상기 시스템은 약 5.5일의 기간 동안 모니터링되었다. 그래프에서 볼 수 있는 것과 같이, 황화수소는 매일 14시간의 장치의 온-라인 사용 중 약 7시간 동안 유출되었다(약 200ppm). COS 및 CS2는 14시간의 온-라인 시간 동안 유출되지 않았다. 주로, 이러한 유출의 결과로서, 황이 설비 및 포스겐 반응기 상에 침착되었다. 황 침착은 전체가 일일 약 15 내지 20lb에 달하며, 이는, 황 제거 장치를 대체하거나 재생하고 황으로 적재되어 가는 설비를 청소하기 위해 포스겐 생산을 종종 부득이하게 중단하는 것을 필요로 한다.
실시예 2: BPL(등록 상표) 활성 탄소 및 이어서 CuO-함침된 활성 탄소를 사용하는 황 화합물 제거
연마(polishing) 베드의 사용을 제외하고는 실시예 1의 방법을 반복하였다. 즉, CuO-함침된 활성 탄소 황 제거 장치(54)를 황 제거 장치(22)의 다운스트림에 위치시켰다. 상기 황 제거 장치(54)는 15,000lb의 CuO 함침된 활성 탄소(즉, NUSORB FC)를 포함하였다.
4,630ppm의 COS, 1,991ppm의 CS2, 및 118ppm의 H2S가 포함된 일산화탄소 가스 스트림을, BPL(등록 상표) 활성 탄소가 포함된 제 1 황 제거 장치(22)를 통과시키고; 리드 위치 부속-장치(24) 및 이어서 후속 위치 부속-장치(26) 둘 다를 8,000lb/hr의 속도로 통과시켰다. 리드 위치 및 후속 위치 부속-장치 둘 다는 황 제거 조성물로서 30,000lb의 비-MOI 활성 탄소 조성물을 포함하였고, 상기 황 제거 조성물은 COS 및 CS2 가스를 제거하여 개질된 스트림을 생성하였다.
리드 위치 및 후속 위치 부속-장치를 통해 유동시킨 후, 개질된 스트림을 CuO-함침된 활성 탄소 황 제거 장치(54)에 통과시켰으며, 여기에서 황화수소 농도가 2ppm 미만으로 감소되었다. 황 제거 장치(54)로부터, 수분 제거 장치(34)를 통해 H2S 미함유 스트림을 통과시켜, 혼합기(36)에서 염소와의 혼합 및 포스겐이 생성되는 반응기(38)로의 도입 전에 스트림 중의 수분 함량을 1ppm으로 감소시켰다.
도 3은 도 1의 시스템을 사용하여 실시예 2에 개시된 바와 같이 일산화탄소 가스로부터 황화수소를 제거한 결과를 그래프로 나타낸 것이다. 온-라인 사용(즉, 일일 14시간, 14시간 후 재생)한 약 9일 동안 황화수소 가스 농도의 그래프로부터, 상기 기간에 걸쳐 혼합기에서 황화수소의 농도가 10ppm 미만, 전형적으로 2ppm 미만이었다는 것을 알 수 있다.
황 화합물을 함유하는 가스 스트림으로부터 황화수소 가스의 제거를 위해 개시된 공정을 사용하는 것은, 비-MOI 활성 탄소 흡착제의 다운스트림에 있는 MOI 활성 탄소를 사용하지 않는 시스템(특히, CuO 함침된 활성 탄소)에 비해 수많은 이점을 제공한다. 하나의 장점은, 황화수소가 본질적으로 미함유되며 파이프 라인, 여과기, 혼합기, 반응기, 및 촉매를 막지 않고 포스겐 가스와 같은 다른 화학물질의 생산을 위해 사용될 수 있는 일산화탄소 가스 스트림을 생산하는 것을 포함한다. 상기 시스템은 약 50ppm 이하의 농도로 황화수소의 제거를 가능하게 하고, 약 20ppm 이하가 바람직하며, 약 2ppm 이하가 더욱 더 바람직하고, 약 1ppm 이하가 쉽게 달성된다.
스트림의 낮은 황화수소 농도에 기인하여, 촉매 재생 또는 대체를 위한 시스템의 중단 없이 촉매(예를 들어, 포스겐 반응기 및 촉매)의 온-라인 사용이 현저하게 증가된다. 본 시스템의 사용에 앞서, 약 8,000 lb/hr의 CO 속도에서 약 15 lb/(14시간)의 황이 설비 및 포스겐 촉매 상에 침착되었다. 이와 대조적으로, 약 8,000 lb/hr의 CO 속도에서 약 1 lb/(14시간) 이하의 황이 설비 및 포스겐 촉매 상에 침착된다. 순수한 CO 스트림(즉, 매우 낮은 H2S 농도)의 결과로서, 생성된 포스겐으로부터 보다 높은 순도의 폴리카보네이트가 제조될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시양태를 참고하여 개시되었지만, 당분야의 숙련자들은 본 발명의 범주에서 벗어남 없이 다양한 변화가 이루어질 수 있고, 균등물이 본 발명의 요소를 대체할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주로부터 벗어남 없이 본 발명의 교시에 대한 특정 상황 및 물질을 변경하는 수많은 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은, 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최선의 모드로서 개시된 특정 실시양태로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구의 범주 내에 해당하는 모든 실시양태를 포함할 것이다.

Claims (9)

  1. 금속 산화물-함침된 활성 탄소에 일산화탄소 스트림을 도입하기 전에,
    금속 산화물로 함침되지 않은 활성 탄소에 일산화탄소 스트림을 도입하는 단계; 및
    상기 일산화탄소 스트림에서 카본일 설파이드 및 카본 다이설파이드 중 하나 이상의 농도를 감소시키는 단계; 그 후,
    금속 산화물-함침된 활성 탄소에 일산화탄소 스트림을 도입하는 단계;
    상기 일산화탄소 스트림 중의 황화수소 농도를 감소시켜, 황화수소 농도가 약 20ppm 이하인 세정된 스트림을 생산하는 단계; 및
    상기 세정된 스트림 중의 일산화탄소를 염소(28)와 반응시켜 포스겐을 생산하는 단계
    를 포함하는 포스겐 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    금속 산화물-함침된 활성 탄소에 대한 일산화탄소 스트림의 도입을 중단하고; 산소가 포함된 비활성 가스 스트림을 상기 금속 산화물-함침된 활성 탄소에 도입하고(이때, 상기 금속 산화물-함침된 활성 탄소 중 하나 이상이 350℃ 이상의 온도로 가열되거나, 또는 비활성 가스 스트림이 약 350℃ 이상의 온도임); 상기 금속 산화물-함침된 활성 탄소로부터 이산화황을 제거함으로써, 금속 산화물-함침된 활성 탄소를 재생하는 단계
    를 추가로 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    산소가 비활성 가스 스트림의 총 부피를 기준으로 비활성 가스 스트림 중에 약 0.2 내지 약 2부피%의 양으로 존재하는 방법.
  5. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    금속 산화물이 구리 산화물을 포함하는 방법.
  6. 제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    황화수소 농도가 약 2ppm 이하인 방법.
  7. 일산화탄소 공급기(20);
    금속 산화물로 함침되지 않은 초기 활성 탄소를 포함하는 제 1 황 제거 장치(22);
    상기 제 1 황 제거 장치(22)의 다운스트림에 위치하며 그와 유체 연통하는 금속 산화물-함침된 활성 탄소를 포함하는 제 2 황 제거 장치(54); 및
    염소 공급기(28) 및 상기 제 2 황 제거 장치(54)의 다운스트림에 위치하며 이들과 유체 연통하는 반응기(38)
    를 포함하는 포스겐 제조 시스템(50).
  8. 제 7 항에 있어서,
    제 2 황 제거 장치(54)의 다운스트림 및 반응기(38)의 업스트림에 위치한 수분 제거 장치(34)를 추가로 포함하는 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    수분 제거 장치(34)의 다운스트림 및 반응기(38)의 업스트림에 위치한 혼합기(36)를 추가로 포함하는 시스템.
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