KR20060050684A - 포스겐 제조 방법 및 제조 장치 - Google Patents

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베르톨트 케겐호프
하인리히 로쿰
위르겐 뮈니그
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바이엘 머티리얼사이언스 아게
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Abstract

본 발명은 쉘-튜브 반응기에서 활성탄 촉매의 존재 하에 염소와 일산화탄소를 반응시키는 것을 포함하는 포스겐 제조 방법에 관한 것으로서, 상기 쉘-튜브 반응기는 다수의 반응 튜브 및 반응 튜브 주위의 냉각제 공간을 포함하고, a) 물을 사용한 증발 냉각에 의해 냉각제 공간을 통해 외부로부터 반응 튜브가 냉각되고, b) 반응 튜브의 운전이 냉각제 공간 내의 압력보다 큰 압력에서 수행된다.
포스겐, 제조 방법, 장치, 쉘-튜브 반응기, 활성탄, 염소

Description

포스겐 제조 방법 및 제조 장치{PROCESS AND APPARATUS FOR THE PRODUCTION OF PHOSGENE}
도 1은 하나의 쉘-튜브 (shell-and-tube) 반응기를 포함하는 장치의 모식도이다. 이 도면은 본 발명에 따라 포스겐 제조에 적합한 장치의 한 실시태양을 제시한다. 이 장치는 본 발명에 따른 포스겐 제조 방법을 수행하기에 적합하다.
도 2는 직렬 연결된 두개의 쉘-튜브 반응기를 포함하는 장치의 모식도이다. 이 도면은 본 발명에 따라 포스겐 제조에 적합한 장치의 다른 실시태양을 제시한다.
도 3은 반응기의 외부의 일부가 절단된 쉘-튜브 반응기의 확대도이다. 이 쉘-튜브 반응기는 도 1 또는 도 2에 도시된 장치의 모식도에 도시된 적합한 반응기 또는 쉘-튜브 반응기이다.
본 출원은 2004년 8월 28일자로 출원된 독일 특허 출원 제10 2004 041 777.6에 기초한 우선권을 35 U.S.C. §119(a)-(d)하에 주장한다.
본 발명은 반응열의 방산이 감압 하에 물을 사용한 증발 냉각에 의해 달성되 는 쉘-튜브 반응기에서 일산화탄소 (CO) 및 염소를 활성탄 상에서 반응시켜 포스겐을 제조하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 쉘-튜브 반응기, 스팀/물 분리기, 열 교환기 (응축기), 폐쇄가능 진공 라인 및 포스겐의 냉각제 순환기 내로의 누출을 검출할 수 있는 적어도 하나의 모니터링 장치를 포함하는 포스겐 제조 장치에 관한 것이다.
쉘-튜브 반응기에서 활성탄 촉매 상에서 CO 및 염소로부터 포스겐의 제조는 선행기술에 공지되어 있다 (예를 들어, 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th Ed., Vol. A 19, p. 413 ff., VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1991] 참조). 상기 방법의 본질적인 목적은 생성되는 상당한 반응열의 안전한 방산이다. 상기 열 방산은 통상 직접 냉각에 의해 수행된다. 그러나, 증발 냉각도 문헌에 언급되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 제4,231,959호에는 물을 사용한 직접 냉각과는 별개로 끓는 물을 사용한 냉각도 가능하고, 사용가능한 스팀이 생성된다고 기재되어 있다. EP-A-134 506에는 유용한 스팀 생성에 사용되는 고비점 매질을 사용한 증기 냉각 하에서 포스겐을 제조하는 방법이 기재되어 있다. 증발 냉각도 한 방법으로서 일반적으로 언급되어 있다. 그러나, 이와 동시에 포스겐 내의 50 ppm 미만의 필요한 낮은 염소 함량을 얻기 위해서 100℃ 미만의 반응기 배출구의 기체 온도가 달성되어야 한다고 기재되어 있다. 따라서, 상기 방법은 또한 2단계로 실시된다. 제1 단계에서, 포스겐 제조는 고온에서 고비점 냉각제를 사용한 증발 냉각을 이용하여 수행되고, 제2 단계에서 직접 냉각 하에 70 내지 100℃에서 수행된다. 최종적으로, WO-A-03/072237에는 특수한 관형 배열의 반응기 가 액체 냉각제, 즉 모노클로로벤젠으로 냉각되는, 포스겐 제조용 반응기 및 방법이 기재되어 있다. 부식 방지를 위해, 스테인레스 스틸이 반응기 튜브를 위해 사용된다. 그러나, 이와 동시에 불균일하거나 불충분한 냉각의 경우에 부식을 야기할 수 있는 문제가 발생한다고 기재되어 있다.
따라서, 하기 방법-기술상의 목적이 포스겐 제조시에 발생한다. 한편으로, 100℃ 미만의 기체 온도가 반응기 배출구에 확립되고 이에 의해 50 ppm 미만의 염소 함량이 방법에 의해 제조되는 포스겐에서 얻어지도록 최상의 가능한 열 전달 계수를 사용한 안전하고 균일한 열 방산이 보장되어야 한다. 다른 한편으로, 열 전달 매질이 부식 손상에 의해 반응 공간 내에 누출될 경우 발생하는 안전 기술상의 문제가 해결되어야 한다. 이와 관련하여, 열 전달 매질로서 물을 사용하면 안전 기술상의 이유로 문제가 된다. 물이 예를 들어, 부식에 의해 야기되거나 생긴 반응 튜브 내의 구멍을 통해 반응 공간으로 유입될 경우, 물이 활성탄 촉매 상의 형성된 포스겐과 매우 격렬하게 반응한다. 물과 포스겐 사이의 상기 반응은 염산을 형성시키고, 염산은 다시 추가로 부식을 야기한다.
따라서, 본 발명의 목적은 효율적인 열 방산의 결과로서 반응기 배출구에서 기체 온도가 100℃ 미만이고 포스겐 내의 염소 함량이 50 ppm 미만이 되도록 하고 동시에 작동이 안전한, 포스겐 제조를 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 활성탄 촉매의 존재 하에 염소와 일산화탄소를 반응시키는 것을 포함하는 포스겐 제조 방법에 관한 것이다. 활성탄 촉매의 존재 하에 염소와 일산화탄소의 반응은 다수의 반응 튜브 및 반응 튜브 주위의 냉각제 공간을 포함하는 쉘-튜브 반응기에서 발생한다. 상기 방법은 a) 물을 사용한 증발 냉각에 의해 냉각제 공간을 통해 외부로부터 반응 튜브가 냉각되고 b) 냉각제 공간 내의 압력보다 큰 압력에서 반응 튜브의 작동을 추가로 포함한다.
또한, 본 발명은 활성탄 촉매의 존재 하에 염소와 일산화탄소의 반응에 의해 포스겐을 제조하는 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명의 장치는
a) (i) 서로 실질적으로 평행하게 배열된 다수의 반응 튜브, (ii) 각각의 반응 튜브를 둘러싸는 물에 대한 냉각제 공간, (iii) 물을 냉각제 공간에 도입시키기 위한 적어도 하나의 유입구 개구부 및 (iv) 물 및(또는) 스팀을 냉각제 공간으로부터 배출시키기 위한 적어도 하나의 배출구 개구부를 갖는 적어도 하나의 쉘-튜브 반응기,
b) (i) 배출구 개구부로부터 스팀/물을 스팀/물 분리기에 공급하는 라인 (ii)에 의해 쉘-튜브 반응기의 배출구 개구부에 수압 연결된 스팀/물 분리기, (iii) 분리된 물을 배출하기 위한, 스팀/물 분리기에서 빠져나가며 쉘-튜브 반응기의 물 유입구 개구부에 연결된 재순환 라인, (iv) 스팀 라인 (v)에 의해 스팀/물 분리기에 수압 연결되고 스팀/물로부터 분리된 스팀이 그를 통해 배출되어 응축되는 열 교환기 (여기서 열 교환기는 열 교환기에서 응축된 물이 그를 통해 쉘-튜브 반응기 내로의 물의 유입구 개구부로 재순환되는 재순환 라인에 의해 쉘-튜브 반응기의 물의 유입구 개구부에 연결됨)를 갖는 적어도 하나의 물 순환 시스템,
c) 스팀/물 분리기에, 스팀 라인에 및(또는) 열 교환기에 수압 연결된 진공 라인 (여기서, 진공 라인은 진공을 생성시킬 수 있는 장치에 연결될 수 있거나 진공 라인은 폐쇄될 수 있음) 및
d) 물 순환 시스템에 또는 냉각제 공간에 배치된, 물 순환 및(또는) 냉각제 공간에 존재하는 포스겐의 검출을 위한 하나 이상의 모니터링 장치
를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 포스겐 제조시에 발생하는 반응열의 방산이 감압 하에, 바람직하게는 1 bar (절대압)의 대기압 미만 하에서 물을 사용한 증발 냉각에 의해 달성된다는 특징을 갖는다.
이와 관련하여, 냉각제 순환은 물이 증발, 제거, 다른 영역에서의 응축 및 재생 증발을 위해 냉각제 공간으로 재순환되는 폐쇄 순환 시스템이 바람직하다. 이러한 의미에서, 쉘-튜브 반응기 내의 냉각제 공간은 (항상) 끓는 액체 상태의 물을 함유하는 것이 바람직하다.
따라서, 반응 공간 내의 압력은 반응 튜브 손상의 경우에 포스겐이 반응 튜브로부터 냉각제 공간으로 통과하지만 물은 냉각제 공간으로부터 생성물 공간 (즉, 반응기의 반응 튜브) 내로는 통과하지 않도록 냉각제 공간 내의 압력보다 큰 상태로 유지된다. 냉각제 공간 내의 포스겐의 존재가 쉘-튜브 반응기의 반응 튜브의 손상에 대한 지표이기 때문에 냉각제 공간은 냉각제 공간 내의 포스겐의 임의의 징후에 대한 적합한 모니터링 장치에 의해 모니터링된다. 따라서, 상기 연속적인 모니터링에 의해 어떠한 중대한 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조되는 포스겐의 낮은 염소 함량을 달성하기 위해 CO 및 염소의 공급원료 스트림이 본 발명에 따른 방법에 상대적인 양으로 사용된다. 본 발명의 방법에서, 염소 함량을 기준으로 바람직하게는 2 내지 20%의 몰과량, 보다 바람직하게는 5 내지 12%의 몰과량의 CO가 존재한다. 임의의 시판되는 기체 혼합기, 예를 들어 오리피스 혼합기, 고정식 혼합기 또는 소용돌이 (swirl) 타입 혼합기를 염소와 CO의 혼합을 위한 기체 혼합기로 사용할 수 있고, 혼합물은 본 발명의 방법 및 장치에 공급된다. 그러나, 도관 (conduit) 배치에 따라 특수 기체 혼합기를 사용하는 것이 필수적일 수 있다. 혼합된 기체의 절대압은 상기 실시태양에서 바람직하게는 1.5 내지 lO bar, 보다 바람직하게는 2 내지 5 bar이다.
냉각제 압력의 적절한 선택에 의해, 냉각제 온도 및 이에 따른 생성물 배출구 온도는 100℃ 미만으로 신뢰할 수 있는 수준으로 유지될 수 있다. 냉각제 공간 및 여기에 유입구 개구부 및 배출구 개구부를 통해 연결된 물 순환 시스템을 통한 쉘-튜브 반응기의 냉각은 바람직하게는 0.1 내지 0.8 bar, 보다 바람직하게는 0.15 내지 0.5 bar, 가장 바람직하게는 0.2 내지 0.3 bar의 절대압에서 물을 사용하여 수행된다. 상기 절대압은 45 내지 93.5℃ (0.1 내지 0.8 bar에서), 55 내지 80℃ (0.15 내지 0.5 bar에서) 및 60 내지 70℃ (0.2 내지 0.3 bar에서)의 물의 비점을 야기한다. 이러한 방식으로, 포스겐이 100℃ 미만의 온도에서 쉘-튜브 반응기에서 배출되도록 보장된다.
반응 튜브 내의 절대압은 바람직하게는 1.5 내지 lO bar, 보다 바람직하게는 2 내지 5 bar이다.
본 발명에 따른 방법은 예를 들어, 이하에서 설명하는 장치에서 수행될 수 있다.
또한, 본 발명은 활성탄 촉매의 존재 하에 염소와 일산화탄소의 반응에 의해 포스겐을 제조하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는
a) 서로 실질적으로 평행하게 반응기에 배열된 다수의 반응 튜브, 반응 튜브를 필수적으로 둘러싸는 물에 대한 냉각제 공간, 물을 냉각제 공간에 도입시키기 위한 튜브-쉘 반응기 내로의 적어도 하나의 유입구 개구부, 및 물 및(또는) 스팀을 냉각제 공간으로부터 배출시키기 위한 튜브-쉘 반응기 내의 적어도 하나의 배출구 개구부를 갖는 적어도 하나의 쉘-튜브 반응기,
b) 라인 또는 도관을 통해 쉘-튜브 반응기의 배출구 개구부에 수압 연결된 스팀/물 분리기, 스팀/물 분리기에서 분리된 물을 쉘-튜브 반응기의 유입구 개구부로 유도 (또는 개구부에 공급)하는 재순환 라인 또는 도관, 스팀 라인에 의해 스팀/물 분리기에 수압 연결된 열 교환기 (여기서, 스팀/물 분리기에서 분리된 스팀이 스팀 라인을 통해 열 교환기로 이송되고, 열 교환기에서 스팀이 응축됨), 및 열 교환기에서 응축된 물을 다시 쉘-튜브 반응기의 유입구 개구부에 이송하기 위해 열 교환기를 빠져나가는 재순환 라인을 포함하는 적어도 하나의 물 순환 시스템,
c) 스팀/물 분리기에, 스팀 라인에 및(또는) 열 교환기에 수압 연결된 적어도 하나의 진공 라인 (여기서, 진공 라인은 진공을 생성시킬 수 있는 장치에 연결될 수 있고 진공 라인은 폐쇄될 수 있음) 및
d) 물 순환 시스템에 또는 쉘-튜브 반응기 내의 냉각제 공간에 배치된, 물 순환 시스템에 또는 쉘-튜브 반응기 내의 냉각제 공간으로 배출되는 임의의 포스겐을 검출할 수 있는 하나 이상의 모니터링 장치
를 포함한다.
또한, 한 바람직한 실시태양에서, 본 발명의 장치는 평행하게 또는 직렬로 연결된 하나 초과의 쉘-튜브 반응기를 포함한다. 이 실시태양에서, 존재하는 물 순환 시스템, 진공 라인, 열 교환기 등의 갯수는 바람직하게는 존재하는 쉘-튜브 반응기의 갯수에 대응한다. 즉, 2개의 쉘-튜브 반응기가 존재할 경우, 2개의 물 순환 시스템, 2개의 진공 라인 및 2개의 열 교환기가 존재하는 것이 바람직하다. 따라서, 직렬로 연결된 개개의 반응기는 각각 상기한 부재 a) 내지 d)를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 장치에서, 열 교환기는 열 교환기에서 배출되는 응축된 물이 중력 하에 다시 쉘-튜브 반응기의 냉각제 공간 내로 유동하도록 쉘-튜브 반응기 위에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 사용되는 쉘-튜브 반응기는 바람직하게는 100 내지 10,000개의 튜브, 보다 바람직하게는 300 내지 3000개의 튜브를 포함하는, 기술적으로 통상적인 스탠딩 (standing) 쉘-튜브 반응기가 바람직하다. 이러한 의미에서, 반응기 튜브의 길이는 바람직하게는 1 내지 6 m, 보다 바람직하게는 2 내지 4 m이고, 튜브 내경은 바람직하게는 20 내지 100 mm, 보다 바람직하게는 30 내지 70 mm이다. 단지 1개의 쉘-튜브 반응기만이 사용되거나 또는 별법적으로 복수개, 바람직하게는 2개 또는 3개의 쉘-튜브 반응기가 서로 평행하게 또는 직렬로 연결될 수 있다. 이러한 쉘-튜브 반응기의 직렬 배치는 도 2에 도시되어 있다.
쉘-튜브 반응기 내의 반응 튜브는 삼각형 형태로 배열되는 것이 바람직하다. 또한, 특히 다수의 튜브를 갖는 긴 반응기의 경우에, 예를 들어 변류기판 (배플)과 같은 유동 변류기가 200 내지 2000 mm, 바람직하게는 800 내지 1200 mm의 간격으로 냉각제 공간에 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 유동을 균등하게 만들기 위해서 특히 큰 유닛에서 환상 채널이 각각의 경우에 바람직하게는 냉각제 공간 내로의 유입구 개구부 및 냉각제 공간으로부터의 배출구 개구부의 영역에 도입된다. 최종적으로, 예를 들어 소용돌이판 또는 고정식 혼합기 부재와 같은 기체 분배를 위한 적합한 설치된 기구가 쉘-튜브 반응기 내의 기체 유입구 영역에 제공될 수 있다.
반응기는 탄소강 또는 상이한 크롬-니켈강 또는 다른 고성능 합금강 (higher-alloyed steel)으로 제조될 수 있다. 반응 튜브 내의 생성물 온도가 200℃를 초과하지만, 놀랍게도 심지어 탄소강으로 제조된 반응기를 포함하는 본 발명의 방법 및(또는) 장치를 사용할 경우에도 부식이 전혀 발생하지 않았다. 따라서, 탄소강이 경제적인 이유로 바람직하다.
반응 튜브는 활성탄으로 충전된다. 입자 (grain) 크기가 예를 들어 2 내지 4 mm인 활성탄의 시판되는 압출성형된 실린더가 바람직하다. 이러한 의미에서, 반응 튜브의 최하부 영역은 촉매 불활성 충전재, 예를 들어 세라믹 충전체 또는 금속 충전체로 먼저 100 내지 500 mm의 높이까지 충전된 후, 그 위에 활성탄이 충전되는 것이 바람직하다. 활성탄을 유지하기 위한 적합한 수단은 바람직하게는 반응 튜브로부터 기체 배출구 측에 제공된다. 활성탄 유지에 적합한 한 수단은 예를 들어 유지 그레이팅 (grating), 튜브 플로어 (floor) 상의 추가의 불활성 충전재 또는 바람직하게는 100 내지 500 mm의 높이까지 튜브 플로어 위의 동일한 활성탄의 베드 (bed)이다.
상기 쉘-튜브 반응기는 본 발명에 따른 방법의 실시에 이상적으로 적합하다.
열 교환기로서, 당업계에 공지된 냉각수 또는 공기 응축기 또는 다른 응축기를 포함하는 통상적인 쉘-튜브 열 교환기를 사용할 수 있다. 시판되는 진공 펌프, 예를 들어 피스톤 펌프, 팬 또는 고리 액체 펌프 또는 펌핑 유체인 스팀, 공기 또는 질소로 작동되는 진공 제트 장치가 진공 생성 장치로서 사용되기에 적합하다.
손상, 특히 반응 튜브 내의 부식의 경우에 시스템을 보호하기 위해 상이한 모니터링 장치를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 모니터링 장치는 소정의 발령(triggering) 역치가 초과될 경우 바람직하게는 반응물의 공급을 차단하고 장치를 안전한 상태로 전환함으로써 반응을 정지시킬 것이다. 적합한 모니터링 장치는 예를 들어 냉각수 또는 스팀의 압력 및(또는) 온도를 검출하고, 그 수치를 표시하여 소정의 발령 역치 초과의 경보 발령 및(또는) 본 발명의 장치를 안전한 운전 상태 또는 휴지 상태로 전환한다. 또한, 압력 및(또는) 온도 대신에 또는 추가로 모니터링될 수 있는 적합한 측정량은 예를 들어 전도도 및(또는) 물의 pH 값을 포함한다. 또한, 스팀 라인의 기체 공간 내의 미량의 포스겐을 검출하기 위한 분석기가 모니터링 장치로서 적합하다 (예를 들어, 도 1 및 2에서 스팀 라인 (7) 및 (47) 참조). 이와 관련하여, 모니터링 장치는 다양하게 많은 중복 (redundant) 형태로 설치되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 방법 및 장치는 선행 기술에서 공지되고 설명된 방법 및 장치에 비해 다음과 같은 많은 이점을 갖는다. 본 발명의 장치는 용이하게 제조되고, 증발 없이 액체를 사용한 직접 냉각에 의해 작동되는 시스템과는 달리 냉각제 펌프를 필요로 하지 않는다. 공기 응축기가 사용될 경우, 냉각 시스템은 에너지 기능 이상의 경우에도 본질적으로 안전하다. 본 발명의 장치 및 방법에서 달성되는 열 전달 계수는 1000 내지 1500 W/m2K이고, 따라서 액체 냉각에 의해 달성되는 값보다 상당히 더 크다. 이것은 냉각 시스템의 높은 신뢰도와 함께 부식을 야기하지 않으면서 탄소강으로 시스템을 제조하는 것을 가능하게 한다. 이 시스템은 심지어 20 ppm 미만의 염소로 유지될 수 있는 낮은 염소 함량을 갖는 포스겐을 생성시키고, 그 결과로서 생성되는 생성물 (예를 들어, 생성된 포스겐으로부터 제조되는 이소시아네이트)의 순도가 특히 높게 된다. 중복 모니터링 시스템에 의해, 상기 방법은 특히 운전시에 신뢰도가 크다.
본 발명은 첨부 도면, 즉 도 1-3을 참고로 하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 하나의 쉘-튜브 반응기를 갖는 본 발명에 따른 장치의 모식도이다. 외부 반응기의 일부는 쉘-튜브 반응기를 예시하기 위해 도 1에서 절단된 형태로 도시된다.
도 2는 직렬 연결된 두개의 쉘-튜브 반응기를 갖는 본 발명에 따른 장치의 모식도이다. 도 2는 또한 쉘-튜브 반응기를 예시하기 위해 외부 반응기의 일부를 절단된 형태로 도시한다.
도 3은 외부 반응기 쉘의 일부가 절단된 쉘-튜브 반응기의 확대도이다. 이 쉘-튜브 반응기는 본 발명에 따른 방법에 그리고 도 1 및 도 2에 도시된 장치의 모식도에 사용하기 적합하다.
하나의 쉘-튜브 반응기를 갖는 적합한 장치의 모식도인 도 1에 도시된, 본 발명에 따른 포스겐 제조에 적합한 본 발명의 한 실시태양을 참고로 하여 설명한다.
도 1에서, 유리체 (educt) CO 및 염소는 합해지는 라인 (1) 및 (2)를 통해 전달되고 계량된 후 혼합된다. 이것은 특수 기체 혼합기, 예를 들어 오리피스 혼합기 또는 노즐 혼합기에서 수행되거나 유입구 라인 (3)이 충분히 길 경우 자연적으로 발생할 수 있다. 이어서, 기체 혼합물은 아래로부터 라인 (3)을 통해 쉘-튜브 반응기 (20) 내로 도입된다. 쉘-튜브 반응기 (20)에서, 튜브 (21)은 활성탄으로 충전된다. 공정 생성물 포스겐을 형성하는 반응이 일어나는 곳은 튜브 (21)이다. 포스겐은 생성물 라인 (4)를 통해 쉘-튜브 반응기 (20)으로부터 배출된다. 쉘-튜브 반응기 (20) 내의 포스겐 제조로 인한 반응열의 방산을 위해 물이 아래로부터 유입구 물 개구부 (13)을 통해 쉘-튜브 반응기 (20) 내로 유동하고, 쉘-튜브 반응기 (20)의 냉각제 공간 (27) 내로 도입된다. 냉각제 공간 (27) 내의 물은 쉘-튜브 반응기 (20)에서 비등된 후, 스팀/물 혼합물로서 물 배출구 개구부 (14)를 통해 쉘-튜브 반응기 (20)으로부터 배출되고, 라인 (6)을 통해 스팀/물 분리기 (22)로 통과된다. 액체상의 물 분획은 스팀/물 분리기 (22)에서 분리된다. 스팀/물 분리기 (22)로부터의 스팀은 스팀 라인 (7)을 통해 열 교환기 (23) (바람직하게는 응축기)로 이송되고, 그 내부에서 응축된다. 열 교환기 (23)으로부터의 응축액 스트림은 재순환 라인 (8)을 통해 물 유입구 개구부 (13)으로 다시 유동하고, 이어서 쉘-튜브 반응기 (20)의 냉각제 공간 (27)에 도입된다. 또한, 스팀/물 분리기 (22)에서 얻은 액체상의 물 스트림은 재순환 라인 (5)를 통해 물 유입구 개구부 (13)으로 다시 유동하고, 쉘-튜브 반응기 (20)의 냉각제 공간 (27)에 도입된다. 도 1에 도시된 실시태양에서, 재순환 라인 (5) 및 (8)은 물 유입구 개구부 (13) 앞의 지점에서 합해지고, 물 유입구 개구부 (13)까지 공통적인 라인을 형성한다.
예를 들어 압력 및 온도의 모니터링을 위한 모니터링 장치 (24) 및 (25)를 도 1에서 재순환 라인 (8)에 배치한다. 상기 및 다른 모니터링 장치는 반응 튜브 (21)로부터 누출되거나 다른 방식으로 배출되어 물 순환 시스템 (26)에 도입된 임의의 포스겐을 검출한다.
장치의 정상적인 운전 동안, 물 순환 시스템 (26)은 밀폐된다. 그러나, 필요한 경우, 물 순환 시스템 (26)은 진공 라인 (9)를 통해 물 순환 시스템 (26)의 열 교환기 (23)으로부터 배출되는 불활성 기체 스트림에 의해 진공 라인 (9)를 통해 진공 발생기를 사용한 운전 진공에 적용될 수 있다.
도 1에 모식도로 도시된 장치의 냉각제 시스템은 냉각제 공간 (27), 및 물 유입구 개구부 (13) 및 물 배출구 개구부 (14)를 통해 냉각제 공간 (27)에 연결된 물 순환 시스템 (26)으로 구성된다. 따라서, 상기 의미에서 물 순환 시스템 (26)은 라인 (6), 스팀/물 분리기 (22), 스팀 라인 (7), 열 교환기 (23) 및 재순환 라 인 (5) 및 (8)을 포함한다.
냉각제 시스템이 물로 충전된 후에, 진공이 진공 라인 (9)를 통해 냉각제 시스템에 인가된다. 이어서, 냉각제 시스템은 진공 유닛으로부터 분리되고, 따라서 폐쇄 시스템으로서 운전될 수 있다. 연장된 운전에 걸쳐서 냉각제 시스템의 압력은 밀봉부의 작은 누출에 의해 서서히 상승할 수 있고, 이것은 때로 후진공처리가 필요할 수 있음을 의미한다. 물론, 필요한 감압은 또한 냉각제 시스템의 일정한 진공처리에 의해 달성될 수 있다. 물 순환 시스템 (26)의 충전은 예를 들어 라인 (5) 또는 (8)에 제공되는, 물 공급부에 대한 연결부에 의해 실시될 수 있다.
본 발명의 다른 실시태양을 도시하고 있는 도 2를 참고로 하여 본 발명을 설명한다. 도 2는 직렬 연결된 두개의 쉘-튜브 반응기를 갖는 적합한 장치의 모식도이다. 이 장치도 본 발명에 따른 포스겐 제조 방법의 수행에 적합하다.
도 2에 도시된 실시태양에서, 포스겐 제조는 2단계로 수행된다. 도 2에서, 제1 쉘-튜브 반응기를 설명하기 위해 사용된 참조 부호는 도 1의 쉘-튜브 반응기의 동일한 장치 부분에 대응한다. 도 2에서, 출발 물질 CO 및 염소는 합해지는 라인 (1) 및 (2)를 통해 계량 투입 방식으로 전달된 후 혼합된다. 기체 혼합물은 아래로부터 유입구 라인 (3)을 통해 쉘-튜브 반응기 (20) 내로 도입되고, 제1 반응단으로 도입된다. 쉘-튜브 반응기 (20)에서, 반응 튜브 (21)은 활성탄으로 충전된다. 포스겐을 형성하는 반응의 제1 단계가 일어나는 곳은 반응 튜브 (21)이다.
또한, 도 2에서 직렬 연결된 제1 반응기에서 쉘-튜브 반응기 (20)에서 포스겐 제조시에 발생하는 반응열을 방산시키는 것이 필요하다. 이것은 쉘-튜브 반응 기 (20)의 냉각제 공간 (27) 내로 도입되도록 물을 아래로부터 유입구 물 개구부 (13)을 통해 쉘-튜브 반응기 (20) 내로 유동시킴으로써 달성된다. 반응열에 의해 냉각제 공간 (27) 내의 물은 쉘-튜브 반응기 (20)에서 비등된 후, 스팀/물 혼합물로서 물 배출구 개구부 (14)를 통해 쉘-튜브 반응기 (20)으로부터 배출되고, 라인 (6)을 통해 스팀/물 분리기 (22)로 통과된다. 액체상의 물 분획은 스팀/물 분리기 (22)에서 분리된다. 스팀/물 분리기 (22)로부터의 스팀은 스팀 라인 (7)을 통해 열 교환기 (23) (바람직하게는 응축기)로 이송되고, 그 내부에서 응축된다. 열 교환기 (23)으로부터의 응축액 스트림은 재순환 라인 (8)을 통해 물 유입구 개구부 (13)으로 다시 유동하고, 이어서 쉘-튜브 반응기 (20)의 냉각제 공간 (27)에 도입된다. 또한, 스팀/물 분리기 (22)에서 얻은 액체상의 물 스트림은 재순환 라인 (5)를 통해 물 유입구 개구부 (13)으로 다시 유동하고, 쉘-튜브 반응기 (20)의 냉각제 공간 (27)에 도입된다. 도 2에 도시된 실시태양에서, 재순환 라인 (5) 및 (8)은 물 유입구 개구부 (13) 앞의 지점에서 합해지고, 물 유입구 개구부 (13)까지 공통적인 라인을 형성한다.
예를 들어 압력 및 온도의 모니터링을 위한 모니터링 장치 (24) 및 (25)를 도 2에서 재순환 라인 (8)에 배치한다. 상기 및 다른 모니터링 장치는 반응 튜브 (21)로부터 배출되어 물 순환 시스템 (26)에 도입된 임의의 포스겐을 검출한다.
장치의 정상적인 운전 동안, 물 순환 시스템 (26)은 밀폐된다. 그러나, 필요한 경우, 물 순환 시스템 (26)은 진공 라인 (9)를 통해 물 순환 시스템 (26)의 열 교환기 (23)으로부터 배출되는 불활성 기체 스트림에 의해 진공 라인 (9)를 통 해 진공 발생기를 사용한 운전 진공에 적용될 수 있다.
도 2에 모식도로 도시된 장치의 냉각제 시스템은 냉각제 공간 (27), 및 물 유입구 개구부 (13) 및 물 배출구 개구부 (14)를 통해 냉각제 공간 (27)에 연결된 물 순환 시스템 (26)으로 구성된다. 따라서, 상기 의미에서 물 순환 시스템 (26)은 라인 (6), 스팀/물 분리기 (22), 스팀 라인 (7), 열 교환기 (23) 및 재순환 라인 (5) 및 (8)을 포함한다.
냉각제 시스템이 물로 충전된 후에, 진공이 진공 라인 (9)를 통해 냉각제 시스템에 인가된다. 이어서, 냉각제 시스템은 진공 유닛으로부터 분리되고, 따라서 폐쇄 시스템으로서 운전될 수 있다. 연장된 운전에 걸쳐서 냉각제 시스템의 압력은 밀봉부의 작은 누출에 의해 서서히 상승할 수 있고, 이것은 때로 후진공처리가 필요할 수 있음을 의미한다. 물론, 필요한 감압은 또한 냉각제 시스템의 일정한 진공처리에 의해 달성될 수 있다. 물 순환 시스템 (26)의 충전은 예를 들어 라인 (5) 또는 (8)에 제공되는, 물 공급부에 대한 연결부에 의해 실시될 수 있다.
도 2의 제1 반응단에서, 형성되는 포스겐은 라인 (4)를 통해 쉘-튜브 반응기 (20)으로부터 배출되어 응축기 (30)에서 응축된다. 액체상의 포스겐 스트림은 라인 (31)을 통해 가치있는 생성물로서 응축기 (30)으로부터 배출되고, 응축기 (30)으로부터의 잔여 기체 스트림은 라인 (41)을 통해 제2 반응단으로 공급되고, 여기서 라인 (42)를 통해 공급되는 염소와 혼합된다. 기체 혼합물은 라인 (43)을 통해 제2 쉘-튜브 반응기 (60) 내로 도입되어 반응 튜브 (61)에서 반응하고, 형성된 포스겐은 라인 (44)를 통해 제거된다. 제2 반응단에서, 제1 반응단에서 설명한 바와 실질적으로 동일한 공정이 발생한다.
반응열을 방산시키기 위해, 물은 아래로부터 유입구 개구부 (53)을 통해 제2 쉘-튜브 반응기 (60)의 냉각제 공간 (67) 내로 유동하고, 쉘-튜브 반응기 (60)에서 비등된 후, 스팀/물 혼합물로서 배출구 개구부 (54)를 통해 배출되고, 라인 (46)을 통해 스팀/물 분리기 (62)로 통과된다. 액체상의 물 분획은 스팀/물 분리기 (62)에서 분리된다. 스팀/물 분리기 (62)로부터의 스팀은 라인 (47)을 통해 열 교환기 (63) (바람직하게는 응축기)로 이송되고, 그 내부에서 응축된다. 열 교환기 (63)으로부터의 응축액 스트림은 재순환 라인 (48)을 통해 유입구 개구부 (53)으로 다시 유동한다. 또한, 스팀/물 분리기 (62)에서 얻은 액체상의 물 스트림은 재순환 라인 (45)를 통해 유입구 개구부 (53)으로 다시 유동한다. 여기서 설명한 실시태양에서, 재순환 라인 (45) 및 (48)은 유입구 개구부 (53) 앞에서 합해지고, 유입구 개구부 (53)까지 공통적인 라인을 형성한다.
예를 들어 압력 및 온도를 모니터링할 수 있는 모니터링 장치 (64) 및 (65)를 재순환 라인 (48)에 배치한다. 상기 및 다른 모니터링 장치는 반응 튜브 (61)로부터 누출되거나 배출되어 물 순환 시스템 (66)에 도입된 임의의 포스겐을 검출한다.
장치의 정상적인 운전 동안, 물 순환 시스템 (66)은 밀폐된다. 그러나, 필요한 경우, 물 순환 시스템 (66)은 진공 라인 (49)를 통해 물 순환 시스템 (66)으로부터 배출되는 불활성 기체 스트림에 의해 진공 라인 (49)를 통해 진공 발생기를 사용한 운전 진공에 적용될 수 있다.
또한, 장치의 제2 반응단에서 장치의 제1 반응단으로부터 응축기 (30)을 빠져나오는 라인 (41)로부터의 잔여 기체 스트림은 주요 성분으로서 30 내지 70 wt%의 CO를 포함한다. 30 내지 70 wt%의 CO를 포함하는 상기 잔여 기체 스트림 (41)은 라인 (43)에서 5 내지 20%의 몰과량의 CO를 달성하기 위해서 라인 (42)로부터 충분한 염소와 혼합된다. 라인 (43)의 기체 혼합물은 아래로부터 장치의 제2 반응단의 쉘-튜브 반응기 (60) 내로 도입되고, 여기서 튜브 (61)은 활성탄으로 충전되고 포스겐을 형성하는 제2 반응 단계가 발생한다.
상기 2단계 공정에 의해, 반응 공정에 사용되는 CO는 최대 수준으로 이용되고, 이에 의해 생성되는 포스겐 내의 상당한 CO 분획을 방지할 수 있다. 쉘-튜브 반응기 (60) 및 물 순환 시스템 (66)은 제1 반응단의 쉘-튜브 반응기 (20) 및 물 순환 시스템 (26)과 동일하게 (각각) 기능하도록 디자인된다. 그러나, 더 작은 기체 로딩이 요구되기 때문에, 이들 (즉, 쉘-튜브 반응기 (60) 및 물 순환 시스템 (66))은 임의로 더 작은 치수일 수 있다. 그러나, 제1 반응단이 예를 들어 촉매 변경에 의해 일시적으로 작동 불능상태일 경우 제2 반응단의 시스템이 제1 반응단의 예비 시스템으로서 기능할 수 있도록 두 시스템을 동일한 치수로 디자인하는 것이 유리할 수 있다.
외부 반응기 쉘의 일부가 절단된 쉘-튜브 반응기의 확대도를 보여주는 도 3을 참고로 하여 설명한다. 상기 쉘-튜브 반응기는 본 발명에 따른 포스겐 제조 공정 수행에 적합하고, 도 1 및 도 2에 도시된 모식도의 임의의 쉘-튜브 반응기 대신에 사용될 수 있다.
도 3에서, 쉘-튜브 반응기 (20)은 본 발명에 따른 공정 및 본 발명에 따른 장치에 사용될 수 있다. 쉘-튜브 반응기 (20)은 CO 및 염소 공급 스트림을 위한 기체 유입구 개구부 (81) (도시하지 않음), 공급 기체의 분배를 위한 설치된 기구 (83)을 갖는 반응기 상의 하부 커버 (82)를 포함한다. 쉘-튜브 반응기 (20) 내부에는 반응 튜브 (21)의 하부 말단이 그 위에 존재하는 하부 튜브 플로어 (84)가 존재한다. 불활성 물질로 구성된 충전재 (85)는 반응 튜브 (21)의 하부 말단에 존재한다. 쉘-튜브 반응기 (20) 내의 하부 환상 채널 (86)은 물이 그를 통해 냉각제 공간 (27)에 도입되어 반응 튜브 (21)을 둘러싸는 물 유입구 개구부 (13)의 영역에 위치한다. 냉각제 공간 (27) 내의 물의 유동을 변류하기 위한 변류 부재 (95)가 하부 튜브 플로어 (84) 상에 및 상부 튜브 플로어 (89) 아래에서 쉘-튜브 반응기에 존재한다. 상기 변류 부재 (95)는 물 유입구 개구부 (13)을 통해 쉘-튜브 반응기 (20)으로 도입된 직후에 또는 물이 비등하여 응축되기 전의 지점에서 물 배출구 개구부 (14)로부터 냉각수가 빠져나가는 것을 방지한다. 물이 그로부터 냉각제 공간 (27)을 빠져나가는 물 배출구 개구부 (14)의 영역에 쉘-튜브 반응기 (20)의 보다 높은 위치에 상부 환상 채널 (88) 및 상부 튜브 플로어 (89)가 존재한다. 상부 튜브 플로어 (89)는 반응 튜브 (21)의 상부 말단의 최상부에 존재한다. 불활성 물질로 구성된 충전재 (90)은 상부 튜브 플로어 (89) 상에 위치한다. 상부 튜브 플로어 (89) 및 충전재 (90) 상에 복구 또는 유지 작업을 수행하기 위해 쉘-튜브 반응기 (20)의 내부로 도입시키기 위해 쉘-튜브 반응기 (20)의 최상부에 또는 최상부 근처에 위치한 도입 맨홀 (91)이 존재한다. 또한, 쉘-튜브 반응기 (20)의 최상부 또는 최상부 근처에 본 발명의 방법에 의해 제조되는 포스겐의 배출구를 위한 기체 배출구 개구부 (92)가 존재한다.
본 발명을 예시의 목적으로 상기 상세하게 설명하였지만, 상기 상세한 설명은 단지 예시의 목적으로 제시된 것으로서, 특허청구범위에 의해 제한될 수 있는 것을 제외하고는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않은 변형을 당업계의 숙련인이 고안할 수 있음을 이해할 것이다.
본 발명에 따르면, 효율적인 열 방산의 결과로서 반응기 배출구에서 기체 온도가 100℃ 미만이고 포스겐 내의 염소 함량이 50 ppm 미만이 되도록 함과 동시에 안전하게 포스겐을 제조할 수 있다.

Claims (11)

  1. 다수의 반응 튜브 및 반응 튜브를 둘러싸는 냉각제 공간을 포함하는 쉘-튜브 반응기에서 활성탄 촉매의 존재 하에 염소와 일산화탄소를 반응시키는 것을 포함하며,
    a) 물을 사용한 증발 냉각에 의해 냉각제 공간을 통해 외부로부터 반응 튜브가 냉각되고,
    b) 반응 튜브가 냉각제 공간 내의 압력보다 큰 압력에서 운전되는 것인 포스겐 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 일산화탄소가 첨가되는 염소의 양을 기준으로 2 내지 20%의 몰과량으로 첨가되는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 냉각제 공간 내의 절대압이 0.1 내지 0.8 bar인 방법.
  4. 제3항에 있어서, 냉각제 공간 내의 상기 절대압이 0.15 내지 0.5 bar인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 단계 a)에서 냉각제 공간에서 증발되는 스팀을 열 교환기에서 재응축시키고, 응축된 물을 냉각제 공간에 재순환시키는 단계를 추가로 포함하 는 것인 방법.
  6. 제5항에 있어서, 스팀을 열 교환기에서 재응축시키기 전에 단계 a)에서 냉각제 공간에서 증발되는 스팀을 액체상의 물로부터 분리하는 단계를 추가로 포함하는 것인 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 열 교환기가, 응축된 물이 중력의 작용 하에 쉘-튜브 반응기의 냉각제 공간 내로 다시 유동하도록 쉘-튜브 반응기 위에 배치되는 것인 방법.
  8. 제7항에 있어서, 냉각제 재순환이 폐쇄된 것인 방법.
  9. a) (i) 서로 실질적으로 평행하게 배열된 다수의 반응 튜브, (ii) 각각의 반응 튜브를 둘러싸는 물에 대한 냉각제 공간, (iii) 물을 냉각제 공간에 도입시키기 위한 적어도 하나의 유입구 개구부 및 (iv) 물 및(또는) 스팀을 냉각제 공간으로부터 배출시키기 위한 적어도 하나의 배출구 개구부를 포함하는 적어도 하나의 쉘-튜브 반응기,
    b) (i) 배출구 개구부로부터의 스팀/물을 스팀/물 분리기에 공급하는 라인 (ii)을 통해 쉘-튜브 반응기의 배출구 개구부에 수압 연결된 스팀/물 분리기, (iii) 분리된 물을 배출하기 위한, 스팀/물 분리기에서 빠져나가며 쉘-튜브 반응기 의 물 유입구 개구부에 연결된 재순환 라인, (iv) 스팀 라인 (v)을 통해 스팀/물 분리기에 수압 연결되고 스팀/물로부터 분리된 스팀이 그 내부에서 응축되는 열 교환기 (여기서 열 교환기는 열 교환기에서 응축된 물이 그를 통해 쉘-튜브 반응기 내로의 물 유입구 개구부로 재순환되는 재순환 라인에 의해 쉘-튜브 반응기의 유입구 개구부에 연결됨)를 포함하는 적어도 하나의 물 순환 시스템,
    c) 스팀/물 분리기에, 스팀 라인에 및(또는) 열 교환기에 수압 연결된 진공 라인 (여기서, 진공 라인은 진공을 생성시킬 수 있는 장치에 연결될 수 있거나 진공 라인은 폐쇄될 수 있음) 및
    d) 물 순환 시스템에 또는 냉각제 공간에 배치된, 물 순환 및(또는) 냉각제 공간에 존재하는 포스겐의 검출을 위한 하나 이상의 모니터링 장치
    를 포함하는, 활성탄 촉매의 존재 하에 염소와 일산화탄소의 반응에 의해 포스겐을 제조하기 위한 장치.
  10. 제9항에 있어서, 열 교환기를 빠져나가는 응축된 물이 중력의 작용 하에 쉘-튜브 반응기의 유입구 개구부를 통해 냉각제 공간 내로 다시 유동하도록 열 교환기가 쉘-튜브 반응기보다 높이 위치하도록 배치되는 것인 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 모니터링 장치가 압력, 온도, 전도도, pH 값 및(또는) 미량의 포스겐의 발생 중의 하나 이상을 모니터링하는 것인 장치.
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Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7531959B2 (en) * 2005-06-29 2009-05-12 Eastman Kodak Company White light tandem OLED display with filters
DE102006041465A1 (de) * 2006-09-02 2008-03-06 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat
DE102007020444A1 (de) 2007-04-27 2008-11-06 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Oxidation eines Chlorwasserstoffenthaltenden Gasgemisches
EP2028178A1 (de) 2007-08-22 2009-02-25 Bayer MaterialScience AG Herstellung von Isocyanaten mit niedrigen Chlorgehalten
DE102007057462A1 (de) * 2007-11-29 2009-06-10 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von Phosgen mit reduzierter CO-Emission
DE102007058701A1 (de) * 2007-12-06 2009-06-10 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von Diarylcarbonat
DE102008025850A1 (de) 2008-05-29 2009-12-03 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur Herstellung von Phosgen
KR101653850B1 (ko) * 2008-12-16 2016-09-02 바스프 에스이 포스겐을 제조하기 위한 반응기 및 방법
WO2010076209A1 (de) * 2008-12-16 2010-07-08 Basf Se Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen
DE102009025677A1 (de) * 2009-06-17 2010-12-23 Bayer Technology Services Gmbh Druckfeste Sonde
DE102009032020A1 (de) 2009-07-07 2011-01-13 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Herstellung von Polycarbonat
US8129574B2 (en) * 2009-08-31 2012-03-06 Honeywell International Inc. Hydrogenation process for fluorocarbons
US9149781B2 (en) 2009-12-28 2015-10-06 Shell Oil Company Reactor with gas distribution system in bottom
FR2965490B1 (fr) 2010-09-30 2013-01-11 Aet Group Dispositif et procede pour la phosgenation en continu
CN102092713B (zh) * 2010-12-13 2013-05-22 甘肃银光聚银化工有限公司 连续制备光气的方法
EP2691364B1 (de) * 2011-03-31 2015-03-04 Basf Se Verfahren zur herstellung von isocyanaten
JP5775346B2 (ja) * 2011-03-31 2015-09-09 出光興産株式会社 ポリカーボネートオリゴマー連続製造の制御方法
JP5775347B2 (ja) * 2011-03-31 2015-09-09 出光興産株式会社 ポリカーボネートオリゴマー連続製造の制御方法
CN102285651B (zh) * 2011-06-01 2013-05-22 甘肃银光聚银化工有限公司 光气合成单元尾气中co的提纯回收方法
KR20150029697A (ko) 2012-07-11 2015-03-18 바이엘 머티리얼사이언스 아게 포스겐 제조 장치 및 방법
CN105408250B (zh) * 2013-07-26 2018-08-07 沙特基础全球技术有限公司 用于生产高纯光气的方法和装置
US10059594B2 (en) 2013-07-26 2018-08-28 Sabic Global Technologies B.V. Method and apparatus for producing high purity phosgene
JP5667253B2 (ja) * 2013-08-01 2015-02-12 三井化学株式会社 塩化カルボニルの製造装置およびポリイソシアネートの製造装置
CN104415770B (zh) 2013-08-26 2016-08-31 万华化学集团股份有限公司 一种制备光气的催化剂及制备光气的方法
EP2896597A1 (de) 2014-01-21 2015-07-22 Bayer MaterialScience AG Verfahren zum An- und Abfahren eines Phosgengenerators
WO2015119981A2 (en) 2014-02-04 2015-08-13 Sabic Global Technologies B.V. Method for producing carbonates
CN105960389A (zh) 2014-02-04 2016-09-21 沙特基础工业全球技术有限公司 用于生产碳酸酯的方法
DE102014103691A1 (de) * 2014-03-18 2015-09-24 Basf Se Wärmetauscher, Reaktoranordnung umfassend diesen Wärmetauscher und Verfahren zum Temperieren eines Reaktors
DK2955158T3 (da) 2014-06-11 2020-08-31 Haldor Topsoe As Fremgangsmåde til fremstilling af phosgen
DK3194065T3 (da) * 2014-08-20 2020-03-16 Bayer Ag Fremgangsmåde til phosgenering af forbindelser indeholdende hydroxyl-, thiol-, amino- og/eller formamidgrupper
WO2017050776A1 (de) 2015-09-24 2017-03-30 Covestro Deutschland Ag Verfahren zur herstellung von isocyanaten
US10280135B2 (en) 2015-09-30 2019-05-07 Covestro Deutschland Ag Method for producing isocyanates
PT3506993T (pt) 2016-09-01 2021-04-01 Covestro Intellectual Property Gmbh & Co Kg Método para produção de isocianatos
EP3421426A1 (de) * 2017-06-29 2019-01-02 Covestro Deutschland AG Energieeffizientes verfahren zur bereitstellung von phosgen-dampf
JP7218311B2 (ja) 2017-07-03 2023-02-06 コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフト Ｈ官能性反応物をホスゲンと反応させて化学製品を製造するための製造施設およびその稼働方法
JP7330975B2 (ja) 2017-12-18 2023-08-22 コベストロ、ドイチュラント、アクチエンゲゼルシャフト 塩素化炭化水素に基づく有機溶媒を使用したポリカーボネートの製造方法
EP3498752A1 (de) 2017-12-18 2019-06-19 Covestro Deutschland AG Verfahren zur herstellung eines polycarbonats unter verwendung eines organischen lösungsmittels auf der grundlage von chlorkohlenwasserstoffen
CN109225114A (zh) * 2018-11-01 2019-01-18 葛沁怡 一种带高效混合器的自循环列管反应装置及采用其的反应方法
WO2021023690A1 (en) 2019-08-08 2021-02-11 Covestro Intellectual Property Gmbh & Co. Kg Process for the preparation of a polycarbonate
CN111760581B (zh) * 2019-08-30 2021-07-23 万华化学（宁波）有限公司 制备光气的催化剂及其制备方法和光气制备与能源综合利用的方法
CN112441585B (zh) 2019-08-30 2022-07-12 万华化学集团股份有限公司 光气合成及盐水蒸发电解一体化处理工艺
WO2021052978A1 (en) 2019-09-20 2021-03-25 Sabic Global Technologies B.V. Reactor tube assembly
EP3985047A1 (de) 2020-10-13 2022-04-20 Covestro Deutschland AG Verfahren zur herstellung eines polycarbonats nach dem phasengrenzflächenverfahren unter lösungsmittelaustausch
CN112611253B (zh) * 2020-12-01 2022-06-07 内蒙古金石镁业有限公司 一种冷却器自动清扫装置及其清扫控制方法
EP4011829A1 (de) * 2020-12-14 2022-06-15 Covestro Deutschland AG Verfahren zur herstellung von phosgen durch umsetzung von polychlor-anionen und kohlenstoffmonoxid
EP4011830A1 (de) * 2020-12-14 2022-06-15 Covestro Deutschland AG Phosgensynthese durch umsetzung eines chlor und kohlenstoffmonoxid enthaltenden gasgemisches an organischem, chloranion-haltigen katalysator
EP4083106B1 (de) 2021-04-30 2024-04-10 Covestro Deutschland AG Verfahren zur herstellung von polycarbonat mit verbesserter nachhaltigkeit
WO2024003247A1 (en) 2022-06-30 2024-01-04 Basf Se Process for producing phosgene

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US118088A (en) * 1871-08-15 Improvement in garden implements
BE469139A (ko) * 1943-10-04
FR2297191A1 (fr) 1975-01-08 1976-08-06 Tolochimie Procede de fabrication de phosgene
FR2345394A2 (fr) * 1975-01-08 1977-10-21 Tolochimie Procede de fabrication de phosgene
US4231959A (en) * 1978-02-15 1980-11-04 Stauffer Chemical Company Phosgene manufacture
JPS54139791A (en) * 1978-04-21 1979-10-30 Mitsubishi Chem Ind Method of measuring concentration of phosgene gas
JPS605678B2 (ja) * 1982-05-04 1985-02-13 旭硝子株式会社 イオン交換膜を組み込んだ電解槽の検査方法
DE3327274A1 (de) * 1983-07-28 1985-02-07 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur herstellung von phosgen unter gleichzeitiger erzeugung von dampf
US6054612A (en) * 1996-12-20 2000-04-25 E. I. Du Pont De Nemours And Company Phosgene manufacturing process
JPH11230653A (ja) * 1998-02-13 1999-08-27 Tlv Co Ltd 気化冷却装置
ATE309856T1 (de) * 2002-02-27 2005-12-15 Verfahren zur herstellung von phosgen
DE10238266A1 (de) 2002-02-28 2003-11-06 Ibidi Gmbh Mikrofluidsystem

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