RU2042618C1

RU2042618C1 - Method of phosgene synthesis

Info

Publication number: RU2042618C1
Application number: SU925067620A
Authority: RU
Inventors: И.И. Константинов; Т.И. Мелентьева; А.И. Кормушечкина; А.В. Фомичев; В.С. Леванович
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1995-08-27

Abstract

FIELD: chemical technology. SUBSTANCE: method involves feeding CCl₄ and CO₂ in the quartz tube at the mole ratio 1:(0.25-8). Interaction is carried out in the presence of AlCl₃ or FeCl₃ at 350-550 C. AlCl₃ and FeCl₃ can be prepared in the process of interaction of corresponding oxide. Method is used for preparing isocyanate and carbonate. EFFECT: improved method of synthesis. 2 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности к получению сырья в органических синтезах, например, изоцианатов и карбонатов. The invention relates to the chemical industry, in particular to the production of raw materials in organic syntheses, for example, isocyanates and carbonates.

Известны способы получения фосгена взаимодействием четыреххлористого углерода при повышенных температурах с кислородсодержащими соединениями диоксидом кремния [1] триоксидом серы [2]
Наиболее близким к изобретению является способ получения фосгена взаимодействием четыреххлористого углерода и диоксида углерода при 250-550^оС [3] Взаимодействие протекает по реакции
ССl₄ + CО₂ __→ 2СOCl₂ (1) при одновременном протекании побочных реакций, а также реакции диссоциации фосгена
СОСl₂ __→ CO + Cl₂ (2)
Недостатками известного способа являются невысокая скорость реакции (1), а также значительная скорость реакции (2) и соответственно невысокий выход фосгена.Known methods for producing phosgene by the interaction of carbon tetrachloride at elevated temperatures with oxygen-containing compounds of silicon dioxide [1] sulfur trioxide [2]
Closest to the invention is a method for producing phosgene by the interaction of carbon tetrachloride and carbon dioxide at 250-550 ^about [3] The interaction proceeds by reaction
CCl ₄ + CO ₂ __ → 2COCl ₂ (1) with the simultaneous occurrence of side reactions, as well as phosgene dissociation reactions
COCl ₂ __ → CO + Cl ₂ (2)
The disadvantages of this method are the low reaction rate (1), as well as a significant reaction rate (2) and, accordingly, a low yield of phosgene.

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности промышленного получения фосгена в пункте его потребления из ССl₄ и СО₂ с высоким выходом.The technical result of the invention is the possibility of industrial production of phosgene at the point of consumption from CCl ₄ and CO ₂ in high yield.

Процесс по изобретению осуществляют, вводя смесь СО₂ с парами ССl₄и катализатора в реакционную зону, где они взаимодействуют при 350-550^оС, выводя парогазовую смесь из зоны реакции, выделяя из нее методами конденсации и ректификации катализатор, непрореагировавший ССl4 и фосген, возвращая в реакционную зону непрореагировавшие исходные вещества и катализатор. Процесс не сопровождается сколько-нибудь существенными разложением фосгена на хлор и оксид углерода, т.е. по реакции (2).The process according to the invention is carried out by introducing a mixture of CO ₂ vapor with CCl ₄ and the catalyst into the reaction zone where they are reacted at 350-550 ^{° C,} bringing the gas-vapor mixture from the reaction zone, separating therefrom condensation catalyst and distillation methods, unreacted phosgene and CCl4, returning unreacted starting materials and catalyst to the reaction zone. The process is not accompanied by any significant decomposition of phosgene into chlorine and carbon monoxide, i.e. according to reaction (2).

Катализатор хлорид алюминия или железа (III), который при температуре процесса находится в парообразном состоянии, может быть получен непосредственно в реакционной зоне из соответствующего оксида, вводимого в эту зону, по известному способу получения хлоридов этих металлов из их оксидов и четыреххлористого углерода, включающему протекание реакций (на примере хлористого алюминия):
Al₂O₃ + 3CCl₄ __→ 3COCl₂ + 2AlCl₃ (3)
2Al₂O₃ + 3CCl₄__→ 3CO₂ + 4AlCl₃ (4)
При таком осуществлении процесса можно сочетать получение фосгена с получением хлорида алюминия или железа (III).The catalyst is aluminum or iron (III) chloride, which is in a vapor state at the process temperature, can be obtained directly in the reaction zone from the corresponding oxide introduced into this zone, according to a known method for producing chlorides of these metals from their oxides and carbon tetrachloride, including the passage reactions (for example, aluminum chloride):
Al ₂ O ₃ + 3CCl ₄ __ → 3COCl ₂ + 2AlCl ₃ (3)
2Al ₂ O ₃ + 3CCl ₄ __ → 3CO ₂ + 4AlCl ₃ (4)
With this implementation of the process, phosgene production can be combined with the production of aluminum or iron (III) chloride.

Взаимодействие CCl₄ и СО₂ при температурах ниже 350^оС не приводит к получению достаточно существенных количеств фосгена. При температурах выше 550^оС становится заметным термическое разложение фосгена.Reacting CCl ₄ and CO ₂ at temperatures below 350 ^{° C} does not result in sufficiently substantial amounts of phosgene. At temperatures above 550 ^{° C} thermal decomposition becomes noticeable phosgene.

Реагенты можно подавать в реакционную зону в стехиометрическом соотношении, соответствующем реакции (I). Можно, однако, один из реагентов взводить в избытке, что приводит к смещению равновесия реакции и увеличению выхода по второму реагенту. Reagents can be fed into the reaction zone in a stoichiometric ratio corresponding to reaction (I). However, one of the reagents can be charged in excess, which leads to a shift in the reaction equilibrium and an increase in the yield of the second reagent.

П р и м е р ы 1-10. В кварцевую трубку диаметром 15 мм и длиной 1 м подают с определенными скоростями потоки диоксида углерода и паров четыреххлористого углерода. В средней части трубки с помощью электрообогрева поддерживают заданную температуру. В начале обогреваемой части трубки до начала опыта размещают катализатор хлорид алюминия или железа (III) так, чтобы он постепенно испарялся по мере проведения опыта. По израсходовании катализатора опыт прекращают. Результаты опытов представлены в таблице. PRI me R s 1-10. In a quartz tube with a diameter of 15 mm and a length of 1 m, flows of carbon dioxide and carbon tetrachloride vapors are supplied at certain speeds. In the middle part of the tube with the help of electric heating maintain the desired temperature. At the beginning of the heated part of the tube, before the start of the experiment, an aluminum or iron (III) chloride catalyst is placed so that it gradually evaporates as the experiment is conducted. When the catalyst is consumed, the experiment is terminated. The results of the experiments are presented in the table.

П р и м е р 11. 518,4 кг/ч (3,37 кмоль/ч) паров четыреххлористого углерода и 37,0 кг/ч (0,84 кмоль/ч) осушенного диоксида углерода подают через смеситель под решетку обогреваемого аппарата с кипящим слоем хлорида алюминия, в котором поддерживают температуру 140^оC. Парогразовая смесь из этого аппарата поступает в змеевик, обогреваемый топочными газами, где поддерживают температуру 500^оС. Смесь газов на выходе из змеевика содержит, кг/ч: CОСl₂ 41,6; CCl₄ 486,0; СО₂ 27,8; AlCl₃ 31,2. Из смеси в охлаждаемом циклоне, в котором поддерживают температуру 100^оС, отделяют хлористый алюминий и возвращают его в аппарат с кипящим слоем. Затем газовую смесь охлаждают до обычной температуры, в результате чего конденсируются 527,6 кг/ч 7,9%-ного раствора фосгена в ССl₄. Несконденсированный диоксид углерода возвращают через смеситель в аппарат с кипящим слоем. Из раствора в ССl₄ ректификацией выделяют 41,6 кг/ч (0,42 кмоль/ч) фосгена, а ССl₄ возвращают через смеситель в аппарат с кипящим слоем.Example 11. 518.4 kg / h (3.37 kmol / h) of carbon tetrachloride vapor and 37.0 kg / h (0.84 kmol / h) of dried carbon dioxide are fed through a mixer under the grate of a heated apparatus a fluidized bed of aluminum chloride, wherein the temperature is maintained at ^about 140 C. Parograzovaya mixture of this apparatus is supplied to the coil, warmed by the flue gases, where the temperature is maintained at 500 ^C. The mixture of gases at the outlet of the coil comprises kg / h: ₂ COSl 41 6; CCl ₄ 486.0; CO ₂ 27.8; AlCl ₃ 31.2. From the mixture in the cooled cyclone, in which the temperature is maintained at 100 ^{° C,} the aluminum chloride was separated and return it to the fluidized bed apparatus. Then the gas mixture is cooled to normal temperature, as a result of which 527.6 kg / h of a 7.9% solution of phosgene in CCl _{4 are} condensed. Non-condensed carbon dioxide is returned through a mixer to a fluidized bed apparatus. 41.6 kg / h (0.42 kmol / h) of phosgene are isolated from the solution in CCl _{4 by} distillation, and CCl _{4 is} returned through a mixer to a fluidized bed apparatus.

П р и м е р 12. 518,4 кг/ч (3,37 кмоль/ч) паров четыреххлористого углерода и 37,0 кг/ч (0,84 кмоль/ч) осушенного диоксида углерода, нагретые до 540^оC, подают через смеситель под решетку обогреваемого аппарата с кипящим слоем оксида алюминия. В аппарат вводят также 30,6 кг/ч (0,3 кмоль/ч) оксида алюминия. Из аппарата выводят парогразовую смесь, содержащую, кг/ч: СОСl₂ 59,3; CCl₄ 403,3; СО₂ 43,4; AlCl₃ 80,0. Из смеси в охлаждаемом циклоне, в котором поддерживают температуру 100^оС, отделяют 80 кг/ч (0,6 кмоль/ч) хлористого алюминия, а затем обрабатывают смесь, как в примере 11. Получают 59,3 кг/ч. (0,6 кмоль/ч) фосгена. Непрореагировавшие диоксид углерода и четыреххлористый углерод возвращают через смеситель в аппарат с кипящим слоем.PRI me R 12. 518.4 kg / h (3.37 kmol / h) of carbon tetrachloride vapor and 37.0 kg / h (0.84 kmol / h) of dried carbon dioxide, heated to 540 ^about C, served through a mixer under the grate of a heated apparatus with a fluidized bed of aluminum oxide. 30.6 kg / h (0.3 kmol / h) of aluminum oxide are also introduced into the apparatus. A steam mixture is removed from the apparatus, containing, kg / h: СОСl ₂ 59.3; CCl ₄ 403.3; CO ₂ 43.4; AlCl ₃ 80.0. From the mixture in the cooled cyclone, in which the temperature is maintained at 100 ^{° C,} separated 80 kg / h (0.6 kmol / h) of aluminum chloride, and the mixture was then treated as in Example 11 to give 59.3 kg / hr. (0.6 kmol / h) phosgene. Unreacted carbon dioxide and carbon tetrachloride are returned through a mixer to a fluidized bed apparatus.

Из представленных примеров следует, что изобретение позволяет получить фосген непосредственно в пункте его потребления из ССl₄ и СО₂ с высоким выходом.From the presented examples it follows that the invention allows to obtain phosgene directly at the point of consumption from CCl ₄ and CO ₂ in high yield.

Claims

1. METHOD FOR PRODUCING PHOSGEN by reacting carbon tetrachloride and carbon dioxide at elevated temperature, characterized in that the reagents are used in a molar ratio of 1 0.25 8, respectively, and the reaction is carried out at 350 550 ^o C in the presence of aluminum or iron (III) chloride.

2. The method according to claim 1, characterized in that the aluminum chloride or iron (III) is obtained in the process of interaction from the corresponding oxide.