WO2006109416A1 - ポリイソシアネート製造装置およびガス処理装置 - Google Patents

ポリイソシアネート製造装置およびガス処理装置 Download PDF

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WO2006109416A1
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Masaaki Sasaki
Hirofumi Takahashi
Kouji Maeba
Takao Naito
Kouichirou Terada
Takashi Yamaguchi
Takuya Saeki
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Mitsui Chemicals Polyurethanes, Inc.
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    • B01D2257/2045—Hydrochloric acid

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus for producing a polyisocyanate that is a raw material for polyurethane, and a gas processing apparatus for processing a gas by bringing the gas into contact with a processing liquid.
  • Polyisocyanate used as a raw material for polyurethane is industrially produced by reacting carbonyl chloride and polyamine with isocyanate.
  • plants that manufacture chemical products are equipped with gas processing devices for processing gases such as detoxifying harmful gases generated during chemical processes.
  • gas processing apparatus is composed of, for example, a packed tower, a spray tower, a scrubber, and the like, and those that treat harmful gases are also called detoxification towers.
  • a detoxification tower shown in FIG. 4 is known (for example, see Patent Document 3 below).
  • the detoxification tower 71 includes a processing tank 72, a storage tank 73, and a pump 74.
  • a gas-liquid contact chamber 75 filled with a filler for improving the efficiency of gas-liquid contact is provided in the processing tank 72.
  • a shower 76 is provided in the treatment tank 72 above the gas-liquid contact chamber 75. The bottom of the processing tank 72, the storage tank 73, the pump 74, and the shower 76 are connected by a circulation line 77.
  • a processing liquid for detoxifying harmful gases is stored, and the processing liquid is pumped upward by a pump 74 via a circulation line 77, and the processing tank 7 2 is sprayed from the shower 76 to the gas-liquid contact chamber 75, passes through the gas-liquid contact chamber 75, and then circulates back from the bottom of the processing tank 72 to the storage tank 73.
  • harmful gas is supplied to the treatment tank 72 so that the downward force flows upward in the gas-liquid contact chamber 75, and the harmful gas is sprayed from the shower 76 in the gas-liquid contact chamber 75.
  • the liquid is efficiently contacted with gas and liquid so as to be opposed to the processing liquid in the vertical direction, detoxified, and then released from the processing tank 72 to the atmosphere.
  • Patent Document 3 such a detoxification tower can be used to detoxify the salt-carbon-containing gas as a harmful gas by using a sodium hydroxide aqueous solution as a treatment liquid. .
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 62-275001
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-272906
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 6-319946
  • Salt carbonyl and polyamine are reacted with isocyanate to produce chlorine by oxidizing salt-hydrogen gas produced as a by-product with oxygen, and the resulting chlorine and mono-acid-carbon salt.
  • isocyanate When the production of polyisocyanate was attempted by producing an isocyanate and subjecting it to an isocyanate reaction, the amount of hydrogen chloride gas produced as a by-product when the isocyanate reaction varied for various reasons. May fluctuate.
  • the amount of salt-hydrogen gas generated as a by-product varies, the amount of salt-hydrogen gas supplied to the process of oxidizing hydrogen chloride gas varies.
  • salt-hydrogen gas is introduced into a salt-hydrogen acid tank for acid-producing salt-hydrogen gas generated as a by-product. It is necessary to supply it stably.
  • an isocyanate reaction tank in which a salted carbon and polyamine are reacted, the pressure needs to be kept constant in order to stabilize the reaction.
  • the treatment liquid does not circulate through the circulation line 77.
  • the efficiency of gas-liquid contact with the liquid decreases, and if the pumping of the processing liquid is interrupted, the processing liquid remaining in the gas-liquid contact chamber 75 is consumed, and there is a possibility that harmful gases cannot be made harmless. .
  • An object of the present invention is to stably produce by-produced salty hydrogen power chlorine.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus for producing polyisocyanate, which can stably react salt carbonyl and polyamine, and can efficiently treat by-produced hydrogen chloride gas.
  • Another object of the present invention is to produce polyisocyanate, which can treat chlorine hydrogen efficiently even if troubles occur in the chlorine production means for producing chlorine as a by-product salt hydrogen power. To provide an apparatus.
  • Another object of the present invention is to provide a gas processing apparatus capable of supplying a processing liquid into a gas-liquid contact chamber without requiring special power.
  • the polyisocyanate production apparatus of the present invention comprises a polyisocyanate production means for producing a polyisocyanate by reacting a salt carbonate and a polyamine, and a by-product in the polyisocyanate production means.
  • Hydrogen chloride refining means for purifying hydrogen chloride, and chlorine producing means for supplying chlorine purified by the hydrogen chloride refining means and oxidizing the hydrogen chloride to produce chlorine Then, the hydrogen chloride purified by the hydrogen chloride purification means is supplied, the hydrochloric acid is absorbed in water to produce hydrochloric acid, and the hydrochloric acid production means is supplied from the hydrogen chloride purification means to the hydrochloric acid production means.
  • the second adjusting means is controlled so that the supply amount of hydrogen chloride supplied from the hydrogen chloride purification means to the chlorine production means is constant, and the pressure in the hydrogen chloride purification means is constant.
  • control means for controlling the first adjusting means for controlling the first adjusting means.
  • the control means controls the second adjustment means so that the supply amount of hydrogen chloride supplied from the hydrogen chloride purification means to the chlorine production means is constant, and the first adjustment is performed. Control the means so that the pressure in the hydrogen chloride purification means is constant. The supply amount of hydrogen chloride supplied from the hydrogen fluoride purification means to the hydrochloric acid production means is adjusted. For this reason, while supplying salt and hydrogen stably to the chlorine production means, surplus hydrogen chloride is supplied from the hydrogen chloride purification means to the hydrochloric acid production means, so that the pressure in the hydrogen chloride purification means is increased. Can be made constant.
  • the hydrochloric acid production means includes a hydrochloric acid concentration adjusting means for adjusting the concentration of the produced hydrochloric acid.
  • hydrochloric acid concentration adjusting means If the concentration of hydrochloric acid to be produced is adjusted by the hydrochloric acid concentration adjusting means, hydrochloric acid with stable quality can be produced.
  • the polyisocyanate production apparatus of the present invention is connected to a polyisocyanate production means for producing a polyisocyanate by reacting a salt carbonyl and a polyamine, the polyisocyanate production means, and the polyisocyanate production means.
  • a chlorine producing means for producing chlorine, and a chlorine producing means connected in parallel to the hydrogen chloride refining means, wherein the salty hydrogen producing means is detoxified.
  • a second detoxification unit for detecting an abnormality of the hydrogen chloride purifying means, when an abnormality is not detected by the abnormality detecting means, prior to the Shioi ⁇ element purification means And a connection switching means for connecting the second detoxification treatment means to the hydrogen chloride purification means when an abnormality is detected by the abnormality detection means.
  • the salt hydrogen refined by the salt hydrogen purification means is the chlorine production means.
  • the chlorine-hydrogen power supplied in the chlorine production means is produced and discharged to the first detoxification means, and the salt-hydrogen supplied in the first detoxification means is Detoxified.
  • connection switching means connects the connection to the hydrogen chloride purification means from the chlorine production means to the first harmless. Switch to the second detoxification processing means according to the processing capacity of the decontamination processing means. If it does so, the salt hydrogen which has been supplied to the chlorine production means will be discharged to the second detoxification treatment means, and detoxified in the second detoxification treatment means.
  • surplus hydrogen chloride can be detoxified in the first detoxification treatment means while stably supplying hydrogen chloride to the chlorine production means. If a trouble occurs, the surplus of the hydrogen chloride that has been supplied to the chlorine production means can be detoxified by the second detoxification treatment means according to the treatment capacity of the first detoxification treatment means. And efficient treatment of salt and hydrogen can be achieved.
  • the connection switching means includes a first opening / closing means for connecting or blocking the chlorine production means to the hydrogen chloride purification means, and the salt hydrogen purification means.
  • a second opening / closing means for connecting or blocking the second detoxification processing means, and a control means for controlling the first opening / closing means and the second opening / closing means.
  • the second detoxification processing means is shut off with respect to the hydrogen chloride purification means, and when an abnormality is detected by the abnormality detection means, the first opening / closing means is controlled to control the chlorine chloride purification means against the chlorine. Shield production means Or the supply amount of the hydrogen chloride purified in the hydrogen chloride purification means to the chlorine production means is drastically reduced, and the second opening / closing means is controlled to It is preferable to connect the second detoxification processing means according to the processing capability of the first detoxification processing means.
  • the control means controls the first opening / closing means, connects the chlorine production means to the hydrogen chloride purification means, and controls the second opening / closing means.
  • the second detoxification treatment means is shut off from the hydrogen chloride purification means, and when an abnormality is detected by the abnormality detection means, the first opening / closing means is controlled by the control means, and the hydrogen chloride purification means In response to the treatment capacity of the first detoxification treatment means, the supply amount of hydrogen chloride purified by the salty hydrogen purification means to the chlorine production means is drastically reduced.
  • the first detoxification means is hydrochloric acid production means for producing hydrochloric acid by absorbing hydrogen chloride into water.
  • the first detoxification means is hydrochloric acid production means, it is possible to produce hydrochloric acid from the surplus hydrogen chloride and reuse it while detoxifying the surplus hydrogen chloride. As a result, surplus hydrogen chloride can be effectively used.
  • hydrochloric acid can be produced more efficiently. ⁇ Effective use of hydrogen can be achieved.
  • the second adjusting means is controlled so that the supply amount of hydrogen chloride supplied from the adjusting means and the hydrogen chloride purifying means to the chlorine producing means is constant, and the pressure in the hydrogen chloride purifying means is constant.
  • the apparatus includes a control unit that controls the first adjusting unit.
  • the control means controls the second adjustment means to make the supply amount of hydrogen chloride supplied from the hydrogen chloride purification means to the chlorine production means constant, and the first adjustment means to control the hydrogen chloride purification.
  • Supply of hydrogen chloride stably to the chlorine production means by adjusting the supply amount of hydrogen chloride supplied to the hydrochloric acid production means so that the pressure in the means is constant.
  • the pressure in the salt hydrogen purification means can be kept constant.
  • the gas processing apparatus of the present invention is a gas processing apparatus for processing a gas by bringing the gas into contact with a processing liquid, the gas-liquid contact chamber in which the gas and the processing liquid are in gas-liquid contact, A storage chamber that is disposed above the gas-liquid contact chamber and stores the processing liquid; and a processing liquid supply means for supplying the processing liquid in the storage chamber to the gas-liquid contact chamber by gravity drop. It is a feature.
  • the processing liquid is brought into contact with the liquid by gravity drop from the storage chamber disposed above the gas-liquid contact chamber by the processing liquid supply means without requiring any special power. Supplied into the chamber. Therefore, even if a trouble occurs in the power source for supplying the processing liquid to the storage chamber, the processing liquid is supplied into the gas-liquid contact chamber by the processing liquid supply means until there is no processing liquid in the storage chamber.
  • a plurality of the gas-liquid contact chambers are provided.
  • the gas-liquid contact chamber is further provided with a gas passage path that allows gas to pass through each gas-liquid contact chamber in series, and the processing liquid supply means is arranged in the flow direction of the gas flowing through the gas passage path. Therefore, it is preferable to supply the treatment liquid to at least the gas-liquid contact chamber on the most downstream side.
  • gas treatment can be continuously performed in multiple stages. Therefore, efficient gas treatment can be achieved.
  • the processing liquid supply means has at least the processing liquid with respect to the gas-liquid contact chamber on the most downstream side in the flow direction of the gas flowing through the gas passage path. Therefore, even if the supply of the processing liquid to the gas-liquid contact chamber due to a power source trouble is interrupted, the contact between the processing liquid and the gas should be continued at least in the gas-liquid contact chamber on the most downstream side. Gas processing can be continued and safety can be further improved.
  • the gas processing apparatus further includes a processing liquid recirculation means for returning the processing liquid discharged from the gas-liquid contact chamber to the storage chamber. . If the treatment liquid is refluxed by the treatment liquid refluxing means, the waste of the treatment liquid can be eliminated and the running cost can be reduced.
  • the gas treatment apparatus of the present invention is a gas for detoxifying a salt carbo-containing gas, wherein the gas power salt carbo-containing gas is used, and the treatment liquid is an alkaline aqueous solution. It is suitably used as a processing device.
  • the gas treatment device of the present invention is also suitably used as a salty hydrogen gas treatment device in which the gas is a hydrogen chloride-containing gas and the treatment liquid is water or an alkaline aqueous solution.
  • the gas treatment device of the present invention is a combination of the gas and the treatment liquid, a combination of ammonia or alkylamine-containing gas and water or acidic aqueous solution, SOx or NOx-containing gas and water or alkaline. It is also suitably used as a gas treatment device for the purpose of detoxification (detoxification) 'absorption' recovery of gas, such as a combination with an aqueous solution, a combination of a gas containing a volatile organic compound and an organic solvent.
  • detoxification detoxification
  • the pressure in the polyisocyanate production means can be kept constant while the by-product salt hydrogen hydrogen chloride can be produced stably.
  • the salty carbonyl and the polyamine can be reacted stably, and the salty hydrogen gas generated as a by-product can be treated efficiently.
  • the first detoxification treatment means removes excess hydrogen chloride while stably supplying hydrogen chloride to the chlorine production means.
  • the hydrogen chloride that has been supplied to the chlorine production means can be replaced with the surplus according to the processing capacity of the first detoxification means.
  • the gas treatment device of the present invention even if the supply of the treatment liquid to the gas-liquid contact chamber due to the trouble of the power source is interrupted, the contact between the treatment liquid and the gas in the gas-liquid contact chamber is continued. Therefore, the gas treatment can be continued and the safety can be further improved.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a polyisocyanate production apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a detoxification tower as a first embodiment of a gas treatment apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a detoxification tower as a second embodiment of the gas treatment apparatus of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a detoxification tower described in known literature.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the polyisocyanate production apparatus of the present invention.
  • this polyisocyanate production apparatus 1 includes a reaction tank 2 for producing carbonyl chloride, an isocyanate series reaction tank 3 as a polyisocyanate production means, and a salt hydrogen purification tower 4 as a hydrogen chloride purification means 4.
  • the reaction tank 2 for producing carbonyl chloride reacts chlorine (C1) with carbon monoxide (CO).
  • reaction tank for producing salt carbonyl (COC1) it is not particularly limited.
  • the reaction tank 2 for producing the product is connected to the isocyanation reaction tank 3 via the connection line 8.
  • chlorine gas and carbon monoxide gas power carbon monoxide Z chlorine (molar ratio) is supplied in a ratio of 1.01Z1 to L0Z1 as raw materials. If chlorine is supplied in excess, the aromatic ring or hydrocarbon group of the polyisocyanate may be chlorinated by excess chlorine in the isocyanate tank 3.
  • the supply amount of chlorine gas and carbon monoxide gas is appropriately set according to the amount of polyisocyanate produced and the amount of salt-hydrogen gas produced as a by-product.
  • reaction tank 2 for producing a salty carbonyl chlorine reacts with carbon monoxide and carbon to produce carbonyl chloride.
  • the reaction tank 2 for producing carbonyl chloride is set to, for example, 0 to 250 ° C. and 0 to 5 MPa-gauge.
  • the obtained salty carbonyl may be appropriately cooled to be liquidized and absorbed in a suitable solvent, or may be made into a solution. it can.
  • the carbon monoxide and carbon in the salt carbonyl are removed, and if necessary, the salt carbonyl is re-supplied to the reaction tank 2 for producing carbonyl chloride.
  • the concentration of carbon monoxide and carbon in the salt carbonyl can be reduced.
  • the conversion rate of the salty hydrogen gas into chlorine can be improved.
  • a condenser is provided on the downstream side of the fixed bed reactor described above. The resulting carbonyl chloride is liquefied.
  • the carbon monoxide concentration in the carbonyl chloride is preferably 1% by weight or less.
  • the isocyanate vessel 3 is not particularly limited as long as it is a reaction vessel for producing a polyisocyanate by reacting a salt carbonate and polyamine with an isocyanate, for example, equipped with a stirring blade. And a reaction tower having a perforated plate is used. Also, it is preferably configured as a multi-stage tank. In the isocyanation, a solvent or gas inert to the polyisocyanate is appropriately used.
  • the isocyanate reaction tank 3 is connected to the hydrogen chloride purification tower 4 via a connection line 9. [0042] In the isocyanate reaction tank 3, as a raw material, salt carbonyl is supplied from the reaction tank 2 for producing carbonyl chloride via the connection line 8, and polyamine is also supplied.
  • the salty carbonyl is taken from the reaction tank 2 for salty carbonyl production as a gas or in the liquid state and in the Z or solution state as described above, in the salty carbonyl Z polyamine (mol ratio). ) Is supplied at a rate of 2Zl to 60Zl.
  • the polyamine is a polyamine corresponding to the polyisocyanate used in the production of the polyurethane, and is not particularly limited.
  • the polyamine corresponding to the polymethylene polyphenylene polyisocyanate (MDI) is used.
  • Aromatic diamines such as polyphenylene-polyamine (MDA), tolylenediamine (TDA) corresponding to tolylene diisocyanate (TDI), for example xylylenediamine (XDI) corresponding to xylylene diisocyanate (XDI) XDA), araliphatic diamines such as tetramethylxylylenediamine (TMXDA) corresponding to tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), for example bis (amino) corresponding to bis (isocyanatomethyl) norbornane (NBDI) Methyl) norbornane (NBDA), 3-isocyanatomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylisocyanate (IPDI) Corresponding 3,4-aminomethyl-1,3,5,5-trimethylcyclohexylamine (IPDA), 4,4'-methylenebis (cyclohexylisocyanate) (HMDI
  • Aliphatic diamines such as hexamethylenediamine (HDA) corresponding to isocyanate (HDI), and polymethylenepolyphenylpolyisocyanate (crude MDI, polymeric M
  • This polyisocyanate production apparatus 1 is suitable for producing an aromatic diisocyanate or a polymethylene polyphenylene polyisocyanate from an aromatic diamine or a polymethylene polyol polyamine.
  • the polyamine may be supplied directly, but is preferably dissolved in a solvent in advance, and 5 to 50 wt.
  • the solvent is not particularly limited !, but, for example, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, for example, halogenated carbon such as black toluene, black benzene, and dichlorobenzene.
  • aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene
  • halogenated carbon such as black toluene, black benzene, and dichlorobenzene.
  • the hydrogen halide include esters such as butyl acetate and amyl acetate, and ketones such as methyl isobutyl ketone and methyl ethyl ketone.
  • black benzene or dichlorobenzene is used.
  • the carbonyl chloride and the polyamine react with each other in an isocyanate to produce polyisocyanate, and salt hydrogen gas (HC1 gas) is by-produced.
  • salt hydrogen gas HC1 gas
  • the above solvent is added to the isocyanate reaction tank 3 together with the polyamine as described above or separately, and set to 0 to 250 ° C, 0 to 5 MPa gauge, for example. To do.
  • the obtained polyisocyanate is subjected to post-treatments such as degassing, desolvation, and tar-cutting, and then purified and provided as a raw material for polyurethane.
  • the salty hydrogen gas generated as a by-product is supplied to the salty hydrogen purification tower 4 through the connection line 9 together with the solvent and the salty carbonyl that are entrained.
  • the hydrogen chloride purification tower 4 is not particularly limited as long as the by-produced hydrogen chloride gas can be purified by separating it from the entrained solvent and chlorinated chloride, for example, from a tray tower or a packed tower equipped with a condenser. Composed.
  • the hydrogen chloride purification tower 4 is connected to the salt water hydrogen absorption tower 5 via the first salt water hydrogen gas connection line 10.
  • the hydrogen chloride purification tower 4 is connected to a salt / hydrogen oxyacid tank 6 through a second salt / hydrogen gas connection line 11. Further, the hydrogen chloride purification tower 4 is connected to the detoxification tower 7 via the third salt hydrogen gas connecting line 12.
  • the first hydrogen chloride gas connection line 10 for supplying hydrogen chloride gas from the hydrogen chloride refining tower 4 to the hydrogen chloride absorption tower 5 there is a first adjustment for adjusting the supply amount of the hydrogen chloride gas.
  • a pressure control valve 22 is provided in the middle of the second salt / hydrogen gas connection line 11 for supplying salt / hydrogen gas from the hydrogen chloride purification tower 4 to the salt / hydrogen acid tank 6.
  • a flow rate control valve 23 as a second adjusting means that is a first opening / closing means is interposed.
  • a flow meter 33 is provided on the upstream side of the valve 24 in the middle of the third salt hydrogen gas connecting line 12.
  • the hydrogen chloride purification tower 4 has a pressure inside the tower.
  • a pressure sensor 25 is provided as an abnormality detection means for detecting the pressure, and if the pressure in the column is f, it is held at 0.05 to 0.6 MPa!
  • the pressure control valve 22, the flow control valve 23, the valve 24, the flow meter 33, and the pressure sensor 25 are connected to a salt hydrogen gas control unit 32 as control means.
  • the flow control valve 23, the valve 24, and the salty hydrogen gas control unit 32 constitute connection switching means.
  • the salt hydrogen gas control unit 32 receives the pressure in the salt hydrogen purification tower 4 from the pressure sensor 25.
  • the salt and hydrogen gas control unit 32 performs the hydrogen chloride oxidation. It is determined that tank 6 is normal, and the flow rate control valve 23 is controlled to connect the hydrochloric acid tank 6 to the hydrogen chloride purification tower 4, and the valve 24 is controlled to The detoxification tower 7 is shut off from the hydrogen purification tower 4.
  • a predetermined level for example, 0.6 MPa
  • the salt carbonyl is separated from the salt hydrogen gas gas by condensing the salt carbohydrate with a condenser or absorbing it with a solvent. If necessary, a small amount of solvent in the salt / hydrogen gas is separated from the salt / hydrogen gas cartridge by adsorption with activated carbon or the like.
  • the concentration of organic substances in the salt-hydrogen gas is preferably 1% by weight or less, preferably 10 ppm or less, and the concentration of carbon monoxide in the hydrogen chloride gas is 10% by volume or less, preferably 3% by volume or less.
  • the purified hydrogen chloride gas is supplied to the salt-hydrochloric acid purification tank 4 when the salt-hydrogen acid tank 6 is normal. Since the hydrogen absorption tower 5 is connected in parallel, most of the hydrogen absorption tower 5 is supplied to the salt hydrogen oxidation tank 6 via the second salt hydrogen hydrogen gas connection line 11, and the surplus is supplied to the hydrogen chloride absorption tower. Discharged to 5. It should be noted that the ratio of the salt hydrogen gas supplied to the hydrochloric acid tank 6 and the salt hydrogen gas discharged to the salt hydrogen absorption tower 5 is as follows. As appropriate, it is determined based on the chlorine production capacity in Japan and the hydrochloric acid production capacity in the salt-hydrogen absorption tower 5.
  • the hydrogen chloride oxidation tank 6 is not particularly limited as long as it is a reaction tank for producing chlorine (C1) by a hydrogen chloride oxidation reaction by oxidizing a salty hydrogen gas and, for example, a catalyst. As oxidized
  • the hydrogen chloride oxidation tank 6 is connected to the reaction tank 2 for producing salty carbonyl through a refeed line 13 and is connected to the hydrogen chloride absorption tower 5 through a hydrochloric acid connection line 14.
  • the hydrogen chloride oxidation tank 6 is composed of a fluidized bed reactor, for example, in accordance with the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-275001, a salt-hydrogen gas in a salt-hydrogen gas is used. 0.25 mol or more of oxygen is supplied with respect to mol, and the reaction is performed at 0.1 to 5 MPa-gauge at 300 to 500 ° C. in the presence of chromium oxide.
  • the supply amount of hydrogen chloride gas is, for example, 0.2 to 1.8 NmV-kg-catalyst.
  • the salt hydrogen gas in the salt hydrogen gas is used.
  • a ruthenium-containing catalyst 0.1 to 5 MPa, 200 to 500 by supplying 0.25 mol or more of oxygen to 1 mol. React with C.
  • the hydrogen chloride gas is oxidized by oxygen (O 2), and chlorine
  • the conversion rate of the salty hydrogen gas into chlorine is, for example, 60% or more, preferably 70 to 95%.
  • the chlorine obtained in the salt / hydrogen hydride tank 6 is supplied to the reaction tank 2 for salt / carbonyl production via the refeed line 13. And Used as a raw material for producing carbonyl chloride in the reaction tank 2 for producing salty carbonyl. In this way, if the obtained chlorine is reused as a raw material for carbon chloride, the chlorine can be recycled without being discharged out of the system of the polyisocyanate production apparatus 1.
  • By-product salt and hydrogen gas can be used effectively and at the same time, the burden on the environment can be reduced.
  • chlorine regenerated chlorine supplied from the hydrogen chloride oxidation tank 6 through the resupply line 13 to the reaction tank 2 for producing salty carbonate.
  • chlorine additional chlorine prepared as a separate raw material is supplied as necessary.
  • Additional calorie chlorine can be purchased from an external source, or it can be supplied by installing an independent chlorine production facility by electrolysis.
  • unoxidized (unreacted) hydrogen chloride gas and by-produced hydrochloric acid in the salt-hydrogen acid tank 6 are stored in the salt-hydrogen acid tank 6 at a predetermined concentration of hydrochloric acid.
  • it may be supplied to other processes as an acid catalyst for polyethylenepolyphenylene-polyamine (MDA)! /, But supplied to the hydrogen chloride absorption tower 5 via, for example, the hydrochloric acid connection line 14 Is done.
  • the hydrochloric acid / hydrogen absorption tower 5 is connected to the hydrochloric acid connection line 14 from the salt / hydrogen acid tank 6. Accordingly, unoxidized (unreacted) hydrogen chloride gas corresponding to the remaining hydrogen chloride gas converted into chlorine and hydrochloric acid as a by-product are supplied at a constant rate. For example, if the conversion rate in the hydrogen chloride oxidation tank 6 is 80%, 80% of the salty hydrogen gas is converted to chlorine, while the remaining 20% of the hydrogen chloride gas is not yet converted. Oxidized (unreacted) hydrogen chloride gas and by-product hydrochloric acid are supplied to the hydrogen chloride absorption tower 5 from the salt-hydrogen acid tank 6 through the hydrochloric acid connection line 14.
  • the salt-hydrogen absorption tower 5 is not particularly limited as long as it can prepare hydrochloric acid (aqueous solution of salt-hydrogen: H Claq) by absorbing salt-hydrogen gas into water. Consists of an absorption tower.
  • the salt-hydrogen gas discharged from the salt-hydrogen purification tower 4 via the first salt-hydrogen hydrogen connection line 10 and the salt-hydrogen acid tank 6 Hydrochloric acid is obtained by absorbing unoxidized (unreacted) hydrogen chloride gas supplied through the hydrochloric acid connection line 14 into water.
  • the by-product hydrochloric acid supplied from the salt / hydroacid tank 6 via the hydrochloric acid connection line 14 is Added to.
  • the obtained hydrochloric acid is provided as it is or purified with activated carbon or the like for industrial use.
  • a water supply line 15 for supplying water for absorbing salt water hydrogen gas, a hydrochloric acid discharge line 16 for discharging the obtained hydrochloric acid, A hydrochloric acid reflux line 17 having one end connected to the hydrochloric acid discharge line 16 and the other end connected to the salt-hydrogen absorption tower 5 is provided.
  • a water supply control valve 18 is installed in the middle of the water supply line 15, and a reflux control valve 19 is installed in the middle of the hydrochloric acid reflux line 17, and in the middle of the hydrochloric acid discharge line 16.
  • the concentration sensor 20 is interposed.
  • a water supply control valve 18, a reflux control valve 19 and a concentration sensor 20 are connected to a concentration control unit 21 as a hydrochloric acid concentration adjusting means.
  • this salty hydrogen absorption tower 5 water is supplied from the water supply line 15, and in the hydrogen chloride absorption tower 5, the first salty hydrogen gas is supplied from the salty hydrogen purification tower 4 to the water. After absorbing the hydrogen chloride gas discharged through the connection line 10 and the unoxidized (unreacted) hydrogen chloride gas supplied from the salt / hydrogen acid tank 6 through the hydrochloric acid connection line 14 From the hydrochloric acid discharge line 16, the resulting hydrochloric acid is discharged. Further, a part of the obtained hydrochloric acid is returned to the salt water hydrogen absorption tower 5 without being discharged from the hydrochloric acid discharge line 16.
  • the concentration sensor 20 of the hydrochloric acid discharged from the hydrochloric acid discharge line 16 is monitored, and the concentration of hydrochloric acid is input to the concentration controller 21. .
  • the concentration control unit 21 controls the water supply control valve 18 and the reflux control valve 19 on the basis of the input hydrochloric acid concentration, so that the amount of water supplied from the water supply line 15 and the water supplied from the hydrochloric acid discharge line 16 are recirculated.
  • hydrochloric acid discharged from the hydrochloric acid discharge line 16 is adjusted to a desired concentration, hydrochloric acid with stable quality can be obtained.
  • concentration of hydrochloric acid As described above, if the concentration of hydrochloric acid discharged from the hydrochloric acid discharge line 16 is adjusted to a desired concentration, hydrochloric acid with stable quality can be obtained.
  • concentration of hydrochloric acid As described above, if the concentration of hydrochloric acid discharged from the hydrochloric acid discharge line 16 is adjusted to a desired concentration, hydrochloric acid with stable quality can be obtained.
  • concentration of hydrochloric acid as such, it is used as it is for industrial use as it is, for example, as 30 to 37% by weight hydrochloric acid.
  • the abatement tower 7 includes a treatment tank 26, a storage tank 27, and a pump 28.
  • a gas-liquid contact chamber 29 filled with a filler for improving the efficiency of gas-liquid contact is provided in the treatment tank 26, a gas-liquid contact chamber 29 filled with a filler for improving the efficiency of gas-liquid contact is provided.
  • a shower 30 is provided in the treatment tank 26 above the gas-liquid contact chamber 29.
  • the bottom of the treatment tank 26, the storage tank 27, the pump 28 and the shower 30 are connected by a circulation line 31 !.
  • the storage tank 27 stores a sodium hydroxide aqueous solution (Na OHaq.) For detoxifying the salty hydrogen gas.
  • the sodium hydroxide aqueous solution is It is pumped upward through the circulation line 31, sprayed from the shower 30 to the gas-liquid contact chamber 29 in the processing tank 26, passes through the gas-liquid contact chamber 29, and then is stored from the bottom of the processing tank 26. Cycle to return to 27. Further, by partially discharging the sodium hydroxide aqueous solution from the circulation line 31, the sodium hydroxide concentration in the storage tank 27 is adjusted to a predetermined concentration, for example, 5 to 30%.
  • the third salt hydrogen gas connecting line 12 is connected to the treatment tank 26 so that the downward force also flows upward through the gas-liquid contact chamber 29.
  • the detoxification tower 7 and the salt-hydrogen absorption tower 5 are connected in parallel to the hydrogen chloride purification tower 4, so that it is discharged from the third salt-hydrogen hydrogen connection line 12.
  • the sodium chloride hydrogen gas is supplied to the detoxification tower and is efficiently supplied in the gas-liquid contact chamber 29 so as to face the sodium hydroxide aqueous solution sprayed from the shower 30 in the vertical direction. It is made harmless by gas-liquid contact, and then released from the treatment tank 26 to the atmosphere.
  • this polyisocyanate production apparatus when the abnormality of the salt / hydrogen acid tank 6 is not detected by the pressure sensor 25, the purification is performed by the salt / hydrogen refining tower 4.
  • the supplied salty hydrogen gas is supplied to the hydrogen chloride oxidation tank 6 to produce the salty hydrogen gas power chlorine supplied in the salty hydrogen acid tank 6 and the salty hydrogen gas.
  • Salt-hydrogen gas power hydrochloric acid discharged to the absorption tower 5 and discharged from the salt-hydrogen absorption tower 5 is produced. To make it harmless.
  • the salt / hydrogen acid tank 6 when the salt / hydrogen acid tank 6 is normal, the salt / hydrogen gas is stably supplied to the hydrogen chloride oxidation tank 6 while surplus salt / hydrogen gas is removed from the salt / hydrogen absorption tower. 5 can be rendered harmless, and when trouble occurs in the salty hydrogen acid tank 6, the salty hydrogen gas previously supplied to the salty hydrogen acid tank 6 can be By detoxifying in the detoxification tower 7, depending on the hydrochloric acid production capacity in the salt-hydrogen absorption tower 5, the salt-hydrogen acid tank 6 has been supplied to the ⁇ Hydrogen gas can be rendered harmless, and efficient treatment of hydrogen chloride gas can be achieved.
  • the interlock control is activated in the hydrogen chloride oxidation tank 6, Chlorine production is stopped.
  • the abatement tower 7 is set so that the salty hydrogen gas can be removed for a predetermined time (for example, about 30 minutes), during which the production of polyisocyanate in the isocyanation reaction tank 3 is performed. It is shut down stably and can be stopped safely.
  • the salt / hydrogen gas control unit 32 controls the flow rate control valve 23.
  • the supply amount of salt and hydrogen gas supplied from the hydrogen chloride purification tower 4 to the salt and hydrogen acid tank 6 via the second salt and hydrogen gas connection line 11 is constant (for example, hydrogen chloride purification When the hydrogen chloride gas purified in tower 4 is 100, it is set to 90).
  • the salt and hydrogen gas control unit 32 controls the pressure control valve 22 based on the pressure in the salt and hydrogen purification tower 4 input from the force and pressure sensor 25 to control the salt and hydrogen purification.
  • Salt-hydrogen gas is discharged from the hydrogen chloride purification tower 4 to the salt-hydrogen absorption tower 5 via the first salt-hydrogen hydrogen connection line 10 so that the pressure in the tower 4 is constant ( For example, the salty hydrogen gas purified in the salty hydrogen purification tower 4 is 100 In this case, the remaining amount (10) of 90 supplied to the second salt hydrogen hydrogen gas connection line 11 is discharged. ).
  • the concentration control unit 21 and the salty hydrogen gas control unit 32 are connected by a bus and controlled by a central control unit.
  • a distributed control system for the polyisocyanate production apparatus 1 is constructed.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing a detoxification tower 51A for detoxifying exhaust gas as a first embodiment of the gas treatment apparatus of the present invention.
  • this abatement tower 51A is used for detoxifying harmful gas as exhaust gas generated in a chemical processing plant and releasing it to the atmosphere in a plant that manufactures chemical products. It is equipped.
  • the harmful gas include a salt-carbon-containing gas and a salt-hydrogen-containing gas generated in the polyisocyanate production plant and the polyisocyanate production process. It is done. Therefore, the detoxification tower 51A can be used as the detoxification tower 7 of the polyisocyanate production apparatus 1 described above.
  • the detoxification tower 51A includes a processing tank 52, a storage tank 53, and a liquid feed pump 54 as a power source.
  • the treatment tank 52 has a sealed cylindrical shape with the upper end and lower end closed and extending in the vertical direction, and includes a gas-liquid contact chamber 55, a storage chamber 56, and a treatment liquid supply pipe 57 as a treatment liquid supply means.
  • the processing tank 52 is provided with a packing support plate 58 that divides the inside of the processing tank 52 in the vertical direction on the lower side, and on the upper side, the processing tank 52 is spaced upward from the packing support plate 58.
  • a storage chamber bottom plate 59 that partitions the inside of the processing tank 52 in the vertical direction is provided.
  • the filling support plate 58 has a large number of ventilation (fluid) holes.
  • the gas-liquid contact chamber 55 is defined as an internal space of the processing tank 52 between the filling support plate 58 and the storage chamber bottom plate 59.
  • the filling support plate 58 is filled to such an extent that a gap is formed between the filling force storage chamber bottom plate 59 such as a Raschig ring and a Berle saddle.
  • the storage chamber 56 is defined as an internal space of the processing tank 52 above the storage chamber bottom plate 59.
  • One end of the processing liquid supply pipe 57 is connected to the lower part of the storage chamber 56, and the other end is inserted into the gas-liquid contact chamber 55, and is disposed above the filling.
  • a restriction orifice 60 for limiting the flow rate of the processing liquid flowing in the processing liquid supply pipe 57 is interposed.
  • a shower or a liquid disperser is provided at the lower end of the processing liquid supply pipe 57 so that the processing liquid can be uniformly sprayed onto the filler.
  • the treatment tank 52 has a harmful gas inflow pipe 61 for flowing harmful gas into the treatment tank 52 below the filler support plate 58, that is, below the gas-liquid contact chamber 55. It is connected. Further, in this processing tank 52, a harmless harmful gas (hereinafter referred to as processing gas) is disposed below the storage chamber bottom plate 59, that is, above the filling in the gas-liquid contact chamber 55. A processing gas outflow pipe 62 is connected to discharge from the exhaust gas.
  • processing gas a harmless harmful gas
  • a processing liquid for detoxifying harmful gas is stored in the storage tank 53.
  • the treatment solution is a sodium hydroxide aqueous solution or a potassium hydroxide aqueous solution.
  • An alkaline aqueous solution is used.
  • the storage tank 53 is appropriately replenished with the processing liquid according to the circulation amount of the processing liquid.
  • the storage tank 53 is connected to the other end of a reflux pipe 63 whose one end is connected to the lower end of the processing tank 52.
  • the storage tank 53 is connected to the storage tank 53 via the reflux pipe 63.
  • 52 tanks are connected.
  • One end of the storage tank 53 is a storage chamber above the treatment tank 52.
  • the other end of the transport pipe 64 connected to 56 is connected, and the storage tank 53 is connected to the storage chamber 56 via the transport pipe 64.
  • the liquid feed pump 54 is not particularly limited as long as it is a pump capable of transporting liquid, and force such as a reciprocating pump, a centrifugal pump, and a rotary pump is also configured.
  • the liquid feed pump 54 is provided in the middle of the transport pipe 64.
  • the processing liquid is pumped up from the storage tank 53 and transported to the storage chamber 56 via the transport pipe 64.
  • the processing liquid transported into the storage chamber 56 flows into the processing liquid supply pipe 57. After the flow rate is limited by the restriction orifice 60, the processing liquid flows out of the processing liquid supply pipe 57 due to gravity drop, and the gas liquid In the contact chamber 55, the filler is sprayed from above the filler. At this time, an overflow line may be provided in the storage chamber 56, and the overflowed processing solution may be sprayed into the gas-liquid contact chamber 55 together.
  • harmful gas flows into the treatment tank 52 from the harmful gas inflow pipe 61 and flows into the gas-liquid contact chamber 55 through the vent hole of the filler support plate 58, Pass through the gap from the bottom upward.
  • the harmful gas is made harmless by efficiently contacting the gas and liquid so that the processing liquid sprayed from above and the gas-liquid contact chamber 55 face each other in the vertical direction.
  • the harmful gas is a salt-carbon-containing gas and the treatment liquid is an aqueous sodium hydroxide solution
  • sodium chloride and sodium carbonate are produced and rendered harmless.
  • the detoxified harmful gas that is, the processing gas, is released to the atmosphere through the processing gas outflow pipe 62.
  • the processing liquid falling from the gas-liquid contact chamber 55 through the vent hole of the packing support plate 58 returns to the storage tank 53 through the reflux pipe 63 as well as the lower end force of the processing tank 52.
  • the transport pipe 64 and the reflux pipe 63 form a circulation line 67 as a treatment liquid reflux means, and the treatment liquid passes through the circulation line 67 by driving the liquid feed pump 54. Circulate.
  • the processing liquid is not wasted and the running cost can be reduced.
  • the above-described steady continuous operation is continued.
  • the treatment liquid does not circulate through the circulation line 67.
  • a storage chamber 56 is arranged in the storage chamber 56, and the gravity of the processing liquid stored in the storage chamber 56 falls into the gas-liquid contact chamber 55 via the processing liquid supply pipe 57 without requiring special power. To do. Then, the processing liquid is supplied into the gas-liquid contact chamber 55 through the processing liquid supply pipe 57 until the processing liquid in the storage chamber 56 runs out.
  • the power supply is switched to an auxiliary power source in the event of a power failure, or another liquid pump is installed in the event of a failure.
  • the processing liquid can be circulated again by driving.
  • the flow rate of the harmful gas flowing into the treatment tank 52 from the harmful gas inflow pipe 61 and the flow rate of the treatment liquid circulated by the liquid feed pump 54 are the same as that of the harmful gas treatment liquid. It is determined appropriately depending on the type and the type of treatment for detoxification.
  • the amount of processing liquid stored in the storage chamber 56 is appropriately determined according to the type of harmful gas and processing liquid and the processing amount of the plant.
  • FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an abatement tower 51B as a second embodiment of the gas treatment device of the present invention.
  • the same members as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
  • This abatement tower 51B is configured as a two-stage continuous abatement tower in which the first-stage abatement tower 51a and the second-stage abatement tower 51b are connected in series in the flow direction of the harmful gas. Speak.
  • the first-stage detoxification tower 51a includes a treatment tank 52, a storage tank 53, and a liquid feed pump 54, like the detoxification tower 51 of the first embodiment.
  • the treatment tank 52 of the first stage abatement tower 51a is not provided with the treatment liquid supply pipe 57. Instead, one end of the transport pipe 64 is inserted into the gas-liquid contact chamber 55 and filled. (However, if necessary, the treatment liquid supply pipe 57 may be installed in the first stage abatement tower 51a).
  • a shower or a liquid disperser is provided at one end of the transport pipe 64 so that the processing liquid can be uniformly sprayed onto the filling.
  • the second-stage abatement tower 51b is also provided with a processing tank 52, a storage tank 53, and a liquid feed pump 54, as in the first embodiment.
  • the second-stage abatement tower 51b has the same configuration as the abatement tower 51 of the first embodiment.
  • the processing gas outflow pipe 62 of the first stage detoxification tower 51a serves as a harmful gas inflow pipe 61 of the second stage detoxification tower 5 lb as a gas passage path. It is connected to the lower side of the gas-liquid contact chamber 55 in the treatment tank 52 of the eye removal tower 51b.
  • the storage chamber 56 of the first stage abatement tower 51a and the storage chamber 56 of the second stage abatement tower 51b are connected to each other via a storage chamber communication pipe 65.
  • One end of the storage chamber communication pipe 65 is connected to the storage chamber 56 of the first-stage detoxification tower 51a, and the other end is in the middle of the processing liquid supply pipe 57 of the second-stage detoxification tower 51b ( It is connected to the upstream of the restriction orifice 60).
  • the storage chamber communication pipe 65 connects the storage chamber 56 of the first-stage detoxification tower 51a and the storage chamber 56 of the second-stage detoxification tower 51b to be used for detoxification in the second-stage detoxification tower 51b.
  • the storage tank 53 of the first stage detoxification tower 51a and the storage tank 53 of the second stage detoxification tower 51b are connected to each other via a storage tank communication pipe 66.
  • the storage tank communication pipe 66 has one end connected to the storage tank 53 of the first-stage detoxification tower 51a and the other end connected to the storage tank 53 of the second-stage detoxification tower 51b. Yes.
  • the storage tank communication pipe 66 communicates the storage tank 53 of the first-stage detoxification tower 51a with the storage tank 53 of the second-stage detoxification tower 51b, and the liquid level (water level) of the treatment liquid in each storage tank 53 ), The treatment liquid in each storage tank 53 is increased or decreased equally.
  • this detoxification tower 51B in the first stage detoxification tower 51a, when the liquid feed pump 54 is driven, the processing liquid is pumped up from the storage tank 53 and enters the gas-liquid contact chamber 55 through the transport pipe 64. The spray is applied to the filler from above the filler. Then, the sprayed processing liquid flows in from the harmful gas inflow pipe 61 so as to face the harmful gas passing through the gap in the gas-liquid contact chamber 55 from below to above in the vertical direction. Efficient gas-liquid contact makes it harmless.
  • the detoxification rate of the harmful gas in the first stage detoxification tower 51a is set to be less than 100%, and in the following second stage detoxification tower 51b, By detoxifying toxic gases, toxic gases are made 100% detoxified.
  • the harmful gas detoxified in the first-stage detoxification tower 5 la is treated with the treatment gas outflow pipe 62 of the first-stage detoxification tower 51a (the harmful gas in the second-stage detoxification tower 51b It flows into the treatment tank 52 of the second stage detoxification tower 51b via the gas inflow pipe 61).
  • the treatment liquid also returns to the storage tank 53 through the reflux pipe 63 and the bottom end force of the treatment tank 52 circulates in the circulation line 67 formed by the transport pipe 64 and the reflux pipe 63.
  • the processing liquid transported into the storage chamber 56 flows into the processing liquid supply pipe 57, and the restriction orifice.
  • the flow rate After the flow rate is limited by 60, it flows out of the processing liquid supply pipe 57 due to gravity drop, and is sprayed onto the packing material from above the packing material in the gas-liquid contact chamber 55. At this time, an overflow line may be provided in the storage chamber 56, and the overflowed processing solution may be sprayed into the gas-liquid contact chamber 55 together.
  • the sprayed processing liquid is introduced from the processing gas outflow pipe 62 of the first stage detoxification tower 51a (the noxious gas inflow pipe 61 of the second stage detoxification tower 51b) and enters the gas-liquid contact chamber 55. Effectively gas-liquid contact and 100% detoxification so as to oppose the harmful gas that passes through the gap of the packing with the downward force upward.
  • the treatment liquid also returns to the storage tank 53 via the reflux pipe 63 in the lower end portion of the treatment tank 52 and circulates in a circulation line 67 formed by the transport pipe 64 and the reflux pipe 63.
  • the second stage detoxification tower 51b that is, in the multistage continuous detoxification tower, the most downstream detoxification tower in the direction of harmful gas flow
  • the gas is stored in the storage chamber 56.
  • the processing liquid drops by gravity into the gas-liquid contact chamber 55 via the processing liquid supply pipe 57 and continues the gas-liquid contact between the processing liquid and harmful gas.
  • the abatement tower 51A of the first embodiment even if the supply of the processing liquid to the gas-liquid contact chamber 55 due to the trouble of the liquid feed pump 54 is interrupted, the processing liquid in the gas-liquid contact chamber 55 is harmful.
  • the gas-liquid contact with the gas can be continued, the treatment of harmful gas can be continued, and the safety can be further improved.
  • the detoxification rate of the harmful gas in the first stage detoxification tower 5 la is set to be less than 100%, and the second stage detoxification tower 51b
  • the harmful gases are made 100% detoxified, so that detoxification of harmful gases can be carried out in multiple stages. Therefore, efficient treatment of harmful gas can be achieved.
  • the treatment liquid is gravity dropped by providing the treatment liquid supply pipe 57 only in the second stage abatement tower 51b.
  • the processing liquid supply pipe 57 may be provided to drop the processing liquid by gravity.
  • the second stage detoxification tower 51b that is, the most downstream detoxification tower in the direction of harmful gas flow in a multistage continuous detoxification tower
  • the supply pipe 57 is provided to allow the processing liquid to drop by gravity, the safety of the harmful gas processing can be further improved and the apparatus configuration can be simplified.
  • the polyisocyanate production apparatus of the present invention is suitably used as a production facility for polyisocyanate that is a raw material for polyurethane.
  • the gas processing apparatus of the present invention is suitably used as a processing facility for processing gases, such as detoxifying harmful gases generated in chemical processes such as plants for manufacturing chemical products.

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Description

明 細 書
ポリイソシァネート製造装置およびガス処理装置
技術分野
[0001] 本発明は、ポリウレタンの原料となるポリイソシァネートの製造装置、および、ガスと 処理液とを接触させてガスを処理するためのガス処理装置に関する。
背景技術
[0002] ポリウレタンの原料として用いられるポリイソシァネートは、塩化カルボニルとポリアミ ンとをイソシァネートイ匕反応させることにより、工業的に製造されている。
このようなイソシァネートイ匕反応においては、ポリアミンから、対応するポリイソシァネ ートが生成されるとともに、塩ィ匕水素ガスが副生する。
そして、このように副生した塩ィ匕水素ガスを酸ィ匕して、塩素を工業的に製造すること が知られている（例えば、下記特許文献 1および下記特許文献 2参照。 ) 0
[0003] また、化学製品を製造するプラントでは、化学工程にぉ 、て生成する有害ガスを無 害化するなどのガスを処理するためのガス処理装置が設備されて 、る。このようなガ ス処理装置は、例えば、充填塔、スプレー塔、スクラバーなど力 構成され、有害ガス を処理するものは除害塔とも呼ばれている。
このようなガス処理装置として、例えば、図 4に示す除害塔が知られている（例えば 、下記特許文献 3参照。）。
[0004] この除害塔 71は、処理槽 72、貯留タンク 73およびポンプ 74を備えている。処理槽 72内には、気液接触の効率を向上させるための充填物が充填されている気液接触 室 75が設けられている。また、処理槽 72内には、気液接触室 75の上方に、シャワー 76が設けられている。処理槽 72の底部、貯留タンク 73、ポンプ 74およびシャワー 76 は、循環ライン 77によって接続されている。
[0005] 貯留タンク 73には、有害ガスを無害化するための処理液が貯留されており、その処 理液は、ポンプ 74によって、循環ライン 77を介して、上方に汲み上げられ、処理槽 7 2内において、シャワー 76から気液接触室 75へ散布され、気液接触室 75内を通過 した後、処理槽 72の底部から貯留タンク 73に戻るように循環する。 一方、処理槽 72には、気液接触室 75を下方力も上方に向力つて流れるように、有 害ガスが供給されており、有害ガスは、気液接触室 75内において、シャワー 76から 散布される処理液と上下方向において対向するように、効率的に気液接触し、無害 化され、その後、処理槽 72から大気に放出される。
[0006] 下記特許文献 3では、このような除害塔によって、処理液として、水酸ィ匕ナトリウム水 溶液を用いて、有害ガスとしての塩ィ匕カルボ-ル含有ガスを無害化して ヽる。
特許文献 1：特開昭 62— 275001号公報
特許文献 2：特開 2000 - 272906号公報
特許文献 3：特開平 6 - 319946号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] 塩ィ匕カルボニルとポリアミンとをイソシァネートイ匕反応させ、副生する塩ィ匕水素ガス を酸素で酸ィ匕して塩素を製造し、得られた塩素と一酸ィ匕炭素とで塩ィ匕カルボ-ルを 製造し、イソシァネートイ匕反応に供することにより、ポリイソシァネートの製造を試みた ところ、イソシァネートイ匕反応が、種々の理由により変動した場合、副生する塩化水素 ガスの量が変動することがある。副生する塩ィ匕水素ガスの量が変動すると、塩化水素 ガスを酸ィ匕する工程に供給される塩ィ匕水素ガスの量が変動する。
[0008] しかし、塩素を工業的に安定して製造するためには、副生した塩ィ匕水素ガスを酸ィ匕 するための塩ィ匕水素酸ィ匕槽へ、塩ィ匕水素ガスを安定して供給する必要がある。 また、塩ィ匕カルボ-ルとポリアミンとを反応させるイソシァネートイ匕反応槽では、反応 を安定させるために、圧力を一定にする必要がある。
そのため、イソシァネートイ匕反応槽力 副生したイソシァネートイ匕反応槽等の変動 があっても塩ィ匕水素ガスを、上記した 2つの要因を考慮しつつ、効率的に処理するこ とが望まれている。
[0009] また、副生した塩ィ匕水素ガスを酸ィ匕するための塩ィ匕水素酸ィ匕槽にトラブルが生じる と、副生した塩ィ匕水素ガスの処理が問題となる。
さらに、上記の除害塔 71において、例えば、ポンプ 74などにトラブルが発生すると 、処理液が循環ライン 77を循環しなくなるので、処理槽 72において、有害ガスと処理 液との気液接触の効率が低下し、さらには、処理液の汲み上げが中断されると、気液 接触室 75に残留する処理液が消費され、有害ガスを無害化できなくなるおそれをも 生じる。
[0010] 本発明の目的は、副生した塩ィ匕水素力 塩素を安定して製造することができながら
、塩ィ匕カルボニルとポリアミンとを安定して反応させることができ、しかも、副生した塩 化水素ガスを効率的に処理することのできる、ポリイソシァネート製造装置を提供する ことにある。
また、本発明の他の目的は、副生した塩ィ匕水素力も塩素を製造するための塩素製 造手段にトラブルが生じても、塩素水素を効率的に処理することのできる、ポリイソシ ァネート製造装置を提供することにある。
[0011] さらにまた、本発明の他の目的は、格別の動力を要せずとも、処理液を気液接触室 内へ供給することができるガス処理装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明のポリイソシァネート製造装置は、塩ィ匕カルボ-ルとポリアミンとを反応させ てポリイソシァネートを製造するポリイソシァネート製造手段と、前記ポリイソシァネー ト製造手段において副生した塩化水素が供給され、塩化水素を精製する塩化水素 精製手段と、前記塩化水素精製手段において精製された塩化水素が供給され、塩 化水素を酸ィ匕して、塩素を製造する塩素製造手段と、前記塩化水素精製手段にお いて精製された塩化水素が供給され、塩化水素を水に吸収させて、塩酸を製造する 塩酸製造手段と、前記塩化水素精製手段から前記塩酸製造手段へ供給される塩ィ匕 水素の供給量を調節する第 1調節手段と、前記塩化水素精製手段から前記塩素製 造手段へ供給される塩化水素の供給量を調節する第 2調節手段と、前記塩化水素 精製手段から前記塩素製造手段へ供給される塩化水素の供給量が一定となるように 、前記第 2調節手段を制御し、前記塩化水素精製手段内の圧力が一定となるように、 前記第 1調節手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴としている。
[0013] このポリイソシァネート製造装置によると、制御手段によって、第 2調節手段を制御 して、塩化水素精製手段から塩素製造手段へ供給される塩化水素の供給量を一定 にし、第 1調節手段を制御して、塩化水素精製手段内の圧力が一定となるように、塩 化水素精製手段から塩酸製造手段へ供給される塩化水素の供給量を調節する。そ のため、塩素製造手段へ安定して塩ィ匕水素を供給することができながら、余剰の塩 化水素を塩化水素精製手段から塩酸製造手段へ供給することにより、塩化水素精製 手段内の圧力を一定にすることができる。
[0014] その結果、副生した塩ィ匕水素力 塩素を安定して製造することができながら、塩ィ匕 水素精製手段内の圧力、ひいては、ポリイソシァネート製造手段内の圧力を一定に することができ、これによつて、塩ィ匕カルボ-ルとポリアミンとを安定して反応させるこ とができ、し力も、副生した塩ィ匕水素ガスを効率的に処理することができる。
また、このポリイソシァネート製造装置では、前記塩酸製造手段には、前記塩素製 造手段における未酸化の塩化水素および塩酸が供給されることが好適である。
[0015] 塩素製造手段における未酸化の塩化水素、および、塩素製造手段にお!、て生成 した塩酸を、排出することなく塩酸製造手段に供給すれば、より効率的に塩酸を製造 することができ、余剰の塩ィ匕水素の有効利用を図ることができる。
また、このポリイソシァネート製造装置では、前記塩酸製造手段は、製造される塩酸 の濃度を調節するための塩酸濃度調節手段を備えていることが好適である。
[0016] 塩酸濃度調節手段によって、製造される塩酸の濃度を調節すれば、品質の安定し た塩酸を製造することができる。
また、本発明のポリイソシァネート製造装置は、塩ィ匕カルボニルとポリアミンとを反応 させてポリイソシァネートを製造するポリイソシァネート製造手段と、前記ポリイソシァ ネート製造手段に接続され、前記ポリイソシァネート製造手段おいて副生した塩ィ匕水 素を精製する塩化水素精製手段と、前記塩化水素精製手段に接続され、前記塩ィ匕 水素精製手段において精製された塩化水素を酸化して、塩素を製造する塩素製造 手段と、前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段と並列的に接続され、 前記塩ィ匕水素精製手段力 排出される塩ィ匕水素を無害化処理する第 1無害化処理 手段と、前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段と選択的に接続され、 前記塩ィ匕水素精製手段力 排出される塩ィ匕水素を無害化処理する第 2無害化処理 手段と、前記塩化水素精製手段の異常を検知する異常検知手段と、前記異常検知 手段によって異常が検知されていないときには、前記塩ィ匕水素精製手段に対して前 記塩素製造手段を接続し、前記異常検知手段によって異常が検知されたときには、 前記塩化水素精製手段に対して前記第 2無害化処理手段を接続する接続切替手段 とを備えて 、ることを特徴として 、る。
[0017] このポリイソシァネート製造装置によると、異常検知手段によって塩化水素精製手 段の異常が検知されていないときには、塩ィ匕水素精製手段によって精製された塩ィ匕 水素は、塩素製造手段に供給されて、塩素製造手段において供給された塩ィ匕水素 力 塩素が製造されるとともに、第 1無害化処理手段に排出されて、第 1無害化処理 手段において供給された塩ィ匕水素が無害化される。
[0018] 一方、塩素製造手段が異常となり、異常検知手段によって塩化水素精製手段の異 常が検知されたときには、接続切替手段が、塩化水素精製手段に対する接続を、塩 素製造手段から第 1無害化処理手段の処理能力に応じて、第 2無害化処理手段へ 切り替える。そうすると、それまで塩素製造手段に供給されていた塩ィ匕水素が、第 2 無害化処理手段へ排出され、第 2無害化処理手段において無害化される。
[0019] その結果、塩素製造手段が正常なときには、塩素製造手段に安定して塩化水素を 供給しつつ、余剰の塩化水素を第 1無害化処理手段において無害化することができ 、塩素製造手段にトラブルが生じたときには、それまで塩素製造手段に供給されてい た塩化水素を、第 1無害化処理手段の処理能力に応じて、その余剰分を第 2無害化 処理手段で無害化することができ、塩ィ匕水素の効率的な処理を達成することができ る。
[0020] また、このポリイソシァネート製造装置では、前記接続切替手段は、前記塩化水素 精製手段に対して前記塩素製造手段を接続または遮断する第 1開閉手段と、前記 塩ィ匕水素精製手段に対して前記第 2無害化処理手段を接続または遮断する第 2開 閉手段と、前記第 1開閉手段と前記第 2開閉手段とを制御する制御手段とを備え、前 記制御手段は、前記異常検知手段によって異常が検知されていないときには、前記 第 1開閉手段を制御して、前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段を接 続し、前記第 2開閉手段を制御して、前記塩化水素精製手段に対して前記第 2無害 化処理手段を遮断し、前記異常検知手段によって異常が検知されたときには、前記 第 1開閉手段を制御して、前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段を遮 断し、あるいは、前記塩化水素精製手段において精製された塩化水素の前記塩素 製造手段に対する供給量を急激に低減させ、前記第 2開閉手段を制御して、前記塩 化水素精製手段に対して、前記第 1無害化処理手段の処理能力に応じて、前記第 2 無害化処理手段を接続することが好適である。
[0021] 異常検知手段によって異常が検知されていないときには、制御手段によって、第 1 開閉手段を制御して、塩化水素精製手段に対して塩素製造手段を接続し、第 2開閉 手段を制御して、塩化水素精製手段に対して前記第 2無害化処理手段を遮断し、ま た、異常検知手段によって異常が検知されたときには、制御手段によって、第 1開閉 手段を制御して、塩化水素精製手段に対して塩素製造手段を遮断、あるいは、塩ィ匕 水素精製手段において精製された塩化水素の塩素製造手段に対する供給量を急 激に低減させ、第 1無害化処理手段の処理能力に応じて、第 2開閉手段を制御して 、塩化水素精製手段に対して第 2無害化処理手段を接続すれば、塩素製造手段にト ラブルが生じたときに、それまで塩素製造手段に供給されていた塩化水素を、第 1無 害化手段の処理能力に応じてその余剰分を確実に第 2無害化処理手段に排出して 無害化することができる。
[0022] また、このポリイソシァネート製造装置では、前記第 1無害化処理手段が、塩化水素 を水に吸収させて、塩酸を製造する塩酸製造手段であることが好適である。
第 1無害化手段が塩酸製造手段であると、余剰の塩化水素を無害化しつつ、その 余剰の塩化水素から塩酸を製造して、再利用することができる。その結果、余剰の塩 化水素の有効利用を図ることができる。
[0023] また、このポリイソシァネート製造装置では、前記塩酸製造手段には、前記塩素製 造手段における未酸化の塩化水素および塩酸が供給されることが好適である。
塩素製造手段における未酸化の塩化水素、または、塩素製造手段において生成し た塩酸を、排出することなく塩酸製造手段に供給すれば、より効率的に塩酸を製造 することができ、余剰の塩ィ匕水素の有効利用を図ることができる。
[0024] また、このポリイソシァネート製造装置では、前記塩化水素精製手段から前記塩酸 製造手段へ供給される塩化水素の供給量を調節する第 1調節手段と、前記塩化水 素精製手段から前記塩素製造手段へ供給される塩化水素の供給量を調節する第 2 調節手段と、前記塩化水素精製手段から前記塩素製造手段へ供給される塩化水素 の供給量が一定となるように、前記第 2調節手段を制御し、前記塩化水素精製手段 内の圧力が一定となるように、前記第 1調節手段を制御する制御手段とを備えている ことが好適である。
[0025] 制御手段によって、第 2調節手段を制御して、塩化水素精製手段から塩素製造手 段へ供給される塩化水素の供給量を一定にし、第 1調節手段を制御して、塩化水素 精製手段内の圧力が一定となるように、塩ィ匕水素精製手段力 塩酸製造手段へ供 給される塩化水素の供給量を調節すれば、塩素製造手段へ安定して塩化水素を供 給することができながら、余剰の塩化水素を塩化水素精製手段から塩酸製造手段へ 供給することにより、塩ィ匕水素精製手段内の圧力を一定にすることができる。
[0026] その結果、副生した塩ィ匕水素力 塩素を安定して製造することができながら、塩ィ匕 水素精製手段内の圧力、ひいては、ポリイソシァネート製造手段内の圧力を一定に することができ、これによつて、塩ィ匕カルボ-ルとポリアミンとを安定して反応させるこ とができ、し力も、副生した塩ィ匕水素ガスを効率的に処理することができる。
また、本発明のガス処理装置は、ガスと処理液とを接触させて、ガスを処理するため のガス処理装置であって、ガスと処理液とを気液接触させる気液接触室と、前記気液 接触室より上方に配置され、処理液を貯留する貯留室と、前記貯留室内の処理液を 重力落下により前記気液接触室内へ供給するための処理液供給手段とを備えてい ることを特徴としている。
[0027] このガス処理装置によると、気液接触室より上方に配置されている貯留室から、処 理液供給手段によって、格別の動力を要せずとも、処理液が重力落下により気液接 触室内へ供給される。そのため、たとえ貯留室に処理液を供給するための動力源に トラブルが生じても、処理液は、貯留室内の処理液がなくなるまで、処理液供給手段 によって気液接触室内へ供給される。
[0028] その結果、動力源のトラブルに起因する処理液の気液接触室に対する供給が中断 しても、気液接触室での処理液とガスとの接触を継続することができ、ガスの処理を 継続することができ安全性のより一層の向上を図ることができる。
また、本発明のガス処理装置では、前記気液接触室が複数設けられており、複数 の前記気液接触室に対して、ガスを各前記気液接触室に直列的に通過させるガス 通過パスをさらに備え、前記処理液供給手段は、前記ガス通過パスを流れるガスの 流れ方向にぉ ヽて、少なくとも最下流側の前記気液接触室に対して処理液を供給す ることが好適である。
[0029] 気液接触室を複数設けて、ガス通過パスによって、ガスを各気液接触室に直列的 に通過させれば、ガスの処理を多段連続的に実施することができる。そのため、ガス の効率的な処理を達成することができる。
また、このように、気液接触室を複数設けても、処理液供給手段が、ガス通過パスを 流れるガスの流れ方向にぉ ヽて、少なくとも最下流側の気液接触室に対して処理液 を供給するので、動力源のトラブルに起因する処理液の気液接触室に対する供給が 中断しても、少なくとも最下流側の気液接触室において、処理液とガスとの接触を継 続することができ、ガスの処理が継続でき安全性のより一層の向上を図ることができる
[0030] また、本発明のガス処理装置では、前記気液接触室から排出される処理液を、前 記貯留室へ還流するための処理液還流手段を、さらに備えていることが好適である。 処理液還流手段によって、処理液を還流すれば、処理液の無駄をなくし、ランニン グコストの低減を図ることができる。
そして、本発明のガス処理装置は、前記ガス力 塩ィ匕カルボ-ル含有ガスであり、 前記処理液が、アルカリ性水溶液である、塩ィ匕カルボ-ル含有ガスを無害化するた めのガス処理装置として好適に用いられる。
[0031] また、本発明のガス処理装置は、前記ガスが塩化水素含有ガスであり、前記処理液 が水またはアルカリ性水溶液である、塩ィ匕水素ガスの処理装置としても好適に用いら れる。
さらに、本発明のガス処理装置は、前記ガスと前記処理液との組合わせとして、ァ ンモユアまたはアルキルアミン含有ガスと水または酸性水溶液との組合わせ、 SOxま たは NOx含有ガスと水またはアルカリ性水溶液との組合わせ、揮発性有機化合物含 有ガスと有機溶媒との組合わせなどの、ガスの除害 (無害化） '吸収'回収などを目的 としたガス処理装置としても好適に用いられる。 発明の効果
[0032] 本発明のポリイソシァネート製造装置によれば、副生した塩ィ匕水素力 塩素を安定 して製造することができながら、ポリイソシァネート製造手段内の圧力を一定にするこ とができ、これによつて、塩ィ匕カルボニルとポリアミンとを安定して反応させることがで き、し力も、副生した塩ィ匕水素ガスを効率的に処理することができる。
また、本発明のポリイソシァネート製造装置によれば、塩素製造手段が正常なとき には、塩素製造手段に安定して塩化水素を供給しつつ、余剰の塩化水素を第 1無害 化処理手段において無害化することができ、塩素製造手段にトラブルが生じたときに は、それまで塩素製造手段に供給されていた塩化水素を、第 1無害化手段の処理能 力に応じてその余剰分を第 2無害化処理手段で無害化することにより、第 1無害化処 理手段の無害化処理能力の如何にかかわらず無害化することができ、塩ィ匕水素の 効率的な処理を達成することができる。
[0033] 本発明のガス処理装置によると、動力源のトラブルに起因する処理液の気液接触 室に対する供給が中断しても、気液接触室での処理液とガスとの接触を継続すること ができ、ガスの処理が継続でき安全性のより一層の向上を図ることができる。
図面の簡単な説明
[0034] [図 1]本発明のポリイソシァネート製造装置の一実施形態を示す概略構成図である。
[図 2]本発明のガス処理装置の第 1実施形態としての除害塔を示す概略構成図であ る。
[図 3]本発明のガス処理装置の第 2実施形態としての除害塔を示す概略構成図であ る。
[図 4]公知文献に記載される除害塔を示す概略構成図である。
符号の説明
[0035] 1 ポリイソシァネート製造装置
3 イソシァネート化反応槽
4 塩化水素精製塔
5 塩化水素吸収塔
6 塩化水素酸化槽 7 除害塔
21 濃度制御部
22 圧力制御弁
23 流量制御弁
24 弁
25 圧力センサ
32 塩ィ匕水素ガス制御部
51 除害塔
55 気被接触室
56 貯留室
57 処理液供給管
61 有害ガス流入管
62 処理ガス流出管
63
64 輸送管
発明の実施形態
[0036] 図 1は、本発明のポリイソシァネート製造装置の一実施形態を示す概略構成図であ る。
図 1において、このポリイソシァネート製造装置 1は、塩化カルボニル製造用反応槽 2、ポリイソシァネート製造手段としてのイソシァネートイ匕反応槽 3、塩化水素精製手 段としての塩ィヒ水素精製塔 4、第 1無害化処理手段および塩酸製造手段としての塩 化水素吸収塔 5、塩素製造手段としての塩化水素酸化槽 6、および、第 2無害化処 理手段としての除害塔 7を備えて 、る。
[0037] 塩化カルボニル製造用反応槽 2は、塩素 (C1 )と一酸化炭素 (CO)とを反応させて
2
、塩ィ匕カルボニル (COC1 )を製造するための反応槽であれば、特に制限されず、例
2
えば、活性炭触媒を充填した固定床式反応器などから構成される。また、塩ィ匕カルボ
-ル製造用反応槽 2は、接続ライン 8を介して、イソシァネート化反応槽 3と接続され ている。 [0038] 塩化カルボニル製造用反応槽 2には、原料として、塩素ガスおよび一酸化炭素ガス 力 一酸化炭素 Z塩素 (モル比）が 1. 01Z1〜： L0Z1となる割合で、供給される。塩 素が過剰に供給されると、イソシァネートイ匕反応槽 3において、過剰の塩素によって ポリイソシァネートの芳香環や炭化水素基がクロル化される場合がある。
塩素ガスおよび一酸ィ匕炭素ガスの供給量は、ポリイソシァネートの製造量や副生す る塩ィ匕水素ガスの副生量によって、適宜設定される。
[0039] そして、塩ィ匕カルボニル製造用反応槽 2では、塩素と一酸ィ匕炭素とが反応して、塩 化カルボニルが生成する。この反応では、塩化カルボニル製造用反応槽 2を、例え ば、 0〜250°C、 0〜5MPa—ゲージに設定する。
得られた塩ィ匕カルボニルは、塩ィ匕カルボニル製造用反応槽 2において、適宜、冷 却により液ィ匕して液ィ匕状態としてもよぐ適宜の溶媒に吸収させて溶液とすることもで きる。得られた塩ィ匕カルボニルは、その中の一酸ィ匕炭素を除去して、必要に応じて塩 化カルボニル製造用反応槽 2に再供給する。
[0040] 塩ィ匕カルボニルの少なくとも一部を液ィ匕状態および Zまたは溶液状態とすれば、 塩ィ匕カルボニル中の一酸ィ匕炭素濃度を低減することができるので、後述する塩化水 素酸化反応にぉ 、て、塩ィ匕水素ガスの塩素への転換率を向上させることができる。 なお、塩ィ匕カルボニルを液ィ匕するには、塩ィ匕カルボニル製造用反応槽 2において、 例えば、上記した固定床式反応器の下流側に凝縮器を設けて、その凝縮器により、 得られた塩化カルボニルを液化する。また、この液ィ匕においては、塩化カルボニル中 の一酸化炭素濃度を、好ましくは、 1重量％以下にする。
[0041] そして、得られた塩ィ匕カルボニルは、接続ライン 8を介して、イソシァネート化反応槽 3に供給される。
イソシァネートイ匕反応槽 3は、塩ィ匕カルボ-ルとポリアミンとをイソシァネートイ匕反応 させて、ポリイソシァネートを製造するための反応槽であれば、特に制限されず、例え ば、攪拌翼が装備された反応器や多孔板を有する反応塔が用いられる。また、好ま しくは、多段槽として構成される。また、イソシァネート化には、適宜ポリイソシァネート に対して不活性な溶媒やガスが用いられる。イソシァネートイ匕反応槽 3は、接続ライン 9を介して、塩化水素精製塔 4に接続されている。 [0042] イソシァネートイ匕反応槽 3には、原料として、塩化カルボニル製造用反応槽 2から接 続ライン 8を介して塩ィ匕カルボニルが供給されるとともに、ポリアミンが供給される。 塩ィ匕カルボニルは、塩ィ匕カルボニル製造用反応槽 2から、ガスのまま、あるいは、上 記したように、液ィ匕状態および Zまたは溶液状態で、塩ィ匕カルボニル Zポリアミン (モ ル比）が、 2Zl〜60Zlとなる割合で、供給される。
[0043] ポリアミンは、ポリウレタンの製造に用いられるポリイソシァネートに対応するポリアミ ンであって、特に制限されず、例えば、ポリメチレンポリフエ-レンポリイソシァネート（ MDI)に対応するポリメチレンポリフエ-レンポリアミン（MDA)、トリレンジイソシァネ ート (TDI)に対応するトリレンジァミン (TDA)などの芳香族ジァミン、例えば、キシリ レンジイソシァネート (XDI)に対応するキシリレンジァミン (XDA)、テトラメチルキシリ レンジイソシァネート（TMXDI)に対応するテトラメチルキシリレンジァミン（TMXDA )などの芳香脂肪族ジァミン、例えば、ビス (イソシアナトメチル)ノルボルナン (NBDI )に対応するビス（アミノメチル）ノルボルナン (NBDA)、 3—イソシアナトメチルー 3, 5, 5—トリメチルシクロへキシルイソシァネート（IPDI)に対応する 3—アミノメチル一 3 , 5, 5—トリメチルシクロへキシルァミン（IPDA)、 4, 4'—メチレンビス（シクロへキシ ルイソシァネート）（H MDI)に対応する 4, 4'ーメチレンビス（シクロへキシルァミン）
12
(H MDA)、ビス (イソシアナトメチル）シクロへキサン (H XDI)に対応するビス（アミ
12 6
ノメチル)シクロへキサン (H XDA)などの脂環族ジァミン、例えば、へキサメチレンジ
6
イソシァネート (HDI)に対応するへキサメチレンジァミン (HDA)などの脂肪族ジアミ ン、および、ポリメチレンポリフエ二ルポリイソシァネート（クルード MDI、ポリメリック M
DI)に対応するポリメチレンポリフエ-ルポリアミンなどから、適宜選択される。
[0044] このポリイソシァネート製造装置 1は、芳香族ジアミンゃポリメチレンポリフエ-ルポリ ァミンから、芳香族ジイソシァネートゃポリメチレンポリフエ-ルポリイソシァネートを製 造するのに適している。
ポリアミンは、直接供給してもよいが、好ましくは、予め溶媒に溶解して、 5〜50重量
%の溶液として供給する。
[0045] 溶媒としては、特に制限されな!、が、例えば、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化 水素、例えば、クロ口トルエン、クロ口ベンゼン、ジクロロベンゼンなどのハロゲン化炭 化水素、例えば、酢酸ブチル、酢酸ァミルなどのエステル類、例えば、メチルイソブチ ルケトン、メチルェチルケトンなどのケトン類などが挙げられる。好ましくは、クロ口ベン ゼンまたはジクロロベンゼンが挙げられる。
[0046] そして、イソシァネートイ匕反応槽 3では、塩化カルボ-ルとポリアミンとがイソシァネ 一トイ匕反応して、ポリイソシァネートが生成し、塩ィ匕水素ガス (HC1ガス）が副生する。 このイソシァネートイ匕反応では、イソシァネートイ匕反応槽 3に、上記したようにポリアミ ンとともに、あるいは別途単独で、上記した溶媒をカ卩えて、例えば、 0〜250°C、 0〜5 MPa—ゲージに設定する。
[0047] 得られたポリイソシァネートは、脱ガス、脱溶媒、タールカットなどの後処理をした後 、精製し、ポリウレタンの原料として提供される。
また、副生した塩ィ匕水素ガスは、接続ライン 9を介して、飛沫同伴する溶媒や塩ィ匕 カルボニルとともに塩ィ匕水素精製塔 4に供給される。
塩化水素精製塔 4は、副生した塩化水素ガスを、飛沫同伴する溶媒や塩化カルボ -ルと分離して精製できれば、特に制限されず、例えば、凝縮器を装備したトレー塔 や充填塔などから構成される。
[0048] また、塩化水素精製塔 4は、第 1塩ィ匕水素ガス接続ライン 10を介して塩ィ匕水素吸収 塔 5に接続されている。また、塩化水素精製塔 4は、第 2塩ィ匕水素ガス接続ライン 11 を介して塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6に接続されている。また、塩化水素精製塔 4は、第 3塩ィ匕 水素ガス接続ライン 12を介して除害塔 7に接続されている。
また、塩化水素精製塔 4から塩化水素吸収塔 5へ塩化水素ガスを供給する第 1塩 化水素ガス接続ライン 10の途中には、その塩ィ匕水素ガスの供給量を調節する第 1調 節手段としての圧力制御弁 22が介装されている。また、塩化水素精製塔 4から塩ィ匕 水素酸ィ匕槽 6へ塩ィ匕水素ガスを供給する第 2塩ィ匕水素ガス接続ライン 11の途中には 、その塩化水素ガスの供給量を調節する第 1開閉手段である第 2調節手段としての 流量制御弁 23が介装されている。また、塩ィ匕水素精製塔 4から除害塔 7へ塩ィ匕水素 ガスを供給する第 3塩ィ匕水素ガス接続ライン 12の途中には、第 2開閉手段である弁 2 4が介装されている。また、第 3塩ィ匕水素ガス接続ライン 12の途中には、弁 24の上流 側において流量計 33が介装されている。また、塩化水素精製塔 4には、塔内の圧力 を検知するための異常検知手段としての圧力センサ 25が設けられており、塔内の圧 力が、 f列えば、、 0. 05〜0. 6MPaに保持されて!/、る。
[0049] また、圧力制御弁 22、流量制御弁 23、弁 24、流量計 33および圧力センサ 25は、 制御手段としての塩ィ匕水素ガス制御部 32に接続されている。なお、流量制御弁 23、 弁 24および塩ィ匕水素ガス制御部 32によって接続切替手段が構成されている。塩ィ匕 水素ガス制御部 32には、圧力センサ 25からの塩ィ匕水素精製塔 4内の圧力が入力さ れる。
そして、圧力センサ 25によって検知される塩ィ匕水素精製塔 4内の圧力が、所定レべ ル (例えば、 0. 6MPa)以下であれば、塩ィ匕水素ガス制御部 32は、塩化水素酸化槽 6が正常であると判断して、流量制御弁 23を制御して、塩化水素精製塔 4に対して塩 化水素酸ィ匕槽 6を接続し、弁 24を制御して、塩ィ匕水素精製塔 4に対して除害塔 7を 遮断する。一方、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6の異常により流量制御弁 23の遮断や流量制御 弁 23の開度を急激に低下させて流量計 33の流量が急激に低下した場合、イソシァ ネート反応槽 3から副生する塩ィ匕水素ガスの量が塩ィ匕水素吸収塔 5の処理能力を超 え、それに伴い塩ィ匕水素精製塔 4内の圧力力 所定レベル (例えば、 0. 6MPa)を超 えれば、弁 24を制御して、塩化水素精製塔 4に対して除害塔 7を接続する。
[0050] 塩化水素精製塔 4では、塩ィ匕カルボ-ルを、凝縮器で凝縮させたり、溶媒によって 吸収させること〖こより、塩ィ匕カルボニルを塩ィ匕水素ガスカゝら分離し、また、必要に応じ て塩ィ匕水素ガス中の微量な溶媒を活性炭などの吸着により、塩ィ匕水素ガスカゝら分離 する。
塩ィ匕水素精製塔 4において、好ましくは、塩ィ匕水素ガス中の有機物の濃度を、 1重 量％以下、好ましくは、 lOOppm以下にし、かつ、塩化水素ガス中の一酸化炭素の 濃度を、 10容量％以下、好ましくは、 3容量％以下にする。塩ィ匕水素ガス中の不純 物を、このレベルに低減することにより、後述する塩ィ匕水素酸ィ匕反応において、触媒 の活性低下や部分失活などの触媒に対する悪影響を低減または予防することができ る。また、原単位の向上や塩ィ匕水素酸ィ匕反応の向上や、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6における 温度分布の均一化などを達成することができ、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6を安定化させること ができる。さらに、塩ィ匕水素ガスの塩素への転換率を向上させることができる。 [0051] そして、精製された塩化水素ガスは、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6が正常であるときには、塩 化水素精製塔 4に対して、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6および塩ィ匕水素吸収塔 5が並列的に接 続されているので、その大部分が第 2塩ィ匕水素ガス接続ライン 11を介して塩ィ匕水素 酸化槽 6に供給され、余剰が塩化水素吸収塔 5に排出される。なお、塩化水素酸ィ匕 槽 6に供給される塩ィ匕水素ガスと、塩ィ匕水素吸収塔 5に排出される塩ィ匕水素ガスとの 割合は、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6での塩素製造能力や塩ィ匕水素吸収塔 5での塩酸製造能 力に基づいて、適宜決定される。
[0052] 塩化水素酸化槽 6は、塩ィ匕水素ガスを酸ィ匕して、塩化水素酸化反応によって塩素（ C1 )を製造するための反応槽であれば、特に制限されず、例えば、触媒として酸化ク
2
ロムを用いる流動床式反応器や、触媒として酸化ルテニウムを用いる固定床式反応 器などカゝら構成される。また、塩化水素酸化槽 6は、再供給ライン 13を介して塩ィ匕カ ルポニル製造用反応槽 2に接続されるとともに、塩酸接続ライン 14を介して塩化水素 吸収塔 5に接続されている。
[0053] 塩化水素酸化槽 6を、流動床式反応器から構成する場合には、例えば、上記特開 昭 62— 275001号公報に準拠して、塩ィ匕水素ガス中の塩ィ匕水素 1モルに対して、 0 . 25モル以上の酸素を供給して、酸化クロムの存在下、 0. l〜5MPa—ゲージ、 30 0〜500°Cで反応させる。塩化水素ガスの供給量は、例えば、 0. 2〜1. 8NmV - kg-触媒である。
[0054] また、塩化水素酸化槽 6を、固定床式反応器から構成する場合には、例えば、上記 特開 2000— 272906号公報に準拠して、塩ィ匕水素ガス中の塩ィ匕水素 1モルに対し て、 0. 25モル以上の酸素を供給して、ルテニウム含有触媒の存在下、 0. 1〜5MP a、 200〜500。Cで反応させる。
そして、塩化水素酸化槽 6では、塩化水素ガスが酸素 (O )によって酸化され、塩素
2
が生成し、水 (H O)が副生するため、塩素と塩酸 (塩ィ匕水素の水溶液: HC1ZH O)
2 2 とが生成される。この酸化反応において、塩ィ匕水素ガスの塩素への変換率は、例え ば、 60%以上、好ましくは、 70〜95%である。
[0055] そして、このポリイソシァネート製造装置 1では、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6において得られ た塩素が、再供給ライン 13を介して、塩ィ匕カルボニル製造用反応槽 2に供給され、 塩ィ匕カルボニル製造用反応槽 2にお ヽて、塩化カルボニルを製造するための原料と して用いられる。このように、得られた塩素を、塩化カルボ-ルの原料として再利用す れば、塩素を、ポリイソシァネート製造装置 1の系外に排出することなぐ循環使用す ることができるので、副生した塩ィ匕水素ガスを、有効利用できると同時に、環境への 負荷を低減することができる。
[0056] なお、このポリイソシァネート製造装置 1では、塩ィ匕カルボ-ル製造用反応槽 2には 、塩化水素酸化槽 6から再供給ライン 13を介して供給される塩素 (再生塩素)以外に 、別途原料として用意されている塩素（追加塩素）が、必要に応じて供給される。追カロ 塩素は、外部カゝら購入してもよぐあるいは、電解法などによる独立した塩素製造設 備を設備して、その設備カゝら供給することもできる。
[0057] また、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6において、未酸化 (未反応)の塩化水素ガスや副生した塩 酸は、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6内で所定濃度の塩酸の製造に供して工業用途ゃポリメチレ ンポリフエ-レンポリアミン (MDA)の酸触媒などとして他工程に供給してもよ!/、が、 例えば、塩酸接続ライン 14を介して、塩化水素吸収塔 5に供給される。
すなわち、塩化水素酸化槽 6では、一定の変換率で塩化水素ガスが塩素へ変換さ れるので、塩ィ匕水素吸収塔 5には、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6から塩酸接続ライン 14を介し て、塩素に変換された残余の塩化水素ガスに相当する未酸化 (未反応)の塩化水素 ガスや副生する塩酸が、一定割合で供給される。例えば、塩化水素酸化槽 6での変 換率が、 80%であれば、 80%の塩ィ匕水素ガスが塩素に変換される一方で、残余の 2 0%の塩化水素ガスに相当する未酸化 (未反応)の塩化水素ガスや副生する塩酸が 、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6から塩酸接続ライン 14を介して、塩化水素吸収塔 5に供給される
[0058] 塩ィ匕水素吸収塔 5は、塩ィ匕水素ガスを水に吸収させて塩酸 (塩ィ匕水素の水溶液: H Claq)を調製できるものであれば、特に制限されず、公知の吸収塔から構成される。 塩ィ匕水素吸収塔 5では、塩ィ匕水素精製塔 4から第 1塩ィ匕水素ガス接続ライン 10を 介して排出される塩ィ匕水素ガスと、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6から塩酸接続ライン 14を介して 供給される未酸化 (未反応)の塩化水素ガスとを、水に吸収させて、塩酸を得る。また 、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6から塩酸接続ライン 14を介して供給される副生する塩酸が、これ に加えられる。得られた塩酸は、そのまま、あるいは活性炭などで精製して、工業用 途などに提供される。
[0059] このように、塩化水素酸化槽 6における未酸化の塩化水素ガス、および、塩化水素 酸化槽 6において生成した塩酸を、排出することなく塩化水素吸収塔 5に供給すれ ば、効率的に塩酸を製造することができ、余剰の塩ィ匕水素ガスの有効利用を図ること ができる。また、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6において、余剰の塩化水素ガスから塩酸を製造す れば、余剰の塩ィ匕水素ガスを無害化しつつ、その余剰の塩ィ匕水素ガス力 塩酸を製 造して、再利用することができる。その結果、余剰の塩ィ匕水素ガスの有効利用を図る ことができる。
[0060] また、この塩ィ匕水素吸収塔 5には、塩ィ匕水素ガスを吸収させるための水を供給する 給水ライン 15と、得られた塩酸を排出するための塩酸排出ライン 16と、一端が塩酸 排出ライン 16に接続され、他端が塩ィ匕水素吸収塔 5に接続される塩酸還流ライン 17 とが設けられている。また、給水ライン 15の途中には、給水調節弁 18が介装されて おり、塩酸還流ライン 17の途中には、還流調節弁 19が介装されており、塩酸排出ラ イン 16の途中には、濃度センサ 20が介装されている。なお、給水調節弁 18、還流調 節弁 19および濃度センサ 20が塩酸濃度調節手段としての濃度制御部 21に接続さ れている。
[0061] この塩ィ匕水素吸収塔 5では、給水ライン 15から水を供給し、塩化水素吸収塔 5にお いて、その水に、塩ィ匕水素精製塔 4から第 1塩ィ匕水素ガス接続ライン 10を介して排出 される塩化水素ガスと、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6から塩酸接続ライン 14を介して供給される 未酸化 (未反応)の塩化水素ガスとを吸収させた後、塩酸排出ライン 16から、得られ た塩酸を排出している。また、得られた塩酸の一部を、塩酸排出ライン 16から排出す ることなく、塩ィ匕水素吸収塔 5へ還流している。
[0062] そして、この塩ィ匕水素吸収塔 5では、塩酸排出ライン 16から排出される塩酸の濃度 力 濃度センサ 20によってモニタされており、その塩酸の濃度が濃度制御部 21に入 力される。濃度制御部 21では、入力された塩酸の濃度に基づいて、給水調節弁 18 および還流調節弁 19を制御することにより、給水ライン 15から供給される水の供給 量や塩酸排出ライン 16から還流される塩酸の還流量を調節することにより、塩酸排 出ライン 16から排出される塩酸の濃度を、所望の濃度に調節して 、る。
[0063] このように、塩酸排出ライン 16から排出される塩酸の濃度を、所望の濃度に調節す れば、品質の安定した塩酸を得ることができる。なお、このような塩酸の濃度調節によ つて、例えば、 30〜37重量％の塩酸として、そのまま工業用途に利用される。
除害塔 7は、処理槽 26、貯留タンク 27およびポンプ 28を備えている。処理槽 26内 には、気液接触の効率を向上させるための充填物が充填されている気液接触室 29 が設けられている。また、処理槽 26内には、気液接触室 29の上方に、シャワー 30が 設けられている。処理槽 26の底部、貯留タンク 27、ポンプ 28およびシャワー 30は、 循環ライン 31によって接続されて!、る。
[0064] 貯留タンク 27には、塩ィ匕水素ガスを無害化するための水酸ィ匕ナトリウム水溶液 (Na OHaq. )が貯留されており、その水酸ィ匕ナトリウム水溶液は、ポンプ 28によって、循 環ライン 31を介して、上方に汲み上げられ、処理槽 26内において、シャワー 30から 気液接触室 29へ散布され、気液接触室 29内を通過した後、処理槽 26の底部から 貯留タンク 27に戻るように循環する。また、循環ライン 31より、水酸化ナトリウム水溶 液を一部排出することにより、貯留タンク 27の水酸ィ匕ナトリウム濃度を所定の濃度、 例えば、 5〜30%に調整する。
[0065] 一方、処理槽 26には、気液接触室 29を下方力も上方に向力つて流れるように、第 3塩ィ匕水素ガス接続ライン 12が接続されており、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6の異常時には、 塩化水素精製塔 4に対して、除害塔 7および塩ィ匕水素吸収塔 5が並列的に接続され るので、第 3塩ィ匕水素ガス接続ライン 12から排出される塩ィ匕水素ガスは、除害塔 7〖こ 供給され、気液接触室 29内において、シャワー 30から散布される水酸ィ匕ナトリウム水 溶液と上下方向において対向するように、効率的に気液接触して、無害化され、その 後、処理槽 26から大気に放出される。
[0066] このように、このポリイソシァネート製造装置 1では、圧力センサ 25によって、塩ィ匕水 素酸ィ匕槽 6の異常が検知されていないときには、塩ィ匕水素精製塔 4によって精製され た塩ィ匕水素ガスは、塩化水素酸化槽 6に供給されて、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6において供 給された塩ィ匕水素ガス力 塩素が製造されるとともに、塩ィ匕水素吸収塔 5に排出され て、塩ィ匕水素吸収塔 5において排出された塩ィ匕水素ガス力 塩酸が製造されること により、無害化される。
[0067] 一方、塩化水素酸化槽 6が異常となり、塩化水素吸収塔 5の処理能力を超え、圧力 センサ 25によって、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6の異常が検知されたときには、塩化水素ガス 制御部 32が、弁 24を制御して、塩ィ匕水素精製塔 4の圧力を所定圧力とするために、 塩化水素精製塔 4の塩化水素を除害塔 7へ排出する。そうすると、それまで塩化水素 酸ィ匕槽 6に供給されていた塩ィ匕水素ガスが、除害塔 7へ排出され、除害塔 7において 無害化される。その結果、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6が正常なときには、塩化水素酸化槽 6に 安定して塩ィヒ水素ガスを供給しつつ、余剰の塩ィヒ水素ガスを塩ィヒ水素吸収塔 5にお いて無害化することができ、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6にトラブルが生じたときには、それまで 塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6に供給されていた塩ィ匕水素ガスを、除害塔 7で無害化することによ り、塩ィ匕水素吸収塔 5での塩酸製造能力に応じて、それまで塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6に供 給されて 、た多量の塩ィ匕水素ガスを無害化することができ、塩化水素ガスの効率的 な処理を達成することができる。
[0068] なお、塩化水素酸化槽 6の異常が検知されたとき、例えば、塩化水素酸化槽 6の温 度異常が検知されたときには、塩化水素酸化槽 6では、インターロック制御が作動し て、塩素の製造が停止される。また、除害塔 7では、所定時間 (例えば、 30分程度)、 塩ィ匕水素ガスを除害できるように設定されており、その間に、イソシァネート化反応槽 3におけるポリイソシァネートの製造が安定的にシャットダウンされ、安全に停止する ことが可能となる。
[0069] また、このポリイソシァネート製造装置 1では、塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6が正常であるときに は、塩ィ匕水素ガス制御部 32が、流量制御弁 23を制御して、塩化水素精製塔 4から 第 2塩ィ匕水素ガス接続ライン 11を介して塩ィ匕水素酸ィ匕槽 6へ供給される塩ィ匕水素ガ スの供給量を一定 (例えば、塩化水素精製塔 4において精製された塩化水素ガスが 、 100である場合には、 90)にしている。また、これと同時に、塩ィ匕水素ガス制御部 32 力 圧力センサ 25から入力される塩ィ匕水素精製塔 4内の圧力に基づいて、圧力制御 弁 22を制御して、塩ィ匕水素精製塔 4内の圧力が一定となるように、塩化水素精製塔 4から第 1塩ィ匕水素ガス接続ライン 10を介して塩ィ匕水素吸収塔 5へ塩ィ匕水素ガスを 排出している（例えば、塩ィ匕水素精製塔 4において精製された塩ィ匕水素ガスが、 100 である場合には、第 2塩ィ匕水素ガス接続ライン 11へ供給される 90の残量（10)が排 出される。）。
[0070] 塩ィ匕水素ガス制御部 32によって、流量制御弁 23および圧力制御弁 22を、上記の ように制御すれば、塩化水素酸化槽 6へ塩化水素ガスを一定流量で安定して供給す ることができながら、余剰の塩ィ匕水素ガスを、塩化水素精製塔 4から塩化水素吸収塔 5へ排出することにより、塩化水素精製塔 4内の圧力、ひいては、イソシァネートイ匕反 応槽 3内の圧力を一定にすることができる。その結果、副生した塩ィ匕水素ガス力も塩 素を安定して製造することができながら、イソシァネートイ匕反応槽 3内の圧力を一定に することができ、これによつて、塩ィ匕カルボ-ルとポリアミンとを安定して反応させるこ とができ、し力も、副生した塩ィ匕水素ガスを効率的に処理することができる。
[0071] なお、このポリイソシァネート製造装置 1では、濃度制御部 21や塩ィ匕水素ガス制御 部 32は、バスによって接続され、中央制御部において、制御されており、これによつ て、ポリイソシァネート製造装置 1の分散制御システムが構築されている。
図 2は、本発明のガス処理装置の第 1実施形態としての排ガスを除害する除害塔 5 1Aを示す概略構成図である。
[0072] 図 2において、この除害塔 51Aは、化学製品を製造するプラントにおいて、化学処 理工程にぉ 、て生成する排ガスとしての有害ガスを無害化して、大気に放出するた めに、設備されている。有害ガスとしては、例えば、ポリイソシァネート製造プラントに お!、て、ポリイソシァネートの製造工程にお 、て生成する塩ィ匕カルボ-ル含有ガスや 塩ィ匕水素含有ガスなどが挙げられる。そのため、この除害塔 51Aは、上記したポリイ ソシァネート製造装置 1の除害塔 7として用いることができる。
[0073] この除害塔 51Aは、処理槽 52、貯留タンク 53および動力源としての送液ポンプ 54 を備えている。
処理槽 52は、上端部および下端部が閉鎖され上下方向に延びる密閉の円筒形状 をなし、気液接触室 55、貯留室 56および処理液供給手段としての処理液供給管 57 を備えている。
[0074] 処理槽 52には、その下側において、処理槽 52内を上下方向に仕切る充填物支持 板 58が設けられるとともに、その上側において、充填物支持板 58から上方に間隔を 隔てて、気液接触室 55と貯留室 56とを区画するために、処理槽 52内を上下方向に 仕切る貯留室底板 59が設けられている。なお、充填物支持板 58には、多数の通気（ 通液)孔が穿孔されている。
[0075] 気液接触室 55は、充填物支持板 58と貯留室底板 59との間の処理槽 52の内部空 間として画成されている。この気液接触室 55において、充填物支持板 58の上には、 ラシヒリングやべルルサドルなどの充填物力 貯留室底板 59との間に隙間が形成さ れる程度に充填されている。
貯留室 56は、貯留室底板 59から上方の処理槽 52の内部空間として画成されてい る。
[0076] 処理液供給管 57は、その一端部が貯留室 56の下部に接続されるとともに、その他 端部が気液接触室 55に挿入され、充填物の上方に配置されている。この処理液供 給管 57の途中には、処理液供給管 57内を流れる処理液の流量を制限するための 制限オリフィス 60が介装されている。なお、処理液供給管 57の下端部には、図示し ないが、処理液を充填物に対して均一に散布できるように、シャワーまたは液分散器 が設けられている。
[0077] また、この処理槽 52には、充填物支持板 58の下方、つまり、気液接触室 55の下側 に、有害ガスを処理槽 52内に流入させるための有害ガス流入管 61が接続されてい る。また、この処理槽 52には、貯留室底板 59の下方、つまり、気液接触室 55内の充 填物の上方に、無害化された有害ガス（以下、処理ガスという。）を処理槽 52から流 出させるための処理ガス流出管 62が接続されている。
[0078] 貯留タンク 53には、有害ガスを無害化するための処理液が貯留されている。この処 理液は、例えば、有害ガスが、上記したような塩ィ匕カルボニル含有ガスや塩ィ匕水素含 有ガスである場合には、水酸ィ匕ナトリウム水溶液や水酸ィ匕カリウム水溶液などのアル カリ性水溶液が用いられる。また、貯留タンク 53には、処理液の循環量に応じて、適 宜、処理液が補給される。
[0079] 貯留タンク 53には、その一端部が処理槽 52の下端部に接続されている還流管 63 の他端部が接続されており、貯留タンク 53は、この還流管 63を介して、処理槽 52〖こ 接続されている。また、貯留タンク 53には、その一端部が処理槽 52の上方の貯留室 56に接続されている輸送管 64の他端部が接続されており、貯留タンク 53は、この輸 送管 64を介して、貯留室 56に接続されている。
[0080] 送液ポンプ 54は、液体輸送できるポンプであれば、特に制限されず、往復ポンプ、 遠心ポンプ、回転ポンプなど力も構成されている。送液ポンプ 54は、輸送管 64の途 中に介装されている。
次に、この除害塔 51 Aの定常連続運転について述べる。
この除害塔 51Aにおいて、送液ポンプ 54を駆動させると、処理液が、貯留タンク 53 から汲み上げられ、輸送管 64を介して、貯留室 56に輸送される。
[0081] 貯留室 56内に輸送された処理液は、処理液供給管 57に流入され、制限オリフィス 60によって流量が制限された後、重力落下により、処理液供給管 57から流出し、気 液接触室 55内において、充填物の上方から充填物に対して散布される。このとき、 貯留室 56にオーバーフローラインを設けて、オーバーフローした処理液を併せて気 液接触室 55内に散布してもよ ヽ。
[0082] 一方、この処理槽 52には、有害ガス流入管 61から有害ガスが流入され、充填物支 持板 58の通気孔を介して、気液接触室 55内へ流入し、充填物の隙間を下方から上 方に向力つて通過する。そうすると、有害ガスは、上方から散布される処理液と、気液 接触室 55内において、上下方向において対向するように、効率的に気液接触して、 無害化される。例えば、有害ガスが塩ィ匕カルボ-ル含有ガスであり、処理液が水酸化 ナトリウム水溶液である場合には、これらが気液接触すると、塩化ナトリウムと炭酸ナト リウムとを生じて、無害化される。その後、無害化された有害ガス、すなわち、処理ガ スは、処理ガス流出管 62を介して大気に放出される。
[0083] その後、充填物支持板 58の通気孔を介して気液接触室 55内から落下する処理液 は、処理槽 52の下端部力も還流管 63を介して、貯留タンク 53に戻り、このように、こ の除害塔 51Aでは、輸送管 64と還流管 63とによって、処理液還流手段としての循環 ライン 67が形成され、処理液は、送液ポンプ 54の駆動によって、循環ライン 67を循 環する。
[0084] このように、処理液を循環させれば、処理液の無駄をなくし、ランニングコストの低減 を図ることができる。 この除害塔 51Aでは、通常は、上記した定常連続運転が継続される。そして、この 除害塔 51 Aでは、停電や故障などのトラブルにより送液ポンプ 54の駆動が停止して しまい、処理液が循環ライン 67を循環しなくなったときでも、気液接触室 55の上方に は貯留室 56が配置されており、その貯留室 56に貯留されている処理液力 格別の 動力を要せずとも、処理液供給管 57を介して、気液接触室 55内へ重力落下する。 そして、処理液は、貯留室 56内の処理液がなくなるまで、処理液供給管 57を介して 気液接触室 55内へ供給される。そのため、送液ポンプ 54のトラブルに起因する処理 液の気液接触室 55に対する供給が中断しても、気液接触室 55での処理液と有害ガ スとの気液接触を継続することができ、有害ガスの処理を継続することができ安全性 のより一層の向上を図ることができる。
[0085] なお、貯留室 56内の処理液がなくなった場合でも、気液接触室 55には、処理液が 残留しているので、その残留する処理液が消費されるまでの間は、有害ガスを無害 ィ匕することがでさる。
そして、貯留室 56に貯留されている処理液によって、有害ガスが無害化されている 間に、停電の場合には、補助電源に切り替えたり、故障の場合には、別の送液ボン プを駆動させたりすることによって、再び、処理液を循環させることができる。
[0086] なお、上記の説明において、有害ガス流入管 61から処理槽 52内へ流入する有害 ガスの流量と、送液ポンプ 54によって循環させる処理液の流量とは、有害ガスゃ処 理液の種類や、無害化するための処理の種類によって、適宜決定される。
また、貯留室 56における処理液の貯留量も、有害ガスや処理液の種類や、プラント の処理量により、適宜決定される。
[0087] 図 3は、本発明のガス処理装置の第 2実施形態としての除害塔 51Bを示す概略構 成図である。なお、図 3において、図 2に示す部材と同様の部材には、同一の符号を 付し、その説明を省略する。
この除害塔 51Bは、 1段目除害塔 51aおよび 2段目除害塔 51bが、有害ガスの流れ 方向にお 1ヽて直列的に接続される 2段連続式除害塔として構成されて ヽる。
[0088] 1段目除害塔 51aは、第 1実施形態の除害塔 51と同様に、処理槽 52、貯留タンク 5 3および送液ポンプ 54を備えて!/、る。 但し、 1段目除害塔 51aの処理槽 52には、処理液供給管 57が設けられておらず、 その代わりに、輸送管 64の一端部が、気液接触室 55に挿入され、充填物の上方に 配置されている (但し、必要に応じて、処理液供給管 57を 1段目除害塔 51aに設置し てもよい)。なお、輸送管 64の一端部には、図示しないが、処理液を充填物に対して 均一に散布できるように、シャワーまたは液分散器が設けられている。
[0089] また、 2段目除害塔 51bも、第 1実施形態と同様に、処理槽 52、貯留タンク 53およ び送液ポンプ 54を備えている。この 2段目除害塔 51bは、第 1実施形態の除害塔 51 と同様の構成を備えている。
また、この除害塔 51Bでは、 1段目除害塔 51aの処理ガス流出管 62が、ガス通過パ スとして、 2段目除害塔 5 lbの有害ガス流入管 61となって、 2段目除害塔 51bの処理 槽 52における気液接触室 55の下側に接続されている。
[0090] また、この除害塔 51Bでは、 1段目除害塔 51aの貯留室 56と 2段目除害塔 51bの 貯留室 56とが、貯留室連絡管 65を介して互いに接続されている。貯留室連絡管 65 は、その一端部が、 1段目除害塔 51aの貯留室 56に接続されており、その他端部が 、 2段目除害塔 51bの処理液供給管 57の途中（制限オリフィス 60の上流側）に接続 されている。この貯留室連絡管 65によって、 1段目除害塔 51aの貯留室 56と 2段目 除害塔 51bの貯留室 56とが連絡され、 2段目除害塔 51bでの除害に用いられる。
[0091] また、この除害塔 51Bでは、 1段目除害塔 51aの貯留タンク 53と 2段目除害塔 51b の貯留タンク 53とが、貯留タンク連絡管 66を介して互いに接続されている。貯留タン ク連絡管 66は、その一端部が、 1段目除害塔 51aの貯留タンク 53に接続されており 、その他端部が、 2段目除害塔 51bの貯留タンク 53に接続されている。この貯留タン ク連絡管 66によって、 1段目除害塔 51aの貯留タンク 53と 2段目除害塔 51bの貯留 タンク 53とが連絡され、各貯留タンク 53の処理液の液面レベル (水位）が同一となる ように、各貯留タンク 53の処理液が等しく増減される。
[0092] 次に、この除害塔 51Bの定常連続運転について述べる。
この除害塔 51Bにおいて、 1段目除害塔 51aでは、送液ポンプ 54を駆動させると、 処理液が、貯留タンク 53から汲み上げられ、輸送管 64を介して、気液接触室 55内 にお 、て、充填物の上方から充填物に対して散布される。 そして、散布された処理液は、有害ガス流入管 61から流入され気液接触室 55内の 充填物の隙間を下方から上方に向かって通過する有害ガスと、上下方向において対 向するように、効率的に気液接触して、無害化される。なお、この除害塔 51Bでは、 1 段目除害塔 51aでの有害ガスの無害化率を、 100%未満となるように条件設定して おり、次の 2段目除害塔 51bでの有害ガスの無害化によって、有害ガスを 100%無害 化している。
[0093] その後、 1段目除害塔 5 laで無害化された有害ガス、すなわち、処理ガスは、 1段 目除害塔 51aの処理ガス流出管 62 (2段目除害塔 51bの有害ガス流入管 61)を介し て、 2段目除害塔 51bの処理槽 52に流入される。
また、処理液は、処理槽 52の下端部力も還流管 63を介して、貯留タンク 53に戻り、 輸送管 64と還流管 63とで形成される循環ライン 67を循環する。
[0094] また、 2段目除害塔 51bでは、送液ポンプ 54を駆動させると、処理液が、貯留タンク
53から汲み上げられ、輸送管 64を介して、貯留室 56に輸送される。
貯留室 56内に輸送された処理液は、処理液供給管 57に流入され、制限オリフィス
60によって流量が制限された後、重力落下により、処理液供給管 57から流出し、気 液接触室 55内において、充填物の上方から充填物に対して散布される。このとき、 貯留室 56にオーバーフローラインを設けて、オーバーフローした処理液を併せて気 液接触室 55内に散布してもよ ヽ。
[0095] そして、散布された処理液は、 1段目除害塔 51aの処理ガス流出管 62 (2段目除害 塔 51bの有害ガス流入管 61)から流入され気液接触室 55内の充填物の隙間を下方 力も上方に向力つて通過する有害ガスと、上下方向において対向するように、効率的 に気液接触して、 100%無害化される。
その後、 2段目除害塔 5 lbで無害化された有害ガス、すなわち、処理ガスは、処理 ガス流出管 62を介して大気に開放される。
[0096] また、処理液は、処理槽 52の下端部力も還流管 63を介して、貯留タンク 53に戻り、 輸送管 64と還流管 63とで形成される循環ライン 67を循環する。
そして、この除害塔 51Bにおいても、停電や故障などのトラブルにより各送液ポンプ
54の駆動が停止してしまい、処理液が各循環ライン 67を循環しなくなったときでも、 処理ガスが大気に開放される直前の 2段目除害塔 51b (すなわち、多段連続式除害 塔において、有害ガスの流れ方向における最下流側の除害塔）において、貯留室 56 に貯留されている処理液が、格別の動力を要せずとも、処理液供給管 57を介して、 気液接触室 55内へ重力落下して、処理液と有害ガスとの気液接触を継続するので、 第 1実施形態の除害塔 51Aと同様に、送液ポンプ 54のトラブルに起因する処理液の 気液接触室 55に対する供給が中断しても、気液接触室 55での処理液と有害ガスと の気液接触を継続することができ、有害ガスの処理を継続することができ安全性のよ り一層の向上を図ることができる。
[0097] また、この除害塔 51Bでは、 1段目除害塔 5 laでの有害ガスの無害化率を、 100% 未満となるように条件設定し、次の 2段目除害塔 51bでの有害ガスの無害化によって 、有害ガスを 100%無害化するので、有害ガスの無害化を多段連続的に実施するこ とができる。そのため、有害ガスの効率的な処理を達成することができる。
なお、第 2実施形態の除害塔 51Bでは、 2段目除害塔 51bのみに、処理液供給管 5 7を設けて処理液を重力落下させたが、 1段目除害塔 51aにも、処理液供給管 57を 設けて処理液を重力落下させることもできる。しかし、処理ガスが大気に開放される直 前の 2段目除害塔 51b (すなわち、多段連続式除害塔において、有害ガスの流れ方 向における最下流側の除害塔)のみに処理液供給管 57を設けて処理液を重力落下 させるようにすれば、有害ガスの処理の安全性のより一層の向上を図りつつ、装置構 成の簡略ィ匕を図ることができる。
産業上の利用可能性
[0098] 本発明のポリイソシァネート製造装置は、ポリウレタンの原料となるポリイソシァネー トの製造設備として、好適に用いられる。
また、本発明のガス処理装置は、化学製品を製造するプラントなどの化学工程にお いて生成する有害ガスを無害化するなど、ガスを処理するための処理設備として、好 適に用いられる。

Claims

請求の範囲
[1] 塩ィ匕カルボニルとポリアミンとを反応させてポリイソシァネートを製造するポリイソシ ァネート製造手段と、
前記ポリイソシァネート製造手段において副生した塩ィヒ水素が供給され、塩化水素 を精製する塩化水素精製手段と、
前記塩化水素精製手段において精製された塩化水素が供給され、塩化水素を酸 化して、塩素を製造する塩素製造手段と、
前記塩化水素精製手段において精製された塩化水素が供給され、塩化水素を水 に吸収させて、塩酸を製造する塩酸製造手段と、
前記塩化水素精製手段から前記塩酸製造手段へ供給される塩化水素の供給量を 調節する第 1調節手段と、
前記塩化水素精製手段から前記塩素製造手段へ供給される塩化水素の供給量を 調節する第 2調節手段と、
前記塩化水素精製手段から前記塩素製造手段へ供給される塩化水素の供給量が 一定となるように、前記第 2調節手段を制御し、前記塩化水素精製手段内の圧力が 一定となるように、前記第 1調節手段を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする、ポリイソシァネート製造装置。
[2] 前記塩酸製造手段には、前記塩素製造手段における未酸ィ匕の塩ィ匕水素および塩 酸が供給されることを特徴とする、請求項 1に記載のポリイソシァネート製造装置。
[3] 前記塩酸製造手段は、製造される塩酸の濃度を調節するための塩酸濃度調節手 段を備えていることを特徴とする、請求項 1に記載のポリイソシァネート製造装置。
[4] 塩ィ匕カルボニルとポリアミンとを反応させてポリイソシァネートを製造するポリイソシ ァネート製造手段と、
前記ポリイソシァネート製造手段に接続され、前記ポリイソシァネート製造手段お ヽ て副生した塩ィヒ水素を精製する塩ィヒ水素精製手段と、
前記塩化水素精製手段に接続され、前記塩化水素精製手段において精製された 塩化水素を酸化して、塩素を製造する塩素製造手段と、
前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段と並列的に接続され、前記塩 化水素精製手段力 排出される塩ィ匕水素を無害化処理する第 1無害化処理手段と、 前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段と選択的に接続され、前記塩 化水素精製手段力 排出される塩ィ匕水素を無害化処理する第 2無害化処理手段と、 前記塩化水素精製手段の異常を検知する異常検知手段と、
前記異常検知手段によって異常が検知されていないときには、前記塩化水素精製 手段に対して前記塩素製造手段を接続し、前記異常検知手段によって異常が検知 されたときには、前記塩化水素精製手段に対して前記第 2無害化処理手段を接続す る接続切替手段と
を備えていることを特徴とする、ポリイソシァネート製造装置。
[5] 前記接続切替手段は、
前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段を接続または遮断する第 1開 閉手段と、
前記塩化水素精製手段に対して前記第 2無害化処理手段を接続または遮断する 第 2開閉手段と、
前記第 1開閉手段と前記第 2開閉手段とを制御する制御手段とを備え、 前記制御手段は、前記異常検知手段によって異常が検知されていないときには、 前記第 1開閉手段を制御して、前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段 を接続し、前記第 2開閉手段を制御して、前記塩化水素精製手段に対して前記第 2 無害化処理手段を遮断し、前記異常検知手段によって異常が検知されたときには、 前記第 1開閉手段を制御して、前記塩化水素精製手段に対して前記塩素製造手段 を遮断し、あるいは、前記塩化水素精製手段において精製された塩化水素の前記塩 素製造手段に対する供給量を急激に低減させ、前記第 2開閉手段を制御して、前記 塩化水素精製手段に対して、前記第 1無害化処理手段の処理能力に応じて、前記 第 2無害化処理手段を接続することを特徴とする、請求項 4に記載のポリイソシァネ ート製造装置。
[6] 前記第 1無害化処理手段が、塩化水素を水に吸収させて、塩酸を製造する塩酸製 造手段であることを特徴とする、請求項 4に記載のポリイソシァネート製造装置。
[7] 前記塩酸製造手段には、前記塩素製造手段における未酸ィ匕の塩ィ匕水素および塩 酸が供給されることを特徴とする、請求項 6に記載のポリイソシァネート製造装置。
[8] 前記塩化水素精製手段から前記塩酸製造手段へ供給される塩化水素の供給量を 調節する第 1調節手段と、
前記塩化水素精製手段から前記塩素製造手段へ供給される塩化水素の供給量を 調節する第 2調節手段と、
前記塩化水素精製手段から前記塩素製造手段へ供給される塩化水素の供給量が 一定となるように、前記第 2調節手段を制御し、前記塩化水素精製手段内の圧力が 一定となるように、前記第 1調節手段を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とする、請求項 6に記載のポリイソシァネート製造装置。
[9] ガスと処理液とを接触させて、ガスを処理するためのガス処理装置であって、
ガスと処理液とを気液接触させる気液接触室と、
前記気液接触室より上方に配置され、処理液を貯留する貯留室と、
前記貯留室内の処理液を重力落下により前記気液接触室内へ供給するための処 理液供給手段と
を備えていることを特徴とする、ガス処理装置。
[10] 前記気液接触室が複数設けられており、
複数の前記気液接触室に対して、ガスを各前記気液接触室に直列的に通過させる ガス通過パスをさらに備え、
前記処理液供給手段は、前記ガス通過パスを流れるガスの流れ方向において、少 なくとも最下流側の前記気液接触室に対して処理液を供給することを特徴とする、請 求項 9に記載のガス処理装置。
[11] 前記気液接触室から排出される処理液を、前記貯留室へ還流するための処理液 還流手段を、さらに備えていることを特徴とする、請求項 9に記載のガス処理装置。
[12] 前記ガス力 塩ィ匕カルボニル含有ガスであり、前記処理液が、アルカリ性水溶液で あることを特徴とする、請求項 9に記載のガス処理装置。
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