WO2010076208A1 - Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen - Google Patents

Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen Download PDF

Info

Publication number
WO2010076208A1
WO2010076208A1 PCT/EP2009/067238 EP2009067238W WO2010076208A1 WO 2010076208 A1 WO2010076208 A1 WO 2010076208A1 EP 2009067238 W EP2009067238 W EP 2009067238W WO 2010076208 A1 WO2010076208 A1 WO 2010076208A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
reactor
tubes
contact
contact tubes
catalyst
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/067238
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Olbert
Wolfgang Gerlinger
Byoung Yeon Kim
Original Assignee
Basf Se
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Basf Se filed Critical Basf Se
Priority to BRPI0922215A priority Critical patent/BRPI0922215A2/pt
Priority to JP2011541402A priority patent/JP5373110B2/ja
Priority to US13/140,227 priority patent/US9023300B2/en
Priority to ES09768402.1T priority patent/ES2656791T3/es
Priority to EP09768402.1A priority patent/EP2379216B1/de
Priority to CN200980156902.1A priority patent/CN102316971B/zh
Publication of WO2010076208A1 publication Critical patent/WO2010076208A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067—Heating or cooling the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/065—Feeding reactive fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/80—Phosgene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
    • B01J2208/00221—Plates; Jackets; Cylinders comprising baffles for guiding the flow of the heat exchange medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00106—Controlling the temperature by indirect heat exchange
    • B01J2208/00168—Controlling the temperature by indirect heat exchange with heat exchange elements outside the bed of solid particles
    • B01J2208/00212—Plates; Jackets; Cylinders
    • B01J2208/0023—Plates; Jackets; Cylinders with some catalyst tubes being empty, e.g. dummy tubes or flow-adjusting rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00245—Avoiding undesirable reactions or side-effects
    • B01J2219/00247—Fouling of the reactor or the process equipment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/02—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties
    • B01J2219/025—Apparatus characterised by their chemically-resistant properties characterised by the construction materials of the reactor vessel proper
    • B01J2219/0277—Metal based
    • B01J2219/0286—Steel

Definitions

  • the invention relates to a reactor and a process for the preparation of phosgene by gas phase reaction of carbon monoxide and chlorine in the presence of a solid catalyst.
  • Phosgene is produced industrially in a catalytic gas phase reaction of carbon monoxide and chlorine in the presence of a solid catalyst, preferably activated carbon.
  • the reaction is strongly exothermic, the enthalpy of formation is -107.6 kJ / mol.
  • the reaction is generally prepared in a tube bundle reactor according to the method described in Ullmanns Enzyklopadie der ischen Chemie, Vol. A 19, pages 413 to 414. Thereafter, the granular catalyst, with a grain size in the range of 3 to 5 mm, used in pipes with an inner diameter between 50 and 70 mm. At 40 to 50 0 C, the reaction starts, the temperature rises in the tubes to about 580 0 C and then drops again.
  • Carbon monoxide is used in slight excess to ensure that all the chlorine is converted and to obtain chlorine-free phosgene.
  • the reaction can be carried out without pressure or under pressure, often at 2 to 5 bar, in order to be able to condense the phosgene already with cooling water.
  • Phosgene is an important excipient in the production of intermediates and final products in almost all branches of chemistry.
  • the largest use in terms of quantity is the preparation of diisocyanates for polyurethane chemistry, in particular toluene diisocyanate and 4,4-diisocyanate-diphenylmethane.
  • heat transfer baffles are installed between the catalyst tubes, which cause a cross-flow of the catalyst tubes through the heat carrier.
  • WO 03/072237 describes an improved reactor for the production of phosgene, which allows an increased specific cross-sectional load and thus a higher capacity by avoiding the corrosion problems at the contact tubes in the deflection region.
  • WO 03/072237 proposes a reactor with a bundle of contact tubes arranged parallel to one another in the longitudinal direction of the reactor, which are fastened at their ends in tube plates, each with a hood at both ends of the reactor, and with a space perpendicular to the longitudinal direction of the reactor in the intermediate space arranged between the catalyst tubes baffles which leave alternately opposite passage openings on the reactor inner wall, wherein the catalyst tubes are filled with the solid catalyst, the gaseous reaction mixture passed from a reactor end via a hood through the catalyst tubes and withdrawn from the opposite end of the reactor via the second hood and through the Interspace around the catalyst tubes a liquid heat transfer medium is passed and wherein the reactor is in the area of the passage openings untouched.
  • the large pressure drop across the reactor cross section between the two opposite passage openings on the reactor inner wall leads to larger differences in the heat transfer coefficients at the boundary layer between the catalyst tubes and the heat transfer medium, factors of 1: 2 between areas with good heat transfer and areas with Bad heat transfer can occur within a reactor cross-section. Accordingly, the catalyst tubes are cooled worse in the areas with poor heat transfer.
  • the catalyst tubes depending on the material used, in particular duplex steel, have a maximum temperature load, often in the range of about 160 to 200 0 C, in particular from about 170 to 180 0 C, which may not be exceeded ü, because otherwise the corrosion of the material increases sharply, the areas with poor heat transfer limit the throughput and thus the capacity of the reactor.
  • the object is achieved by a reactor for the production of phosgene by gas phase reaction of carbon monoxide and chlorine in the presence of a solid catalyst, which is provided in a plurality of parallel to each other in the longitudinal direction of the reactor arranged catalyst tubes, at both ends thereof in each case a tube sheet are welded, with supply of the starting materials at the upper end of the catalyst tubes and discharge of the gaseous reaction mixture at the lower end of the catalyst tubes, each with a hood, as well as with supply and discharge means for a liquid heat carrier in the shell space between the catalyst tubes, wherein the flow of Heat transfer medium in the mantle space between the catalyst tubes is guided meandering by means of baffles, wherein in each case one baffle leaves two opposing circular segment-shaped passage openings on the reactor inner wall, and the immediately following baffle a cent open passage, which is bounded by two mutually parallel and equidistant to a reactor diameter straight line, and wherein the reactor in the region of the circular segment-shaped through-openings and in the region
  • the two mutually identical bundles of catalyst tubes are each separated into two further, mutually equal bundles of catalyst tubes, so that a total of four bundles of catalyst tubes are present are separated from each other by two contact-tube-free regions, which extend on both sides from respective diameters of the reactor that are perpendicular to one another.
  • the baffles in their geometry, preferably the geometry of the tube mirror, that is to adapt the arrangement of the catalyst tubes over the reactor cross-section.
  • the jacket space around each of the four bundles of contact tubes is preferably to be provided with its own inlet and outlet for the heat transfer medium.
  • the flow paths of the heat carrier in each reactor cross section measured in each case from the first to the last contact tube in the flow direction of the heat carrier, by the installation of dummy tubes further aligned.
  • the pressure loss is the same for all flow paths of the heat carrier.
  • ⁇ p 1 / d R ( ⁇ i • ⁇ • v + ⁇ 2 • p / 2 v 2 ),
  • ⁇ p is the pressure loss in Pascal
  • ⁇ i and ⁇ 2 the dimensionless pressure loss coefficients (pressure loss coefficients)
  • I the length of the flow path in m
  • d R the diameter of a contact tube (characteristic size) in m
  • p the density in kg / m 3
  • v the Velocity in m / s
  • ⁇ the viscosity in Pa • s.
  • the first term corresponds to a laminar-shaped part of the pressure loss that is proportional to the velocity and the second term corresponds to a turbulent-shaped part that is proportional to the square of the velocity. Since the pressure loss for each flow path is the same, with otherwise unchanged conditions, especially with the same pipe pitch, for shorter flow paths, as in the middle of the tube level of a prior art reactor, with opposite boundaries of the bundle of catalyst tubes in shape of Kreissehen, opposite flow paths on the reactor inner wall, the speed of the heat carrier according to the above formula for the pressure loss correspondingly larger.
  • the reactor according to the invention is of cylindrical design, with an internal diameter of preferably 0.5 to 8 m, more preferably from 2.5 to 6 m, in particular from 3.5 to 6 m.
  • a bundle that is a plurality of catalyst tubes, arranged parallel to each other in the reactor longitudinal direction.
  • the number of the contact tubes is preferably in the range of 100 to 10,000, in particular from 2000 to 6000.
  • the contact tubes are made of a corrosion-resistant material, such as stainless steel, preferably duplex steel 1.4462, stainless steel 1.4571 or stainless steel 1.4541 or also made of nickel-based alloys or nickel.
  • a corrosion-resistant material such as stainless steel, preferably duplex steel 1.4462, stainless steel 1.4571 or stainless steel 1.4541 or also made of nickel-based alloys or nickel.
  • the tube plates or the entire reactor of the aforementioned materials, in particular of duplex or stainless steel are formed.
  • Each contact tube preferably has a wall thickness in the range from 2.0 to 4.0 mm, in particular from 2.5 to 3.0 mm, and an inner tube diameter in the range from 20 to 90 mm, preferably in the range from 30 to 50 mm.
  • the contact tubes preferably have a length in the range of 1.5 to 6.0 m, in particular in the range of 2.5 to 4.5 m.
  • the contact tubes are preferably arranged in the interior of the reactor such that the ratio between the distance between the centers of immediately adjacent contact tubes and the outer diameter of the contact tubes is in the range from 1, 15 to 1, 4, preferably in the range from 1.2 to 1.3 and that the contact tubes are arranged in triangular division in the reactor.
  • the catalyst tubes are attached liquid-tightly at both ends in tube sheets, preferably welded.
  • the tubesheets are also made of a corrosion-resistant material, preferably stainless steel, in particular duplex steel, particularly preferably from the same material as the contact tubes.
  • Both reactor ends are limited to the outside by hoods. Through a hood, the supply of the reaction mixture to the catalyst tubes takes place, through the hood at the other end of the reactor, the product stream is withdrawn.
  • hood gas distributor are preferably arranged to equalize the gas flow, for example in the form of a plate, in particular a perforated plate.
  • baffles are arranged perpendicular to the reactor longitudinal direction.
  • baffles are designed such that in each case one baffle has two mutually opposite circular segment-shaped recesses, and the immediately following subsequent baffle has a passage opening in a central region of the reactor, of two mutually parallel and to a reactor diameter and equidistant to the reactor diameter straight line is limited.
  • the baffles have two central passage openings.
  • the baffles cause a deflection of the circulating in the reactor interior, in the space between the catalyst tubes heat carrier, such that the catalyst tubes are flowed through transversely from the heat carrier, whereby the abach- tion is improved.
  • the number of baffles is preferably about 6 to 21.
  • the baffles are arranged equidistant from each other, but particularly preferably the lowermost and the uppermost baffle each from the tube sheet further away than the distance between two successive baffles to each other, preferably by about 1, 5-fold.
  • the reactor In the area of the passage openings, the reactor is not tamped, that is to say it is essentially free of contact tubes.
  • individual contact tubes can be arranged in the passage openings of the deflection regions.
  • the passage openings are completely free of contact tubes.
  • all baffles release the same passage openings.
  • each passage opening is preferably 5 to 20%, in particular 8 to 14% of the reactor cross-section.
  • the total area of the central tube-free region or the sum of the areas of the two tube-free regions arranged perpendicular to one another in a reactor cross-section is preferably to be designed such that the axial flow velocity of the heat carrier through the one or both central tube-free regions is about 0.25 to 2 , 0 m / s, preferably about 0.5 to 1, 5 m / s, is.
  • the baffles are not arranged sealingly around the catalyst tubes, and allow a leakage flow of up to 40 vol .-% of the total flow of the heat carrier.
  • gaps in the range from 0.1 to 0.6 mm, preferably from 0.2 to 0.4 mm are provided between the contact tubes and baffles.
  • baffles liquid-tight with the exception of the regions of the passages to the reactor inner wall, so that there is no additional leakage current occurs.
  • the baffles are preferably formed of a corrosion-resistant material, preferably stainless steel, in particular duplex steel, preferably in a thickness of 8 to 30 mm, preferably from 10 to 20 mm.
  • the material of the baffles should be electrochemically compatible with the material of the contact tubes.
  • the catalyst tubes are filled with a solid catalyst, preferably activated carbon.
  • the catalyst bed in the catalyst tubes preferably has a void volume of from 0.33 to 0.5, in particular from 0.33 to 0.40.
  • the arrangement of the contact tubes is modified by changing the lateral boundaries of the bundle of contact tubes in the tube mirror from chords to circular arcs. It is thus compared to a reactor according to the prior art, the number of catalyst tubes on the longest flow path of the heat carrier on the reactor inner wall most reduced, and increased in the reactor center, accordingly. It is not necessary that the lateral boundaries of the bundle of contact tubes in the According to the invention arrangement of the contact tubes correspond exactly to a circular arc shape, it is only preferred that they approach a circular arc shape.
  • the lateral boundaries of the bundle of contact tubes can be changed to each of a polygonal line, each inscribed in a circular arc.
  • the heat transfer coefficients at the boundary layer between the catalyst tubes and the heat transfer medium can be matched in such a way by dummy tubes in the areas with the worst heat transfer, ie in the reactor inner wall areas with the longest flow paths of the heat carrier be installed, or by taking out of this area, contact tubes.
  • the tube mirror that is, the arrangement of the contact tubes is drawn in a reactor cross-section, wherein the two opposite lateral boundaries of the bundle of contact tubes in the mirror are chordal; and wherein in the tube mirror, the main flow direction of the heat carrier is referred to as y-coordinate and the coordinate perpendicular thereto, in the plane of the reactor cross section as x-coordinate;
  • Tubular mirror i. the area bounded by the two chords and the reactor jacket does not change in comparison to the previous iteration
  • the flow direction is to be considered perpendicular to the above flow direction in the plane of the reactor cross section and which is referred to herein as the x-coordinate. If only the main flow direction, along the y-coordinate, over the reactor cross-section is taken into account, the arrangement of the catalyst tubes should be changed such that the flow paths in each reactor cross-section, from the first to the last contact tube are the same.
  • the arrangement of the catalyst tubes must be adapted in order to balance the flow in the x-direction so that the flow paths of the heat carrier on the interior reactor shell are up to 25% shorter are considered along the central axis.
  • the invention also provides a process for the preparation of phosgene by gas phase reaction of carbon monoxide and chlorine in the presence of a solid catalyst in a reactor containing in a plurality of parallel to each other in the longitudinal direction of the reactor arranged catalyst tubes the solid catalyst, at both ends thereof in a respective Tube bottom are welded, with supply of the starting materials at the upper end of the catalyst tubes and discharge of the gaseous reaction mixture at the lower end of the catalyst tubes, each with a hood, as well as with supply and discharge means for a liquid heat carrier in the mantle space between the catalyst tubes, wherein the flow of the heat carrier in the shell space between the catalyst tubes is guided meandering by means of deflecting plates, wherein in each case one baffle leaves two opposing circular segment-shaped passage openings on the reactor inner wall, and each directly represents on the following baffle leaves open a central passage opening which is bounded by two mutually parallel and equidistant to a reactor diameter straight lines, and wherein the reactor in the region of the circular segment-shaped passage
  • the flow paths of the heat carrier in each reactor cross section in each case measured from the first to the last contact tube in the flow direction of the heat carrier can be additionally adjusted to one another by the installation of dummy tubes.
  • the flow paths are changed by a modified arrangement of the contact tubes, wherein the circular chords are changed to circular arcs around tube mirror, the flow paths of the reactor inner wall equal or up to 15% smaller be designed as along the central axis of the reactor.
  • phosgene was produced, wherein in one embodiment according to the prior art the catalyst tubes were arranged in such a way that the tube mirror had two opposing boundaries in the form of chords, or according to the invention, in that the arrangement of the contact tubes in the tube mirror has been changed such that the opposing lateral boundaries of chords have been changed in polygonal lines, and wherein in addition a central region of the reactor was left free of contact tubes and baffles.
  • the reaction mixture is passed from top to bottom through the vertically arranged catalyst tubes, and the heat transfer monochlorobenzene can in the direct current thereto, that is with supply in the upper region of the reactor and discharge in the lower region of the reactor and meandering flow through the jacket space around the contact tube or in countercurrent to the reaction mixture, with supply line in the lower region of the reactor, meandering flow through the jacket space around the catalyst tubes and discharge in the upper region of the reactor, are passed.
  • baffles were arranged in the reactor 14 in the reactor 14 in the reactor 14 baffles were arranged.
  • the reaction mixture carbon monoxide and chlorine
  • Monochlorobenzene was passed through the jacket space between the catalyst tubes as the heat transfer medium, the coolant amount being 3500 t / h, with an inlet temperature of the monochlorobenzene of 67 ° C., and a discharge temperature of the monochlorobenzene of 78 ° C. for the exemplary embodiment according to the prior art and for the first example of the invention, with the same phosgene load as in the prior art, or 81 0 C for the second embodiment, with increased phosgene load.
  • Carbon monoxide was used in an excess of 3.5% by weight, based on the total weight of the reaction mixture.
  • the inlet temperature of the reaction mixture was 40 0 C, the inlet pressure 4.8 bar absolute and the phosgene 48 t / h for the embodiment of the prior art and for the first embodiment of the invention and 62.4 t / h for the second Embodiment of the invention.
  • a worst heat transfer coefficient ⁇ of 1290 W / m 2 / K was achieved in the case of an unmatched arrangement of the contact tubes, that is to say in the case of a tube mirror with two opposite boundaries in the form of chords. This resulted in a phosgene load of 2.1 1 kg phosgene / m 2 / s to a maximum internal wall temperature of the contact tubes of 154 ° C.
  • the worst heat transfer coefficient ⁇ could be increased to 1537 W / m 2 / K.
  • the maximum inner wall temperature of the catalyst tubes was only 147 ° C.
  • FIG. 1 shows a cross section through an embodiment of a reactor according to the invention with adapted arrangement of the catalyst tubes, with a longitudinal section through the reactor in Figure 1A, and
  • Figure 2 shows a section through an embodiment of a reactor according to the invention with a cross section in the plane B-B in Figure 2A.
  • the cross section in Figure 1 through a reactor 1 shows a tube mirror for an embodiment of a reactor according to the invention, wherein the lateral boundaries of the tube mirror are changed at the opposite passage openings 6 on the reactor inner wall from chords to polygonal lines.
  • a central passage opening 1 1 is provided, which is delimited by two straight lines which are arranged parallel and equidistant to both sides of a reactor diameter which is arranged parallel to the chords 9, the pipe mirror after Limit the state of the art and which is also free of tubes.
  • the longitudinal sectional illustration in FIG. 1A through a reactor 1 shows the arrangement of the deflecting plates 5, with passage openings 6 on the reactor inner casing and central passage opening 11.
  • FIG. 2 shows a longitudinal section through an embodiment of a reactor 1 according to the invention, with two bundles of parallel arranged contact tubes 2, which are welded at their two ends in each case a tube plate 3.
  • a heat transfer medium 7 for which two supply and two processes are provided.
  • the heat transfer medium 7 can be used both in cocurrent to the above from the top down through the catalyst tubes reaction mixture, ie with supply in the upper region and discharge in the lower region of the reactor, or vice versa, in countercurrent to the reaction mixture, with supply in the lower region of the reactor and discharge were conducted in the upper region of the reactor.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird ein Reaktor (1) zur Herstellung von Phosgen durch Gasphasenreaktion von Kohlenmonoxid und Chlor in Gegenwart eines Feststoffkatalysators, der in einer Vielzahl von parallel zueinander in Längsrichtung des Reaktors (1) angeordneten Kontaktrohren (2) vorgesehen ist, die an beiden Enden derselben in jeweils einem Rohrboden (3) eingeschweißt sind, mit Zuführung der Edukte am oberen Ende der Kontaktrohre (2) und Ableitung des gasförmigen Reaktionsgemisches am unteren Ende der Kontaktrohre (2), jeweils über eine Haube, sowie mit Zu- bzw. Abführeinrichtungen für einen flüssigen Wärmeträger(7) in den Mantelraum (4) zwischen den Kontaktrohren (2), wobei die Strömung des Wärmeträgers (7) im Mantelraum (4) zwischen den Kontaktrohren (2) mittels Umlenkblechen (5) mäanderförmig geleitet wird, wobei jeweils ein Umlenkblech (5) zwei einander gegenüberliegende kreissegmentförmige Durchtrittsöffnungen (6) an der Reaktorinnenwand freilässt, und das jeweils unmittelbar darauf folgende Umlenkblech eine zentrale Durchtrittsöffnung (11) freilässt, die von zwei zueinander und zu einem Reaktordurchmesser parallelen und äquidistanten Geraden begrenzt ist, und wobei der Reaktor (1) im Bereich der kreissegmentförmigen Durchtrittsöffnungen (6) und im Bereich der zentralen Durchtrittsöffnung (11) unberohrt ist, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vielzahl der parallel zueinander in Längsrichtung des Reaktors (1) ausgerichteten Kontaktrohre (2) in zwei untereinander gleiche Bündel von Kontaktrohren (2) angeordnet sind, die voneinander durch einen kontaktrohrfreien Bereich, der sich zu beiden Seiten entlang eines Reaktordurchmessers erstreckt, getrennt sind, und dass die Wärmeübergangskoeffizienten an der Grenzschicht zwischen den Kontaktrohren (2) und dem Wärmeträger (7) über jeden Reaktorquerschnitt vergleichmäßigt werden, indem die Strömungswege des Wärmeträgers (7) in jedem Reaktorquerschnitt, jeweils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr (2) in Strömungsrichtung des Wärmeträgers (7) durch eine geänderte Anordnung der Kontaktrohre (2) einander angeglichen werden.

Description

Reaktor und Verfahren zur Herstellung von Phosgen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Reaktor und ein Verfahren zur Herstellung von Phosgen durch Gasphasenreaktion von Kohlenmonoxid und Chlor in Gegenwart eines Feststoffkatalysators.
Phosgen wird großtechnisch in einer katalytischen Gasphasenreaktion von Kohlenmonoxid und Chlor in Gegenwart eines Feststoffkatalysators, bevorzugt Aktivkohle, hergestellt. Die Reaktion ist stark exotherm, die Bildungsenthalpie beträgt -107,6 kJ/mol. Die Reaktion wird in der Regel in einem Rohrbündelreaktor nach dem in Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Vol. A 19, Seite 413 bis 414 beschriebenen Ver- fahren, hergestellt. Danach wird der körnige Katalysator, mit einer Korngröße im Bereich von 3 bis 5 mm, in Rohren mit einem Innendurchmesser zwischen 50 und 70 mm eingesetzt. Bei 40 bis 500C springt die Reaktion an, die Temperatur steigt in den Rohren bis auf etwa 5800C und fällt dann wieder ab. Kohlenmonoxid wird in geringem Ü- berschuss eingesetzt, um zu gewährleisten, dass das gesamte Chlor umgesetzt wird und um chlorfreies Phosgen zu erhalten. Die Reaktion kann drucklos oder unter Druck durchgeführt werden, häufig bei 2 bis 5 bar, um das Phosgen bereits mit Kühlwasser kondensieren zu können.
Phosgen ist ein wichtiger Hilfsstoff bei der Herstellung von Zwischen- und Endproduk- ten in nahezu allen Zweigen der Chemie. Das mengenmäßig größte Verwendungsgebiet ist die Herstellung von Diisocyanaten für die Polyurethanchemie, insbesondere von Toluylendiisocyanat und von 4,4-Diisocyanat-diphenylmethan.
Zur besseren Abführung der Reaktionswärme über den zwischen den Kontaktrohren zirkulierende Wärmeträger werden Umlenkbleche zwischen den Kontaktrohren eingebaut, die eine Queranströmung der Kontaktrohre durch den Wärmeträger bewirken.
Bekannte Rohrbündelreaktoren für die Herstellung von Phosgen sind zwecks maximaler Raumausnutzung im Reaktorinnenraum vollständig berohrt. Sie weisen Umlenkble- che zwischen den Kontaktrohren auf, die relativ kurz gehalten sind, d.h. sie reichen im Umlenkbereich nicht bis zur Reaktorinnenwand, sondern lassen jeweils einen Anteil von etwa 25 bis 30 % des gesamten Reaktorquerschnitts frei, um den Druckabfall des Wärmeträgers und somit die Betriebskosten für die Umwälzpumpe des Wärmeträgers zu begrenzen. Im Umlenkbereich ändert sich das Strömungsprofil des Wärmeträgers um die Kontaktrohre von Queranströmung auf Längsanströmung. Die Kontaktrohre werden schlechter gekühlt, und in der Folge treten an den Kontaktrohren im Umlenkbereich Korrosionsprobleme auf.
Die WO 03/072237 beschreibt einen verbesserten Reaktor zur Herstellung von Phos- gen, der eine erhöhte spezifische Querschnittsbelastung und somit eine höhere Kapazität ermöglicht, indem die Korrosionsprobleme an den Kontaktrohren im Umlenkbereich vermieden werden. Hierzu schlägt die WO 03/072237 einen Reaktor mit einem Bündel von parallel zueinander, in Reaktorlängsrichtung angeordneten Kontaktrohren vor, die an ihren Enden in Rohrböden befestigt sind, mit je einer Haube an beiden En- den des Reaktors, sowie mit senkrecht zur Reaktorlängsrichtung im Zwischenraum zwischen den Kontaktrohren angeordneten Umlenkblechen, die alternierend einander gegenüberliegende Durchtrittsöffnungen an der Reaktorinnenwand freilassen, wobei die Kontaktrohre mit dem Feststoffkatalysator befüllt sind, das gasförmige Reaktionsgemisch von einem Reaktorende über eine Haube durch die Kontaktrohre geleitet und vom entgegengesetzten Reaktorende über die zweite Haube abgezogen und durch den Zwischenraum um die Kontaktrohre ein flüssiger Wärmeträger geleitet wird und wobei der Reaktor im Bereich der Durchtrittsöffnungen unberohrt ist.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei Reaktoren mit größerem Durchmesser, insbeson- dere ab Reaktordurchmessern von etwa 3,50 m, mit Zunahme des Reaktordurchmessers der Druckverlust des im Mantelraum strömenden Wärmeträgers über den Reaktorquerschnitt, von der einen bis zur gegenüberliegenden Durchtrittsöffnung an der Reaktorinnenwand zu groß wird. Darüber hinaus werden auch die Verluste an Wärmeträger und somit der Druckverlust über die Spalte zwischen der Außenwand der Kon- taktrohre und den Umlenkblechen, die aus fertigungstechnischen Gründen vorhanden sind, zu groß. Entsprechend wird der Pumpaufwand für den Wärmeträger zu groß.
Darüber hinaus führt der große Druckverlust über den Reaktorquerschnitt zwischen den beiden einander gegenüberliegenden Durchtrittsöffnungen an der Reaktorinnen- wand zu größeren Unterschieden der Wärmeübergangskoeffizienten an der Grenzschicht zwischen den Kontaktrohren und dem Wärmeträger, wobei durchaus Faktoren von 1 : 2 zwischen Bereichen mit gutem Wärmeübergang und Bereichen mit schlechtem Wärmeübergang innerhalb eines Reaktorquerschnittes auftreten können. Entsprechend werden die Kontaktrohre in den Bereichen mit schlechtem Wärmeübergang schlechter gekühlt. Da die Kontaktrohre jedoch, abhängig vom eingesetzten Werkstoff, insbesondere Duplexstahl, eine maximale Temperaturbelastung aufweisen, häufig im Bereich von etwa 160 bis 2000C, insbesondere von etwa 170 bis 1800C, die nicht ü- berschritten werden darf, weil ansonsten die Korrosion des Werkstoffs stark ansteigt, limitieren die Bereiche mit schlechtem Wärmeübergang den Durchsatz und damit die Kapazität des Reaktors. Bei Phosgenreaktoren mit sehr großen Durchmessern, ab 2,5 m, bis zu Durchmessern von 6 m, wird der Verlust an Wärmeträger und der Druckverlust durch die Bypassströ- mungen durch die Spalte zwischen den Umlenkblechen und den Kontaktrohren häufig so groß, dass die inneren Rohre, im zentralen Bereich des Reaktors, nicht mehr aus- reichend umströmt und so nicht mehr ausreichend gekühlt werden und daher korrosi- onsgefährdet sind.
Es war daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Phosgen in großtechnischem Maßstab und einen Reaktor zur Verfügung zu stellen, der mit einer hohen Phosgenlast betrieben werden kann, und dennoch eine ausreichende Kühlung, auch der Kontaktrohre im zentralen Bereich des Reaktors, sicherzustellen.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Reaktor zur Herstellung von Phosgen durch Gasphasenreaktion von Kohlenmonoxid und Chlor in Gegenwart eines Feststoff katalysa- tors, der in einer Vielzahl von parallel zueinander in Längsrichtung des Reaktors angeordneten Kontaktrohren vorgesehen ist, die an beiden Enden derselben in jeweils einem Rohrboden eingeschweißt sind, mit Zuführung der Edukte am oberen Ende der Kontaktrohre und Ableitung des gasförmigen Reaktionsgemisches am unteren Ende der Kontaktrohre, jeweils über eine Haube, sowie mit Zu- bzw. Abführeinrichtungen für einen flüssigen Wärmeträger in den Mantelraum zwischen den Kontaktrohren, wobei die Strömung des Wärmeträgers im Mantelraum zwischen den Kontaktrohren mittels Umlenkblechen mäanderförmig geleitet wird, wobei jeweils ein Umlenkblech zwei einander gegenüberliegende kreissegmentförmige Durchtrittsöffnungen an der Reaktorinnenwand freilässt, und das jeweils unmittelbar darauf folgende Umlenkblech eine zent- rale Durchtrittsöffnung freilässt, die von zwei zueinander und zu einem Reaktordurchmesser parallelen und äquidistanten Geraden begrenzt ist, und wobei der Reaktor im Bereich der kreissegmentförmigen Durchtrittsöffnungen und im Bereich der zentralen Durchtrittsöffnungen unberohrt ist, der dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vielzahl der parallel zueinander in Längsrichtung des Reaktors ausgerichteten Kontaktrohre in zwei untereinander gleiche Bündel von Kontaktrohren angeordnet sind, die voneinander durch einen kontaktrohrfreien Bereich, der sich zu beiden Seiten entlang eines Reaktordurchmessers erstreckt, getrennt sind, und dass die Wärmeübergangskoeffizienten an der Grenzschicht zwischen den Kontaktrohren und dem Wärmeträger über jeden Reaktorquerschnitt vergleichmäßigt werden, indem die Strömungswege des Wär- meträgers in jedem Reaktorquerschnitt, jeweils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr in Strömungsrichtung des Wärmeträgers durch eine geänderte Anordnung der Kontaktrohre einander angeglichen werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die zwei untereinander gleichen Bündel von Kontaktrohren jeweils in zwei weitere, untereinander gleiche Bündel von Kontaktrohren aufgetrennt, so dass insgesamt vier Bündel von Kontaktrohren vorliegen, die durch zwei kontaktrohrfreie Bereiche, die sich zu beiden Seiten von jeweils senkrecht zueinander stehenden Durchmessern des Reaktors erstrecken, voneinander getrennt sind. Hierbei sind die Umlenkbleche in ihrer Geometrie, bevorzugt der Geometrie des Rohrspiegels, das heißt der Anordnung der Kontaktrohre über den Reaktorquerschnitt anzupassen. Der Mantelraum um jedes der vier Bündel von Kontaktrohren ist bevorzugt mit jeweils einer eigenen Zu- und Abführung für den Wärmeträger zu versehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die Strömungswege des Wärmeträgers in jedem Reaktorquerschnitt, jeweils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr in Strömungsrichtung des Wärmeträgers, durch den Einbau von Dummy- Rohren einander weiter angeglichen.
Es wurde gefunden, dass es möglich ist, durch die Segmentierung des Bündels von Kontaktrohren in zwei oder vier jeweils untereinander gleiche Bereiche, die durch Be- reiche getrennt sind, die von Umlenkblechen frei sind, und durch die somit der Wärmeträger weitgehend ungehindert zirkulieren kann, eine weitere Verbesserung der Anströmung der Kontaktrohre durch den Wärmeträger und somit eine weitere Vergleichmäßigung der Wärmeübergangskoeffizienten α über jeden Reaktorquerschnitt zu erreichen. Dadurch können Phosgenreaktoren mit noch größeren Durchmessern und mit noch höherer Phosgenlast problemlos betrieben werden, ohne dass die Kontaktrohre korrodieren.
Für die Strömung des Wärmeträgers im Mantelraum des Reaktors zwischen zwei Umlenkblechen, innerhalb eines Reaktorquerschnitts, von einem rohrfreien Bereich (Durchtrittsöffnung) zum gegenüberliegenden rohrfreien Bereich, jeweils an der Reaktorinnenwand, ist der Druckverlust derselbe für alle Strömungswege des Wärmeträgers.
Der Druckverlust Δp kann durch die nachfolgende Gleichung beschrieben werden:
Δp = l/dR (ζi • η • v + ζ2 • p/2 v2),
wobei Δp den Druckverlust in Pascal, ζi und ζ2 die dimensionslosen Druckverlustkoeffizienten (Druckverlustbeiwerte), I die Länge des Strömungsweges in m, dR den Durchmesser eines Kontaktrohres (charakteristische Größe) in m, p die Dichte in kg/m3, v die Geschwindigkeit in m/s und η die Viskosität in Pa • s, bezeichnet.
In der obigen Formel entspricht der erste Term einem laminar geprägten Teil des Druckverlustes, der proportional zur Geschwindigkeit ist und der zweite Term einem turbulent geprägten Teil, der proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit ist. Da der Druckverlust für jeden Strömungsweg derselbe ist, ist, bei ansonsten unveränderten Bedingungen, insbesondere bei gleicher Rohrteilung, für kürzere Strömungswegen, wie sie in der Mitte des Rohrspiegels eines Reaktors nach dem Stand der Technik, mit einander gegenüberliegenden Begrenzungen des Bündels von Kontaktrohren in Form von Kreissehnen, gegenüber Strömungswegen an der Reaktorinnenwand, die Geschwindigkeit des Wärmeträgers nach der obigen Formel für den Druckverlust entsprechend größer. Da der Wärmeübergangskoeffizient α näherungsweise direkt proportional zur Geschwindigkeit hoch 0,8 ist, ergeben sich für die längeren Strömungswege, am Reaktorinnenmantel, niedrigere Strömungsgeschwindigkeiten des Wärme- trägers und entsprechend niedrigere Wärmeübergangskoeffizienten, das heißt ein schlechterer Wärmeübergang, gegenüber den kürzeren Strömungswegen, in der Reaktormitte.
Der erfindungsgemäße Reaktor ist zylinderförmig ausgebildet, mit einem Innendurch- messer von bevorzugt 0,5 bis 8 m, weiter bevorzugt von 2,5 bis 6 m, insbesondere von 3,5 bis 6 m.
Im Reaktor ist ein Bündel, das heißt eine Vielzahl von Kontaktrohren, parallel zueinander in Reaktorlängsrichtung angeordnet.
Die Anzahl der Kontaktrohre liegt bevorzugt im Bereich von 100 bis 10000, insbesondere von 2000 bis 6000.
Die Kontaktrohre sind aus einem korrosionsfesten Material, beispielsweise Edelstahl, bevorzugt Duplexstahl 1.4462, Edelstahl 1.4571 oder Edelstahl 1.4541 oder auch aus Nickel-Basislegierungen oder aus Nickel gebildet. Bevorzugt sind auch die Rohrböden oder auch der gesamte Reaktor aus den vorerwähnten Werkstoffen, insbesondere aus Duplex- oder Edelstahl gebildet.
Jedes Kontaktrohr weist bevorzugt eine Wandstärke im Bereich von 2,0 bis 4,0 mm, insbesondere von 2,5 bis 3,0 mm, und einen Rohrinnendurchmesser im Bereich von 20 bis 90 mm, bevorzugt im Bereich von 30 bis 50 mm auf.
Die Kontaktrohre weisen bevorzugt eine Länge im Bereich von 1 ,5 bis 6,0 m, insbe- sondere im Bereich von 2,5 bis 4,5 m, auf.
Die Kontaktrohre sind bevorzugt derart im Reaktorinnenraum angeordnet, dass das Verhältnis zwischen dem Abstand der Mittelpunkte unmittelbar benachbarter Kontaktrohre und dem Außendurchmesser der Kontaktrohre im Bereich von 1 ,15 bis 1 ,4, be- vorzugt im Bereich von 1 ,2 bis 1 ,3 liegt und dass die Kontaktrohre in Dreiecksteilung im Reaktor angeordnet sind. Die Kontaktrohre sind an beiden Enden in Rohrböden flüssigkeitsdicht befestigt, bevorzugt verschweißt. Die Rohrböden bestehen ebenfalls aus einem korrosionsfesten Material, bevorzugt Edelstahl, insbesondere Duplexstahl, besonders bevorzugt aus dem- selben Material wie die Kontaktrohre.
Beide Reaktorenden sind nach außen durch Hauben begrenzt. Durch eine Haube erfolgt die Zuführung des Reaktionsgemisches zu den Kontaktrohren, durch die Haube am anderen Ende des Reaktors wird der Produktstrom abgezogen.
In den Hauben sind bevorzugt Gasverteiler zur Vergleichmäßigung des Gasstromes angeordnet, beispielsweise in Form einer Platte, insbesondere einer perforierten Platte.
Im Zwischenraum zwischen den Kontaktrohren sind senkrecht zur Reaktorlängsrich- tung Umlenkbleche angeordnet.
Die Umlenkbleche sind dergestalt ausgebildet, dass jeweils ein Umlenkblech zwei einander gegenüberliegende kreissegmentförmige Aussparungen aufweist, und das jeweils unmittelbar darauf folgende Umlenkblech eine Durchtrittsöffnung in einem zentra- len Bereich des Reaktors aufweist, der von zwei zueinander und zu einem Reaktordurchmesser parallelen und zum Reaktordurchmesser äquidistanten Geraden begrenzt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Umlenkbleche zwei zentrale Durch- trittsöffnungen auf.
Die Umlenkbleche bewirken eine Umlenkung des im Reaktorinnenraum, im Zwischenraum zwischen den Kontaktrohren zirkulierenden Wärmeträgers, dergestalt, dass die Kontaktrohre vom Wärmeträger quer angeströmt werden, wodurch die Wärmeabfüh- rung verbessert wird.
Die Anzahl der Umlenkbleche beträgt bevorzugt etwa 6 bis 21.
Vorzugsweise sind die Umlenkbleche äquidistant zu einander angeordnet, besonders bevorzugt ist jedoch das unterste und das oberste Umlenkblech jeweils vom Rohrboden weiter entfernt als der Abstand zweier aufeinander folgender Umlenkbleche zueinander, bevorzugt um etwa das 1 , 5-fache.
Im Bereich der Durchtrittsöffnungen ist der Reaktor unberohrt, das heißt er ist im We- sentlichen frei von Kontaktrohren. In einer Ausführungsform können dabei einzelne Kontaktrohre in den Durchtrittsöffnungen der Umlenkbereiche angeordnet sein. ' In einer weiteren Ausführungsform sind die Durchtrittsöffnungen vollständig frei von Kontaktrohren.
Bevorzugt lassen alle Umlenkbleche jeweils gleiche Durchtrittsöffnungen frei.
Die Fläche jeder Durchtrittsöffnung beträgt bevorzugt 5 bis 20 %, insbesondere 8 bis 14 % des Reaktorquerschnitts.
Die Gesamtfläche des zentralen rohrfreien Bereiches bzw. die Summe der Flächen der beiden in einem Reaktorquerschnitt senkrecht zueinander angeordneten zentralen rohrfreien Bereiche ist vorzugsweise so auszulegen, dass die axiale Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgers durch den einen oder durch die beiden zentralen rohrfreien Bereiche etwa 0,25 bis 2,0 m/s, bevorzugt etwa 0,5 bis 1 ,5 m/s, beträgt.
Bevorzugt sind die Umlenkbleche nicht dichtend um die Kontaktrohre angeordnet, und lassen eine Leckageströmung von bis zu 40 Vol.-% des Gesamtstroms des Wärmeträgers zu. Hierzu sind zwischen den Kontaktrohren und Umlenkblechen Spalte im Bereich von 0,1 bis 0,6 mm, bevorzugt von 0,2 bis 0,4 mm vorgesehen.
Es ist vorteilhaft, die Umlenkbleche mit Ausnahme der Bereiche der Durchtrittsöffnungen zur Reaktorinnenwand hin flüssigkeitsdicht zu gestalten, so dass dort kein zusätzlicher Leckagestrom auftritt.
Die Umlenkbleche werden bevorzugt aus einem korrosionsfesten Material, bevorzugt Edelstahl, insbesondere Duplexstahl, bevorzugt in einer Dicke von 8 bis 30 mm, bevorzugt von 10 bis 20 mm, gebildet. Der Werkstoff der Umlenkbleche soll elektrochemisch mit dem Werkstoff der Kontaktrohre verträglich sein.
Die Kontaktrohre sind mit einem Feststoffkatalysator, bevorzugt Aktivkohle, gefüllt. Die Katalysatorschüttung in den Kontaktrohren weist bevorzugt ein Lückenvolumen von 0,33 bis 0,5, insbesondere von 0,33 bis 0,40, auf.
Erfindungsgemäß wird, ausgehend von der oben beschriebenen Anordnung der Kon- taktrohre entsprechend der Druckschrift WO 03/072237, die Anordnung der Kontaktrohre modifiziert, indem die seitlichen Begrenzungen des Bündels von Kontaktrohren im Rohrspiegel von Kreissehnen zu Kreisbögen hin geändert werden. Es wird somit gegenüber einem Reaktor nach dem Stand der Technik die Anzahl der Kontaktrohre auf dem längsten Strömungsweg des Wärmeträgers an der Reaktorinnenwand am stärksten reduziert, und in der Reaktormitte, entsprechend erhöht. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die seitlichen Begrenzungen des Bündels von Kontaktrohren bei der erfindungsgemäßen Anordnung der Kontaktrohre genau einer Kreisbogenform entsprechen, es ist lediglich bevorzugt, dass sie sich einer Kreisbogenform annähern.
Insbesondere können die seitlichen Begrenzungen des Bündels von Kontaktrohren hin zu jeweils einer polygonalen Linie geändert werden, die jeweils in einen Kreisbogen einbeschrieben ist.
In einer weiteren Ausführungsform können die Wärmeübergangskoeffizienten an der Grenzschicht zwischen den Kontaktrohren und dem Wärmeträger in der Weise einan- der angeglichen werden, indem in den Bereichen mit dem schlechtesten Wärmeübergang, das heißt in den reaktorinnenwandnahen Bereichen mit den längsten Strömungswegen des Wärmeträgers, Dummy-Rohre eingebaut werden, oder indem aus diesem Bereich Kontaktrohre herausgenommen werden. Darüber hinaus ist es auch möglich, in den korrosionsgefährdeten Bereichen, mit schlechteren Wärmeübergangs- koeffizienten, Kontaktrohre zu verschließen.
In einer weiteren Ausführungsform ist es möglich, im inneren Bereich des Reaktors, wo die Strömungswege des Wärmeträgers am kürzesten und somit die Wärmeübergangskoeffizienten am größten sind, strömungsstörende Einbauten, beispielsweise Lochble- che, vorzusehen, um die Wärmeübergangskoeffizienten über den gesamten Reaktorquerschnitt einander weiter anzugleichen.
Insbesondere kann die Änderung der Anordnung der Kontaktrohre zwecks Angleichung der Strömungswege des Wärmeträgers in jedem Reaktorquerschnitt nach dem folgenden Algorithmus erfolgen:
zunächst wird der Rohrspiegel, das heißt die Anordnung der Kontaktrohre in einem Reaktorquerschnitt gezeichnet, wobei die beiden einander gegenüberliegenden seitlichen Begrenzungen des Bündels von Kontaktrohren im Spiegel Kreis- sehnen sind; und wobei im Rohrspiegel die Hauptströmungsrichtung des Wärmeträgers als y-Koordinate und die Koordinate rechtwinklig hierzu, in der Ebene des Reaktorquerschnitts als x-Koordinate bezeichnet wird; der Rohrspiegel wird anschließend in n zu den Kreissehnen parallele und zu einander äquidistante Geraden unterteilt; - jeder der Geraden n wird in m äquidistante Punkte aufgeteilt, die fortlaufend mit einer natürlichen Zahl i durchnummeriert werden, wobei i = 1 bis m, und wobei die äußersten Punkte, das heißt die Punkte i = 1 und die Punkte i = m jeweils auf dem äußersten Rand des Rohrspiegels, das heißt am Mantel des Reaktors liegen; die jeweils i-ten Punkte auf den Geraden werden miteinander verbunden, wobei die Strömungswege erhalten werden, deren Längen durch die nachfolgenden Iterationsschritte angeglichen werden: (1 ) ermittle den längsten Strömungsweg imax und kürzesten Strömungsweg imιn; falls mehr als ein längster bzw. kürzester Strömugnweg existieren, wähle zufällig einen aus,
(2) ermittle die Differenz der Längen der Strömungswege von kürzestem und längstem Strömungsweg, d.h. die Ungleichheit der Strömungsweglängen; ist die Ungleichheit der Strömungsweglängen weniger als 1 % des Mittelwerts der Längen der Strömungswege, gehe zu (8); (3) verkürze den längsten Strömungsweg imax um 25 % der Ungleichheit; indem die y-Koordinate der beiden äußeren Punkte, d.h. des Punktes auf der 1. und des Punktes auf der n-ten Geraden auf diesem Strömungsweg gleichmäßig verringert und die dazwischen liegenden Punkte anschließend wieder äquidistant verteilt werden; (4) analog wird der kürzeste Strömungsweg so verlängert, dass die Fläche des
Rohrspiegels, d.h. die durch die beiden Kreissehnen und den Reaktormantel begrenzte Fläche sich im Vergleich zur vorigen Iteration nicht verändert;
(5) handelt es sich nicht um die äußeren Strömungswege i = 1 bzw. i = m, werden bei dieser Veränderung der y-Koordinate der Punkte die x-Koordinaten nicht verändert;
(6) handelt es sich um eine der beiden äußeren Kurven, so wird die x- Koordinate derart geändert, dass die Punkte weiterhin auf dem Reaktormantel liegen; ist eine x-Verschiebung eines Punktes notwendig, werden alle Punkte auf der Linie i = n so verschoben, dass sie wieder äquidistant zu- einander sind;
(7) gehe zurück zu (1 );
(8) Ende der Iteration.
Nach dem obigen Algorithmus wird lediglich die Hauptströmungsrichtung des Wärme- trägers in der Ebene des Reaktorquerschnitts, die vorliegend als y-Koordinate bezeichnet wird, zwischen den einander gegenüberliegenden Durchtrittsöffnungen an der Reaktorinnenwand betrachtet. Diese vereinfachte Betrachtung ist in der Regel bereits ausreichend als Grundlage für die Ermittlung einer geänderten Anordnung der Kontaktrohre.
Bei einer genaueren Betrachtung der Strömungswege des Wärmeträgers ist jedoch die Strömungsrichtung senkrecht zu der obigen Strömungsrichtung in der Ebene des Reaktorquerschnitts zu berücksichtigen und die vorliegend als x-Koordinate bezeichnet wird. Wird nur die Hauptströmungsrichtung, entlang der y-Koordinate, über den Reaktorquerschnitt berücksichtigt, so ist die Anordnung der Kontaktrohre dergestalt zu ändern, dass die Strömungswege in jedem Reaktorquerschnitt, vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr jeweils gleich sind.
Da jedoch vorteilhaft zusätzlich die Strömung des Wärmeträgers entlang der x- Koordinate zu berücksichtigen ist, ist, zwecks Ausgleich der Strömung auch zusätzlich in x-Richtung, die Anordnung der Kontaktrohre dergestalt anzupassen, dass die Strömungswege des Wärmeträgers am Reaktorinnenmantel um bis zu 25 % kürzer sind als entlang der Mittelachse.
Indem durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kontaktrohre der Strömungswege insgesamt gegenüber einem Reaktor nach dem Stand der Technik, entsprechend WO 03/072237, verkürzt werden, ist der Druckverlust des Wärmeträgers bei gleicher Geschwindigkeit des Wärmeträgers insgesamt geringer. Entsprechend sind auch die Bypassströmung des Wärmeträgers durch die Spalte zwischen den Umlenkblechen und den Kontaktrohren geringer und die erforderlichen Umwälzmengen an Wärmeträger geringer.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Phosgen durch Gasphasenreaktion von Kohlenmonoxid und Chlor in Gegenwart eines Feststoffkatalysators in einem Reaktor, der in einer Vielzahl von parallel zueinander in Längsrichtung des Reaktors angeordneten Kontaktrohren den Feststoffkatalysator enthält, die an beiden Enden derselben in jeweils einem Rohrboden eingeschweißt sind, mit Zuführung der Edukte am oberen Ende der Kontaktrohre und Ableitung des gasförmigen Reaktionsgemisches am unteren Ende der Kontaktrohre, jeweils über eine Haube, sowie mit Zu- bzw. Abführeinrichtungen für einen flüssigen Wärmeträger in den Mantelraum zwischen den Kontaktrohren, wobei die Strömung des Wärmeträgers im Mantelraum zwischen den Kontaktrohren mittels Umlenkblechen mäanderförmig geleitet wird, wobei jeweils ein Umlenkblech zwei einander gegenüberliegende kreissegmentförmige Durchtrittsöffnungen an der Reaktorinnenwand freilässt, und das jeweils unmittelbar darauf folgende Umlenkblech eine zentrale Durchtrittsöffnung freilässt, die von zwei zueinander und zu einem Reaktordurchmesser parallelen und äquidistanten Geraden begrenzt ist, und wobei der Reaktor im Bereich der kreissegmentförmigen Durchtritts- Öffnungen und der zentralen Durchtrittsöffnung unberohrt ist, dass dadurch gekennzeichnet ist, dass die Vielzahl der parallel zueinander in Längsrichtung des Reaktors ausgerichteten Kontaktrohre in zwei untereinander gleichen Bündeln von Kontaktrohre angeordnet sind, die voneinander durch einen kontaktrohrfreien Bereich getrennt sind, und dass die Wärmeübergangskoeffizienten an der Grenzschicht zwischen den Kon- taktrohren und dem Wärmeträger über jeden Reaktorquerschnitt vergleichmäßigt werden, indem die Strömungswege des Wärmeträgers in jedem Reaktorquerschnitt, je- weils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr in Strömungsrichtung des Wärmeträgers durch eine geänderte Anordnung der Kontaktrohre einander angeglichen werden.
Bevorzugt ist ein Verfahren, wonach die zwei untereinander gleichen Bündel von Kontaktrohren jeweils in zwei weitere, untereinander gleiche Bündel von Kontaktrohren aufgetrennt sind, so dass insgesamt vier Bündel von Kontaktrohren vorliegen, die durch zwei kontaktrohrfreie Bereiche, die sich zu beiden Seiten von jeweils senkrecht zueinander stehenden Durchmessern des Reaktors erstrecken, voneinander getrennt sind.
Bevorzugt können die Strömungswege des Wärmeträgers in jedem Reaktorquerschnitt, jeweils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr in Strömungsrichtung des Wärmeträgers zusätzlich durch den Einbau von Dummy-Rohren einander angeglichen werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Reaktors, mit Auftrennung der Kontaktrohre in zwei oder vier Bündel, werden die Strömungswege durch eine geänderte Anordnung der Kontaktrohre, wobei um Rohrspiegel die Kreissehnen zu Kreisbögen hin geändert werden, die Strömungswege der Reaktorinnenwand gleich oder um bis zu 15 % kleiner als entlang der Mittelachse des Reaktors ausgelegt werden.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kontaktrohre können die Abweichungen zwischen den Wärmeübergangskoeffizienten α innerhalb jedes Reaktorquerschnitts, von ursprünglich etwa 13 bis 20 % bei einem Reaktor nach dem Stand der Technik, entsprechend der Druckschrift WO 03/072237 bis auf Unterschiede von lediglich 8 bis 10 % reduziert werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen sowie einer Zeichnung näher erläutert.
Ausführungsbeispiele
In einem großtechnischen Reaktor, wie schematisch in Figuren 1 und 1A dargestellt, wurde Phosgen hergestellt, wobei in einem Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik die Kontaktrohre dergestalt angeordnet waren, dass der Rohrspiegel zwei einander gegenüberliegende Begrenzungen in Form von Kreissehnen aufwies, bzw. erfindungsgemäß, indem die Anordnung der Kontaktrohre im Rohrspiegel dergestalt geändert wurde, dass die einander gegenüberliegenden seitlichen Begrenzungen von Kreissehnen in polygonalen Linien geändert wurden, und wobei darüber hinaus ein zentraler Bereich des Reaktors frei von Kontaktrohren und Umlenkblechen belassen wurde.
Für den erfindungsgemäßen Reaktor mit zwei Bündeln von Kontaktrohren sind jeweils zwei Zu- und zwei Abläufe für den Wärmeträger Monochlorbenzol erforderlich. Das Reaktionsgemisch wird von oben nach unten durch die vertikal angeordneten Kontaktrohre geleitet, und der Wärmeträger Monochlorbenzol kann im Gleichstrom hierzu, das heißt mit Zuführung im oberen Bereich des Reaktors und Ableitung im unteren Bereich des Reaktors und mäanderförmiger Durchströmung des Mantelraums um die Kontakt- röhre oder im Gegenstrom zum Reaktionsgemisch, mit Zuleitung im unteren Bereich des Reaktors, mäanderförmiger Durchströmung des Mantelraumes um die Kontaktrohre und Ableitung im oberen Bereich des Reaktors, geleitet werden.
Im Reaktor waren jeweils 5210 Kontaktrohre, mit einem Rohraußendurchmesser von 44,5 mm, einer Wandstärke von 2,6 mm, einer Rohrlänge von 3800 mm, mit einer Teilung von 55 mm, angeordnet, und wobei die Kontaktrohre jeweils den Ecken gleichseitiger Dreiecke angeordnet waren.
Im Reaktor waren 14 Umlenkbleche angeordnet.
Durch die Rohre wurde das Reaktionsgemisch, Kohlenmonoxid und Chlor, über einen Aktivkohle-Katalysator geleitet. Durch den Mantelraum zwischen den Kontaktrohren wurde als Wärmeträger Monochlorbenzol geleitet, wobei die Kühlmittelmenge 3500 t/h betrug, bei einer Eintrittstemperatur des Monochlorbenzols von 67°C, und einer Aus- trittstemperatur des Monochlorbenzols von 78°C für das Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik und für das erste erfindungsgemäße Beispiel, mit gleicher Phosgenlast wie nach dem Stand der Technik, bzw. 810C für das zweite Ausführungsbeispiel, mit erhöhter Phosgenlast.
Kohlenmonoxid wurde in einem Überschuss von 3,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reaktionsgemisches eingesetzt. Die Eintrittstemperatur des Reaktionsgemisches betrug 400C, der Eintrittsdruck 4,8 bar absolut und die Phosgenmenge 48 t/h für das Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik und für das erste Ausführungsbeispiel nach der Erfindung bzw. 62,4 t/h für das zweite Ausführungsbeispiel nach der Erfindung.
Für das Ausführungsbeispiel zum Vergleich wurde ein schlechtester Wärmeübergangskoeffizient α von 1290 W/m2/K bei nicht angepasster Anordnung der Kontaktrohre, das heißt bei einem Rohrspiegel mit zwei einander gegenüberliegenden Begren- zungen in Form von Kreissehnen erreicht. Dies führte bei einer Phosgenlast von 2,1 1 kg Phosgen/m2/s zu einer maximalen Innenwandtemperatur der Kontaktrohre von 154°C.
Durch eine angepasste Anordnung der Kontaktrohre entsprechend der Erfindung, das heißt mit Änderung des Rohrspiegels von zwei einander gegenüberliegenden seitlichen Begrenzungen in Form von Kreissehnen hin zu jeweils einer polygonalen Linie und zusätzlich Freilassung eines zentralen rohrfreien Innenbereichs, jeweils mit den Abmessungen entsprechend den Angaben in der Querschnittsdarstellung in Figur 1 , konnte bei ansonsten unveränderten Bedingungen der schlechteste Wärmeüber- gangskoeffizient α auf 1537 W/m2/K erhöht werden. Dadurch betrug die maximale Innenwandtemperatur der Kontaktrohre lediglich 147°C.
Es wurde daher in einem zweiten Ausführungsbeispiel nach der Erfindung die Phosgenlast erhöht, bis eine maximale Innenwandtemperatur der Kontaktrohre von 154°C, wie beim Reaktor nach dem Stand der Technik, erreicht wurde. Diese maximale Innenwandtemperatur der Kontaktrohre von 154°C wurde bei einem erfindungsgemäßen Phosgenreaktor bei einer Phosgenlast von 2,74 kg Phosgen/m2/s erreicht, entsprechend einer Kapazitätssteigerung um 30 % gegenüber einem Reaktor nach dem Stand der Technik.
In der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
Figur 1 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors mit angepasster Anordnung der Kontaktrohre, mit Längsschnitt- darstellung durch den Reaktor in Figur 1A, und
Figur 2 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors mit Querschnitt in der Ebene B-B in Figur 2A.
Der Querschnitt in Figur 1 durch einen Reaktor 1 zeigt einen Rohrspiegel für eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors, wobei die seitlichen Begrenzungen des Rohrspiegels an den einander gegenüberliegenden Durchtrittsöffnungen 6 an der Reaktorinnenwand von Kreissehnen hin zu polygonalen Linien geändert sind. Darüber hinaus ist im zentralen Bereich des Reaktors eine zentrale Durchtrittsöffnung 1 1 vorge- sehen, die durch zwei Geraden begrenzt ist, die parallel und äquidistant zu beiden Seiten eines Reaktordurchmessers angeordnet sind, der parallel zu den Kreissehnen 9 angeordnet ist, die den Rohrspiegel nach dem Stand der Technik begrenzen und die ebenfalls rohrfrei ist. Die Längsschnittdarstellung in Figur 1 A durch einen Reaktor 1 zeigt die Anordnung der Umlenkbleche 5, mit Durchtrittsöffnungen 6 am Reaktorinnenmantel und zentraler Durchtrittsöffnung 11.
Figur 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Reaktors 1 , mit zwei Bündeln von parallel zueinander angeordneten Kontaktrohren 2, die an ihren beiden Enden in jeweils einem Rohrboden 3 eingeschweißt sind. Durch den Mantelraum um die Kontaktrohre 2 strömt ein Wärmeträger 7, wofür jeweils zwei Zu- und zwei Abläufe vorgesehen sind. Dabei kann der Wärmeträger 7 sowohl im Gleichstrom zu dem von oben nach unten durch die Kontaktrohre geleiteten Reaktionsgemisch, das heißt mit Zuführung im oberen Bereich und Abführung im unteren Bereich des Reaktors, oder umgekehrt, im Gegenstrom zum Reaktionsgemisch, mit Zuführung im unteren Bereich des Reaktors und Ableitung im oberen Bereich des Reaktors geführt wurden.
Die Strömung des Wärmeträgers durch den Mantelraum wird durch Umlenkbleche 5 geleitet, die kreissegmentförmigen Durchtrittsöffnungen 6 am Reaktorinnenmantel und eine zentrale Durchtrittsöffnung 1 1 freilassen.
In der Querschnittsdarstellung in Figur 2A Ebene B-B ist die geänderte Anordnung der Kontaktrohre im Bereich der kreissegmentförmigen Durchtrittsöffnung 6 sowie die Freilassung der zentralen Durchtrittsöffnung 11 von Kontaktrohren zu erkennen. Darüber hinaus sind in den am stärksten korrosionsgefährdeten Bereichen Dummy-Rohre 8 vorgesehen.

Claims

Patentansprüche
1. Reaktor (1 ) zur Herstellung von Phosgen durch Gasphasenreaktion von Kohlen- monoxid und Chlor in Gegenwart eines Feststoffkatalysators, der in einer Vielzahl von parallel zueinander in Längsrichtung des Reaktors (1 ) angeordneten Kontaktrohren (2) vorgesehen ist, die an beiden Enden derselben in jeweils einem Rohrboden (3) eingeschweißt sind, mit Zuführung der Edukte am oberen Ende der Kontaktrohre (2) und Ableitung des gasförmigen Reaktionsgemisches am unteren Ende der Kontaktrohre (2), jeweils über eine Haube, sowie mit Zu- bzw. Abführeinrichtungen für einen flüssigen Wärmeträger(7) in den Mantelraum (4) zwischen den Kontaktrohren (2), wobei die Strömung des Wärmeträgers (7) im Mantelraum (4) zwischen den Kontaktrohren (2) mittels Umlenkblechen (5) mäanderförmig geleitet wird, wobei jeweils ein Umlenkblech (5) zwei einander gegenüberliegende kreissegmentförmige Durchtrittsöffnungen (6) an der Reaktorinnenwand freilässt, und das jeweils unmittelbar darauf folgende Umlenkblech eine zentrale Durchtrittsöffnung (1 1 ) freilässt, die von zwei zueinander und zu einem Reaktordurchmesser parallelen und äquidistanten Geraden begrenzt ist, und wobei der Reaktor (1 ) im Bereich der kreissegmentförmigen Durchtrittsöff- nungen (6) und im Bereich der zentralen Durchtrittsöffnung (1 1 ) unberohrt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der parallel zueinander in Längsrichtung des Reaktors (1 ) ausgerichteten Kontaktrohre (2) in zwei untereinander gleiche Bündel von Kontaktrohren (2) angeordnet sind, die voneinander durch einen kontaktrohrfreien Bereich, der sich zu beiden Seiten entlang eines Reaktor- durchmessers erstreckt, getrennt sind, und dass die Wärmeübergangskoeffizienten an der Grenzschicht zwischen den Kontaktrohren (2) und dem Wärmeträger (7) über jeden Reaktorquerschnitt vergleichmäßigt werden, indem die Strömungswege des Wärmeträgers (7) in jedem Reaktorquerschnitt, jeweils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr (2) in Strömungsrichtung des Wär- meträgers (7) durch eine geänderte Anordnung der Kontaktrohre (2) einander angeglichen werden.
2. Reaktor (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zwei untereinander gleichen Bündel von Kontaktrohren (2) jeweils in je zwei weitere, unterein- ander gleiche Bündel von Kontaktrohren (2) aufgetrennt sind, so dass insgesamt vier Bündel von Kontaktrohren (2) vorliegen, die durch zwei kontaktrohrfreie Bereiche, die sich zu beiden Seiten von jeweils senkrecht zueinander stehenden Durchmessern des Reaktors (1 ) erstrecken, voneinander getrennt sind.
3. Reaktor (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungswege des Wärmeträgers (7) in jedem Reaktorquerschnitt, jeweils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr (2) in Strömungsrichtung des Wärmeträgers (7) durch den Einbau von Dummy-Rohren (8) einander angeglichen werden.
4. Verfahren zur Herstellung von Phosgen durch Gasphasenreaktion von Kohlen- monoxid und Chlor in Gegenwart eines Feststoffkatalysators in einem Reaktor (1 ), der in einer Vielzahl von parallel zueinander in Längsrichtung des Reak- tors (1 ) angeordneten Kontaktrohren (2) den Feststoffkatalysator enthält, die an beiden Enden derselben in jeweils einem Rohrboden (3) eingeschweißt sind, mit Zuführung der Edukte am oberen Ende der Kontaktrohre (2) und Ableitung des gasförmigen Reaktionsgemisches am unteren Ende der Kontaktrohre (2), jeweils über eine Haube, sowie mit Zu- bzw. Abführeinrichtungen für einen flüssigen Wärmeträger in den Mantelraum (4) zwischen den Kontaktrohren (2), wobei die
Strömung des Wärmeträgers im Mantelraum (4) zwischen den Kontaktrohren (2) mittels Umlenkblechen (5) mäanderförmig geleitet wird, wobei jeweils ein Umlenkblech zwei einander gegenüberliegende kreissegmentförmige Durchtrittsöffnungen (6) an der Reaktorinnenwand freilässt, und das jeweils unmittelbar darauf folgende Umlenkblech eine zentrale Durchtrittsöffnung (11 ) freilässt, die von zwei zueinander und zu einem Reaktordurchmesser parallelen und äquidistanten Geraden begrenzt ist, und wobei der Reaktor (1 ) im Bereich der kreissegmentförmi- gen Durchtrittsöffnungen (6) und der zentralen Durchtrittsöffnung (11 ) unberohrt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl der parallel zueinander in Längs- richtung des Reaktors (1 ) ausgerichteten Kontaktrohre (2) in zwei untereinander gleichen Bündeln von Kontaktrohre (2) angeordnet sind, die voneinander durch einen kontaktrohrfreien Bereich getrennt sind, und dass die Wärmeübergangskoeffizienten an der Grenzschicht zwischen den Kontaktrohren (2) und dem Wärmeträger (7) über jeden Reaktorquerschnitt vergleichmäßigt werden, indem die Strömungswege des Wärmeträgers (7) in jedem Reaktorquerschnitt, jeweils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr (2) in Strömungsrichtung des Wärmeträgers (7) durch eine geänderte Anordnung der Kontaktrohre (2) einander angeglichen werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei untereinander gleichen Bündel von Kontaktrohren (2) jeweils in je zwei weitere, untereinander gleiche Bündel von Kontaktrohren (2) aufgetrennt sind, so dass insgesamt vier Bündel von Kontaktrohren (2) vorliegen, die durch zwei kontaktrohrfreie Bereiche, die sich zu beiden Seiten von jeweils senkrecht zueinander stehenden Durchmessern des Reaktors (1 ) erstrecken, getrennt sind.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungswege des Wärmeträgers (7) in jedem Reaktorquerschnitt, jeweils gemessen vom ersten bis zum letzten Kontaktrohr (2) in Strömungsrichtung des Wärmeträgers (7) durch den Einbau von Dummy-Rohren (8) einander angeglichen werden.
PCT/EP2009/067238 2008-12-16 2009-12-16 Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen WO2010076208A1 (de)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BRPI0922215A BRPI0922215A2 (pt) 2008-12-16 2009-12-16 reator e processo para a preparação de fosgênio
JP2011541402A JP5373110B2 (ja) 2008-12-16 2009-12-16 ホスゲンを調製するための反応器および方法
US13/140,227 US9023300B2 (en) 2008-12-16 2009-12-16 Reactor and process for preparing phosgene
ES09768402.1T ES2656791T3 (es) 2008-12-16 2009-12-16 Reactor y procedimiento para la producción de fosgeno
EP09768402.1A EP2379216B1 (de) 2008-12-16 2009-12-16 Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen
CN200980156902.1A CN102316971B (zh) 2008-12-16 2009-12-16 制备光气的反应器和方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08171730 2008-12-16
EP08171730.8 2008-12-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2010076208A1 true WO2010076208A1 (de) 2010-07-08

Family

ID=42084476

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/067238 WO2010076208A1 (de) 2008-12-16 2009-12-16 Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen

Country Status (10)

Country Link
US (1) US9023300B2 (de)
EP (1) EP2379216B1 (de)
JP (1) JP5373110B2 (de)
KR (1) KR101653850B1 (de)
CN (1) CN102316971B (de)
BR (1) BRPI0922215A2 (de)
ES (1) ES2656791T3 (de)
HU (1) HUE037914T2 (de)
PT (1) PT2379216T (de)
WO (1) WO2010076208A1 (de)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102092713A (zh) * 2010-12-13 2011-06-15 甘肃银光聚银化工有限公司 连续制备光气的方法
CN102285651A (zh) * 2011-06-01 2011-12-21 甘肃银光聚银化工有限公司 光气合成单元尾气中co的提纯回收方法
US8492587B2 (en) 2008-12-16 2013-07-23 Basf Se Reactor and process for preparing phosgene
WO2014009346A1 (de) 2012-07-11 2014-01-16 Bayer Materialscience Ag Vorrichtung und verfahren zur herstellung von phosgen
US8993803B2 (en) 2009-03-11 2015-03-31 Basf Se Method for producing phosgene
WO2016026826A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur phosgenierung von hydroxyl-, thiol-, amino- und/oder formamidgruppen enthaltenden verbindungen
WO2020216648A1 (de) 2019-04-25 2020-10-29 Basf Se Verfahren zur herstellung von phosgen
WO2020233921A1 (de) 2019-05-20 2020-11-26 Basf Se Verfahren und reaktor zur herstellung von phosgen
WO2021233708A1 (en) 2020-05-20 2021-11-25 Basf Se Process, reaction mixture and catalyst for the production of phosgene
WO2022248501A1 (de) * 2021-05-27 2022-12-01 Basf Se Verfahren zur herstellung von phosgen
WO2023001651A1 (de) 2021-07-23 2023-01-26 Basf Se Verfahren zur herstellung von phosgen

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8841480B2 (en) 2009-07-16 2014-09-23 Basf Se Process for the preparation of light-colored iocyanates of a diphenylmethanediisocyanate series
JP5696383B2 (ja) * 2010-07-09 2015-04-08 株式会社Ihi 多管式反応装置
CN103100366A (zh) * 2012-11-14 2013-05-15 江苏国立化工科技有限公司 多搅拌反应釜
JP6344097B2 (ja) * 2014-07-09 2018-06-20 株式会社Ihi 多管式反応装置
EP3421426A1 (de) * 2017-06-29 2019-01-02 Covestro Deutschland AG Energieeffizientes verfahren zur bereitstellung von phosgen-dampf
CN109277055B (zh) * 2018-11-15 2023-06-16 山东诺为制药流体系统有限公司 一种能够消除脉冲的精确进料模块的连续流反应系统
CN110773090B (zh) * 2019-12-03 2023-12-12 江苏江锅智能装备股份有限公司 一种反应器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1080780A1 (de) * 1999-08-31 2001-03-07 Nippon Shokubai Co., Ltd. Reaktor zur katalytischen Gasphasenoxidation
WO2003072237A1 (de) * 2002-02-27 2003-09-04 Basf Aktiengesellschaft Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen
DE102004041777A1 (de) * 2004-08-28 2006-03-02 Bayer Materialscience Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phosgen
EP1813346A1 (de) * 2004-09-27 2007-08-01 Sumitomo Chemical Company, Limited Mehrrohr-reaktionsvorrichtung für kontaktgasphasenreaktion

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3532160A (en) * 1968-09-06 1970-10-06 American Precision Ind Heat exchanger of the tube and plate type
US3807963A (en) * 1972-03-09 1974-04-30 J Smith Reaction apparatus
EP0400014B1 (de) * 1988-12-13 1992-09-16 Deggendorfer Werft Und Eisenbau Gmbh Rohrbündelreaktor
JP2001137688A (ja) * 1999-08-31 2001-05-22 Nippon Shokubai Co Ltd 多管式反応器
DE10127374A1 (de) * 2001-06-06 2002-12-12 Basf Ag Reaktor zum Testen von Katalysatorsystemen
JP4295462B2 (ja) * 2002-01-11 2009-07-15 三菱化学株式会社 気相接触酸化方法
CN1330618C (zh) * 2002-03-11 2007-08-08 三菱化学株式会社 催化气相氧化法
ES2770646T3 (es) * 2008-12-16 2020-07-02 Basf Se Reactor y procedimiento para la fabricación de fosgeno

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1080780A1 (de) * 1999-08-31 2001-03-07 Nippon Shokubai Co., Ltd. Reaktor zur katalytischen Gasphasenoxidation
WO2003072237A1 (de) * 2002-02-27 2003-09-04 Basf Aktiengesellschaft Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen
DE102004041777A1 (de) * 2004-08-28 2006-03-02 Bayer Materialscience Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Phosgen
EP1813346A1 (de) * 2004-09-27 2007-08-01 Sumitomo Chemical Company, Limited Mehrrohr-reaktionsvorrichtung für kontaktgasphasenreaktion

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8492587B2 (en) 2008-12-16 2013-07-23 Basf Se Reactor and process for preparing phosgene
US8993803B2 (en) 2009-03-11 2015-03-31 Basf Se Method for producing phosgene
CN102092713B (zh) * 2010-12-13 2013-05-22 甘肃银光聚银化工有限公司 连续制备光气的方法
CN102092713A (zh) * 2010-12-13 2011-06-15 甘肃银光聚银化工有限公司 连续制备光气的方法
CN102285651A (zh) * 2011-06-01 2011-12-21 甘肃银光聚银化工有限公司 光气合成单元尾气中co的提纯回收方法
US9480958B2 (en) 2012-07-11 2016-11-01 Covestro Deutschland Ag Device and method for producing phosgene
WO2014009346A1 (de) 2012-07-11 2014-01-16 Bayer Materialscience Ag Vorrichtung und verfahren zur herstellung von phosgen
WO2016026826A1 (de) * 2014-08-20 2016-02-25 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren zur phosgenierung von hydroxyl-, thiol-, amino- und/oder formamidgruppen enthaltenden verbindungen
US10118145B2 (en) 2014-08-20 2018-11-06 Bayer Aktiengesellschaft Method for the phosgenation of compounds comprising hydroxyl, thiol, amino and/or formamide groups
WO2020216648A1 (de) 2019-04-25 2020-10-29 Basf Se Verfahren zur herstellung von phosgen
WO2020233921A1 (de) 2019-05-20 2020-11-26 Basf Se Verfahren und reaktor zur herstellung von phosgen
CN113891855A (zh) * 2019-05-20 2022-01-04 巴斯夫欧洲公司 生产光气的方法和反应器
WO2021233708A1 (en) 2020-05-20 2021-11-25 Basf Se Process, reaction mixture and catalyst for the production of phosgene
WO2022248501A1 (de) * 2021-05-27 2022-12-01 Basf Se Verfahren zur herstellung von phosgen
WO2023001651A1 (de) 2021-07-23 2023-01-26 Basf Se Verfahren zur herstellung von phosgen

Also Published As

Publication number Publication date
US9023300B2 (en) 2015-05-05
US20110288334A1 (en) 2011-11-24
HUE037914T2 (hu) 2018-09-28
JP2012512123A (ja) 2012-05-31
BRPI0922215A2 (pt) 2016-07-26
CN102316971A (zh) 2012-01-11
PT2379216T (pt) 2018-01-10
KR101653850B1 (ko) 2016-09-02
EP2379216B1 (de) 2017-10-25
CN102316971B (zh) 2014-05-21
JP5373110B2 (ja) 2013-12-18
EP2379216A1 (de) 2011-10-26
KR20110111410A (ko) 2011-10-11
ES2656791T3 (es) 2018-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2379216B1 (de) Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen
EP2379217B1 (de) Reaktor und verfahren zur herstellung von phosgen
EP1485195B1 (de) Verfahren zur herstellung von phosgen
EP3497058B1 (de) Synthesevorrichtung und verfahren zur herstellung eines produkts
EP1572582B1 (de) Verfahren zur herstellung von chlor durch gasphasenoxidation von chlorwasserstoff
EP1169119A2 (de) Rohrbündelreaktor, insbesondere für katalytische gasphasenreaktionen
EP1581457B1 (de) Verfahren zur herstellung von chlor durch gasphasenoxidation von chlorwasserstoff
EP3585509B1 (de) Wärmeübertrager und reaktor
EP1232004A1 (de) Verfahren zur katalytischen gasphasenoxidation zu (meth)acrolein und/oder (meth)acrylsäure
DE69003404T3 (de) Mehrrohrtypwärmetauscher.
DE19947803A1 (de) Reaktor mit Wärmeübertragerstruktur
EP1185494B1 (de) Verfahren zur katalytischen gasphasenoxidation zu maleinsäureanhydrid
EP1109619A1 (de) Reaktor mit einem kontaktrohrbündel
DE112005001542T5 (de) Wärmetauscher
DE112005000654T5 (de) Katalytischer Reaktor
EP2872443B1 (de) Vorrichtung und verfahren zur herstellung von phosgen
EP3497392B1 (de) Verwendung eines plattenwärmetauschers und einer synthesevorrichtung und verfahren zur herstellung eines produkts
DE202004021361U1 (de) Wärmetauscher und Reaktor mit einem derartigen Wärmetauscher
WO2020233921A1 (de) Verfahren und reaktor zur herstellung von phosgen
WO2021156092A1 (de) Verfahren und reaktor zur herstellung von phosgen
WO2009143971A1 (de) Verfahren zur herstellung von phosgen
DE10159824A1 (de) Geordnete Packung für einen Reaktor
DE10032304A1 (de) Reaktor mit einem Bündel von Kontaktrohren
WO2023208409A1 (de) Verfahren und reaktor zur katalytischen umsetzung eines einsatzstroms
DD300656A5 (de) Wärmetauscher

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980156902.1

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09768402

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011541402

Country of ref document: JP

Ref document number: 4269/CHENP/2011

Country of ref document: IN

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2009768402

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2009768402

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117016635

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13140227

Country of ref document: US

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0922215

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20110616