[发明专利]有机胺光气化反应器和工艺

说明书

本公开涉及一种有机胺光气化反应器及工艺。该反应器主要包括：进料雾化喷嘴1、气体出口2、第一和第二壁流环管3、冷光气进料管4、二级光气进料管5、第一和第二降温喷嘴6、溢流管7、冲洗管8、底部出口9、第一和第二闸阀10和转运料斗11。该反应器没有复杂结构的内构件，加工制造容易；对高低压光气化反应皆可满足要求且易于调控；有效解决了光气化反应的固体问题，长时间连续运行安全可靠，经济效益显著。

技术领域

本公开涉及有机胺光气化反应制备相关下游产品的技术领域，尤其涉及一种有机胺光气化反应器及工艺。

背景技术

光气化反应器主要应用在异氰酸酯的生产合成过程中。目前工业上采用的光气法生产技术主要包括气相光气化法和液相光气化法两种。

气相光气化法是将一些可气化的胺类化合物在200-600℃气化后，和光气直接混合进行气相反应的方法。此法为德国Bayer公司原创，收率高达98％以上，适合低沸点、高活性的胺类化合物光气化，目前已经成为脂肪族异氰酸酯的主流生产技术。但是气相光气化对反应器要求非常高：反应器入口是高速的静态混合装置，用于胺和光气的强烈混合；狭长的反应通道，气速高达几十米每秒，返混少且通过时间小于0.5s；同时反应要求快速的移热。因此至今少数公司掌握该技术。

液相光气化法通常将有机胺和光气分别溶于溶剂中，然后在60-145℃混合反应，主要包括冷热光气化法、一步高温光气化法、低压光气化法和高压光气化法等。此法主要应用于芳香族异氰酸酯生产，代表性连续工艺有釜式连续工艺、塔式连续工艺和循环连续工艺。国内主要采用液相光气化法进行生产。

光气化反应过程中，有机胺光气化后伴生出的HCl会进一步和胺反应生成胺盐酸盐，这是一个非常快速的过程。由于盐的溶解度低，相当量的固体会从溶剂中析出。同时甲酰氯和胺盐酸盐发生副反应产生的脲也是此过程固体的来源之一。大量实践证明，即使是气相光气化法，也无法完全避免固体的产生。固体的产生不仅影响光气化收率，它的积累直接导致系统压力升高、通道堵塞等各种异常情况，严重时迫使停车检修，这对于有毒有害光气的使用和操作都是极为不利的。

发明内容

本公开提供一种有机胺光气化的新型反应器，同时给出使用进行有机胺光气化的工艺方法。该方法通过分段控制光气化反应的进程，提高有机胺光气化率同时尽可能抑制副反应，亦针对产生的固体物采取相应措施，从而解决堵塞问题。

本公开的技术方案如下：

一种有机胺光气化反应器，其由上而下依次包括：

进料雾化喷嘴，其设置于反应器顶部中心，用于有机胺溶液的进料；

气体出口，其位于反应器顶部边缘，用于排出过量的光气和产生的HCl；

第一和第二壁流环管，它们设置于反应器壁上，其中第一壁流环管位于反应器上部，第二壁流环管位于反应器中部，用于喷入溶剂以冲刷附着在反应器壁的固体，使之成浆料顺壁下流；

冷光气进料管，其位于反应器上部，且出口位于反应器中心轴线上，并向下弯曲，用于向反应器内通入冷光气；

第一降温喷嘴，其在冷光气进料管下方100-400mm处，为设置于反应器壁的成组喷嘴，用于向反应器内喷入低温的雾化溶剂，控制该段反应温度，这组喷嘴位于反应器同一高度，并且沿反应器径向平均分布，第一降温喷嘴包括至少2个喷嘴，每个喷嘴斜向下指向反应器的中心，并且喷嘴和器壁夹角为20-80°；

二级光气进料管，其位于反应器中部，且出口位于反应器中心轴线上，且向下弯曲，用于向反应器内通入光气；

第二降温喷嘴，其在二级光气进料管下方100-400mm处，为设置于反应器壁的成组喷嘴，用于向反应器内喷入低温的雾化溶剂，控制该段反应温度，这组喷嘴位于反应器同一高度，并且沿反应器径向平均分布，第二降温喷嘴包括至少2个喷嘴，每个喷嘴斜向下指向反应器的中心，并且喷嘴和器壁夹角为20-80°；