[发明专利]一种生产碳酰氯的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种使用固定床催化剂通过氯和一氧化碳反应来生产碳酰氯的设备和方法，属于碳酰氯制备技术领域。

背景技术

聚碳酸酯树脂由于其具有强度高、透光性好、成形收缩率低、耐疲劳性佳、耐候性佳、电气特性优、无味无臭对人体无害等各种优异特性被广泛应用于建材行业、汽车制造业和医疗器械等。众所周知，聚碳酸酯树脂通常是以碳酰氯为原料进行工业化制备，但碳酰氯中所含未反应的原料及带出的催化剂会影响聚碳酸酯树脂的品质。

虽然现有的工业生产碳酰氯的方法已经非常成熟，但是，鉴于原料氯气为具有强烈刺激性气味的有毒气体，并且如果与冷却用水接触就会生成对反应器具有强烈腐蚀性的盐酸；另外一种原料一氧化碳能致人血液缺氧窒息中毒；产物碳酰氯为剧烈窒息性毒气，所以碳酰氯的生产安全一直是碳酰氯生产的核心问题。

中国专利(公开号CN102089242A，公开日期2011年6月8日)中，公开了在碳酰氯生成反应中，提供催化剂劣化得到抑制而能够长期连续运行的碳酰氯的制造方法，是由于因催化剂的寿命而需要更换催化剂时，碳酰氯泄漏会导致灾害的风险，而尽可能地延长催化剂寿命、尽可能减少更换频率会提高安全生产系数。

中国专利(公开号CN102092713A，公开日期2011年6月15日)中，公开了在碳酰氯生成反应中，为保证反应完全，在碳酰氯反应器后串接了一台碳酰氯保护反应器，使反应产物中游离的氯气极少。

但是，要实施这些方法，存在设备复杂、实施工艺规模大且繁琐，气体压力的损失变大、成本高等问题。

现有技术方案尚未公开长期连续工业性生产高品质的碳酰氯的方法。对于工业生产碳酰氯，关键是碳酰氯的高品质和低生产成本，但同时由于碳酰氯是特别有毒的物质这一特性，因此在安全方面也需要十分注意。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种生产碳酰氯的设备和方法，以实现反应完全、成品中催化剂含量更低、成本更低、安全系数更高等目的。

为实现以上技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种生产碳酰氯的设备，包括反应器壳体，所述反应器壳体中设有一级反应器与二级反应器。所述一级反应器的上端通过封头与原料入口相连，下端通过连接段与二级反应器相连，所述二级反应器的另一端连接有碳酰氯成品出口。所述一级反应器内垂直布置列管式反应管束，所述反应管束由多根反应管组成。所述二级反应器壳体内设反应区主体，所述反应管与二级反应器的反应区主体部分填充固定床催化剂。所述反应器壳体内设有防护检测室，内部设置碳酰氯、氯气和一氧化碳检测器，用于检测气体泄漏；所述反应器壳体外设置气体检测报警仪。

该种生产碳酰氯的设备，用于在催化剂的作用下通过氯气和一氧化碳反应来产生碳酰氯，氯气和过量的一氧化碳先进入一级反应器，在固定床催化剂的作用下反应生成碳酰氯。未反应完全的氯气和一氧化碳在二级反应器进行反应，二级反应器的设置可以用来保证氯气和一氧化碳反应充分进行，以减少碳酰氯成品中自由氯的含量。防护检测室是用于检测气体泄漏的气体收集腔，在其内部设置碳酰氯、氯气和一氧化碳检测器，可以随时监测易出故障部位的气体信息，降低了事故风险。气体检测报警仪的设置可以保证不管任何地方有气体泄漏点导致有害气体超标都将触发报警连锁，从而采取应急措施，切断原料气进料并将反应器中的气体送至处理装置。防护检测室与气体检测报警仪的联合使用，对碳酰氯的生产安全性提供了双重保护的保证。

所述固定床催化剂两端装填多个惰性圆球，外侧圆球通过连接弹簧对催化剂进行固定压实。所述惰性圆球直径不同，分层装填；装填原则为：靠近催化剂一侧圆球直径最小，依次装填的圆球直径逐渐增大，靠近弹簧一侧圆球直径最大。所述弹簧的另一端连接在金属丝网上，所述金属丝网通过筛板固定支撑。惰性圆球根据直径大小通过分层装填，可以降低催化剂在生产碳酰氯过程中的损耗。并且弹簧的一端连在最大直径的圆球上，能够充分保证催化剂的压实状态。所述弹簧的另一端连接在金属丝网上，所述金属丝网通过筛板固定支撑。