[0001] 本发明涉及制备光气的连续方法以及用于实施所述方法的制备单元(production unit)。技术背景

[0002] 光气是一种工业上羰基化反应、即在酰氯和异氰酸酯的制备中广泛使用的试剂。光气主要由一氧化碳和氯气在气相催化中产生，通常在活性炭催化剂上进行。由于放热反应，合成在冷却的反应器中进行，优选在管束式反应器中进行，其中催化剂填充在反应管中并且夹套空间中的冷却由液体或沸腾的冷却剂介质实现。

[0003] 光气在催化剂(例如活性炭催化剂)存在下在一氧化碳和氯气的催化气相反应中根据下述反应式大规模制备，

[0004]

[0005] 该反应剧烈放热，反应焓ΔH为‑107.6kJ/mol。为了除去反应热，反应通常在其中催化剂填充在管内的管束式反应器中进行(参见Ullmann‘sEncyclopedia of industrial chemistry的“光气(Phosgene)”章节，第5版，第A19卷，第413页及后文，VCH Verlagsgesellschaft mbH,Weinheim,1991)。一般而言，具有3至5mm粒径的粒状催化剂，用于典型内径为35至70mm、典型地为39至45mm的管道中。在该反应中，常常使用过量的一氧化碳以确保氯气全部被转化，并且产生主要不含氯气的光气，因为氯气会在随后使用光气时导致不希望的副反应。该反应可以在无压力的情况下进行，但通常在200‑600kPa(2‑6巴)的超压下进行。在此压力范围内，形成的光气可以在反应器之后冷凝，其中可使用冷却水或其他热载体(例如有机热载体)，这样，冷凝器可以更经济地运行。

[0006] 通常，反应在40至50℃温度下开始，但是与高放热性有关的高反应速率导致形成远高于450℃的热点，常常高于500℃，如由Christopher J.Mitchell等人在用于光气的工业制造中碳催化剂的选择(Selection of carbon catalysts for the industrial manufacture of phosgene)，Hunstman Polyurethanes，Catal.Sci.Technol.，2012，2109‑2115中提及的。这些局部高温导致催化剂失活/消耗，例如通过在气流中存在氯气的存在下在反应管的长度上碳向四氯化碳的氯化。在如此高的温度下，氯气对于活性炭催化剂会产生强烈地作用。温度越高，形成的CCl4就越高，因此其在碳的损失和更强的氯化(更强的化学键)也就很值得注意。而且，除去大量的反应热需要反应器中有相应数量的单独的管。此外，含氯气的气氛中的高的热负荷会对管壁材料造成腐蚀侵蚀。这就要求更惰性以及因而更昂贵的管壁材料，还有冷却剂方面的强化传热。

[0007] 总之，失活要求定期更换催化剂，并因此关闭生产设备。由于管子的数量和更高质量的材料，反应器的投资很高。因此，反应器中的热管理是在光气制备中实施安全且经济的方法必须的主要挑战之一。

[0017] 对于f(GR):f(G2)比率，优选其在0.2:1至10:1范围内，更优选在0.25:1至4:1范围内，更优选在0.3:1至3:1范围内。更优选地，f(GR):f(G2)在0.3:1至1.5:1范围内。所述比率也可以优选地在0.5:1至1.5:1范围内。或者，优选地，f(GR):f(G2)在5:1至8:1范围内。

[0018] 当使用绝热反应器时，优选f(GR):f(G2)在5:1至8:1的范围内。当使用冷却反应器时，优选f(GR):f(G2)在0.3:1至1.5:1的范围内。

[0019] 优选地，在j种气流G0(k)中，总体上氯气的摩尔量与一氧化碳的摩尔量的摩尔比率在0.6:1至0.999:1范围内，更优选在0.7:1至0.98范围内，更优选在0.85:1至0.95:1范围内。

[0020] 在连续方法的标准操作模式期间，优选根据(i)提供气流G1包括：

[0021] 将G1制备为包含三种气流的混合物、更优选由这三种气流组成的混合物，所述三种气流是气流GR和两种气流G0(1)和G0(2)，其中所述两种气流G0(1)和G0(2)在总体上包含一氧化碳(CO)和氯气(Cl2)。

[0022] 在连续方法的标准操作模式期间，优选根据(i)提供气流G1包括：

[0023] 根据(i)，将G1制备为包含三种气流GR、G0(1)和G0(2)的混合物，更优选由这三种气流组成的混合物，其中G0(1)包含一氧化碳(CO)和G0(2)包含氯气(Cl2)，其包括[0024] ‑将气流G0(1)与气流G0(2)合并，更优选在静态混合器，并且

[0025] ‑将气流GR与合并的气流G0(1)和G0(2)混合。

[0026] 优选地，根据(i)，气流GR与合并的两种气流G0(1)和G0(2)的混合在混合设备中进行，其中所述混合设备是喷射器、静态混合器或动态混合器，更优选喷射器，其中喷射器更优选由合并的气流G0(1)和G0(2)驱动。

[0027] 优选地，合并的气流G0(1)和G0(2)具有压力P0并且气流GR具有压力PR，其中P0>PR，其中更优选气流G1具有压力P1并且P0>P1>PR。优选压力P0在2至20巴(绝对)范围为，更优选4至10巴(绝对)。

[0028] 优选地，合并的气流G0(1)和G0(2)中，氯气的摩尔量与一氧化碳的摩尔量的摩尔比率在0.6:1至0.999:1范围内，更优选在0.7:1至0.98范围内，更优选在0.85:1至0.95:1范围内。

[0029] 在本发明的上下文中，优选的是，再循环比率是气流GR的质量流量f(GR)相对于气流GP的质量流量f(GP)的比率，f(GR):f(GP)，其范围为0.2:1至0.95:1。更优选地，再循环比率是气流GR的质量流量f(GR)相对于气流GP的质量流量f(GP)的比率，f(GR):f(GP)，其范围为0.25:1至0.8:1，更优选在0.3:1至0.7:1范围内，更优选在0.35:1至0.6:1范围内。或者更优选地，再循环比率是气流GR的质量流量f(GR)相对于气流GP的质量流量f(GP)的比率，f(GR):f(GP)，其范围为0.50:1至0.92:1，更优选范围为0.70:1至0.90:1。当反应区Z1优选包含如下文所定义的非冷却反应器时，后者比率是特别优选的。

[0030] 优选气流G1的温度T(G1)在20℃至200℃范围内、更优选在50℃至90℃范围内、更优选在70℃至80℃范围内。

[0031] 优选地，气流G0(k)的温度T(G0(k))在25℃至60℃范围内、更优选在30℃至40℃范围内。

[0032] 更优选地，气流G0(1)的温度T(G0(1))在25至60℃范围内、更优选在30至40℃范围内，并且气流G0(2)的温度T(G0(2))在25至60℃的范围内，更优选在30至40℃的范围内。

[0033] 在连续方法的标准操作模式期间，优选根据(i)提供气流G1包括：

[0034] 根据(i)，将G1制备为包含三种气流GR、G0(1)和G0(2)的混合物，更优选由这三种气流组成的混合物，其中G0(1)包含一氧化碳(CO)并且G0(2)包含氯气(Cl2)，其包括[0035] ‑将气流G0(1)与气流GR混合，并且

[0036] ‑将气流G0(2)与混合气流G0(1)和GR合并，更优选在静态混合器中。

[0037] 优选地，根据(i)，气流G0(1)与气流GR的混合在混合设备中进行，其中混合设备是喷射器、静态混合器或动态混合器，更优选喷射器，其中喷射器更优选地由气流G0(1)驱动。

[0038] 优选地，气流G0(1)具有压力P0(1)并且气流GR具有压力PR，其中P0(1)＞PR。优选压力P0的范围为2至20巴(绝对)、更优选4至10巴(绝对)。

[0039] 在连续方法的标准操作模式期间，优选根据(i)提供气流G1包括

[0040] 根据(i)将G1制备为包含三种气流GR、G0(1)和G0(2)的混合物、更优选由这三种气流组成的混合物，其中G0(1)包含(CO)并且G0(2)包含氯气(Cl2)，其包括

[0041] ‑将气流G0(2)与气流GR混合，并且

[0042] ‑将气流G0(1)与混合气流G0(2)和GR合并，更优选在静态混合器中。

[0043] 优选地，根据(i)，气流G0(2)与气流GR的混合在混合设备中进行，其中混合设备是喷射器、静态混合器或动态混合器，更优选喷射器，其中喷射器更优选地由气流G0(2)驱动。

[0044] 优选气流G0(2)具有压力P0(2)并且气流GR具有压力PR，其中P0(2)>PR。更优选压力P0的范围为2至20巴(绝对)、更优选4至10巴(绝对)。

[0045] 优选99至100重量％、更优选99.5至100重量％、更优选99.9至100重量％的气流G0(1)由一氧化碳组成。换言之，优选气流G0(1)基本上由一氧化碳组成，更优选由一氧化碳组成。

[0046] 优选99至100重量％、更优选99.5至100重量％、更优选99.9至100重量％的气流G0(2)由氯气组成。换言之，优选气流G0(2)基本上由氯气组成，更优选由氯气组成。

[0047] 在本发明的上下文中，优选反应区Z1包括含有催化剂C1的反应器。

[0048] 优选地，反应器是包括一根或多根管的管式反应器，催化剂C1填充在所述一根或多根管中。

[0049] 优选地，反应器中的气流为至多450℃，更优选至多400℃，更优选至多350℃，该温度更优选采用多点式热电偶进行测量。更优选地，所述温度例如通过固定上文中定义的再循环比率和/或通过改变气流G1的温度来控制。实际上，优选地，对再循环气体(即气流GR)的量和温度进行选择，以控制反应区的温度和反应区的出口温度。

[0050] 优选反应器是冷却反应器，更优选冷却管束式反应器。

[0051] 优选地，冷却反应器包含冷却剂介质。

[0052] 优选地，冷却剂介质的温度更优选范围为50至300℃，更优选在50至270℃范围内，更优选在60至100℃范围内，更优选在70至90℃范围内。

[0053] 优选地，冷却剂介质选自一氯苯和水，更优选一氯苯。

[0054] 优选地，冷却反应器包含一个或多个冷却区，更优选包含一个或两个冷却区。当冷却反应器包含一个冷却区时，优选冷却剂介质的温度为50至270℃，更优选60至100℃，更优选70至90℃。

[0055] 当冷却反应器优选包括一个冷却区时，优选所述冷却区包括用于将冷却剂介质引入冷却管中的入口装置和用于回收冷却剂介质的出口装置。这种配置如图2a、2b、3和5所示。

[0056] 当冷却反应器优选包括两个冷却区(第一冷却区和第二冷却区)时，优选第一冷却区包括用于将第一冷却剂介质引入冷却管中的第一入口装置和用于回收第一冷却剂介质的第一出口装置；并且第二冷却区包括用于将第二冷却剂介质引入冷却管中的第二入口装置和用于回收第二冷却剂介质的第二出口装置。这种配置如图6所示。更优选地，第一冷却剂介质和第二冷却剂介质是相同的冷却剂介质。现认为，这种具有两个区域的配置会允许节省用于产生高价值蒸汽的反应区域Z1中发生的生热。第一冷却区可以例如在200至300℃的温度范围内、优选在约250℃的温度下运行。优选地，随着传热油在第一冷却区中流过，可以将由反应区Z1的反应器中的催化剂C1的反应产生的热量从反应区Z1的反应器中移出。因此，从第一冷却区回收的油可以用于在另一个热交换器(在用于制备光气的制备单元外部)中加热溶剂。第二冷却区可以在正常条件下运行，即在约80℃下。具有多于一个冷却区的反应器可以如WO 03/072237A1中所记载的。

[0057] 当使用冷却反应器时，优选地，再循环比率是气流GR的质量流量f(GR)相对于气流GP的质量流量f(GP)的比率，f(GR):f(GP)，其在0.2:1至0.95:1范围内。更优选地，再循环比率是气流GR的质量流量f(GR)相对于气流GP的质量流量f(GP)的比率，f(GR):f(GP)，其在0.25:1至0.8:1范围内。

[0058] 或者，优选反应器是非冷却式反应器，更优选绝热固定床反应器。

[0059] 当使用绝热反应器时，优选地，再循环比率是气流GR的质量流量f(GR)相对于气流GP的质量流量f(GP)的比率，f(GR):f(GP)，其在0.50:1至0.92:1范围内，更优选在0.70:1至0.90:1范围内。

[0060] 当使用绝热反应器时，优选的是，在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)，将G1制备为包含至少两种料流、更优选由至少两种料流组成的混合物之前，所述方法还包括冷却气流GR，更优选使用热交换器。

[0061] 当使用绝热反应器时，优选地，(ii)还包括将气流GP传送进入包括在反应区Z1中的冷却装置中，然后从所述反应区Z1中移出，其中冷却装置更优选为一根或多根冷却管。

[0062] 在本发明的上下文中，优选地，该方法还包括，在(iii)之后，使气流GR穿过返回装置R，然后在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)，在喷射器中，将G1制备为包含至少两种料流、优选由至少两种料流组成的混合物。

[0063] 优选地，返回装置R形成反应器外部的回路，用于再循环GR并且在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)，将其与G0(k)混合。还可以想到，返回装置R优选位于反应器内部，如图4所示。

[0064] 对于催化剂C1，没有特别限制，只要所述催化剂允许获得光气即可，优选其为碳催化剂或碳基催化剂——这两个术语可同等互换。本领域已知的用于制备光气的任何催化剂均可用作催化剂C1，例如来自Donau Carbon(Desorex，Supersorbon)、Cabot(例如Norit RB4C)、Chemviron等公司的市售活性炭。

[0065] 优选催化剂C1是来自Donau Carbon的活性炭。

[0066] 或者优选地，催化剂C1包含、优选地是包含碳、微孔和中孔的多孔材料，其中所述微孔具有小于2nm的孔径，并且其中所述中孔的孔径在2nm至50nm范围内，

[0067] 其中多孔材料的中孔的体积为至少0.45ml/g。更优选地，微孔体积按照DIN 66135‑2测定，中孔体积按照DIN 66134测定，并且多孔材料的中孔的体积按照双等温线非局部密度泛函理论(NLDFT)高级孔径分布(PSD)(Nonlocal Density Functional Theoretical(NLDFT)Advanced Pore Size Distribution(PSD))技术测定。

[0068] 优选地，多孔材料的中孔的体积相对于多孔材料的微孔的体积之比率为至少1:1，更优选在1.1:1至6:1范围内，更优选在1.15:1至5:1的范围内，更优选在1.2:1至4:1范围内。优选地，多孔材料的中孔的体积和多孔材料的微孔体积根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定。

[0069] 优选地，多孔材料的中孔的体积相对于多孔材料的总的孔体积之比率为至少0.5:1，更优选在0.5:1至0.9:1范围内，更优选在0.55:1至0.85:1范围内，更优选在0.6:1至0.8:
1范围内，更优选在0.65:1至0.8:1范围内。优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定多孔材料的中孔的体积和多孔材料的总的孔体积。

[0070] 优选地，多孔材料的中孔的体积为至少0.5ml/g。

[0071] 对于多孔材料的总的孔体积，优选其在0.5至2.25ml/g范围内，更优选在0.55至1.75ml/g范围内，更优选在从0.65至1.70ml/g范围内。优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定多孔材料的总的孔体积。

[0072] 优先地，多孔材料的总的孔体积的小于或等于40％、更优选小于或等于30％、更优选小于或等于25％、更优选小于或等于20％、更优选小于或等于15％、更优选小于或等于10％、更优选小于或等于5％、更优选小于或等于2.5％、更优选小于或等于1％，为孔径大于
20nm的中孔。

[0073] 优选地，多孔材料的中孔的体积在0.50至0.54ml/g范围内，更优选在0.51至0.53ml/g范围内，并且多孔材料的中孔的体积相对于多孔材料的总的孔体积之比率在
0.70:1至0.75:1的范围内，更优选在0.72:1至0.74:1的范围内。优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定多孔材料的中孔的体积和多孔材料的总的孔体积。

[0074] 或者优选地，多孔材料的中孔的体积在0.64至0.70ml/g范围内，更优选在0.65至0.67ml/g范围内，并且多孔材料的中孔的体积相对于多孔材料的总的孔体积之比率在
0.72:1至0.78:1范围内，更优选在0.73:1至0.76:1范围内。优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定多孔材料的中孔的体积和多孔材料的总的孔体积。

[0075] 优选地，多孔材料的微孔的体积——更优选地根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定——为至多0.7ml/g，更优选为至多0.6ml/g。

[0076] 对于多孔材料的BET比表面积，优选其为至少500m2/g，更优选在500至2500m2/g范2 2
围内，更优选在550至1800m/g范围内，更优选在600至1500m/g范围内。

[0077] 优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测量的多孔材料的总的比表面积为至少2 2 2
600m/g，更优选在650至2000m/g范围内，更优选在700至1800m/g范围内。

[0078] 优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测量的，由中孔引起的多孔材料的比表2 2
面积在70至250m/g范围内，更优选在80至170m/g范围内。

[0079] 优选的是，由中孔引起的多孔材料的比表面积相对于多孔材料的总的比表面积之比率在0.07:1至0.40:1范围内，更优选在0.07:1至0.20:1范围内。

[0080] 优选的是，多孔材料是热解碳气凝胶。

[0081] 优选地，多孔材料是活性热解碳气凝胶。

[0082] 优选99至100重量％、更优选99.5至100重量％、更优选99.9至100重量％的多孔材料由碳组成。

[0083] 优选地，小于或等于0.5重量％的多孔材料由氧组成。

[0084] 优选地，小于或等于0.5重量％、更优选小于或等于0.1重量％的多孔材料由氢组成。

[0085] 优选地，小于或等于0.01重量％的多孔材料由氮组成。

[0086] 优选地，多孔材料的灰分含量为小于或等于0.1重量％，更优选小于或等于0.08重量％，更优选小于或等于0.05重量％，更优选小于或等于至0.03重量％，更优选小于或等于0.025重量％，更优选小于或等于0.01重量％，更优选小于或等于0.0075重量％，更优选小于或等于0.005重量％，更优选小于或等于0.001重量％，基于所述多孔材料的重量计，如由全反射X射线荧光数据计算。

[0087] 优选地，通过全反射X射线荧光(TXRF)测量，多孔材料具有的原子序数范围为11至92的元素的杂质的总含量为小于500ppm、更优选小于300ppm、更优选小于200ppm、更优选小于100ppm。

[0088] 优选50至98重量％、更优选60至95重量％的气流GP由光气组成。

[0089] 优选地，根据(iii)将气流GP进行分流，获得两股气流：气流G2和气流GR。

[0090] 优选地，所述方法还包括

[0091] (iv)传送料流G2进入反应区Z2，使气流G2与包含在所述反应区Z2中的催化剂C2接触，从而获得包含光气的气流GF，并且从所述反应区Z2中移出气流GF。

[0092] 优选地，反应区Z2包括包含催化剂C2的反应器，更优选包括一根或多根管的管式反应器，其中催化剂C2填充在所述一根或多根管中。

[0093] 优选地，反应器是冷却反应器，优选冷却管束式反应器。或者，优选反应器是绝热固定床反应器。

[0094] 优选地，冷却反应器包含冷却剂介质，冷却剂介质更优选地具有的温度的范围为50至270℃、更优选60至100℃、更优选70至90℃。优选地，冷却剂介质选自一氯苯和水，更优选一氯苯。

[0095] 对于催化剂C2，没有特别限制，只要其允许获得光气即可。本领域已知的用于制备光气的任何催化剂均可在本发明中用作催化剂C2。优选地，其包含碳。优选地，催化剂C2与催化剂C1具有相同的化学和物理组成。或者，优选地，催化剂C2与催化剂C1具有不同的化学和/或物理组成。更优选地，催化剂C2与催化剂C1具有相同的化学和物理组成。

[0096] 优选地，气流GF中光气的浓度比气流GP中光气的浓度更高。

[0097] 优选至多500重量ppm、更优选0至300重量ppm、更优选0至100重量ppm的气流GF由氯气组成。

[0098] 优选地，所述方法还包括

[0099] (v)使(iv)中获得的气流GF的光气冷凝。在本发明的上下文中，还优选在本发明的方法中进行多步骤冷凝，更优选伴随吸附或蒸馏步骤。

[0100] 优选地，在(iv)或(v)之后，不进行CO的再循环操作。然而，也可以想到，进行CO再循环操作。

[0101] 本发明还涉及用于实施本发明的方法的制备单元，该单元包括

[0102] ‑反应区Z1，包括

[0103] ‑用于传送气流G1进入Z1中的入口装置；

[0104] ‑催化剂C1；

[0105] ‑用于使气流G1与所述催化剂C1接触的反应装置；

[0106] ‑用于从Z1中移出气流GP的出口装置；

[0107] ‑料流分流设备S，用于将气流GP分流成至少两股料流，优选两股料流，包括气流GR和气流G2；

[0108] ‑用于传送气流GP进入所述设备S中的装置；

[0109] ‑至少一个、优选两个装置M，用于将G1制备为包含至少两种料流的混合物；

[0110] ‑返回装置R，用于将从S出来的气流GR传送进入用于制备G1的所述装置M中。

[0111] 优选混合物由至少两种料流组成。

[0112] 优选反应区Z1的反应装置是反应器。

[0113] 优选反应区Z1的反应器是包含一根或多根管的管式反应器，更优选管束式反应器。

[0114] 优选地，管式反应器包含一根或多根管并且催化剂C1包含在所述一根或多根管中。

[0115] 优选地，管式反应器包含1至10000根管，更优选1000至9000根管。

[0116] 优选地，管式反应器的管的长度在1.5至12m范围内，更优选在1.8至10m范围内，更优选在1.9至5m范围内。

[0117] 优选管式反应器的一根或多根管，更优选管式反应器的管，其内径在20至90mm范围内，更优选在30至60mm范围内，更优选在35至50mm范围内。

[0118] 优选管式反应器的一根或多根管，更优选管式反应器的管，其壁厚在2.0至4.0mm范围内，优选在2.5至3.0mm范围内。

[0119] 优选地，管式反应器的一根或多根管，更优选管式反应器的管，由耐腐蚀材料制成，优选由铁基合金、镍基合金或镍制成，更优选由双相钢1.4462、不锈钢1.4571或不锈钢1.4541制成。

[0120] 优选地，使反应区Z1的反应装置冷却，更优选用水和一氯苯中的一种或多种进行冷却，更优选用一氯苯进行冷却。

[0121] 优选反应区Z1的反应装置是冷却管束式反应器。优选地，冷却反应器包括一个或多个冷却区，更优选包括一个区或两个冷却区。

[0122] 优选冷却反应器包含一个或多个冷却区，更优选包含一个区或两个冷却区。当冷却反应器包含一个冷却区时，优选冷却剂介质的温度在50至270℃范围内，更优选范围为60至100℃，更优选范围为70至90℃。

[0123] 当冷却反应器优选包括一个冷却区时，优选所述冷却区包括用于将冷却剂介质引入冷却管中的入口装置和用于回收冷却剂介质的出口装置。这种配置如图2a、2b、3和5所示。

[0124] 当冷却反应器优选包括两个冷却区(第一冷却区和第二冷却区)时，优选地，第一冷却区包括用于将第一冷却剂介质引入冷却管中的第一入口装置和用于回收第一冷却剂介质的第一出口装置；并且第二冷却区包括用于将第二冷却剂介质引入冷却管中的第二入口装置和用于回收第二冷却剂介质的第二出口装置。这种配置如图6所示。更优选地，第一冷却剂介质和第二冷却剂介质是相同的冷却剂介质。现认为，这种具有两个区域的配置会允许节省在用于产生高价值蒸汽的反应区域Z1中发生的生热。第一冷却区可以例如在200至300℃的温度范围内、优选在约250℃下运行。优选地，随着传热油在第一冷却区中流过，可以将由反应区Z1的反应器中的催化剂C1的反应产生的热量从反应区Z1的反应器中排出。因此，从第一冷却区回收的油可以用于在另一个热交换器(在用于制备光气的制备单元外部)中加热溶剂。第二冷却区可以在正常条件下运行，即在约80℃下。具有多于一个冷却区的反应器可以如WO 03/072237A1中所记载的。

[0125] 或者优选地，反应区Z1的反应装置是非冷却反应装置，并且反应区Z1还包括位于反应装置下游的冷却装置。

[0126] 优选地，当反应区Z1的反应装置为非冷却反应装置时，返回装置R还包括冷却装置。

[0127] 优选地，非冷却反应装置是绝热固定床反应器。

[0128] 在本发明的上下文中，优选返回装置R为返回管，更优选为Z1反应器的外部返回管或Z1反应器的内部返回管，更优选外部返回管。

[0129] 在这方面，应注意，返回管的内径通常会根据容量而定。优选地，返回管的内径在100至500mm范围内、更优选在150至300mm范围内。

[0130] 优选地，返回管由耐腐蚀材料制成，更优选地由铁基合金、镍基合金或镍制成，更优选地由双相钢1.4462、不锈钢1.4571或不锈钢1.4541制成。

[0131] 优选地，所述单元包括用于将G1制备为包含至少两种料流、更优选由至少两种料流组成的混合物的两个装置M。装置M(e)优选为用于混合GR和气流G0(k)的喷射器，以及装置M(s)优选为静态混合器。

[0132] 优选地，装置M(s)位于装置M(e)的上游，装置M(s)是用于合并G0(1)和G0(2)的静态混合器，并且装置M(e)是用于使GR与合并的气流G0(1)和G0(2)混合的喷射器。

[0133] 优选地，作为替代方案，装置M(e)位于装置M(s)的上游，装置M(e)是用于使GR与G0(1)或G0(2)混合的喷射器，并且装置M(s)是用于使G0(1)和G0(2)中的另一个与混合气流G0(1)或G0(2)进行合并的静态混合器。

[0134] 优选地，制备单元还包括：

[0135] ‑反应区Z2，包括

[0136] ‑用于传送气流G2进入Z2中的入口装置；

[0137] ‑催化剂C2；

[0138] ‑用于使气流G1与所述催化剂C2接触的反应装置；

[0139] ‑用于从Z2中移出气流GF的出口装置；

[0140] 优选反应区Z2的反应装置是反应器。

[0141] 优选反应区Z2的反应器是包括一根或多根管的管式反应器，更优选管束式反应器。本发明中使用的反应器可以是本领域技术人员已知的任何冷却反应器，例如反应器可以是如WO 03/072237A1中所记载的。

[0142] 优选地，管式反应器包括一根或多根管并且催化剂C2包含在一根或多根管中。

[0143] 优选地，管式反应器包括1至10000根管，更优选1000至9000根管。

[0144] 优选地，管式反应器的一根或多根管，更优选管式反应器的管，其长度在1.5至12m范围内，更优选在1.8至10m范围内，更优选在1.9至5m范围内。

[0145] 优选地，管式反应器的一根或多根管，更优选管式反应器的管，其内径在20至90mm范围内，更优选在30至60mm范围内，更优选在35至50mm范围内。

[0146] 优选地，管式反应器的一根或多根管，更优选管式反应器的管，其壁厚在2.0至4.0mm范围内，更优选在2.5至3.0mm范围内。

[0147] 优选地，管式反应器的一根或多根管，更优选管式反应器的管，其由耐腐蚀材料制成，更优选由铁基合金、镍基合金或镍制成，更优选地由双相钢1.4462、不锈钢1.4571或不锈钢1.4541制成。

[0148] 优选地，反应区Z2的反应装置用冷却剂介质冷却，其中冷却剂介质为水和一氯苯中的一种或多种，更优选一氯苯。

[0149] 优选地，反应区Z2的反应装置是冷却管束式反应器。

[0150] 优选地，作为替代方案，反应区Z2的反应装置是绝热固定床反应器。

[0151] 在本发明的上下文中，优选由制备单元获得的光气的表面负载量在0.5至6kg/m2s2 2
范围内，更优选在0.7至5kg/m s范围内，更优选在0.7至4kg/m s范围内，更优选在0.8至
2
3.5kg/ms范围内。

[0152] 优选地，制备单元还包括用于冷凝气流GF的光气的装置。

[0153] 本发明还涉及本发明的制备单元用于连续制备光气的用途。

[0154] 为了完整起见，在本发明的上下文中，应注意，由于气流GR、G2和GP具有相同的化学组成，其本身排除了在反应区、优选反应器下游使用冷凝器，由此排除了气流GR在制备G1之前流过冷凝器以及气流GP在根据(iii)的分流之前流过冷凝器。

[0155] 本发明通过以下实施方案的组和由所示的依赖关系和反向参考所得到的实施方案的组合来进一步说明。特别地，应注意，在提到实施方案的范围的每个实例中，例如在诸如“实施方案1至4中的任一项所述的方法”的术语的上下文中，该范围内的每个实施方案都意在对技术人员明确公开，即该术语的措辞应被技术人员理解为与“实施方案1、2、3和4中的任一项所述的方法”同义。此外，应明确注意，以下实施方案的组代表了针对本发明的优选方面的概括描述的适当结构部分，从而适当地支持本发明，但不代表本发明的权利要求。

[0156] 1.一种制备光气的连续方法，包括

[0157] (i)提供包含一氧化碳(CO)和氯气(Cl2)的气流G1；

[0158] (ii)传送气流G1进入反应区Z1，使气流G1与包含在所述反应区Z1中的催化剂C1接触，从而获得包含光气、以及一氧化碳和氯气中的一种或多种的气流GP，并且从所述反应区Z1中移出气流GP；

[0159] (iii)将气流GP分流，获得包含气流G2和气流GR的至少两股气流，G2和GR具有与GP相同的化学组成，其中气流GR的质量流量f(GR)相对于气流G2的质量流量f(G2)的比率，f(GR):f(G2)，在0.1:1至20:1的范围内；

[0160] 其中在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)提供气流G1包括：

[0161] 将G1制备为包含至少两种气流的混合物，所述至少两种气流包含气流GR和j种气流G0(k)，其中k＝1，...j，其中j种气流G0(k)在总体上包含一氧化碳(CO)和氯气(Cl2)并且其中j在1至3范围内。

[0162] 2.根据实施方案1所述的方法，其中j为1或2，优选为2。

[0163] 3.根据实施方案1或2所述的方法，其中f(GR):f(G2)比率在0.2:1至10:1范围内，优选在0.25:1至4:1范围内，更优选在0.3:1至3:1范围内，更优选在0.3:1至1.5:1范围内，或优选在5:1至8:1范围内。

[0164] 4.根据实施方案1至3中任一项所述的方法，其中在j种气流G0(k)中，总体上氯气的摩尔量与一氧化碳的摩尔量的摩尔比率在0.6:1至0.999:1范围内，优选在0.7:1至0.98范围内，更优选在0.85:1至0.95:1范围内。

[0165] 5.根据实施方案1至4中任一项所述的方法，其中在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)提供气流G1包括：

[0166] 将G1制备为包含三种气流的混合物、优选由这三种气流组成的混合物，所述三种气流是气流GR和两种气流G0(1)和G0(2)，其中两种气流G0(1)和G0(2)在总体上包含一氧化碳(CO)和氯气(Cl2)。

[0167] 6.根据实施方案1至5中任一项所述的方法，其中在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)提供气流G1包括：

[0168] 将G1制备为包含三种气流GR、G0(1)和G0(2)的混合物，更优选由这三种气流组成的混合物，G0(1)包含一氧化碳(CO)，并且G0(2)包含氯气(Cl2)，其包括

[0169] ‑将气流G0(1)与气流G0(2)合并，优选在静态混合器中，并且

[0170] ‑将气流GR与合并的气流G0(1)和G0(2)混合。

[0171] 7.根据实施方案6所述的方法，其中根据(i)，气流GR与合并的两种气流G0(1)和G0(2)的混合在混合设备中进行，其中所述混合设备是喷射器、静态混合器或动态混合器，优选喷射器，其中喷射器更优选由合并的气流G0(1)和G0(2)驱动。

[0172] 8.根据实施方案6或7所述的方法，其中合并的气流G0(1)和G0(2)具有压力P0并且气流GR具有压力PR，其中P0>PR，其中优选气流G1具有压力P1并且P0>P1>PR；其中更优选地压力P0范围为2至20巴(绝对)，更优选4至10巴(绝对)。

[0173] 9.根据实施方案6至8中任一项所述的方法，其中在合并的气流G0(1)和G0(2)中，氯气的摩尔量与一氧化碳的摩尔量的摩尔比率在0.6:1至0.999:1范围内，优选在0.7:1至0.98范围内，更优选在0.85:1至0.95:1范围内。

[0174] 10.根据实施方案1至9中任一项所述的方法，其中再循环比率是气流GR的质量流量f(GR)相对于气流GP的质量流量f(GP)的比率，f(GR):f(GP)，其在0.2:1至0.95:1范围内，优选在0.25:1至0.8:1范围内，更优选在0.3:1至0.7:1范围内，更优选在0.35:1至0.6:1范围内。

[0175] 11.根据实施方案1至10中任一项所述的方法，其中气流G1的温度T(G1)在20℃至200℃范围内、优选在50℃至90℃范围内、更优选在70℃至80℃范围内。

[0176] 12.根据实施方案1至11中任一项所述的方法，其中气流G0(k)的温度T(G0(k))在25℃至60℃范围内、优选在30℃至40℃范围内，

[0177] 其中优选地，就实施方案12从属于实施方案6而言，气流G0(1)的温度T(G0(1))在25至60℃范围内、更优选在30至40℃范围内，并且气流G0(2)的温度T(G0(2))在25至60℃的范围内，更优选在30至40℃的范围内。

[0178] 13.根据实施方案1至5中任一项所述的方法，其中在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)提供气流G1包括：

[0179] 将G1制备为包含三种气流GR、G0(1)和G0(2)的混合物，更优选由这三种气流组成的混合物，其中G0(1)包含一氧化碳(CO)并且G0(2)包含氯气(Cl2)，其包括[0180] ‑将气流G0(1)与气流GR混合，并且

[0181] ‑将气流G0(2)与混合气流G0(1)和GR合并，优选在静态混合器中。

[0182] 14.根据实施方案13所述的方法，其中根据(i)，气流G0(1)与气流GR的混合在混合设备中进行，其中混合设备是喷射器、静态混合器或动态混合器，更优选喷射器，其中喷射器更优选地由气流G0(1)驱动。

[0183] 15.根据实施方案13或14所述的方法，其中气流G0(1)具有压力P0(1)并且气流GR具有压力PR，其中P0(1)＞PR；其中更优选压力P0的范围为2至20巴(绝对)、更优选4至10巴(绝对)。

[0184] 16.根据实施方案1至5中任一项所述的方法，其中在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)提供气流G1包括

[0185] 将G1制备为包含三种气流GR、G0(1)和G0(2)的混合物、更优选由这三种气流组成的混合物，其中G0(1)包含(CO)并且G0(2)包含氯气(Cl2)，其包括

[0186] ‑将气流G0(2)与气流GR混合，并且

[0187] ‑将气流G0(1)与混合气流G0(2)和GR合并，优选在静态混合器中。

[0188] 17.根据实施方案16所述的方法，其中根据(i)，气流G0(2)与气流GR的混合在混合设备中进行，其中混合设备是喷射器、静态混合器或动态混合器，优选喷射器，其中喷射器更优选地由气流G0(2)驱动。

[0189] 18.根据实施方案16或17所述的方法，其中气流G0(2)具有压力P0(2)并且气流GR具有压力PR，其中P0(2)>PR；其中更优选地压力P0的范围为2至20巴(绝对)、优选4至10巴(绝对)。

[0190] 19.根据实施方案5至18中任一项所述的方法，其中99至100重量％、优选99.5至100重量％、更优选99.9至100重量％的气流G0(1)由一氧化碳组成。

[0191] 20.根据实施方案5至19中任一项所述的方法，其中99至100重量％、优选99.5至100重量％、更优选99.9至100重量％的气流G0(2)由氯气组成。

[0192] 21.根据实施方案1至20中任一项所述的方法，其中反应区Z1包括含有催化剂C1的反应器。

[0193] 22.根据实施方案21所述的方法，其中反应器是包括一根或多根管的管式反应器，其中催化剂C1填充在所述一根或多根管中。

[0194] 23.根据实施方案22所述的方法，其中反应器中的气流为至多450℃，优选至多400℃，更优选至多350℃，该温度优选采用多点式热电偶进行测量。

[0195] 24.根据实施方案22或23所述的方法，其中反应器是冷却反应器，优选冷却管束式反应器。

[0196] 25.根据实施方案22至24中任一项所述的方法，其中反应器包含冷却剂介质，所述冷却剂介质优选具有范围为50至270℃、更优选范围为60至100℃、更优选范围为70至90℃的温度，其中冷却剂介质优选地选自一氯苯和水，更优选一氯苯。

[0197] 26.根据实施方案21所述的方法，其中反应器是非冷却反应器，优选绝热固定床反应器。

[0198] 27.根据实施方案26所述的方法，其中在连续方法的标准操作模式期间根据(i)将G1制备为包含至少两种料流、优选由至少两种料流组成的混合物之前，所述方法还包括冷却气流GR，优选使用热交换器。

[0199] 28.根据实施方案26所述的方法，其中(ii)还包括将气流GP传送至包括在反应区Z1中的冷却装置中，然后从所述反应区Z1中移出，其中冷却装置优选为一根或多根冷却管。

[0200] 29.根据实施方案1至28中任一项所述的方法，还包括，

[0201] 在(iii)之后，使气流GR穿过返回装置R，然后在连续方法的标准操作模式期间，根据(i)，在喷射器中，将G1制备为包含至少两种料流、优选由至少两种料流组成的混合物。

[0202] 30.根据实施方案29所述的方法，就其从属于实施方案22至28中任一项而言，其中返回装置R形成反应器外部的回路，用于在连续方法的标准操作模式期间，再循环GR并且根据(i)，将其与G0(k)混合。

[0203] 31.根据实施方案1至30中任一项所述的方法，其中催化剂C1包含、优选是包含碳、微孔和中孔的多孔材料，其中所述微孔具有小于2nm的孔径，优选根据DIN 66135‑2测定；并且其中所述中孔的孔径在2nm至50nm范围内，优选根据DIN 66134测定；

[0204] 其中多孔材料的中孔的体积，优选根据双等温线非局部密度泛函理论(NLDFT)高级孔径分布(PSD)技术测定，为至少0.45ml/g。

[0205] 32.根据实施方案31所述的方法，其中多孔材料的中孔的体积相对于多孔材料的微孔的体积之比率为至少1:1，更优选在1.1:1至6:1范围内，更优选在1.15:1至5:1范围内，更优选在1.2:1至4:1范围内，优选地，多孔材料的中孔的体积和多孔材料的微孔体积根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定。

[0206] 33.根据实施方案31或32所述的方法，其中多孔材料的中孔的体积相对于多孔材料的总的孔体积之比率为至少0.5:1，优选在0.5:1至0.9:1范围内，更优选在0.55:1至0.85:1范围内，更优选在0.6:1至0.8:1范围内，更优选在0.65:1至0.8:1范围内；优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定多孔材料的中孔的体积和多孔材料的总的孔体积。

[0207] 34.根据实施方案31至33中任一项所述的方法，其中多孔材料的中孔的体积为至少0.5ml/g。

[0208] 35.根据实施方案31至34中任一项所述的方法，其中多孔材料的总的孔体积在0.5至2.25ml/g范围内，优选在0.55至1.75ml/g范围内，更优选在从0.65至1.70ml/g范围内；优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定多孔材料的总的孔体积。

[0209] 36.根据实施方案31至35中任一项所述的方法，其中多孔材料的总的孔体积的小于或等于40％、优选小于或等于30％、更优选小于或等于25％、更优选小于或等于20％、更优选小于或等于15％、更优选小于或等于10％、更优选小于或等于5％、更优选小于或等于2.5％、更优选小于或等于1％，为孔径大于20nm的中孔。

[0210] 37.根据实施方案31至36中任一项所述的方法，其中多孔材料的中孔的体积在0.50至0.54ml/g范围内，优选在0.51至0.53ml/g范围内，并且多孔材料的中孔的体积相对于多孔材料的总的孔体积之比率在0.70:1至0.75:1的范围内，优选在0.72:1至0.74:1的范围内；优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定多孔材料的中孔的体积和多孔材料的总的孔体积。

[0211] 38.根据实施方案31至36中任一项所述的方法，其中多孔材料的中孔的体积在0.64至0.70ml/g范围内，优选在0.65至0.67ml/g范围内，并且多孔材料的中孔的体积相对于多孔材料的总的孔体积之比率在0.72:1至0.78:1范围内，优选在0.73:1至0.76:1范围内；优选地，根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定多孔材料的中孔的体积和多孔材料的总的孔体积。

[0212] 39.根据实施方案31至38中任一项所述的方法，其中优选地根据双等温线NLDFT高级PSD技术测定，多孔材料的微孔的体积为至多0.7ml/g，优选为至多0.6ml/g。

[0213] 40.根据实施方案31至39中任一项所述的方法，其中多孔材料的BET比表面积为至2 2 2
少500m /g，优选在500至2500m/g范围内，更优选在550至1800m /g范围内，更优选在600至
2
1500m/g范围内。

[0214] 41.根据实施方案31至40中任一项所述的方法，其中根据双等温线NLDFT高级PSD2 2
技术测量，多孔材料的总的比表面积为至少600m/g，优选在650至2000m/g范围内，更优选
2
在700至1800m/g范围内。

[0215] 42.根据实施方案31至41中任一项所述的方法，其中根据双等温线NLDFT高级PSD2 2
技术测量，由中孔引起的多孔材料的比表面积在70至250m/g范围内，优选在80至170m /g范围内。

[0216] 43.根据实施方案42所述的方法，其中由中孔引起的多孔材料的比表面积相对于多孔材料的总的比表面积之比率在0.07:1至0.40:1范围内，优选在0.07:1至0.20:1范围内。

[0217] 44.根据实施方案31至43中任一项所述的方法，其中多孔材料是热解碳气凝胶，优选活性热解碳气凝胶。

[0218] 45.根据实施方案31至44中任一项所述的方法，其中99至100重量％、更优选99.5至100重量％、更优选99.9至100重量％的多孔材料由碳组成。

[0219] 46.根据实施方案31至45中任一项所述的方法，其中小于或等于0.5重量％的多孔材料由氧组成。

[0220] 47.根据实施方案31至46中任一项所述的方法，其中小于或等于0.5重量％、优选小于或等于0.1重量％的多孔材料由氢组成。

[0221] 48.根据实施方案1至17中任一项所述的方法，其中小于或等于0.01重量％的多孔材料由氮组成。

[0222] 49.根据实施方案1至18中任一项所述的方法，其中多孔材料的灰分含量为小于或等于0.1重量％，优选小于或等于0.08重量％，更优选小于或等于0.05重量％，更优选小于或等于至0.03重量％，更优选小于或等于0.025重量％，更优选小于或等于0.01重量％，更优选小于或等于0.0075重量％，更优选小于或等于0.005重量％，更优选小于或等于0.001重量％，基于所述多孔材料的重量计，由全反射X射线荧光数据计算。

[0223] 50.根据实施方案1至19中任一项所述的方法，其中通过全反射X射线荧光(TXRF)测量，多孔材料具有的原子序数范围为11至92的元素的杂质的总含量为小于500ppm、优选小于300ppm、更优选小于200ppm、更优选小于100ppm。

[0224] 51.根据实施方案1至50中任一项所述的方法，其中50至98重量％、优选60至95重量％的气流GP由光气组成。

[0225] 52.根据实施方案1至51中任一项所述的方法，其中根据(iii)使气流GP进行分流，获得两股气流：气流G2和气流GR。

[0226] 53.根据实施方案1至52中任一项所述的方法，还包括

[0227] (iv)传送料流G2进入反应区Z2，使气流G2与包含在所述反应区Z2中的催化剂C2接触，从而获得包含光气的气流GF，并且从所述反应区Z2中移出气流GF。

[0228] 54.根据实施方案53所述的方法，其中反应区Z2包括包含催化剂C2的反应器，优选包括一根或多根管的管式反应器，其中催化剂C2填充在所述一根或多根管中。

[0229] 55.根据实施方案54所述的方法，其中反应器是冷却反应器，优选冷却管束式反应器；或者反应器是非冷却反应器，优选绝热固定床反应器。

[0230] 56.根据实施方案55所述的方法，其中冷却反应器包含冷却剂介质，冷却剂介质优选地具有范围为50至270℃、更优选60至100℃、更优选70至90℃的温度；其中优选地，冷却剂介质选自一氯苯和水，更优选一氯苯。

[0231] 57.根据实施方案53至56中任一项所述的方法，其中催化剂C2包含碳，其中优选催化剂C2与催化剂C1具有相同的化学和物理组成，或者优选催化剂C2与催化剂C1具有不同的化学和/或物理组成，更优选催化剂C2与催化剂C1具有相同的化学和物理组成。

[0232] 58.根据实施方案53至57中任一项所述的方法，其中气流GF中光气的浓度比气流GP中光气的浓度更高。

[0233] 59.根据实施方案53至58中任一项所述的方法，其中至多500重量ppm、优选0至300重量ppm、更优选0至100重量ppm的气流GF由氯气组成。

[0234] 60.根据实施方案1至59中任一项所述的方法，还包括

[0235] (v)使(iv)中获得的气流GF的光气冷凝。

[0236] 61.根据实施方案1至60中任一项所述的方法，在(iv)或(v)之后，不进行CO的再循环操作。

[0237] 62.用于实施实施方案1至61中任一项所述的方法的制备单元，该单元包括[0238] ‑反应区Z1，包括

[0239] ‑用于传送气流G1进入Z1中的入口装置；

[0240] ‑催化剂C1；

[0241] ‑用于使气流G1与所述催化剂C1接触的反应装置；

[0242] ‑用于从Z1中移出气流GP的出口装置；

[0243] ‑料流分流设备S，用于将气流GP分流成至少两股料流，优选两股料流，包括气流GR和气流G2；

[0244] ‑用于传送气流GP进入所述设备S中的装置；

[0245] ‑至少一个、优选两个装置M，用于将G1制备为包含至少两种料流、优选由至少两种料流组成的混合物；

[0246] ‑返回装置R，用于将从S出来的气流GR传送进入用于制备G1的所述装置M中。

[0247] 63.根据实施方案62所述的制备单元，其中反应区Z1的反应装置是反应器，优选包含一根或多根管的管式反应器，更优选管束式反应器。

[0248] 64.根据实施方案63所述的制备单元，其中管式反应器包含一根或多根管并且催化剂C1包含在所述一根或多根管中。

[0249] 65.根据实施方案63或64所述的制备单元，其中管式反应器包含1至10000根管，优选1000至9000根管。

[0250] 66.根据实施方案63至65中任一项所述的制备单元，其中管式反应器的管的长度在1.5至12m范围内，优选在1.8至10m范围内，更优选在1.9至5m范围内。

[0251] 67.根据实施方案63至66中任一项所述的制备单元，其中管式反应器的一根或多根管，优选管式反应器的管，其内径在20至90mm范围内，优选在30至60mm范围内，更优选在35至50mm范围内。

[0252] 68.根据实施方案63至67中任一项所述的制备单元，其中管式反应器的一根或多根管，优选管式反应器的管，其壁厚在2.0至4.0mm范围内，优选在2.5至3.0mm范围内。

[0253] 69.根据实施方案63至68中任一项所述的制备单元，其中管式反应器的一根或多根管，优选管式反应器的管，由耐腐蚀材料制成，优选由铁基合金、镍基合金或镍制成，更优选由双相钢1.4462、不锈钢1.4571或不锈钢1.4541制成。

[0254] 70.根据实施方案62至69中任一项所述的制备单元，其中使反应区Z1的反应装置冷却，优选用水和一氯苯中的一种或多种进行冷却，更优选用一氯苯进行，其中反应区Z1的反应装置是冷却管束式反应器。

[0255] 71.根据实施方案70所述的制备单元，其中冷却反应器包括一个或多个冷却区，更优选包括一个区或两个冷却区。

[0256] 72.根据实施方案62所述的制备单元，其中反应区Z1的反应装置是非冷却反应装置，并且反应区Z1还包括位于反应装置区下游的冷却装置。

[0257] 73.根据实施方案72所述的制备单元，其中返回装置R还包括冷却装置。

[0258] 74.根据实施方案72或73所述的制备单元，其中非冷却反应装置是绝热固定床反应器。

[0259] 75.根据实施方案62至74中任一项所述的制备单元，其中返回装置R为返回管，优选为至Z1反应器的外部返回管或至Z1反应器的内部返回管，更优选外部返回管。

[0260] 76.根据实施方案75所述的制备单元，其中返回管的内径在100至500mm范围内、更优选在150至300mm范围内。

[0261] 77.根据实施方案75或76所述的制备单元，其中返回管由耐腐蚀材料制成，优选地由铁基合金、镍基合金或镍制成，更优选地由双相钢1.4462、不锈钢1.4571或不锈钢1.4541制成。

[0262] 78.根据实施方案62至77中任一项所述的制备单元，其中所述单元包括用于将G1制备为包含至少两种料流、优选由至少两种料流组成的混合物的两个装置M，其中装置M(e)为用于混合GR和气流G0(k)的喷射器，以及装置M(s)为静态混合器。

[0263] 79.根据实施方案78所述的制备单元，其中装置M(s)位于装置M(e)的上游，其中装置M(s)是用于合并G0(1)和G0(2)的静态混合器，并且装置M(e)是用于使GR与合并的G0(1)和G0(2)混合的喷射器。

[0264] 80.根据实施方案78所述的制备单元，其中装置M(e)位于装置M(s)的上游，其中装置M(e)是用于使GR与G0(1)或G0(2)混合的喷射器，并且装置M(s)是用于使G0(1)和G0(2)中的另一个与混合的G0(1)或G0(2)进行合并的静态混合器。

[0265] 81.实施方案62至80中任一项所述的制备单元，还包括：

[0266] ‑反应区Z2，包括

[0267] ‑用于传送气流G2进入Z2中的入口装置；

[0268] ‑催化剂C2；

[0269] ‑用于使气流G1与所述催化剂C2接触的反应装置；

[0270] ‑用于从Z2中移出气流GF的出口装置。

[0271] 82.根据实施方案81所述的制备单元，其中反应区Z2的反应装置是反应器，优选包括一根或多根管的管式反应器，更优选管束式反应器。

[0272] 83.根据实施方案82所述的制备单元，其中管式反应器包含一根或多根管并且催化剂C2包含在一根或多根管中。

[0273] 84.根据实施方案82或83所述的制备单元，其中管式反应器包括1至10000根管，优选1000至9000根管。

[0274] 85.根据实施方案82至84中任一项所述的制备单元，其中管式反应器的一根或多根管，优选管式反应器的管，其长度在1.5至12m范围内，优选在1.8至10m范围内，更优选在1.9至5m范围内。

[0275] 86.根据实施方案82至85中任一项所述的制备单元，其中管式反应器的一根或多根管，优选管式反应器的管，其内径在20至90mm范围内，优选在30至60mm范围内，更优选在35至50mm范围内。

[0276] 87.根据实施方案82至86中任一项所述的制备单元，其中管式反应器的一根或多根管，优选管式反应器的管，其壁厚在2.0至4.0mm范围内，优选在2.5至3.0mm范围内。

[0277] 88.根据实施方案82至87中任一项所述的制备单元，其中管式反应器的一根或多根管，更优选管式反应器的管，其由耐腐蚀材料制成，优选由铁基合金、镍基合金或镍制成，更优选地由双相钢1.4462、不锈钢1.4571或不锈钢1.4541制成。

[0278] 89.根据实施方案81至88中任一项所述的制备单元，其中反应区Z2的反应装置用冷却剂介质冷却，其中冷却剂介质为水和一氯苯中的一种或多种，更优选一氯苯，其中反应区Z2的反应装置是冷却管束式反应器。

[0279] 90.根据实施方案81至89中任一项所述的制备单元，其中由制备单元获得的光气2 2 2
的表面负载量在0.5至6kg/m s范围内，优选在0.7至5kg/m s范围内，更优选在0.7至4kg/m s
2
范围内，更优选在0.8至3.5kg/ms范围内。

[0280] 91.根据实施方案81至90中任一项所述的制备单元，还包括用于冷凝气流GF的光气的装置。

[0281] 92.实施方案62至91中任一项所述的制备单元或实施方案1至61中任一项所述的方法用于连续制备光气的用途。

[0282] 在本发明的上下文中，术语“A、B和C中的一个/种或多个/种”意在公开A、或B、或C、或A和B、或A和C、或B和C、或A、B和C。在此方面，应注意，技术人员能够将上述抽象术语转移为具体示例，例如A、B和C是具体元素，例如Li、Na和K。在此方面，还应注意，技术人员能够将上述术语扩展到所述特征的不太具体的实现方式，例如“A和B中的一个/种或多个/种”公开了A、或B、或A和B。

[0283] 在本发明的上下文中，术语“多孔材料的总的孔体积”和“总的孔体积”是指多孔材料的中孔的体积和多孔材料的微孔的体积之总和。

[0284] 在本发明的上下文中，多孔材料的总的孔体积是多孔材料的中孔的体积和多孔材料的微孔的体积之总和。

[0285] 在本发明的上下文中，多孔材料的总的比表面积优选通过双等温线NLDFT高级孔径分布(Micromeritics ASAP 2020_Micromeritics Instrument Corp.，Norcross，GA，2
USA)测定。NLDFT表面积以单位m/g表达。NLDFT高级孔径分布(NLDFT Advanced Pore Size Distribution)技术采用最多两种惰性气体，即氮气和二氧化碳，来测量吸附在材料上的气体的量，并可用于测定给定材料的可接触的表面积。

[0286] 此外，在本发明的上下文中，多孔材料的总的孔体积优选地通过双等温线NLDFT高级孔径分布(Micromeretics ASAP 2020_Micromeretics Instrument Corp.,Norcross,GA,USA)测定。所述总的孔体积以ml/g表示。NLDFT高级孔径分布技术采用最多两种惰性气体，即氮气和二氧化碳，来测量吸附在给定材料上的气体的量，并可用于测定所述给定材料的总的孔体积。类似地，通过相同的方法测定一定孔径范围内的孔(中孔、微孔)的体积。因此，多孔材料的中孔的体积和多孔材料的微孔的体积由双等温线NLDFT高级孔径分布(Micromeretics ASAP 2020)进行测定。

[0287] 在本发明的上下文中，术语“BET比表面积”是指可通过BET技术测量的材料(例如2
多孔材料)的总的比表面积。BET比表面积以m /g表示。例如，BET比表面积可以通过BET(Brunauer/Emmett/Teller)方法、通过使用Micrometries ASAP 2420装置物理吸附‑196℃下的氮(液氮)来测定。

[0288] 在本发明的上下文中，应注意，用于测量反应管中的给定气体的温度的多点式热电偶是DE 10110847 A1中所记载的类型。

[0289] 通过下文实施例1至5和图2至6，对于本发明作进一步说明。

[0290] 实施例

[0291] 以下使用的多点式热电偶如在DE 10110847 A1中所记载的。

[0292] 参考实施例1：含碳催化剂的制备

[0293] 催化剂(多孔碳材料)5和7通过WO 2012/092210 A1中定义的方法制备：一种制备这种高表面积活性炭材料的方法是由含碳的有机结构单元制备合成聚合物(例如，聚合物凝胶)。例如，改变聚合和胶凝条件(温度、持续时间等)允许获得不同的催化剂。与现有的有机材料一样，将合成制备的聚合物进行干燥(例如，通过蒸发或冷冻干燥)、热解并活化以制备活性炭材料(例如，气凝胶或干凝胶)。因此，制备催化剂4至7(包含碳、微孔和中孔的多孔材料(热解碳气凝胶))的方法，包括：

[0294] 制备包含溶剂(水/乙酸)、催化剂(乙酸铵催化剂)、第一单体(间苯二酚)和第二单体(甲醛)的混合物；

[0295] 使混合物中的第一单体与第二单体共聚，获得树脂混合物；

[0296] 使所获得的树脂混合物在固化温度(例如，95℃)下固化，获得包含溶剂以及由第一单体和第二单体的共聚形成的聚合物的聚合物组合物，其中在聚合物组合物中的溶剂浓度为至少40重量％，基于聚合物组合物的总重量计；并且

[0297] 使所获得的聚合物组合物在热解温度下进行热解，从而基本上除去溶剂并且热解聚合物以得到碳材料。或者，该方法包括；

[0298] 制备包含溶剂(水/乙酸)、催化剂(乙酸铵催化剂)、第一单体(间苯二酚)和第二单体(甲醛)的混合物，并且使反应混合物维持在反应温度下，维持时间为反应时间；

[0299] 使所获得的混合物的第一单体和第二单体共聚，从而获得树脂混合物；

[0300] 使所获得的树脂混合物在固化温度(例如，95℃)下固化，获得包含溶剂以及由第一单体和第二单体的共聚形成的聚合物的聚合物组合物；

[0301] 使所获得的聚合物组合物在热解温度下进行热解，从而基本上除去溶剂并且热解聚合物，以获得碳材料；并且

[0302] 任选地在活化温度下活化碳材料，从而将表面积和孔体积增加至所需的水平以得到多孔碳材料5和7。固化在升高的温度下完成，例如约95℃。

[0303]

[0304] 对比例1：非根据本发明的光气制备

[0305] 将内径为39.3mm且长度为2m的反应管用来自Donau Carbon的4mm活性炭挤出物填充。将包含CO和Cl2的进料进料至用于制备光气的系统中的在4巴入口压力下操作的反应2
管，所述进料对应于3kg光气/m s的载量且CO摩尔量过量5％。使用一氯苯，在80℃温度下，对反应管进行冷却。氯气的转化率为约97.6％。反应管中的温度分布用多点式热电偶测量。
热点温度为约590℃。管内温度曲线(temperature profile)如图1所示。反应管的出口处的CCl4浓度(通过在线GC测量)约为83vol‑ppm。

[0306] 实施例1：根据本发明的光气制备

[0307] 为了制备实施例1的光气，使用对比例1的用于制备光气的系统和方法，不同之处在于将在反应管出口端获得的一部分产物气流再循环，这部分(GR)相当于初始进料气流量的45％。再循环包括通过喷射器吸入该部分并且将该部分混入进料流中。喷射器位于反应管的入口端的上游(f(GR):f(G2)＝0.45:1和f(GR):f(GP)＝0.31:1)。用于制备光气的系统如图2所示。与采用对比例1的方法获得的热点(hot‑spot)相比，热点温度下降至407℃，并且氯气转化率为93.7％。管内温度曲线如图1所示。反应管的出口端的CCl4浓度低于1vol‑ppm的检测限。

[0308] 用于实施实施例1的方法的典型的制备单元如图2a所示(在通过反应区Z1后获得93.7％的氯气转化率)。

[0309] 实施例2：根据本发明的光气制备

[0310] 为了制备实施例2的光气，使用实施例1的用于制备光气的系统和方法，不同之处在于，将来自Donau Carbon的活性炭催化剂替换为如参考实施例1中制备的活性炭催化剂，以及将相当于初始进料气流量的62％的更大的部分进行再循环(f(GR):f(G2)＝0.62:1且f(GR):f(GP)＝0.383:1)，以用于控制热点温度，所述热点温度为408℃，这与采用实施例1获得的热点相当。再循环包括通过喷射器将这部分吸入并且混入进料流中。喷射器位于反应管的入口端的上游。与对比例1的方法相比，氯气转化率增加并且为98.9％。管内温度曲线如图1所示。反应器的出口端的CCl4浓度保持低于1vol‑ppm的检测限。

[0311] 对比例1、实施例1和2所获得的温度曲线如图1所示。

[0312] 实施例3：根据本发明的光气制备

[0313] 实施例3的方法制备39t/h的光气。相应的进料流(28t/h氯气和11.6t/hCO)的预压力为8bara，并且最初用在喷射器中作驱动喷射。这意味着，在4bara下约241吨/小时的反应气体从直径为4.7m、长度为约3.6m、填充有4毫米活性炭挤出物(来自Donau Carbon)的未冷却固定床(绝热固定床反应器)的出口端吸入，并且在热交换器中冷却，使得进料气体和再循环产物气体的气体混合物的入口温度为约75℃并通过喷射器压缩至4.5bara。氯气转化率为约95％，其中将气体绝热加热至仅300℃(热点温度)。使用多点式热电偶测量未冷却固定床中的温度分布。将产物气体的未再循环部分进料至未冷却固定床下游的冷却后反应器中，在那里实现氯气的完全转化。实施例3中使用的制备单元的示意图如图4所示。

[0314] 对于实施例3的方法，f(GR):f(G2)＝241t/h:(28+11.6)t/h＝241:39.6＝6:1且f(GR):f(GP)＝241t/h:(241+39.6)t/h＝0.86:1。

[0315] 实施例4：根据本发明的光气制备

[0316] 大规模制备，按如下方法实施。使用标准冷却反应器(固定床—2849管—内管直径：39.3mm—填充管长度：3.8m—4mm活性炭挤出物—如参考实施例1中所述的催化剂7或5)，并且经由200mm直径的外部回流管和由包含Cl2和过量(10％)的CO的混合物的新鲜进料驱动的喷射器，将必要量的光气引入反应器的上游进行稀释。在静态混合器中充分混合后，全部气流都进入反应器。

[0317] 表2

[0318]    实施例4
Cl2进料气流 kg/h 26767.9
CO进料气流 kg/h 11612
光气流(Phosgene flow) kg/h 35500
CO过量 ％ 10
入口气体温度 ℃ 62
入口气体压力 bara 4.9
冷却剂入口温度 ℃ 75
冷却剂出口温度 ℃ 86

[0319] 对比例2：非根据本发明的光气制备

[0320] 将内径为39.3mm且长度为2m的反应管中填充4mm活性炭催化剂，其不同于本文上述实施例和比较例中使用的那种。将CO(9.4kg/h)的进料和Cl2(4.1kg/h)的进料——CO摩尔量过量10％——进料至用于制备光气的系统中的在3.7barg(量针(bar gauge))入口压力下操作的反应管。使用一氯苯，在80℃温度下，对反应管进行冷却。氯气的转化率为约96.6％。反应管中的温度分布用多点式热电偶测量。热点温度为约562℃。管内温度曲线如图7所示。反应管的出口处的CCl4浓度(通过在线GC测量)约为24vol‑ppm。

[0321] 对比例3：非根据本发明的光气制备

[0322] 为了制备对比例3的光气，使用对比例2的用于制备光气的系统和方法，不同之处在于将在反应管的出口端获得的产物气流冷却并在下游冷凝器中进行部分地冷凝，如US2011/0319662中记载的。冷凝器在‑10℃和3.5barg下运行。从冷凝器的尾气，以5kg/h取走并且将其循环返回，在进入反应器的入口之前与反应器进料流混合。再循环的气流含有89.2摩尔％的CO和10.8摩尔％的COCl2，其组成不同于从反应器中出去的气流。使用多点式热电偶测量反应管中的温度分布。热点温度为约466℃，因此，与对比例中获得的热点温度相比，热点温度降低，这是因为进料流的稀释。管内的温度曲线如图7所示。氯气的转化率为约99.1％。反应管的出口处的CCl4浓度(通过在线GC测量)为约<1vol‑ppm。

[0323] 实施例5：根据本发明的光气制备

[0324] 为了制备实施例5的光气，使用对比例2的用于制备光气的系统和方法，不同之处在于，将在反应管的出口端获得的产物气流(GP)的一部分(GR)再循环并且在进入反应器入口之前与反应器进料流混合。再循环的气流(GR)含有9.1摩尔％CO和90.9摩尔％COCl2，其组成与气流(GP)相同。与使用其中不包括任何再循环的对比例2的方法和使用其中包括不同的再循环的对比例3的方法获得的热点温度相比，热点温度下降至428℃。氯气转化率为93％。管内的温度曲线如图7所示。反应管的出口端的CCl4浓度低于1vol‑ppm的检测限。

[0325] 对于实施例5的方法，f(GR)＝5kg/h；f(G2)＝13.5kg/h；f(GR):f(G2)＝0.37:1以及f(GR):f(GP)＝5:(5+13.5)kg/h＝0.27:1。

[0326] 对比例2和3以及实施例5获得的温度曲线如图7所示。结果表明，与对比例2和3的方法相比，本发明的方法更好；与对比例2相比，热点温度大大降低并且反应管的出口处的CCl4浓度大大降低；与对比例3相比，无需使再循环料流冷却至‑10℃，这允许节省能源，从而降低成本。