| 主权项 |
1.一种由无水氯化氢之电化学转变所产生之氯制 备异氰酸酯之系统,其包括: (a)一个光气产生器,其具对其供给氯之第一条进料 供给管路,及对其供给一氧化碳之第二条进料供给 管路,其中该氯与一氧化碳在光气产生器中反应而 产生光气; (b)一个异氰酸酯反应器,其具有延伸于光气产生器 与异氰酸酯反应器之间,以对其供给光气之第一条 进料供给管路,及对其供给胺之第二条进料供给管 路,其中该光气与胺在异氰酸酯反应器中反应,而 产生异氰酸酯及分子无水氯化氢; (c)一个电化学电池,其包括: (i)使分子无水氯化氢氧化而产生氯气及质子之构 件, (ii)一个配置在邻接于氧化构件之阳极室,配置成 与阳极室间有流体流通,以将无水氯化氢引至氧化 构件之阳极侧入口构件,及亦系配置成与阳极室间 有流体流通,以使氯气流出之阳极侧出口构件; (iii)使质子经由其间传输之阳离子传输构件,其中 该氧化构件系配置成与阳离子传输构件之一面接 触, (iv)使传输过来之质子还原之构件,其中该还原构 件系配置成与阳离子传输构件之另一面接触,及 (v)一个配置在邻接于还原构件之阴极室,配置成与 阴极室间有流体流通,以将流体引至阳离子传输构 件之另一面之阴极侧入口构件,及亦系配置成与阴 极室间有流体流通之阴极侧出口构件;以及 (d)一条氯化氢供给管路,其系延伸于异氰酸酯反应 器与电化学电池之间,以将异氰酸酯反应器中所产 生之无水氯化氢供给至电化学电池之阳极侧入口 构件。2.根据申请专利范围第1项之系统,其更包括 一条延伸于阳极侧出口构件与光气产生器之间,以 将由电化学电池之阳极侧出口所释出之氯供给至 光气产生器之氯再循环管路。3.根据申请专利范 围第2项之系统,其中当该氯气自电池之阳极侧出 口释出时系无水的,且其更包括一个配置于再循环 管路中,以使氯气液化而形成液态无水氯之纯化器 。4.根据申请专利范围第3项之系统,其中有一部分 之无水氯化氢未反应,并由电化学电池之阳极侧出 口构件释出,其更包括一条延伸于纯化器与阳极侧 入口构件之间,以使未反应之无水氯化氢再循环至 阳极侧入口构件之氯化氢再循环管路。5.一种由 无水氯化氢之电化学转变所产生之氯气制备甲苯 二异氰酸酯之系统,其包括: (a)一个用于产生二硝基甲苯之二硝基甲苯反应器, 其具有对其供给甲苯之第一条进料供给管路,及对 其供给硝酸之第二条进料供给管路,其中该甲苯系 在二硝基甲苯反应器中利用硝酸硝化,而生成具有 两个硝基之二硝基甲苯; (b)一个用于产生甲苯二胺之甲苯二胺反应器,其具 有延伸于二硝基甲苯反应器与甲苯二胺反应器之 间,以对其供给二硝基甲苯之第一条进料供给管路 ,及对其供给氢气之第二条进料供给管路,其中该 氢气将二硝基甲苯之硝基还原成胺基,而产生甲苯 二胺; (c)一个光气产生器,其具有对其供给氯之第一条进 料供给管路,及对其供给一氧化碳之第二条进料供 给管路,其中该氯与一氧化碳在光气产生器中反应 而产生光气; (d)一个甲苯二异氰酸酯反应器,其具有延伸于光气 产生器与二异氰酸酯反应器之间,以对其供给光气 之第一条进料供给管路,及延伸于甲苯二胺反应器 与甲苯二异氰酸酯反应器之间,以对其供给甲苯二 胺之第二条进料供给管路,其中该光气与甲苯二胺 在异氰酸酯反应器中反应,而产生甲苯二异氰酸酯 及分子无水氯化氢; (e)一个电化学电池,其包括: (i)使分子无水氯化氢而产生氯气及质子之构件, (ii)一个配置在邻接于氧化构件之阳极室,配置成 与阳极室间有流体流通,以将无水氯化氢引至氧化 构件之阳极侧入口构件,及亦系配置成与阳极室间 有流体流通,以使氯气流出之阳极侧出口构件; (iii)使质子经由其间传输之阳离子传输构件,其中 该氧化构件系配置成与阳离子传输构件之一面接 触, (iv)使传输过来之质子还原之构件,其中该还原构 件系配置成与阳离子传输构件之另一面接触,及 (v)一个配置在邻接于还原构件之阴极室,配置成与 阴极室间有流体流通,以将流体引至阳离子传输构 件之另一面之阴极侧入口构件,及亦系配置成与阴 极室间有流体流通之阴极侧出口构件;以及 (f)一条氯化氢供给管路,其系延伸于二异氰酸酯反 应器与电化学电池之间,以将二异氰酸酯反应器中 所产生之无水氯化氢供给至电化学电池之阳极侧 入口构件。6.根据申请专利范围第5项之系统,其中 该氧化构件系为阳极、该阳离子传输构件系为薄 膜及该还原构件系为阴极。7.根据申请专利范围 第5项之系统,其中该质子系于阴极还原而生成氢 气,且氢气系经由阴极侧出口构件而释出,其更包 括一条延伸于阴极侧出口构件与甲苯二胺反应器 间之氢再循环管路。8.根据申请专利范围第5项之 系统,其更包括一条延伸于阳极侧出口构件与光气 产生器之间,以将由电化学电池之阳极侧出口所释 出之氯气供给至光气产生器之氯再循环管路。9. 根据申请专利范围第8项之系统,其中当该氯气自 电池之阳极侧出口构件释出时系无水的,且其更包 括一个配置于再循环管路中,以使无水氯气液化而 形成液态无水氯之纯化器。10.根据申请专利范围 第9项之系统,其中有一部分之无水氯化氢未反应, 并由电化学电池之阳极侧出口构件释出,其更包括 一条延伸于纯化器与阳极侧入口构件之间,以使未 反应之无水氯化氢再循环至阳极侧入口构件之氯 化氢再循环管路。11.一种由无水氯化氢之电化学 转变成氯气所产生之氯气,而制备异氰酸酯之方法 ,其包括以下之步骤: (a)经由第一条进料供给管路将氯供给至光气产生 器,及经由第二条进料供给管路将一氧化碳供给至 光气产生器,其中该氯与一氧化碳在光气产生器中 反应而产生光气; (b)将光气自光气产生器供给至异氰酸酯反应器; (c)将胺供给至异氰酸酯反应器,其中该胺与光气在 异氰酸酯反应器中反应,而产生异氰酸酯及分子无 水氯化氢; (d)将分子无水氯化氢供给至电化学电池之阳极侧 入口,其中该电化学电池包括阳离子传输薄膜、配 置成与薄膜之一面接触之阳极及配置成与薄膜之 另一面接触之阴极; (e)对电化学电池施加电压,以致阳极系处于较阴极 为高之位能下,且致使: (i)分子无水氯化氢传输至阳极,并于阳极氧化而产 生氯气及质子, (ii)氯气由电池之阳极侧出口释出, (iii)质子穿透过电池之薄膜,及 (iv)传输过来之质子在电池之阴极还原;以及 (f)将由阳极侧出口释出之氯气供给至光气产生器 。12.根据申请专利范围第11项之方法,其中由电池 之阳极侧出口释出之氯气系无水的,其更包括使无 水氯气在纯化器中液化,而生成液态无水氯之步骤 。13.根据申请专利范围第12项之方法,其更包括将 除于纯化器中生成之液态无水氯外之液态无水氯 供给至光气产生器,而产生光气之步骤。14.根据申 请专利范围第11项之方法,其中有一部分之无水氯 化氢未反应,并由电化学电池之阳极侧出口构件释 出,其更包括将未反应之无水卤化氢与液态无水氯 分离之步骤。15.根据申请专利范围第14项之方法, 其更包括将未反应之无水氯化氢再循环至电化学 电池之阳极侧入口之步骤。16.根据申请专利范围 第11项之方法,其中该异氰酸酯系为甲苯二异氰酸 酯,其更包括将甲苯在二硝基甲苯反应器中利用硝 酸硝化,而生成二硝基甲苯,其中该二硝基甲苯具 有两个硝基。17.根据申请专利范围第16项之方法, 其更包括将二硝基甲苯供给至甲苯二胺反应器,及 将氢气供给至甲苯二胺反应器之步骤,其中该氢气 分别将各硝基还原成胺基,而产生甲苯二胺。18.根 据申请专利范围第17项之方法,其中该质子系于阴 极还原而生成氢气。19.根据申请专利范围第18项 之方法,其更包括经由氢再循环管路而将氢气供给 至甲苯二胺反应器之步骤。20.根据申请专利范围 第17项之方法,其更包括将甲苯二胺供给至甲苯二 异氰酸酯反应器之步骤,其中光气与甲苯二胺反应 ,而产生甲苯二异氰酸酯及分子无水氯化氢。图式 简单说明: 第一图所示为根据先前技艺制备甲苯二异氰酸酯 之系统的方块流程图。 第二图所示为根据本发明制备异氰酸酯之系统的 方块流程图。 第三图所示为第二图之系统所采用之由无水氯化 氢制造氯气之电化学电池之细部的示意图。 第三图A系如第三图所示之阳极和阴极质量流场的 切开顶视横剖面图。 第四图所示为根据本发明制备甲苯二异氰酸酯之 系统的方块流程图。 |
