(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボネートを製造する方法であって、
ホスゲンを含む第１生成物を製造するために、触媒の存在下においてホスゲン反応器において一酸化炭素及び塩素を反応させる段階であって；四塩化炭素は、ホスゲンの全体積に基づいて、０から１０ｐｐｍ体積の量で第１生成物に存在し；ホスゲン反応器は、１時間当たり２，０００キログラム以上の第１生成物を製造することが可能であり；ホスゲン反応器は、チューブ、シェル、及び、チューブとシェルとの間に配された空間を含み；触媒はチューブに配され且つ冷媒は前記空間に配され、又は、触媒は前記空間に配され冷媒はチューブに配され；チューブは、ミニチューブセクション及び前記ミニチューブセクションに対して増加した直径を有する第２チューブセクション；シェルに同心円状に配された第１同心チューブ；ツイストチューブ；内部骨格；並びに外部骨格；の内の一以上を含む、段階と、
カーボネートを製造するために、モノヒドロキシ化合物をホスゲンと反応させる段階と、
を含む、方法。
【請求項２】
ホスゲン反応器におけるピーク温度が、８００℃未満である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ホスゲン反応器におけるピーク温度が、４００℃未満である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ホスゲン反応器が、１００から１０，０００ｍ２／ｍ３の、単位体積当たりの伝熱面積を有する、請求項１から３の何れか一項に記載の方法。
【請求項５】
チューブがミニチューブセクション及び第２チューブセクションを含み、反応させる段階が、
第１チューブ組成物を製造するためにミニチューブセクションにおいて一酸化物及び塩素を反応させる段階であって、ミニチューブが０．１から１０ミリメートルの平均内径を有する、段階と；第１生成物を製造するために第２チューブセクションにおいて第１チューブ組成物の少なくとも一部を反応させる段階であって、第２チューブセクションが、ミニチューブよりも大きい平均直径を有する、増加した直径のチューブを含む、段階と、を含む、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項６】
チューブが、シェルに同心円状に配された第１同心チューブを含む、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項７】
チューブがツイストチューブを含み、ツイストチューブが、外径及び内径を有し、内径に対する外径の比率が、１：１から２０：１である、請求項１から４の何れか一項に記載の方法。
【請求項８】
チューブが内部骨格を含み、内部骨格が内部インサート及び内部フィンの内の一つ又は両方を含む、請求項１から７の何れか一項に記載の方法。
【請求項９】
チューブが外部骨格を含み、外部骨格が外部インサート及び外部フィンの内の一つ又は両方を含む、請求項１から８の何れか一項に記載の方法。
【請求項１０】
ホスゲン反応器が、４，０００ｋ／ｈｒ以上の生成物を製造可能である、請求項１から９の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
ジアリールカーボネートは、ポリカーボネートの製造のために用いられてきた。ジアリールカーボネートの製造は、ホスゲンの製造、及び、モノフェノールによるホスゲンの後続反応によって進行し得る。しかしながら、ジアリールカーボネートの製造のために用いられるホスゲンは、製造されるジアリールカーボネート、特にジフェニルカーボネートにおける不純物としての有機塩化物の形成をもたらす四塩化炭素等の不純物を含み得る。高レベルの有機塩化物を含むジフェニルカーボネートは、それらが重合反応に悪影響を与え、悪い色をもたらすこともあるので、ポリカーボネート合成における使用に関して不適切である。そのため、一般的にジアリールカーボネート、特にジフェニルカーボネートの合成に関して、低レベルの有機塩化物化合物を有するホスゲンを用いるための強い動機が存在する。
【０００２】
ホスゲンを製造するための一つの方法では、一酸化炭素が、活性炭又は炭化ケイ素等の炭素含有触媒の存在下で塩素と反応する。反応は、強い発熱性であり、従来のシェルアンドチューブ熱交換器と同様に設計されたマルチチューブ状反応器等の反応器において通常は実施される。
【０００３】
四塩化炭素副生成物は、ホスゲン反応の結果として得られることがあり、１００万当たり（ｐｐｍ）５０から３００体積部以上の量で存在し得る。四塩化炭素は、その内の一つが触媒炭素の直接的塩素化を含む、多重反応経路を介したホスゲン反応において形成され得る。不純物としてホスゲンにおける高レベルの四塩化炭素の存在は、ジアリールカーボネートの製造において不利であり得る。多量の四塩化炭素の存在は、重合反応における触媒活性の低下、及び、最終的なポリカーボネート樹脂における変色問題を引き起こし得る、ジアリールカーボネートにおける有機不純物の増加につながる。特許文献１によると、１ｐｐｍの塩素化不純物は、重合反応を抑制するのに十分であり、これに対して、１ｐｐｂ未満は、完全な透明性を有する未着色のポリカーボネートを合成するのに好ましい。
【０００４】
ジフェノールカーボネートの精製のための現在のプロセスは、一連の蒸留塔にほとんどが基づく。例えば、特許文献２は、蒸留に基づいた精製法を開示しており、蒸気相におけるジフェノールカーボネートが、側面引き込みから除去される。特許文献３は、精製法が、１ｐｐｂ未満の塩化物を有する高純度ジフェノールカーボネートを製造することが可能であることを開示している。特許文献４は、非多孔質膜、又は１０ｎｍまでの細孔径を有するナノ濾過膜を用いることによって、塩化物、金属及び他の重い汚染物質からのジフェノールカーボネートの精製を開示する。特許文献５は、塩基性物質の存在下で蒸留によって塩素化不純物を含まない高純度ジフェニルカーボネートを用意するための方法を開示する。
【０００５】
しかしながら、四塩化炭素を除去するためのホスゲン精製は、困難であり得、且つ、精製装置の建設の高価な材料、上記装置を囲むための大きな囲いに関する必要性に起因して、及びさらにはプロセスが非常に多くのエネルギーを消費するので、任意のホスゲンプラントの設備投資及び動作コストのかなりの部分である。世界的に、年間に製造する商業用ホスゲンにおいて製造される副生成物四塩化炭素の量は、約４０億キログラムのホスゲン生産に基づいて、２００万キログラム程であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８，０４４，２２６号明細書
【特許文献２】米国特許第５，７３４，００４号明細書
【特許文献３】米国特許第７，８１２，１８９号明細書
【特許文献４】国際公開第２０１２／０７６５３２号
【特許文献５】欧州特許出願公開第０７２２９３１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、別個のホスゲン精製プロセスに関する必要性無く、ジアリールカーボネートを製造するための方法が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
開示されるのは、カーボネートを製造する方法である。
【０００９】
実施形態では、カーボネートを製造する方法は、触媒の存在下でホスゲン反応器において一酸化炭素と塩素とを反応させて、ホスゲンを含む第１生成物を製造する段階を含み、四塩化炭素は、ホスゲンの全体積に基づいて、０から１０ｐｐｍ体積の量で第１生成物に存在し、モノヒドロキシ化合物をホスゲンと反応させてカーボネートを製造する段階を含み、ホスゲン反応器は、チューブ、シェル、及び、チューブとシェルとの間に配された空間を含み、チューブは、ミニチューブセクション及び第２チューブセクション；シェルにおいて同心円状に配された第１同心チューブ；ツイストチューブ；内部骨格；及び外部骨格、の内の一以上を含む。
【００１０】
上述の及び他の特徴は、以下の図面及び詳細な説明によって例示される。
【００１１】
ここで、例示的な実施形態である図を参照する。同様の構成要素は同様に番号付けされる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】徐々に増加する直径を備える、組み合わされたミニチューブ及びチューブの図である。
【図２】段階的に増加する直径を備える、組み合わされたミニチューブ及びチューブの図である。
【図３】チューブに流れ込む複数のミニチューブを備える、組み合わされたミニチューブ及びチューブの図である。
【図４】同心チューブ反応器の断面の図である。
【図５】滑らかな螺旋のツイストチューブの図である。
【図６】コークスクリューツイストチューブの図である。
【図７】ギザギザの螺旋のツイストチューブの図である。
【図８】波状のツイストチューブの図である。
【図９】膨れたツイストチューブの図である。
【図１０】ねじられたチューブ反応器のチューブ側面の流れの図である。
【図１１】ねじられたチューブ反応器のシェル側面の流れの図である。
【図１２】様々な内部骨格の図である。
【図１３】様々な内部骨格の図である。
【図１４】様々な内部骨格の図である。
【図１５】様々な内部骨格の図である。
【図１６】様々な内部骨格の図である。
【図１７】様々な内部骨格の図である。
【図１８】様々な内部骨格の図である。
【図１９】様々な内部骨格の図である。
【図２０】外部骨格の螺旋要素の図である。
【図２１】外部骨格の環状要素の図である。
【図２２】外部骨格の散りばめられた要素の図である。
【図２３】外部骨格のギザギザの要素の図である。
【図２４】外部骨格のワイヤ要素の図である。
【図２５】外部骨格のカットされた螺旋要素の図である。
【図２６】外部骨格のカットされた環状要素の図である。
【図２７】外部骨格の波状の螺旋要素の図である。
【図２８】外部骨格の溝付きの波状の螺旋要素の図である。
【図２９】外部骨格の溝付きの螺旋要素の図である。
【図３０】米国特許第６，３９９，８２３号明細書による、工業規模のチューブ、及び実験室規模のチューブにおいて規格化された長さに対する温度のグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
ホスゲンは典型的には、充填床マルチチューブ状反応器において製造される。例えば、ホスゲン反応器としての使用のための、典型的なマルチチューブ状反応器は、触媒によって充填された多数のチューブを囲むシェルと、反応の熱を除去するためにチューブとシェルとの間を循環する冷媒と、から成る。典型的な触媒は低い熱伝導率を有し、マルチチューブ状のデザインは有効伝熱面積の観点において制限されるので、マルチチューブ状反応器は、セ氏４００から８００度（℃）の範囲において高いピークチューブ温度（ホットスポット）を有し得る。四塩化炭素の形成が、充填床におけるピーク反応温度に直接的に関連することが驚くべきことに見出され、理論に縛られないが、四塩化炭素の形成が主にこれらのホットスポットにおいて生じると考えられる。従って、本出願人は、減少した量の四塩化炭素生産をもたらし、工業規模上で用いられ得る新規なホスゲン反応器を発展させた。例えば、ホスゲン反応は、１時間当たり２，０００キログラム（ｋｇ／ｈｒ）以上、具体的には、４，０００ｋｇ／ｈｒ以上、より具体的には、４，０００から１３，０００ｋｇ／ｈｒ又は４，０００から９，０００ｋｇ／ｈｒの生成物を製造し得る。
【００１４】
米国特許第６，５００，９８４号明細書は、複合触媒床を含む充填床チューブ状反応器における不純物として１０ｐｐｍｖ未満の四塩化炭素を含む高純度ホスゲンの合成を開示し、複合反応器の出口端に配された第２触媒床のホスゲンへの相対活量は、入口端に配された第１触媒床のそれよりも高い。米国特許第６，５００，９８４号明細書は、複合触媒床の使用が、ホスゲン合成において形成される四塩化炭素量を、高活性の単独の均一な触媒床と比較して、低温で約２倍、高温で約５倍低くし得ることを開示する。軸方向スライドチューブ（０．１２５インチ直径）において動く熱電対に取り付けられた０．５インチの外径を有する充填チューブが、概念の証拠を示すために採用された。
【００１５】
本出願人は、米国特許第６，５００，９８４号明細書の複合床形状が、工業規模反応器としてホスゲンの工業生産における使用のために上手くスケールアップできなかったことを見出した。以下の例を参照のこと。彼らは、米国特許第６，５００，９８４号明細書の複合触媒床が、２インチの直径及び８フィートの長さを備える典型的な工業規模反応器チューブへ適用され、米国特許第６，５００，９８４号明細書の同等の条件下（反応物比、流速、入口温度等）で動作するとき、製造されたホスゲンが、米国特許第６，５００，９８４号明細書において開示されたものよりも顕著に高いホスゲンレベルを有したことを発見した。
【００１６】
理論に縛られるものではないが、充填床における熱除去の時間スケールが徐々に大きくなるので、米国特許第６，５００，９８４号明細書の複合触媒床はスケールアップしないと本出願人は考える。言い換えると、チューブ直径の増大により熱除去が効率的でなくなると考えられる。特性熱除去時間は、以下のように定義され得る。
【００１７】
【数１】
0006316446.tif 000002
【００１８】
ここで、Ｃｐｖは、反応混合物の容積比熱であり、Ｖｒは、反応器容積であり、Ａｈは、伝熱面積であり、Ｕは、触媒床に関する総括伝熱係数である。熱除去の特性速度が特性時間の逆に比例するので、熱除去の速度がチューブ直径と逆に変動することが明らかである。従って、チューブ直径が０．５インチから２インチへ増加すると、触媒床が反応の熱を除去する効率が下がるが明らかである。熱除去効率のこの減少は、ホットスポット形成のより大きな可能性を備える、より高いピークチューブ温度プロファイルをもたらす。
【００１９】
本出願人はさらに、より高いピークチューブ温度が、四塩化炭素の増加した形成にリンクされることを見出した。具体的には、実験室規模の充填床ホスゲン反応器を用いると、ピークチューブ温度が、以下の式を通して四塩化炭素の形成と相関することを本出願人は見出した。
【００２０】
【数２】
0006316446.tif 000003
【００２１】
そのため、０．５インチの実験室規模のチューブ反応器と比較して２インチの工業規模反応器における、より高いピークチューブ温度は、複合触媒床が用いられるときでさえ、かなり高い四塩化炭素形成をもたらす。
【００２２】
従って、本出願人は、より低い特性熱除去時間をもたらし、それゆえホスゲン中の顕著に低い四塩化炭素を達成する、ホスゲンの工業規模生産において用いられ得る新規な反応器設計を発展させた。この反応器形状は、ａ）単位反応器容積当たりの、より高い有効伝熱面積を提供し得る拡張された内部表面積及び／又はインサートを有する内部フィン付き反応器、ｂ）触媒床における高い熱伝導性の不活性充填剤の使用、ｃ）ペレットの熱伝導性を改善するための触媒修飾、及び、ｄ）冷媒への外部伝熱を改善するためのフィン付きチューブを介した拡張された外部表面積を備えるチューブ設計、ｅ）改善された全体の伝熱のためにチューブへと内部的に又は外部的に流れにおける、より大きな乱流を引き起こすこと、及び、ｆ）前述の一以上を含む組み合わせ、を用いることによって単位反応器容積当たりの有効伝熱面積を増加させることを含む。
【００２３】
従って、ピーク反応温度が、８００℃未満、具体的には、４００℃以下、より具体的には、３５０℃以下、さらにより具体的には、３００℃以下であるようにホスゲン反応器におけるホットスポットの形成を減少させる又は排除することが、ホスゲンの体積に基づいて、四塩化炭素の体積で１０ｐｐｍ以下、９ｐｐｍ以下、８ｐｐｍ以下、７ｐｐｍ以下、６ｐｐｍ以下、５ｐｐｍ以下、４ｐｐｍ以下、３ｐｐｍ以下、２ｐｐｍ以下、１ｐｐｍ以下又は０ｐｐｍを有するホスゲンの形成をもたらし得ることが驚くべきことに見出された。従って、本出願人は、ホスゲン反応器の単位体積あたりの有効伝熱面積を増加させることによってホットスポットの形成を減少させ得る又は抑制し得るプロセス及びホスゲン反応器を発達させてきた。例えば、典型的な商用のマルチチューブ状ホスゲン反応器は、立方メートル当たり１００平方メートル（ｍ２／ｍ３）のオーダーの単位体積当たりの有効伝熱面積を有する。以下の技術の内の少なくとも一つが、高い伝熱速度を達成するために用いられ得、ホスゲンにおける、より高いレベルの四塩化炭素に寄与するホットスポット形成を緩和する又は排除する：ａ）従来のマルチチューブ状反応器と比較して単位体積当たりのより大きい伝熱面積、例えば１００から１０，０００ｍ２／ｍ３の、単位体積当たりの伝熱面積である修正された反応器設計の使用；及び、ｂ）床から反応器壁の伝熱を増加させるための単位体積当たりの壁接触面積を増加させるための修正された反応器設計の使用。以下の技術の内の少なくとも一つが用いられ得、ホスゲンにおける、より高いレベルの四塩化炭素に寄与するホットスポット形成を緩和する又は排除するための高い伝熱速度を達成する：ａ）内部フィン又はインサートの使用を介した、単位体積当たりの顕著により大きい伝熱面積、例えば、１００から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する拡張された内部面積の反応器の使用；ｂ）高い熱伝導性の不活性充填剤の使用を介した、より高い半径方向の及び軸方向の熱伝導率を有する充填触媒床の使用；ｃ）より高い熱伝導性を有する触媒ペレットの使用；並びに、ｄ）冷媒への外部伝熱を改善するための外部フィン付きチューブを介した、拡張された外部表面積を備えるチューブ設計、並びに、ｅ）例えば、ツイストチューブの使用を介して、改善された全体の伝熱のためにチューブへ内部的に又は外部的に流れにおいてより大きな乱流を引き起こすこと。これらのアプローチの各々は、以下に記載される様々な実施形態において示される。
【００２４】
上述のように、ホスゲンは、ホスゲン反応器において一酸化炭素と塩素反応ガスとの反応によって用意され得る。熱除去をより良く促進するホスゲン反応器形状が、四塩化炭素の濃度の減少をもたらし得ることが驚くべきことに見出された。ホスゲン反応器は、１００から１０，０００ｍ２／ｍ３、例えば、２５０から１０，０００ｍ２／ｍ３、又は１００から１０，０００ｍ２／ｍ３、又は５００から８，０００ｍ２／ｍ３、又は１，０００から５，０００ｍ２／ｍ３、の単位体積当たりの伝熱面積を有し得る。
【００２５】
ホスゲン反応器（“チューブ反応器”とも呼ばれる）は、外側のチューブ（“シェル”とも呼ばれる）内に配された任意の数のチューブ、例えば、１から１，２００、又は２から２５０、又は３から２００、又は、１から２００、又は１から１５０、又は１から１００個のチューブを含み得る。冷媒は、シェルとチューブとの間に配され得る。
【００２６】
チューブは、ミリメートル（ｍｍ）のオーダー上の平均断面直径、例えば、０．１から１０ｍｍ、０．１から６ｍｍ、０．５から８ｍｍ、又は０．５から５ｍｍ、又は０．１から５ｍｍを各々独立して有し得る一以上のミニチューブを含み得る。ミニチューブの断面形状は、各々独立して、長方形、正方形、円形、卵形、楕円形、マルチペタル、又は任意の他の規則的若しくは不規則的ジオメトリであり得る。形状が円形でないとき、“平均チューブ断面直径”は、実際の断面形状と同じ面積を有する円の直径を指す。
【００２７】
チューブは、６ミリメートル超、８ミリメートル超、１０ミリメートル超、又は１２ミリメートル超の平均直径を有し得るチューブセクションを含み得る。チューブセクションは、５００ｍｍ以下、２５０ｍｍ以下、１００ｍｍ以下、又は５０ｍｍ以下、の平均直径を有し得る。
【００２８】
ホスゲン反応器は、同じ又は異なるシェル内に配され得る、二以上の反応器を直列で含み得る。例えば、ミニチューブ（第１反応器）の出口は、増加した直径を備えるチューブセクション（第２反応器）の入口に流れ込み得る。二以上のミニチューブからの供給は、増加した直径を備える一つのチューブセクションの入口へ供給され得る。例えば、反応器（Ｂａｙｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅｓから市販されるＭＩＰＲＯＷＡＴＭ反応器等）は、中央の反応器（充填床反応器等）の供給端に配され得、終わりの反応器（標準的なマルチチューブ状反応器等）は、中央の反応器の出口端に配され得る。ミニチューブ反応器の使用は、それが従来のマルチチューブ状反応器と比較して、所定の体積に関して一桁高い伝熱面積を提供し得るので、有利であり得、それゆえ、より良い熱除去が達成され得る。チューブ反応器はまた、異なるサイズの反応器のために拡張可能であるという優位点を有する。なぜなら、チューブ、例えばミニチューブの数は、増加させることが可能であり、システムの有効長さスケール、つまりチャネルサイズは、スケールアップと共に変化させる必要がないからである。
【００２９】
一以上のミニチューブは、供給端及び出口端で異なる寸法を有する一つの連続チューブとして、増加した直径を備えるチューブセクションと組み合わされ得る。例えば、供給端でのチューブのセクションは、第１長さに関して０．１から１０ｍｍ、０．１から６ｍｍ、０．５から８ｍｍ、又は０．５から５ｍｍの直径を有するミニチューブであり得、出口端でのチューブのセクションは、第２長さに関して６ｍｍ超、例えば１０ｍｍ以上の増加した直径を有し得る。増加した直径のチューブへのミニチューブからの直径における増加は、図１に示されるように緩やかな、又は図２に示されるように段階的にであり得る。図１は、チューブ端４での直径Ｌへのミニチューブ端２からの直径ｌの増加が滑らかであり得、ｌからＬへの直径の増加が滑らかな関数、例えば線形関数によって定義されることを示す。ミニチューブ端２及びチューブ端４が同様に同心であり得ることに留意すべきである。図２は、異なる直径の各セクションの長さが、異なる（例えば、ａ対ｂ）又は同じ（例えば、ｂ及びｃ）であり得ることを示す。同様に、一つの直径から他の一つへの遷移は、緩やか又は突然であり得（ｅ対ｆ）、同じ又は異なる長さ又は角度であり得る。
【００３０】
単一のミニチューブは、図１及び図２に示されるように、より大きな直径の単一のチューブと組み合わされ得る、又は、複数のミニチューブは、図３に示されるように、より大きな直径の単一のチューブと組み合わされ得る。図３は、複数のミニチューブ１０、１２及び１４が、チューブ端４でチューブ１６を接合し得るミニチューブ端２で存在し得ることを示す。チューブ１０、１２及び１４は、それぞれｍ、ｎ及びｏの直径を有し得、ｍ、ｎ及びｏは、各々独立して同じ又は異なり得る。組み合わされたチューブは、シェル内に配され得、シェルとチューブとの間に冷媒が配され得る。
【００３１】
チューブは、シェル内に配された同心チューブ形状を有し得、シェルは、反応器の最も外側のチューブであり得る。同心チューブ形状は、直径ｄ２を有する第２の、外側のチューブ内に同心円状に配された、内部直径ｄ１を有する、少なくとも一つの第１の、内側の同心チューブを含み、ｄ２＞ｄ１である。本明細書で用いられるように、“同心の”及び“同心円状に配された”との用語は、第１の、内側のチューブが、第２の、外側のチューブ内に配されており、第１チューブの中心線が、他のチューブのそれに対して実質的に平行であることを意味する。そのため、各同心チューブの中心線は、一致し得る；又は内側の同心チューブの中心線は、外側のチューブの中心線からオフセットされていることがある。本明細書で用いられるように、“実質的に平行”とは、各チューブの中心線が、０°から２０℃、０°から１０°又は０°から５°の相対角度であり得ることを意味する。各チューブの中心線は、一致し得る、つまり、重複し得る。
【００３２】
反応器の最も内側の同心チューブは、反応器の処理量、及び当該技術分野において既知である他の因子に依存して、ミリメートル（ｍｍ）のオーダー上、例えば、２０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、８０ｍｍ以上、若しくは、より大きい、又は、５０ｍｍ未満、若しくは２０から４０ｍｍの断面直径（ここで、断面直径は、第１の内側のチューブの面積と同じ面積を有する円の直径である）を有し得る。外側のチューブは、冷媒又は触媒と一緒に、最も内側のチューブを収納するようにサイズが変更され得る。
【００３３】
第１の、内側の同心チューブ、第２の、外側の同心チューブ、又は、第３同心チューブの断面は、長方形、正方形、円形、卵形、楕円形、又は任意の他の規則的若しくは不規則的ジオメトリを有し得る。内側の同心チューブの断面は、円形の、又はマルチペタルジオメトリを有し得る。上述したように、形状が円形でないとき、“平均マイクロチューブチャネル断面直径”は、実際の断面形状と同じ面積を有する円の直径を指す。各同心チューブは、同じ又は異なる断面ジオメトリを有し得る。例えば、第１同心チューブ及び第２同心チューブの両方（並びに任意の追加のチューブ）は、円形の断面を有し得る、又は内側の同心チューブは、マルチペタル断面ジオメトリを有し得、外側のチューブは、円形の断面ジオメトリを有し得る。
【００３４】
マルチペタルジオメトリの例は、図４に示される。具体的には、図４は、外側の同心チューブ２２内に同心円状に配された４つのペタルジオメトリ２６を備える第１の、内側の同心チューブと一緒に、内壁２４を備える内径ｄ２を有する第２の、外側の同心チューブ２２を含む同心チューブ形状を示す。第１チューブは、外壁２８を有する。内側の同心チューブの直径は、４つのペタルジオメトリ２６を備える第１の内側の同心チューブの面積と同じ面積を有する円２０の直径、ｄ１、によって記載される。
【００３５】
第１の、内側の同心チューブは、そこに配された触媒を備える充填床反応器であり得、外側のチューブは、冷媒を含み得る。言い換えると、冷媒は、触媒を含む第１同心チューブの外壁と第２同心チューブの内壁との間に配された領域において流れ得る。代わりに、冷媒は、第１の、内側の同心チューブにおいて配され得、触媒は、第１同心チューブの外壁と第２同心チューブの内壁との間に配され得る。複数の各セットの同心チューブは、マルチチューブ反応器のシェルに配され得る。
【００３６】
代わりに、単一のセットの、同心の、例えば、一致するチューブは、内径ｄ３を有する第３同心チューブによって囲まれ得、ここで、ｄ３＞ｄ２＞ｄ１である。この実施形態では、冷媒は、第２同心チューブの外壁と第３同心チューブの内壁との間に配され得る。３つのチューブの実施形態は、ホスゲン反応器として用いられ得る、又は、複数の各セットの３つの同心チューブは、ホスゲン反応器のシェルに配され得る。
【００３７】
同心チューブ形状は、触媒と冷媒との間により高い伝熱面積を提供することによって、従来のマルチチューブ状反応器と比較して、改善された熱除去、それゆえ、より低いピークチューブ温度を提供し得る。
【００３８】
チューブは、ツイストチューブを含み得、触媒を含む一以上のツイストチューブが採用される。ツイストチューブ形状は、触媒と冷媒との間により高い伝熱面積を提供することによって、従来のマルチチューブ状反応器と比較して、改善された熱除去、それゆえ、より低いピークチューブ温度を提供し得る。ツイストチューブは、例えば、滑らかな螺旋形状（チューブの外表面上の任意の点での接線が、固定線と一定の角度を作る）、ギザギザの螺旋形状（チューブの外表面上の任意の点での接線が、固定線と一定の角度を作らない）、波形状、膨れた形状、若しくは同様のもの、又は前述の一以上を含む組み合わせを有し得る。
【００３９】
図５は、軸ｘ上でねじれる滑らかな螺旋のツイストチューブ３２の図である。図６は、軸ｘの周りでねじれるコークスクリューツイストチューブ３４の図である。図７は、軸ｘ上でねじれるギザギザの螺旋のツイストチューブ３６の図である。ギザギザの螺旋のツイストチューブ３６は中心軸ｘの周りで回転を維持するように示される一方で、それは同様に軸から逸脱し得ることに留意すべきである。図８は、波状のツイストチューブ３８の図である。図９は、膨れたツイストチューブ４０の図である。
【００４０】
図１０は、外側シェル４６に配された単一の滑らかな螺旋のツイストチューブ３２の図である。冷媒は、外側シェル４６と滑らかな螺旋のツイストチューブ３２との間の開口部（本明細書では面積又は空間とも呼ばれる）４２において流れ得る。矢印４４は、ツイストチューブ内で生じる、改善されたチューブ側面の流れを示す。図１１は、外側シェル４６に配された複数の滑らかな螺旋のツイストチューブ３２の図である。冷媒は、外側シェル４６と滑らかな螺旋のツイストチューブ３２との間の開口部４２において流れ得る。矢印４８は、開口部において生じる、改善されたシェル側面の流れを示す。
【００４１】
ツイストチューブは、図１０に示されるような改善されたチューブ側面の流れ、及び／又は、図１１に示されるようなシェル側面の流れを提供するように構成され得る。理論に縛られるものではないが、ツイストチューブ形状は、ツイストチューブ内で、及び、より大きな周囲のシェル内での両方で乱流を強化することによって、伝熱に対する内部及び外部抵抗を下げ得ると考えられる。用いられ得るツイストチューブの例は、Ｋｏｃｈ  Ｈｅａｔ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されるＴｗｉｓｔｅｄ  ＴｕｂｅＴＭ熱交換器におけるチューブである。
【００４２】
上述のツイストチューブ形状の任意の組み合わせが用いられ得、異なる断面形状を有するチューブとの組み合わせを含む。
【００４３】
各ツイストチューブの断面の形状は独立して、例えば、円形又は非円形（例えば、卵形、マルチペタル、楕円形、若しくは長方形（例えば、円形のエッジを備える）、若しくは任意の他の規則的若しくは不規則的ジオメトリ）であり得、断面は、ツイストチューブに沿った距離によって、方向及び／又は形状を変化し得る。断面は、ツイストチューブ形状において、円形であり得る。
【００４４】
反応器の各ツイストチューブは独立して、ミリメートル（ｍｍ）のオーダー上、例えば、２０ｍｍ以上、４０ｍｍ以上、８０ｍｍ以上、又はより大きい、平均断面直径を有し得る。反応器の各ツイストチューブは独立して、それぞれ最長径及び最短径として、断面の中心点を介して測定され得る外径及び内径を有し得る。外径及び内径は、ミリメートル（ｍｍ）のオーダー上、例えば、２０ｍｍ以上、具体的には、４０ｍｍ以上、具体的には、若しくは８０ｍｍ以上、又は、５０ｍｍ未満、２０から４０ｍｍであり得、外径は、内径より大きいことがある。外径及び内径は、各々独立して、５ｍｍ以上、具体的には、２０から１，０００ｍｍ、より具体的には、４０から５００ｍｍ、さらにより具体的には、８０から１５０ｍｍであり得る。内径に対する外径の比率は、１：１から２０：１、具体的には、１．１：１から１０：１、より具体的には、２：１から５：１であり得る。図５は、滑らかな螺旋のツイストチューブ３２の外径Ｄ及び内径ｄの例を示す。
【００４５】
チューブは、内部骨格を含むように修正され得る。例えば、従来のマルチチューブ状反応器、ミニチューブ、同心チューブ及びツイストチューブの内の一以上のチューブは、内部骨格を含むように修正され得る。内部骨格は、伝熱を強化するために、チューブと触媒との間の接触面積を増加するように機能し得る内部インサート及び内部フィンの内の一つ又は両方の形であり得る。内部インサートは、チューブの内壁に直接接触し得、そこへ緩く接続され得る、内部に配されたインサートである。内部フィンは、チューブ設計と一体化した、内部で拡張した表面であるフィンであり、例えば、フィンは、その上に溶接され得る、又は、チューブ自身の形成の間に形成され得る。内部骨格は、内側のチューブ内壁との直接的な接触へ、より多くの触媒粒子を晒すように作用し得、冷媒への伝熱を促進し得る。
【００４６】
内部骨格は、例えば、様々な形状及び長さを有し得る、曲線、波状、又は直線であり得る内部骨格要素を含み得る。内部骨格要素は、垂直要素６４、内側要素、角度付き要素、又は前述の一以上の含む組み合わせを含み得る。内側のチューブ内壁６０と直接接触していることがある、又は、一体化して取り付けられ得る内部骨格のいくつかの例は、図１２〜１９に示される内側のチューブ断面において示される。例えば、内部骨格は垂直要素６４を含み得、少なくとも一つの要素端は、内側のチューブ内壁６０の接触点６２に対する接線に対して垂直である（図１２〜１５、１７及び１８を参照）。内部骨格は内側要素６８を含み得、内側要素６８は、内側のチューブ内壁６０と直接接触しない（図１６及び１７を参照）。内部骨格は角度付き要素６６を含み得、角度付き要素の少なくとも一つの端は、内側のチューブ内壁に対する接線に対して非９０°の角度である（図１６及び１９を参照）。
【００４７】
チューブは、外部骨格を含むように修正され得る。例えば、従来のマルチチューブ状反応器のチューブ、ミニチューブ、同心チューブ及びツイストチューブの内の一以上は、外部骨格を含むように修正され得る。外部骨格は、内側のチューブから外部の冷却流体への伝熱をさらに強化するように機能し得る、外部インサート及び外部フィンの内の一つ又は両方の形であり得る。外部インサートは、第１チューブの外壁と第２チューブの内壁と、又は、第２チューブの外壁と第３チューブの内壁との間に配される。外部インサートは、外壁と接触することがあり、必要に応じてそこへ緩く接続され得る。外部フィンは、チューブ設計と一体化し得る、外部に拡張した表面であるフィンであり、例えば、フィンは、その上に溶接され得る、又は、チューブ自身の形成の間に形成され得る。
【００４８】
外部骨格は、例えば、曲面、波状又は直線であり得、様々な形状及び長さを有し得る外部骨格要素を含み得る。内側のチューブ外壁７８と直接接触し得る、又は、一体的に取り付けられ得る外部骨格のいくつかの例は、図２０から２９に示される一方で、左側のイメージは、周囲の外部骨格を備える内側チューブの側面イメージの実施形態であり、右側のイメージは、内側のチューブの断面又は上から見下ろす眺めの実施形態であり同様の外部骨格を備える。具体的には、図２０は、外部骨格が、内側のチューブの外壁７８上に螺旋状に配される螺旋要素８０を含み得ることを示す。図２１は、外部骨格が、環状要素８２を含み得ることを示す。図２２は、外部骨格が、散りばめられた要素８４を含み得ることを示す。図２３は、外部骨格が、ギザギザの要素８６を含み得ることを示す。図２４は、外部骨格がワイヤ要素８８を含み得ることを示す。図２５は、外部骨格が、カットされた螺旋要素９０を含み得ることを示す。図２６は、外部骨格が、カットされた環状要素９２を含み得ることを示す。図２７は、外部骨格が、波状の螺旋要素９４を含み得ることを示す。図２８は、外部骨格が、溝付きの波状の螺旋要素９６を含み得ることを示す。図２９は、外部骨格が、溝付きの螺旋要素９８を含み得ることを示す。
【００４９】
反応器における触媒の位置が、冷却液体への反応器からの伝熱に顕著に影響し得ることがさらに見出された。具体的には、触媒は、反応器チューブの壁、例えば、ミニチューブ、ツイストチューブ、同心チューブ又は前述の一以上を含む組み合わせの内壁上に堆積され得る（つまり、直接接触し得る）。堆積された触媒は、充填床と組み合わせて用いられ得る。触媒は、充填床としてチューブに配され得る。しかしながら、より良い伝熱は、堆積された触媒がホスゲンを製造するための反応において用いられる触媒のみであるところで得られ得る。触媒が、チューブ又はチャネル内へ充填される代わりに、チューブ又はチャネル壁上に堆積され得るという事実は、閉塞の低下をもたらし得る。理論によって縛られるものではないが、触媒粒子が、主に互いに接触するよりも、反応壁と接触しているので、堆積された触媒は、反応器からの熱除去を促進し得ると考えられる。
【００５０】
堆積された触媒は、任意の上記反応器及びチューブ形状において用いられ得、さらに、従来のマルチチューブ状反応器において用いられ得る。そのため、触媒は、マルチチューブ反応器のチューブの内表面上に堆積され得る。触媒は、マイクロチューブ反応器のチャネルの表面上に堆積され得る。触媒は、例えば、コーティングによって堆積され得る。触媒は、意図した表面を完全に覆うように堆積され得る、又はパターンで堆積され得る。例えば、より少ない触媒が、チューブの供給端で堆積され得、より多くの触媒が出口端で堆積され得る。
【００５１】
一酸化炭素と塩素との間の反応を促進する様々な異なる触媒は、上述の方法及び反応器において用いられ得る。触媒は、活性炭等の炭素含有触媒であり得る。炭素は、例えば、木材、泥炭、石炭、ココナッツシェル、骨、亜炭、石油系残渣、砂糖及び同等のもの、又は前述の一以上を含む組み合わせからであり得る。炭素触媒は、粉末、顆粒、ペレット及び同様のもの、又は前述の一以上を含む組み合わせ等の粒子形態であり得る。Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）測定によって決定されるような炭素表面積は、グラム当たり１００平方メートル（ｍｍ２／ｇ）以上、具体的には、３００ｍｍ２／ｇ以上、より具体的には、１，０００ｍｍ２／ｇ以上であり得る。ＢＥＴ測定によって決定されるような炭素表面積は、１００から２，０００ｍｍ２／ｇ、具体的には５５０から１，０００ｍｍ２／ｇであり得る。市販の炭素触媒の例は、Ｂａｒｎｅｂｅｙ  ＳｕｔｃｌｉｆｆｅＴＭ，ＤａｒｃｏＴＭ，ＮｕｃｈａｒＴＭ，Ｃｏｌｕｍｂｉａ  ＪＸＮＴＭ，Ｃｏｌｕｍｂｉａ  ＬＣＫＴＭ，Ｃａｌｇｏｎ  ＰＣＢＴＭ，Ｃａｌｇｏｎ  ＢＰＬＴＭ，ＷｅｓｔｖａｃｏＴＭ，ＮｏｒｉｔＴＭ，及びＢａｒｎｅｂｅｙ  Ｃｈｅｎｙ  ＮＢＴＭを含む。
【００５２】
触媒は、酸化的に安定な触媒であり得る。“酸化的に安定”とは、以下の時間及び温度；３０分間１２５℃、３０分間２００℃、３０分間３００℃、４５分間３５０℃、４５分間４００℃、４５分間４５０℃、及び最後に、３０分間５００℃の間、空気において連続して加熱されるとき、触媒が１２ｗｔ％以下失われることを意味する。空気において炭素サンプルを加熱する効果を評価するための時間及び温度条件のシーケンスは、熱重量分析（ＴＧＡ）を用いて行われ得る。
【００５３】
触媒は、重量で１，０００ｐｐｍ以下の活性金属含有量を含み得る。活性金属は、周期表の群３から１０の一以上の遷移金属、ホウ素、アルミニウム、ケイ素、又は前述の一以上を含む組み合わせを含み得る。触媒は、鉄を含まないことがあり、ここで、鉄を含まないとは、触媒が、１００ｐｐｍ以下の重量、具体的には０から５０ｐｐｍの重量の鉄を含むことを意味し得る。同様に、触媒は、２００ｐｐｍ以下の重量、具体的には１００ｐｐｍ以下の重量の硫黄、及び／又は、２００ｐｐｍ以下の重量、具体的には１００ｐｐｍ以下の重量のリンを含み得る。１，０００ｐｐｍ以下の活性金属を含む炭素触媒は、酸洗浄によって得られ得る（例えば、塩酸、又は、フッ酸に続く塩酸によって処理された炭素）。
【００５４】
触媒は、炭素質材料（例えば、カーボンブラック）の顆粒の塊（ｍａｓｓ）の中に、気体の又は蒸気の炭素含有化合物（例えば、炭化水素）を導入する段階と；炭素含有化合物を分解して、顆粒の表面上に炭素を堆積させる段階と；蒸気を含む活性気体によって、結果として得られた材料を処理して、多孔質炭素質材料を提供する段階と、によって得られた三次元マトリクスを備える多孔質炭素質材料を含む複合炭素であり得る。炭素−炭素複合材料はこのように形成され、触媒として適する。このような多孔質炭素−炭素複合材は、１０ｍ２／ｇ以上のＢＥＴ測定によって決定されるような表面積を有し得、（１）３．５以下、具体的には２．０以下、より具体的には１．０以下、さらにより具体的には０から１．０の、マクロ孔に対するミクロ孔比率；（２）以下の時間及び温度の間：３０分間１２５℃、３０分間２００℃、３０分間３００℃、４５分間３５０℃、４５分間４００℃、４５分間４５０℃、及び最後に、３０分間５００℃、空気において連続して加熱されるとき、その重量の１６％以下、具体的には、その重量の１０％以下、より具体的には、その重量の５％以下の損失；を含み得る。このような触媒は、１，０００ｐｐｍ以上の活性金属含有量を含み得る。空気において炭素サンプルを加熱する効果を評価するための時間及び温度条件のシーケンスは、ＴＧＡを用いて行われ得る。“ミクロ孔”との用語は、２０オングストローム（Å）以下の細孔径を意味し、“マクロ孔”との用語は、２０Å超の細孔径を意味する。全細孔容積及び細孔容積分布は、例えば、ポロシメトリーによって決定され得る。ミクロ孔容積（グラム当たりの立方センチ（ｃｃ／ｇ））は、全細孔容積（ｃｃ／ｇ）から引かれて、マクロ孔容積を決定し得る。その後、マクロ孔に対するミクロ孔の比率が、算出され得る。市販の多孔質炭素の例は、Ｃａｌｇｏｎ  Ｘ−ＢＣＰＴＭ及びＣａｌｓｉｃａｔＴＭを含む。
【００５５】
触媒は、炭化ケイ素触媒を含み得る。炭化ケイ素触媒は、グラム当たり１０平方メートル（ｍ２／ｇ）以上、具体的には２０ｍ２／ｇ以上、より具体的には１００ｍ２／ｇ以上、より具体的には３００ｍ２／ｇ以上の、ＢＥＴ測定によって決定されるような表面積を有し得る。ケイ素含有量は、１０ｗｔ％以下、具体的には５ｗｔ％以下であり得る。炭化ケイ素触媒は、例えば、一酸化ケイ素を微細に分割された炭素（０．１ｗｔ％以下の灰分を含むもの等）に接触させる段階を含むプロセスを用いて、又は、一酸化ケイ素（ＳｉＯ）の蒸気を炭素と反応させることによって、製造され得る。
【００５６】
熱伝導性コーティングは、例えば、０．００１マイクロメートルから５００マイクロメートル、又は０．０１マイクロメートルから１００マイクロメートル、又は０．１マイクロメートルから１０マイクロメートルの厚さを有する薄いコーティングであり得る。熱伝導性コーティングは、例えば、触媒の活性処理の間に、触媒の外側表面上に堆積され得る。任意の熱伝導性材料は、それが十分に熱的に伝導性であり、触媒粒子又はペレット上にコーティングされることができ、且つ、塩素、一酸化炭素及びホスゲンに対して本質的に不活性であることを条件に、用いられ得る。例示的な材料は、チタン若しくはニッケル等の金属、ステンレス鋼等の金属合金、任意の二重のグレード（ｄｕｐｌｅｘ  ｇｒａｄｅ）等の耐食性ステンレス鋼、鉄及びクロムを含むニッケル合金（ＩＮＣＯＮＥＬ等）、又は、モリブデン及びクロムを含むニッケル合金（ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ等）を含む。
【００５７】
反応器は、一以上の触媒ゾーンを含み得る。簡単に上述されたように、触媒がチューブの表面上に堆積されるとき、チューブは、より少ない触媒を含む供給端で、又は供給端に向かって配された第１触媒ゾーンを含み得る。チューブは、第１触媒より高い濃度で、同じ又は異なる触媒を含み得る出口端で、又は出口端に向かって配された第２触媒ゾーンをさらに含み得る。２つの触媒ゾーンは連続して配され得る。代わりに、堆積は、触媒濃度が、各触媒ゾーンに沿って滑らかな（例えば、線形の又は非線形の勾配）又はステップの勾配を形成するように、徐々に増加され得、より低い活性が、第１触媒ゾーンの始まりで存在し、より高い活性が第２触媒ゾーンに配される。
【００５８】
代わりに、又は追加で、米国特許第６，５００，９８４号明細書に記載されるように、充填床における、より低い活性の触媒及びより高い活性の触媒の組み合わせが用いられ得る。例えば、反応器は、第１活性を有する第１触媒を含む供給端で、又は供給端に向かって配された第１触媒ゾーンを含み得る。反応器は、第１触媒の活性よりも高い第２活性を有する、同じ又は異なる触媒を含み得る出口端に、又は出口端に向かって配された第２触媒ゾーンをさらに含み得る。２つの触媒ゾーンは連続して配され得る。代わりに、第１触媒の少なくとも一部は、第２触媒と混ぜられ得、触媒の活性が、各触媒ゾーンに沿って滑らかな又はステップの勾配を形成するようになり、より低い活性が第１触媒ゾーンの始まりで存在し、より高い活性が第２触媒ゾーンで配される。
【００５９】
韓国公開特許第１９９８−７００２３１号公報に記載されるように、反応器は、反応条件下でそれ自身が反応しない、且つ、ホスゲン合成反応に触媒作用を及ぼさない、又はそうでなければ抑制する不活性充填剤で希釈された触媒を含む供給端に配された第１触媒ゾーンを含み得る。反応器は、第１触媒ゾーンにおいてよりも少ない不活性充填剤で希釈された、同じ又は異なる触媒を含み得る出口端で配された第２触媒ゾーンをさらに含み得る。同様に、反応器は、不活性充填剤で希釈された触媒を含む第１触媒ゾーン、及び、不活性充填剤で希釈されていない同じ又は異なる触媒を含む第２触媒ゾーンを含み得る。不活性充填剤は、触媒粒子の間に均等に分散され得、２つの触媒ゾーンは、より少ない不活性充填剤を含む第２触媒ゾーンにおける触媒によって続く、第１触媒ゾーンにおける不活性充填剤を含む触媒によって連続して充填され得る。代わりに、不活性充填剤は、各触媒ゾーンにおいて触媒粒子の間で勾配を持って分布し得、不活性充填剤の最も高い濃度が第１触媒ゾーンの始まりで存在しており、不活性充填剤の濃度は、不活性充填剤の最も低い濃度が第２触媒ゾーンの終わりで達成されるまで徐々に減少する。不活性充填剤は、第１触媒ゾーンにおける触媒粒子の間で勾配を持って分布し得、不活性充填剤の最も高い濃度が第１触媒ゾーンの始まりで存在しており、不活性充填剤の濃度は、不活性充填剤の最も低い濃度が第１触媒ゾーンの終わりで達成されるまで徐々に減少し、第２触媒ゾーンは不活性充填剤を含まない。触媒床からの生成ガスの出口又は出口点近くの触媒の割合は不活性充填剤で希釈されないことがあり、一方で反応ガスと触媒の接触の始点により近い触媒の任意の残部が不活性充填剤で希釈され得る。当業者は、任意の触媒ゾーンにおける任意の充填剤の分布が、一様であり得る、又は、勾配を持ち得る、又は、どこかの間、例えば段階勾配であり得ることを実現するであろう。
【００６０】
不活性充填剤は、低多孔性材料、例えば、セラミック、グラファイト、ガラス状炭素、ガラス、石英、金属又は前述の一以上を含む組み合わせを含み得る。材料は、材料の体積当たり０．８以下の細孔容積（体積／体積）、０．６以下体積／体積、又は０．１から０．５体積／体積、例えば０．４体積／体積の多孔性を有し得る。適切な金属は、反応条件下で反応性でない、より具体的には、反応条件下で塩素、一酸化炭素又はホスゲンに対して反応性でないものを含む。例えば、不活性金属充填剤は、ステンレス鋼；チタン；ニッケル；鉄及びクロムを含むニッケル合金（例えばＩＮＣＯＮＥＬＴＭ）、若しくは、モリブデン及びクロムを含むニッケル合金（例えばＨＡＳＴＥＬＬＯＹＴＭ）を含むがそれらに限定されない金属合金；又は、前述の一以上を含む組み合わせを含み得る。適切な不活性充填剤は、それら自身が反応条件下でかなりの速度では反応せず、ホスゲン合成反応に触媒作用を及ぼさない、又はそうでなければ抑制する点で、少なくとも実質的に不活性である。本文脈において実質的に不活性とは、充填剤が、ホスゲン生成物に関して仕様の範囲外であるレベルの副生成物を生成しないことを意味する。
【００６１】
ホスゲンを準備するために用いられる一酸化炭素及び塩素は、高純度グレードであり得る。一酸化炭素は、現地の発電所から供給され得、水素、メタン、揮発性の硫黄化合物及び窒素等の微量の不純物を含み得る。ホスゲン生成物流れから回収される、リサイクルされた一酸化炭素は、一酸化炭素含有供給流れの一部としても採用され得る。
【００６２】
一酸化炭素及び塩素は、当モル量で、又はモル過剰の塩素で、反応器へ導入され得る。例えば、塩素に対する一酸化炭素のモル比は、１．００：１から１．２５：１、具体的には１．０１から１．２０：１、より具体的には１．０１：１から１．２１：１、さらにより具体的には、１．０２：１から１．１２：１、さらにより具体的には１．０２：１から１．０６：１であり得る。
【００６３】
反応器への初期供給は、全ての一酸化炭素、及び全ての塩素反応物を含み得る。同様に、全ての塩素が加えられ得、第１の量の一酸化炭素が第１段階の反応ゾーンへ導入され得、第２の量の一酸化炭素が少なくとも一つの下流反応ゾーンへ導入され得る。少なくとも一つの下流反応ゾーンは、第１反応ゾーンと連続の連絡関係であり得、塩素に対する一酸化炭素の初期モル比は、１未満、具体的には０．９９９：１から０．２：１、より具体的には０．９９９：１から０．５：１、さらにより具体的には０．９９９：１から０．８：１、より具体的には０．９９９：１から０．９５：１、より具体的には０．９９９：１から０．９８：１であり得る。
【００６４】
反応器は、耐食性材料を含み得る、又は、耐食性材料によって覆われ得る。耐食性材料は、塩素、一酸化炭素及びホスゲンに対して本質的に不活性であるものである（例えば、セラミック、ステンレス鋼、チタン、ニッケル、又は、鉄及びクロムを含むニッケル合金（例えばＩＮＣＯＮＥＬ）、若しくはモリブデン及びクロムを含むニッケル合金（例えばＨＡＳＴＥＬＬＯＹ）を含むがそれらに限定されない金属合金）。
【００６５】
この方法によって製造されるホスゲンは、様々な工業プロセス、例えば、ポリカーボネート、尿素、カルバミン酸塩、及び同様のものの製造において用いられ得る。
【００６６】
ジアリールカーボネートを製造する方法は、本明細書で開示される方法によって製造されるホスゲンによって芳香族モノヒドロキシ化合物を反応させる段階を含む。ホスゲンは、液体状、気体状態において、又は不活性溶媒において用いられ得る。
【００６７】
芳香族モノヒドロキシ化合物は、非置換であり得る、又は、任意の置換された炭素の価数が超過しないという条件で、１から３のハロゲン、Ｃ１−６アルコキシ、シアノ、Ｃ１−６アルコキシカルボニル、Ｃ６−１２アリールオキシカルボニル，Ｃ１−６アシルオキシ又はニトロ基によって置換され得るＣ６−１２芳香族モノヒドロキシ化合物を含む。例は、フェノール，ｏ−，ｍ−若しくはｐ−クレゾール，ｏ−，ｍ−若しくはｐ−クロロフェノール，ｏ−，ｍ−若しくはｐ−ブロモフェノール，２，４−ジクロロフェノール，２，４，６−トリブロモフェノール，ｏ−，ｍ−若しくはｐ−メトキシフェノール，２，６−ジメチルフェノール，２，４−ジメチルフェノール，３，４−ジメチルフェノール，ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェノール，ｐ−クミルフェノール，ｐ−ｎ−オクチルフェノール，ｐ−イソオクチルフェノール，ｐ−ｎ−ノニルフェノール，ｐ−イソノニルフェノール，１−ナフトール，２−ナフトール，及びサリチル酸メチルを含む。フェノールが具体的に言及され得る。
【００６８】
ホスゲンと芳香族モノヒドロキシ化合物との間の反応が知られており、例えば、米国特許第４，０１６，１９０号明細書、米国特許第４，６９７，０３４号明細書、米国特許第５，１６７，９４６号明細書、米国特許第５，４２４，４７３号明細書、米国特許第５，９００，５０１号明細書、米国特許第６，３４８，６１３号明細書、及び米国特許第８，５１８，２３１号明細書に記載されている。
【００６９】
反応条件は、具体的に限定されないが、従来技術において開示されているものを含む。例示的なプロセスでは、ホスゲン及び芳香族モノヒドロキシ化合物の反応は、界面プロセスにおいて行われ、ホスゲンは、塩基及び必要に応じて塩基性触媒の存在下で芳香族モノヒドロキシ化合物と反応する。
【００７０】
ホスゲンとの芳香族モノヒドロキシ化合物の反応のための塩基は、例えば、Ｎａ，Ｋ及び／又はＬｉ水酸化物等のアルカリ金属水酸化物である。水酸化ナトリウム溶液が具体的に言及される。塩基は、水溶液の１０から２５重量％濃度として用いられ得る。
【００７１】
用いられる塩基性触媒は、開鎖又は環式であり得、第３級アミン、Ｎ−アルキルピペリジン及び／又はオニウム塩を含み得る。触媒は、溶液の１から５５重量％濃度として用いられ得る。加えられる触媒の量は、用いられる芳香族モノヒドロキシ化合物の総モルに基づいて、０．０００１ｍｏｌから０．１ｍｏｌであり得る。
【００７２】
オニウム塩は、ＮＲ４Ｘ等の化合物を指し、ラジカルＲは、互いに独立して、Ｈ及び／又はアルキル及び／又はアリールラジカルであり得、Ｘは、例えば塩化物、臭化物又はヨウ化物等のアニオンである。
【００７３】
具体的に言及されるのは、窒素系触媒であり、例えば、トリブチルアミン，トリエチルアミン及びＮ−エチルピペリジンである。
【００７４】
必要に応じて、不活性な有機溶媒が存在し得る。溶媒の例は、芳香族溶媒、ハロゲン化、（具体的には塩素化）、脂肪族若しくは芳香族溶媒、又は、前述の少なくとも一つを含む組み合わせを含む。これらは、例えば、トルエン、ジクロロメタン、様々なジクロロエタン及びクロロプロパン化合物、クロロベンゼン及びクロロトルエン又は前述の少なくとも一つを含む組み合わせである。ジクロロメタンが具体的に言及される。
【００７５】
界面プロセスによる反応を実施するための条件は、例えば米国特許第４，０１６，１９０号明細書，米国特許第８，５１８，２３１号明細書，欧州特許第１２１９５８９号明細書，欧州特許第１２１６９８１号明細書，欧州特許第１２１６９８２号明細書及び欧州特許第７８４０４８号明細書に記載されてきた。
【００７６】
必要に応じて、ホスゲン及び芳香族モノヒドロキシ化合物の反応は、不均一触媒の存在下で実施され得る。不均一触媒が知られており、欧州特許第４８３６３２号明細書，米国特許第５，４７８，９６１号明細書，米国特許第５，２３９，１０５号明細書及び米国特許第５，１３６，０７７号明細書において記載されてきた。
【００７７】
ジアルキルカーボネートを製造する方法は、アルキルモノヒドロキシ化合物をホスゲンと反応させる段階を含む。ホスゲンは、液体状態、気体状態において、又は不活性な溶媒において用いられ得る。
【００７８】
アルキルモノヒドロキシ化合物は、直鎖状及び分岐鎖状Ｃ１−１２脂肪族アルコール並びにＣ４−８脂環式アルコールの全ての異性体を含み、その各々は、非置換であり得る、又は、任意の置換された炭素の価数が超過しないという条件で、１から３のハロゲン，Ｃ１−６アルコキシ，シアノ，Ｃ１−６アルコキシカルボニル，Ｃ６−１２アリールオキシカルボニル，Ｃ１−６アシルオキシ又はニトロ基によって置換され得る。
【００７９】
アルカノールの例は、メタノール，エタノール，１−プロパノール，２−プロパノール，アリルアルコール，１−ブタノール，２−ブタノール，３−ブテン−１−ｏｌ，アミルアルコール，１−ヘキサノール，２−ヘキサノール，３−ヘキサノール，１−ヘプタノール，２−ヘプタノール，３−ヘプタノール及び４−ヘプタノール，シクロペンタノール，シクロヘキサノール，シクロヘプタノール，シクロオクタノール，３−メチルシクロペンタノール，３−エチルシクロペンタノール，３−メチルシクロヘキサノール，２−エチルシクロヘキサノール（異性体），２，３−ジメチルシクロヘキサノール，１，３−ジエチルシクロヘキサノール，３−フェニルシクロヘキサノール，ベンジルアルコール，２−フェネチルアルコール及び３−フェニルプロパノールを含む。特定の実施形態では、アルカノールは、メタノール，エタノール，１−プロパノール，２−プロパノール，１−ブタノール，２−ブタノール，３−ブタノールである。メタノールが具体的に言及される。
【００８０】
反応条件は、特に限定されないが、過度の実験を行うこと無く従来技術における当業者に知られている。
【００８１】
所望される場合、ジアルキルカーボネートは、ジアリールカーボネートへ変換され得る。例えば、ジアルキルカーボネートは、エステル交換触媒の存在下でフェノールを含む本明細書で記載されるもの等の芳香族モノヒドロキシ化合物と反応し得て、アルキルアリールカーボネート（例えば、フェニルメチルカーボネート（“ＰＭＣ”）及び脂肪族一価アルコール（例えば、メタノール）を生成する。第２のステップでは、２分子のアルキルアリールカーボネートが不均化反応を受けて、１分子のジアリールカーボネート（例えば、ＤＰＣ）及び１分子の開始材料ジアルキルカーボネート（例えば、ＤＭＣ）を生成する。触媒の例は、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カリウム及びバリウム等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属；水素化物、水酸化物、アルコキシド、アリールオキシド及びアミド等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の塩基性化合物；カーボネート、バイカーボネート及び有機酸塩等のアルカリ金属及びアルカリ土類金属の塩基性化合物；トリエチルアミン，トリブチルアミン，トリヘキシルアミン及びベンジルジエチルアミン等の第３級アミン；Ｎ−アルキルピロール，Ｎ−アルキルインドール，オキサゾール，Ｎ−アルキルイミダゾール，Ｎ−アルキルピラゾール，オキサジアゾール，ピリジン，キノリン，イソキノリン，アクリジン、フェナントロリン、ピリミジン、ピラジン及びトリアジン等の窒素含有ヘテロ芳香族化合物；ジアゾビシクロウンデセン（ＤＢＵ）及びジアゾビシクロノネン（ＤＢＮ）等の環式アミジン；トリブチルメトキシスズ、ジブチルジエトキシスズ，ジブチルフェノキシスズ，ジフェニルメトキシスズ，ジブチルスズアセテート，トリブチルスズ塩化物及びスズ２−エチルヘキサノエート等のスズ化合物；ジメトキシ亜鉛、ジエトキシ亜鉛、エチレンジオキシ亜鉛及びジブトキシ亜鉛等の亜鉛化合物；アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリイソプロポキシド及びアルミニウムトリブトキシド等のアルミニウム化合物；テトラメトキシチタン，テトラエトキシチタン，テトラブトキシチタン，ジクロロジメトキシチタン，テトライソプロポキシチタン，チタンアセテート及びチタンアセチルアセトネート等のチタン化合物；トリメチルホスフィン，トリエチルホスフィン，トリブチルホスフィン，トリフェニルホスフィン，トリブチルメチルホスホニウムハロゲン化物，トリオクチルブチルホスホニウムハロゲン化物及びトリフェニルメチルホスホニウムハロゲン化物等のリン化合物；ジルコニウムハロゲン化物，ジルコニウムアセチルアセトネート，ジルコニウムアルコキシド及びジルコニウムアセテート等のジルコニウム化合物；並びに、鉛及び鉛含有化合物、例えば、ＰｂＯ，ＰｂＯ２，Ｐｂ３Ｏ４等の鉛酸化物、ＰｂＳ，Ｐｂ２Ｓ３及びＰｂＳ２等の鉛硫化物、並びにＰｂ（ＯＨ）２，Ｐｂ３Ｏ２（ＯＨ）２，Ｐｂ２［ＰｂＯ２（ＯＨ）２］及びＰｂ２Ｏ（ＯＨ）２等の鉛水酸化物、を含む。具体的に言及される触媒は、チタンテトラフェノキシド，チタンイソプロピレート，チタンテトラ塩化物等のチタン化合物、有機スズ化合物、並びに、銅、鉛、亜鉛、鉄及びジルコニウムの化合物、並びに前述の少なくとも一つを含む組み合わせを含む。具体的に言及される触媒は、チタンテトラフェノキシド，チタンイソプロピレート，チタンテトラ塩化物等のチタン化合物、有機スズ化合物、並びに、銅、鉛、亜鉛、鉄及びジルコニウムの化合物、並びに前述の少なくとも一つを含む組み合わせを含む。
【００８２】
ポリカーボネートの重合では、ジヒドロキシ化合物は、カーボネート源（カーボネート前駆体とも呼ばれる）としてホスゲンとしてのホスゲンとの反応物として用いられ得る。本明細書で用いられるような“ポリカーボネート”とは、式（１）の繰り返し構造のカーボネートユニットを有するホモポリマー又はコポリマーを意味する。
【００８３】
【化１】
0006316446.tif 000004
【００８４】
ここで、Ｒ１基の総数の少なくとも６０パーセントは芳香族であり、各Ｒ１は、少なくとも一つのＣ６−３０芳香族基を含む。具体的には、各Ｒ１は、式（２）の芳香族ジヒドロキシ化合物、又は式（３）のビスフェノール等のジヒドロキシ化合物に由来し得る。
【００８５】
【化２】
0006316446.tif 000005
【化３】
0006316446.tif 000006
【００８６】
式（２）において、各Ｒｈは、独立して、ハロゲン原子、例えば臭素、Ｃ１−１０ヒドロカルビル基、例えばＣ１−１０アルキル、ハロゲン−置換されたＣ１−１０アルキル，Ｃ６−１０アリール又はハロゲン置換されたＣ６−１０アリールであり、ｎは０から４である。
【００８７】
式（３）において、Ｒａ及びＲｂは、独立して、ハロゲン、Ｃ１−１２アルコキシ又はＣ１−１２アルキルであり；ｐ及びｑは、各々独立して０から４の整数であり、ｐ又はｑが４未満であるとき、環の各々の炭素の価数は水素で満たされるようになる。実施形態では、ｐ及びｑは各々０である、又はｐ及びｑは各々１であり、Ｒａ及びＲｂは各々、Ｃ１−３アルキル基、具体的には各アリーレン基上のヒドロキシ基に対してメタに配されたメチルである。Ｘａは、２つのヒドロキシ置換された芳香族基を接続する架橋基であり、各Ｃ６アリーレン基のヒドロキシ置換基及び架橋基は、Ｃ６アリーレン基上で互いにオルト、メタ又はパラ（具体的にはパラ）に配され、例えば、単結合、−Ｏ−，−Ｓ−，−Ｓ（Ｏ）−，−Ｓ（Ｏ）２−，−Ｃ（Ｏ）−又はＣ１−１８有機基であり、環式又は非環式の、芳香族又は非芳香族であり得、ヘテロ原子、例えばハロゲン、酸素、窒素、硫黄、ケイ素又はリンをさらに含み得る。例えば、Ｘａは、置換された又は非置換のＣ３−１８シクロアルキル；Ｒｃ及びＲｄが各々独立して水素，Ｃ１−１２アルキル，Ｃ１−１２シクロアルキル，Ｃ７−１２アリールアルキル，Ｃ１−１２ヘテロアルキル若しくは環式のＣ７−１２ヘテロアリールアルキルである、式−Ｃ（Ｒｃ）（Ｒｄ）−のＣ１−２５アルキリデン；又は、Ｒeが二価のＣ１−１２炭化水素基である、式−Ｃ（＝Ｒｅ）−の群であり得る。
【００８８】
特定のジヒドロキシ化合物のいくつかの例示的な例は、以下を含む：ビスフェノール化合物、例えば、４，４’−ジヒドロキシビフェニル，１，６−ジヒドロキシナフタレン，２，６−ジヒドロキシナフタレン，ビス（４−ヒドロキシフェニル）メタン，ビス（４−ヒドロキシフェニル）ジフェニルメタン，ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−ナフチルメタン，１，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エタン，１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１−フェニルエタン，２−（４−ヒドロキシフェニル）−２−（３−ヒドロキシフェニル）プロパン，ビス（４−ヒドロキシフェニル）フェニルメタン，２，２−ビス（４−ヒドロキシ−３−ブロモフェニル）プロパン，１，１−ビス（ヒドロキシフェニル）シクロペンタン，１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロヘキサン，１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）イソブテン，１，１−ビス（４−ヒドロキシフェニル）シクロドデカン，ｔｒａｎｓ−２，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−ブテン，２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）アダマンタン，アルファ，アルファ’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）トルエン，ビス（４−ヒドロキシフェニル）アセトニトリル，２，２−ビス（３−メチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（３−エチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（３−ｎ−プロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（３−イソプロピル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（３−ｓｅｃ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（３−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（３−シクロヘキシル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（３−アリル−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（３−メトキシ−４−ヒドロキシフェニル）プロパン，２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン，１，１−ジクロロ−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン，１，１−ジブロモ−２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）エチレン，１，１−ジクロロ−２，２−ビス（５−フェノキシ−４−ヒドロキシフェニル）エチレン，４，４’−ジヒドロキシベンゾフェノン，３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−ブタノン，１，６−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−１，６−ヘキサンジオン，エチレングリコールビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル，ビス（４−ヒドロキシフェニル）エーテル，ビス（４−ヒドロキシフェニル）硫化物，ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホキシド，ビス（４−ヒドロキシフェニル）スルホン，９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フッ素，２，７−ジヒドロキシピレン，６，６’−ジヒドロキシ−３，３，３’，３’−テトラメチルスピロ（ビス）インダン（“スピロビインダンビスフェノール”），３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミド，２，６−ジヒドロキシジベンゾ−ｐ−ダイオキシン，２，６−ジヒドロキシチアントレン，２，７−ジヒドロキシフェノキサチイン，２，７−ジヒドロキシ−９，１０−ジメチルフェナジン，３，６−ジヒドロキシジベンゾフラン，３，６−ジヒドロキシジベンゾチオフェン及び２，７−ジヒドロキシカルバゾール；置換されたレゾルシノール化合物、例えば、５−メチルレゾルシノール，５−エチルレゾルシノール，５−プロピルレゾルシノール，５−ブチルレゾルシノール，５−ｔ−ブチルレゾルシノール，５−フェニルレゾルシノール，５−クミルレゾルシノール，２，４，５，６−テトラフルオロレゾルシノール，２，４，５，６−テトラブロモレゾルシノール，又は同様のもの；カテコール；ヒドロキノン；置換されたヒドロキノン、例えば、２−メチルヒドロキノン，２−エチルヒドロキノン，２−プロピルヒドロキノン，２−ブチルヒドロキノン，２−ｔ−ブチルヒドロキノン，２−フェニルヒドロキノン，２−クミルヒドロキノン，２，３，５，６−テトラメチルヒドロキノン，２，３，５，６−テトラ−ｔ−ブチルヒドロキノン，２，３，５，６−テトラフルオロヒドロキノン，２，３，５，６−テトラブロモヒドロキノン，又は同様のもの。
【００８９】
特定のジヒドロキシ化合物は、レゾルシノール，２，２−ビス（４−ヒドロキシフェニル）プロパン（“ビスフェノールＡ”又は“ＢＰＡ”，式（３）において、Ａ１及びＡ２の各々がｐ−フェニレンであり、Ｙ１がイソプロピリデンである），３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミジン，２−フェニル−３，３’−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フタルイミジン（Ｎ−フェニルフェノールフタレインビスフェノール，“ＰＰＰＢＰ”又は３，３−ビス（４−ヒドロキシフェニル）−２−フェニルイソインドリン−１−オンとしても知られる），１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）シクロヘキサン（ＤＭＢＰＣ），及び１，１−ビス（４−ヒドロキシ−３−メチルフェニル）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン（イソホロンビスフェノール）を含む。
【００９０】
本明細書で用いられるような“ポリカーボネート”は、ホモポリカーボネート（ポリマーにおける各Ｒ１が同じ）、カーボネートにおいて異なるＲ１部分を含むコポリマー（“コポリカーボネート”）、カーボネートユニットを含むコポリマー、及び、ポリマーユニットの他のタイプ、例えばポリシロキサンユニット、エステルユニット及び同様のもの、を含む。
【００９１】
ポリカーボネートは、連続的な溶融プロセスである、界面重合プロセスによって、又は溶融重合プロセスにおいて作製され得る。界面重合に関する反応条件は変わり得るが、例示的なプロセスは一般的に、水性ＮａＯＨ又はＫＯＨにおいて二価フェノール反応物を溶解又は分散する段階と、水非混和性溶媒媒質へ結果として得られる混合物を加える段階と、制御されたｐＨ条件、例えば８から１０の下で、例えば第３級アミン又は相間移動触媒等の触媒の存在下で反応物をカーボネート前駆体と接触させる段階と、を含む。水非混和性溶媒は、例えば、塩化メチレン，二塩化エチレン，１，２−ジクロロエタン，クロロベンゼン，トルエン及び同様のものであり得る。
【００９２】
第３級アミンの中で界面重合において用いられ得るのは、トリエチルアミン及びトリブチルアミン等の脂肪族第３級アミン、Ｎ，Ｎ−ジエチル−シクロヘキシルアミン等の脂環式第３級アミン、及び、Ｎ，Ｎ−ジメチルアニリン等の芳香族第３級アミンである。相間移動触媒の中で、用いられ得るのは、式（Ｒ３）４Ｑ＋Ｘの触媒であり、各Ｒ３は、同じ又は異なり、Ｃ１−１０アルキル基である；Ｑは窒素又はリン原子である；且つ、Ｘは、ハロゲン原子、又はＣ１−８アルコキシ基、又はＣ６−１８アリールオキシ基である。相間移動触媒の例は、（ＣＨ３（ＣＨ２）３）４ＮＸ，（ＣＨ３（ＣＨ２）３）４ＰＸ，（ＣＨ３（ＣＨ２）５）４ＮＸ，（ＣＨ３（ＣＨ２）６）４ＮＸ，（ＣＨ３（ＣＨ２）４）４ＮＸ，ＣＨ３（ＣＨ３（ＣＨ２）３）３ＮＸ及びＣＨ３（ＣＨ３（ＣＨ２）２）３ＮＸを含み、Ｘは、Ｃｌ−，Ｂｒ−，Ｃ１−８アルコキ基又はＣ６−１８アリールオキシ基である。相間移動触媒の有効量は、ホスゲン化混合物におけるビスフェノールの重量にそれぞれ基づいて、０．１から１０重量パーセント（ｗｔ％）、又は０．５から２ｗｔ％であり得る。
【００９３】
代わりに、溶融プロセスが、ポリカーボネートを作製するために用いられ得る。一般的に、溶融重合プロセスでは、ポリカーボネートは、エステル交換触媒の存在下において、ジヒドロキシ反応物及びジアリールカーボネートを、溶融状態で共同反応させることによって用意され得る。反応は、連続撹拌反応器（ＣＳＴＲ）、プラグフロー反応器、ワイヤ濡れ落下重合、自由落下重合、ワイプトフィルム重合、ＢＡＮＢＵＲＹミキサー、一軸若しくは二軸スクリュー押出機、又は前述の任意を含む組み合わせ等の典型的な重合装置において実行され得る。揮発性の一価フェノールは、蒸留によって溶融反応物から除去され、ポリマーは、溶融残渣として分離される。溶融重合は、溶融重合は、バッチプロセス又は連続プロセスとして実施され得る。いずれの場合において、用いられる溶融重合条件は、二以上の別個の反応段階、例えば、最初のジヒドロキシ芳香族化合物及びジアリールカーボネートがオリゴマーポリカーボネートへ変換される第１反応段階と、第１反応段階において形成されたオリゴマーポリカーボネートが、高い分子量のポリカーボネートへ変換される第２反応段階と、を含み得る。このような“段階的な”重合条件は、開始モノマーが第１反応容器においてオリゴマー化され、その中で形成されたオリゴマーポリカーボネートは、オリゴマーポリカーボネートが高い分子量のポリカーボネートへ変換される一以上の下流反応器へ連続的に移動される、連続重合システムにおける使用に関して特に適切である。典型的には、オリゴマー化段階では、生成されるオリゴマーポリカーボネートは、１，０００から７，５００ダルトンの数平均分子量を有する。一以上の後続の重合段階では、ポリカーボネートの数平均分子量（Ｍｎ）は、（ポリカーボネートスタンダードを用いて）８，０００と２５，０００ダルトンとの間へ増加する。典型的には、溶媒は、プロセスにおいて用いられず、反応物のジヒドロキシ芳香族化合物及びジアリールカーボネートは溶融状態である。反応温度は、１００℃から３５０℃、具体的には１８０℃から３１０℃であり得る。圧力は、反応の初期段階において、大気圧、大気圧超、又は、大気圧から１５ｔｏｒｒまでの圧力の範囲、後の段階での低下した圧力、例えば、０．２から１５ｔｏｒｒであり得る。反応時間は一般的に、０．１時間から１０時間である。
【００９４】
ポリカーボネートの溶融エステル交換重合製造において用いられる触媒は、ホスホニウム塩及びアンモニウム塩の内の一つ若しくは両方を含む第１触媒と、アルカリ及びアルカリ土類イオンイオンの内の一つ若しくは両方のソースを含むアルカリ触媒の内の一つ又は両方を含み得る。第１触媒は、典型的には揮発性であり、高温で劣化する。従って、第１触媒は、初期の低温重合段階での使用に関して好ましい。アルカリ触媒は典型的には、第１触媒と比較して、より熱的に安定であり、より揮発性でない。
【００９５】
アルカリ触媒は、アルカリ又はアルカリ土類イオンの内の一つ又は両方のソースを含み得る。これらのイオンのソースは、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、並びに、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム等のアルカリ土類水酸化物を含む。アルカリ及びアルカリ土類金属イオンの、他の可能性のあるソースは、カルボン酸の対応する塩（例えば、酢酸ナトリウム）、並びに、エチレンジアミンテトラ酢酸（ＥＤＴＡ）の誘導体（例えば、ＥＤＴＡテトラナトリウム塩、及びＥＤＴＡマグネシウムジナトリウム塩）を含む。他のアルカリエステル交換触媒は、カーボネートのアルカリ若しくはアルカリ土類金属塩、例えばＣｓ２ＣＯ３，ＮａＨＣＯ３，Ｎａ２ＣＯ３及び同様のもの、非揮発性の無機酸、例えば、ＮａＨ２ＰＯ３，ＮａＨ２ＰＯ４，Ｎａ２ＨＰＯ３，ＫＨ２ＰＯ４，ＣｓＨ２ＰＯ４，Ｃｓ２ＨＰＯ４及び同様のもの、又は、リン酸の混合塩、例えば、ＮａＫＨＰＯ４，ＣｓＮａＨＰＯ４，ＣｓＫＨＰＯ４及び同様のもの、を含む。任意の前述の触媒の内の少なくとも一つを含む組み合わせが用いられ得る。
【００９６】
可能な第１触媒は、第４級アンモニウム化合物、第４級ホスホニウム化合物、又は、前述の少なくとも一つを含む組み合わせを含み得る。第４級アンモニウム化合物は、構造（Ｒ４）４Ｎ＋Ｘ−の化合物であり得、各Ｒ４は、同じ又は異なり、Ｃ１−２０アルキル，Ｃ４−２０シクロアルキル又はＣ４−２０アリールである；Ｘ−は、有機又は無機アニオン、例えば、水酸化物、ハロゲン化物、カルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸塩、ギ酸塩、カーボネート又はバイカーボネートである。有機第４級アンモニウム化合物は、テトラメチル水酸化アンモニウム，テトラブチル水酸化アンモニウム，テトラメチル酢酸アンモニウム，テトラメチルアンモニウムギ酸塩，テトラブチル酢酸アンモニウム及び前述の少なくとも一つを含む組み合わせを含む。テトラメチル水酸化アンモニウムがしばしば用いられる。第４級ホスホニウム化合物は、構造（Ｒ５）４Ｐ＋Ｘ−の化合物であり得、各Ｒ５は、同じ又は異なり、Ｃ１−２０アルキル，Ｃ４−２０シクロアルキル又はＣ４−２０アリールである；且つ、Ｘ−は、有機又は無機アニオン、例えば、水酸化物、フェノキシド、ハロゲン化物、酢酸塩若しくはギ酸塩等のカルボン酸塩、スルホン酸塩、硫酸塩、ギ酸塩、カーボネート、又はバイカーボネートである。Ｘ−がカーボネート又は硫酸塩等の多価アニオンである場合、第４級アンモニウム及びホスホニウム構造における正及び負電荷が適切にバランスしていることが理解される。例えば、Ｒ２０からＲ２３がそれぞれメチルであり、Ｘ−がカーボネートである場合、Ｘ−が２（ＣＯ３−２）を表すことが理解される。有機第４級ホスホニウム化合物の例は、テトラメチルホスホニウム水酸化物，テトラメチルホスホニウムアセテート，テトラメチルホスホニウムギ酸塩，テトラブチルホスホニウム水酸化物，テトラブチルホスホニウムアセテート（ＴＢＰＡ），テトラフェニルホスホニウムアセテート，テトラフェニルホスホニウムフェノキシド及び前述の少なくとも一つを含む組み合わせを含む。ＴＢＰＡがしばしば用いられる。
【００９７】
用いられる第１触媒及びアルカリ触媒の量は、重合反応に用いられるジヒドロキシ化合物の総モル数に基づき得る。重合反応に用いられる全てのジヒドロキシ化合物に対する第１触媒、例えばホスホニウム塩の比率を参照するとき、反応混合物に存在する各個別のジヒドロキシ化合物のモルの合計によって割られたホスホニウム塩のモル数を意味する、ジヒドロキシ化合物のモル当たりのホスホニウム塩のモルを参照することが便利である。アルカリ触媒は、十分な量で用いられ得、用いられるジヒドロキシ化合物のモル当たり１×１０−２から１×１０−８モル、具体的には１×１０−４から１×１０−７モルの金属を提供する。第１触媒（例えば、有機アンモニウム又はホスホニウム塩）の量は、反応混合物におけるジヒドロキシ化合物の総モル当たり１×１０−２から１×１０−５、具体的には１×１０−３から１×１０−４モルであり得る。
【００９８】
重合が完了した後に酸性化合物による、エステル交換触媒及び任意の反応性触媒残渣のクエンチングはまた、いくつかの溶融重合プロセスにおいて有用であり得る。重合が完了した後に、触媒残渣、及び／又はクエンチング剤、及び、溶融重合反応からの他の揮発性残渣の除去はまた、いくつかの溶融重合プロセスにおいて有用であり得る。
【００９９】
また、ホスゲンは、カルバミン酸塩及び尿素の合成において用いられ得、２つのアミン、又は、アミン及びアルコールとのホスゲンの反応によって合成され得る。このような化合物は、式Ｘ１：Ｃ（＝Ｏ）Ｘ２の化合物であり得、Ｘ１はＮＲ１Ｒ２であり、Ｘ２はＮＲ３Ｒ４又はＯＲ５であり、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３及びＲ４は、存在するならば、各々独立して水素、必要に応じて置換された直鎖状又は分岐鎖状アルキル、アルケン、シクロアルキル、シクロアルケニル、アリール、ヘテロ原子含有アリール及びアラルキル基である、又は、組み合わせのＲ１及びＲ２は、Ｘ１の窒素へ二重結合された炭素原子である、又は、組み合わせのＲ３及びＲ４は、Ｘ２の窒素へ二重結合された炭素原子である、又は、Ｘ１又はＸ２のＮは、環系の窒素であり得、Ｒ５は、存在する場合、必要に応じて置換された直鎖状又は分岐鎖状アルキル、アリール及びアラルキル基から成る群から選択される、又は、Ｒ３，Ｒ４若しくはＲ５と組み合わされたＲ１又はＲ２は、五員環若しくは六員環を形成する。従来技術で知られるように、化合物は、エステル交換条件下でＨＮＲ１Ｒ２及びＨＮＲ３Ｒ４又はＨＯＲ５をエステル置換されたジアリールカーボネートと反応させて化合物を形成することによって合成され得る。任意の置換基は各々独立して、さらに誘導体化されたカルバミン酸塩種を用意するために用いられるエステル交換条件下において反応性でない化学官能基であり得る。このような任意の置換基は、ハロゲン，ビニル，カルボニル，エーテル，シクロエーテル，アゾ，硫化物／チオ，アルコール及び複素環置換基を含む。エステル置換されたジアリールカーボネートは、ビスメチルサリチルカーボネート（ＢＭＳＣ）であり得る。化合物は、熱分解反応を受けて、イソシアネートを形成し得る。
【０１００】
以下に記載されるのは、ホスゲンを作製するための方法、及び方法における使用のための装置のいくつかの実施形態である。
【０１０１】
実施形態では、ホスゲンを製造する方法は、マイクロチューブ反応器のマイクロチューブに配された触媒上を一酸化炭素及び塩素を含むフィードを通す段階であって、マイクロチューブが、ホスゲンを含む第１生成物組成を製造するために、００．１から１０ｍｍ、０．１から６ｍｍ、０．５から８ｍｍ、又は０．５から５ｍｍの平均直径を有する、段階と；チューブ反応器のチューブに配された触媒上を第１生成物組成の少なくとも一部を通す段階であって、チューブが、ホスゲンを含む生成物組成を製造するために、マイクロチューブより大きい、例えば、６ミリメートル超又は１０ミリメートル超の平均直径を含み、四塩化炭素がホスゲンの体積に基づいて０から１０ｐｐｍ体積の量で生成物組成において存在する、段階と、を含む。
【０１０２】
前述の方法の特定の実施形態では、以下の条件の内の一以上を適用し得る：触媒はマイクロチューブ、チューブ又は両方の内壁上に配される；触媒は、充填床としてマイクロチューブ、チューブ又は両方において配される；触媒は、マイクロチューブ、チューブ又は両方の供給端からマイクロチューブ、チューブ又は両方の出口端へ、濃度、活量又は両方が変化し、分散、必要に応じて滑らかな勾配、は、供給端での低い活量、濃度又は両方から、出口端での比較的より高い濃度、活量又は両方である；マイクロチューブ反応器は、複数のマイクロチューブを含み、複数のマイクロチューブからの第１生成物組成は、チューブ反応器のチューブの一つの入口へ供給される；チューブ反応器は複数のチューブを含む；マイクロチューブ反応器、チューブ反応器又は両方におけるピーク温度は８００℃未満である；マイクロチューブ反応器、チューブ反応器又は両方におけるピーク温度は、４００℃以下である；マイクロチューブ反応器は、２５０から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する；又は、マイクロチューブ反応器は、５００から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する。
【０１０３】
ホスゲンを製造するための装置は、シェル、シェル内に配されたマイクロチューブ、及び、シェルとマイクロチューブとの間に配された冷媒を含むマイクロチューブ反応器を含み、マイクロチューブは、０．１から１０ｍｍ、０．１から６ｍｍ、０．５から８ｍｍ又は０．５から５ｍｍの平均直径、供給入口、及び生成物混合物出口を有する；チューブ反応器は、シェル、シェル内に配されたチューブ、及び、シェルとチューブとの間に配された冷媒を含み、チューブは、マイクロチューブより大きい、例えば、６ミリメートル超又は１０ミリメートル超の平均直径、供給入口、及び生成物組成出口を有し、マイクロチューブ反応器の生成物混合物出口は、チューブ反応器の供給入口内に流れ込む。
【０１０４】
前述の装置の特定の実施形態では、以下の条件の内の一以上が適用され得る：一酸化炭素及び塩素をホスゲンへ変換するのに有効な触媒は、マイクロチューブ、チューブ又は両方の内壁上に配される；一酸化炭素及び塩素をホスゲンへ変換するのに有効な触媒は、充填床としてマイクロチューブ、チューブ又は両方に配される；触媒は、マイクロチューブ、チューブ又は両方の供給端からマイクロチューブ、チューブ又は両方の出口端へ、濃度、活量又は両方が変化し、分散は、供給端での低い活量、濃度又は両方から、出口端での比較的より高い濃度、活量又は両方である；マイクロチューブ反応器は、複数のマイクロチューブを含む；複数のマイクロチューブは、チューブ反応器の一つの入口に流れ込む；チューブ反応器は、複数のチューブを含む。マイクロチューブ反応器は、２５０から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する；又は、マイクロチューブ反応器は、５００から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する。
【０１０５】
他の一つの実施形態では、チューブ状反応器においてホスゲンを製造する方法は、チューブ状反応器のチューブに配された触媒上に、一酸化炭素及び塩素を含む供給を通す段階を含み、チューブが連続的であり、供給端及び出口端を含み、供給端でのチューブのセクションが、第１長さに関して０．１から１０ｍｍ、０．１から６ｍｍ、０．５から８ｍｍ又は０．５から５ｍｍの直径を有するマイクロチューブであり、出口端でのチューブのセクションが、第２長さに関して、マイクロチューブより大きい、例えば、６ミリメートル超又は１０ミリメートル超の直径を有して、ホスゲンを含む生成物組成を生成し、四塩化炭素が、ホスゲンの体積に基づいて、０から１０ｐｐｍ体積の量で生成物組成において存在する。
【０１０６】
前述の方法の特定の実施形態では、以下の条件の内の一以上が適用される：触媒は、チューブの内壁状に配される；触媒は、充填床としてチューブに配される；触媒は、供給端から出口端へ、濃度、活量又は両方が変化し、分散、必要に応じて滑らかな勾配、は、供給端での低い活量、濃度又は両方から、出口端での比較的より高い濃度、活量又は両方である；第１長さを有する複数のチューブセクションは、第２長さを有するチューブのセクションと連続的であり、第２長さを有するチューブのセクションに流れ込む；チューブ状反応器は、複数のチューブを含む；反応器におけるピーク温度は、８００℃以下である；反応器におけるピーク温度は、４００℃以下である；反応器は、２５０から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する；又は、反応器は、５００から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する。
【０１０７】
ホスゲンを製造するためのチューブ状反応器は、シェル、及び、シェル内に配されたチューブを含み、冷媒が、シェルとチューブとの間に配され、チューブは連続的であり、供給端及び出口端を含み、供給端でのチューブのセクションは、第１長さに関して０．１から１０ｍｍ、０．１から６ｍｍ、０．５から８ｍｍ又は０．５から５ｍｍの直径を有するマイクロチューブであり、出口端でのチューブのセクションは、第２長さに関して、マイクロチューブ反応器より大きい、例えば、６ミリメートル超、又は１０ミリメートル超の直径を有する。
【０１０８】
前述のチューブ状反応器の特定の実施形態では、以下の条件の内の一以上が適用され得る：一酸化炭素及び塩素をホスゲンに変換するのに有効な触媒は、チューブの内壁上に配される；一酸化炭素及び塩素をホスゲンに変換するのに有効な触媒は、充填床としてチューブに配される；チューブの内壁上に配された、又は、充填床としてチューブに配された触媒は、供給端から出口端へ、濃度、活量又は両方が変化し、分散、必要に応じて滑らかな勾配、は、供給端での低い活量、濃度又は両方から、出口端での比較的より高い濃度、活量又は両方である。第１長さを有する複数のチューブセクションは、第２長さを有するチューブのセクションと連続的であり、第２長さを有するチューブのセクションに流れ込む；チューブ状反応器は、複数のチューブを含む；チューブ状反応器は、２５０から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する；又は、反応器は、５００から１０，０００ｍ２／ｍ３の単位体積当たりの伝熱面積を有する。
【０１０９】
以下の実施例は、本方法を説明するために提供される。実施例は、単に説明に役立つだけでり、そこに記載される材料、条件又はプロセスパラメータへと、本開示に従って作製される装置を限定する意図はない。
【０１１０】
実施例
本出願人は驚くべきことに、熱除去速度がチューブ直径と逆に変化すること、及び、ピークチューブ温度が、チューブ直径の増加、例えば、外径０．５インチを備えるチューブにおいて実施される実験室規模の動作から２インチの外径を備える工業用チューブへの増加と共に増加することを見出した。ピークチューブ温度と、ホスゲンの合成において形成された四塩化炭素との間のこの関係性を定量化するために、１−Ｄモデルが、プロセス性能上の反応器寸法の効果を示すために、Ａｓｐｅｎ  ｃｕｓｔｏｍ  ｍｏｄｅｌｅｒにおいて発展された。
【０１１１】
モデル化される反応は、以下に記載され得る。
ＣＯ  ＋  Ｃｌ２  →  ＣＯＣｌ２
ここで、反応器への供給は、１：１のＣｌ２に対するＣＯのモル比を有するＣＯ及びＣｌ２の混合物を含む。シンプルな１−Ｄプラグフローモデルは、以下を用いて、材料及びエネルギー保存式に関して記載された。
【０１１２】
無次元形式における支配的マスバランス方程式（１）：
【０１１３】
【数３】
0006316446.tif 000007
【０１１４】
反応器におけるプラグを横切る無次元エネルギーバランス（２）及び（３）：
【０１１５】
【数４】
0006316446.tif 000008
【０１１６】
【数５】
0006316446.tif 000009
【０１１７】
パラメータ推定を改善するために、方程式（１）及び（２）は、無次元形式に再定式された。無次元形式における動態方程式は（４）、（５）及び（６）である。
【０１１８】
【数６】
0006316446.tif 000010
【０１１９】
【数７】
0006316446.tif 000011
【０１２０】
【数８】
0006316446.tif 000012
【０１２１】
ここで、Ａは、反応速度定数であり、Ａ０は、速度式における動的パラメータであり、Ａ１は、速度式における動的パラメータであり、Ｃｐ，ｇは、気体の比熱容量（Ｊ／ｋｇ／Ｋ）であり、ｆは、Ｃｌ２に対するＣＯのモル比であり、Ｋは反応速度定数であり、ｋ０は、速度式における動的パラメータであり、ｋ１は、速度式における動的パラメータであり、ｋ０ｍｏｄは、速度式における動的パラメータであり、Ｌは反応器の長さ（ｍ）であり、Ｐは圧力（ｐｓｉｇ）であり、Ｎｉは、モル流量（ｍｏｌ／ｓ）であり、Ｎ＊は、正規化されたモル流量（Ｎｉ／Ｎｔｏｔａｌ）であり（Ｎｔｏｔａｌは総モル流量である）、Ｒは内半径（ｍ）であり、Ｔｃは、冷媒／壁温度であり、入口供給温度と同じであると仮定され（つまりＴｉｎ＝Ｔｃ）、Ｔｉｎは、入口温度（Ｋ）であり、Ｔｒｅｆは、参照温度（Ｋ）であり、Ｔ＊は、正規化された温度［（Ｔ−Ｔｃ）／（Ｔｒｅｆ−Ｔｃ）］（Ｔｒｅｆは、十分に大きい参照温度であり、本シミュレーション研究では７００Ｋであると仮定されている）であり、Ｕは伝熱係数（Ｗ／ｍ２Ｋ）であり、ρｂは、バルク密度（ｋｇ／ｍ３）であり、ΔＨＲは、反応熱における変化（ジュール）であり、Ｑは、体積流量（秒当たりの標準立方メートル）であり、Ｎ１及びＮ２は、モル流量（秒当たりのモル）であり、ｍは質量流量（秒当たりのキログラム）である。
【０１２２】
実験のセット、実施例１〜９が、動的パラメータの推定を提供するために、米国特許第６，３９９，８２３号明細書によって、より詳細に記載される反応器セットアップにおいて実行され、表１に示される。Ｔｅｘｐは、実験温度である。ＳＣＣＭは、分当たりの標準立方センチメートルである。実施例では、ΔＨＲは、−１０８，７８４Ｊ／ｍｏｌ、Ｕは、８５．０Ｗ／ｍ２Ｋ、Ｔｒｅｆは７００Ｋ、Ｃｐ，ｇは６５９Ｊ／ｋｇＫ、且つρｂは、４７７ｋｇ／ｍ３である。
【０１２３】
【表１】
0006316446.tif 000013
【０１２４】
実施例１〜９及び上述の動態方程式から得られるデータに基づいて、動的パラメータが、シミュレーションツールＡｓｐｅｎ  ｃｕｓｔｏｍ  ｍｏｄｅｌｅｒ内でニュートン法に基づいた最小二乗推定手順を用いて推定された。決定された動的パラメータは表２に示され、動的パラメータの検証が表３に示され、実験温度は、１００及び１７５ＳＣＣＭの体積流量に関して、モデル温度、Ｔｍｏｄｅｌと比較される。
【０１２５】
【表２】
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【０１２６】
【表３】
0006316446.tif 000015
【０１２７】
実験室規模に関して、実験と発展させたモデルとの間の初期検証結果の後、大規模工業ユニットに関する結果を予測するためにモデルが採用された。スケールアップに関して考慮されている基本ケースは、３００℃の入口温度で２５０ＳＣＣＭの流量、及び、計画（ｓｃｈｅｄｕｌｅ）１６０、０．５インチの外径パイプに対応する。基本ケースに対応する線速度は、より大きい２インチの外径パイプに関して仮定されている。モデルは、７フィート長の反応器に関する温度プロファイルをシミュレートするために用いられた。温度プロファイルの比較は図３０に示され、破線は、０．５インチの外径を有する実験室規模のチューブであり、実線は、２インチの外径を有する工業規模のチューブである。
【０１２８】
図３０は、実験室規模のチューブのスケールアップが、チューブの始まり近くにおける、受け入れることのできない、ほぼ１００％の温度増加をもたらすことを示す。
【０１２９】
これらの実験は、米国特許第６，３９９，８２３号明細書によって記載された反応器セットアップにおける実験室規模では、ＣＣｌ４生成が、反応器内で観測されるピーク温度上昇に相間し得ることを示し、以下の伝達関数、式（７）が発展された。
【０１３０】
【数９】
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【０１３１】
式７は、ホスゲンのおける四塩化炭素の量が、ピーク温度、Ｔｐｅａｋが増加するにつれて、指数関数的に増加することを予測する。同様の反応が保持されると仮定すると、ＣＣｌ４形成は、工業的なセッティングにおいて用いられるとき、実験室規模の場合に対して３００％超で増加することになる。言い換えると、ホスゲンにおける四塩化炭素は、０．５インチの外径チューブ反応器から工業的マルチチューブ状反応器において一般的に用いられる２インチチューブへのスケールアップ時での動作条件の所定のセットに関して実験室規模での観測された値の４倍超増加する。このモデルは、ホスゲンにおける四塩化炭素が、工業規模のマルチチューブ状反応器における伝熱を改善するために反応器設計への根本的な設計変更が為されない限り、スケールアップ時に数倍まで行くであろうという我々の主張を明確に確立する。
【０１３２】
本方法のさらなる実施形態、及び本明細書で開示される反応器が、以下に記載される。
【０１３３】
実施形態１：カーボネートを製造する方法は、ホスゲンを含む第１生成物を製造するために触媒の存在下におけるホスゲン反応器において一酸化炭素及び塩素を反応させる段階であって；四塩化炭素は、ホスゲンの全体積に基づいて、０から１０ｐｐｍ体積の量で第１生成物において存在し；ホスゲン反応器は、１時間当たり２，０００キログラム以上の第１生成物を製造することが可能である、段階と；カーボネートを製造するためにモノヒドロキシ化合物をホスゲンと反応させる段階であって；ホスゲン反応器は、チューブ、シェル、及び、チューブとシェルとの間に配された空間を含み；触媒はチューブに配され且つ冷媒は空間に配され、又は、触媒は空間に配され且つ冷媒はチューブに配され；チューブは、ミニチューブセクション及び第２チューブセクション；シェルに同心円状に配された第１同心チューブ；ツイストチューブ；内部骨格；及び外部骨格、の内の一以上を含む、段階と、を含む。
【０１３４】
実施形態２：ホスゲン反応器におけるピーク温度が８００℃未満である、実施形態１の方法。
【０１３５】
実施形態３：ホスゲン反応器におけるピーク温度が４００℃未満である、前述の実施形態の内の任意の方法。
【０１３６】
実施形態４：ホスゲン反応器が、１００から１０，０００ｍ２／ｍ３の、単位体積当たりの伝熱面積を有する、前述の実施形態の任意の方法。
【０１３７】
実施形態５：チューブが、ミニチューブセクション及び第２チューブセクションを含み、反応させる段階が、第１チューブ組成物を製造するためにミニチューブセクションにおいて一酸化物及び塩素を反応させる段階であって、ミニチューブが０．１から１０ミリメートルの平均内径を有する、段階と；第１生成物を製造するために第２チューブセクションにおいて第１チューブ組成物の少なくとも一部を反応させる段階であって、第２チューブセクションが、ミニチューブより大きい平均直径を有する増加した直径チューブを含む、段階と、を含む、前述の実施形態の任意の方法。
【０１３８】
実施形態６：増加した直径チューブの平均内径が、６ミリメートル超である、実施形態５の方法。
【０１３９】
実施形態７：チューブが、シェルにおいて同心円状に配された第１同心チューブを含み、第１同心チューブが、５０ｍｍ未満の内径を有し得る、実施形態１〜４の任意の方法。
【０１４０】
実施形態８：第１同心チューブが、マルチペタル断面ジオメトリを有する、実施形態７の方法。
【０１４１】
実施形態９：チューブが、第１同心チューブを含み、第２同心チューブをさらに含み、第１同心チューブ及び第２同心チューブが、シェル内に配され、冷媒が、第２チューブの外壁とシェルの内壁との間に配される、実施形態７〜８の任意の方法。
【０１４２】
実施形態１０：チューブが、ツイストチューブを含み、ツイストチューブが、外径及び内径を有し、内径に対する外径の比率が１：１から２０：１である、実施形態１〜４の任意の方法。
【０１４３】
実施形態１１：ツイストチューブが、外径及び内径を有し、外径及び内径が、各々独立して、５ｍｍ以上であり、５０ｍ未満であり得る、実施形態１０の方法。
【０１４４】
実施形態１２：ツイストチューブが、滑らかな螺旋形状、ギザギザの螺旋形状、波形状、膨れた形状、又は前述の一以上を含む組み合わせを有する、実施形態１０〜１１の任意の方法。
【０１４５】
実施形態１３：チューブが内部骨格を含み、内部骨格が、内部インサート及び内部フィンの内の一つ又は両方を含む、前述の実施形態の任意の方法。
【０１４６】
実施形態１４：内部インサート、内部フィン、又は両方が、内部骨格要素を含み、内部骨格要素が、垂直要素、内側要素、角度付き要素、又は前述の一以上を含む組み合わせを含む、実施形態１３の方法。
【０１４７】
実施形態１５：チューブが外部骨格を含み、外部骨格が、外部インサート及び外部フィンの内の一つ又は両方を含む、前述の実施形態の任意の方法。
【０１４８】
実施形態１６：外部インサート、外部フィン、又は両方が、外部骨格要素を含み、外部骨格要素が、螺旋要素、環状要素、散りばめられた要素、ギザギザの要素、ワイヤ要素、カットされた螺旋要素、カットされた環状要素、波状の螺旋要素、溝付きの波状の螺旋要素、溝付きの螺旋要素、又は前述の一以上を含む組み合わせを含む、実施形態１５の方法。
【０１４９】
実施形態１７：触媒が、チューブの供給端からチューブの出口端へ、濃度、活量又は両方において変化し、分散が、供給端での低い活量、濃度又は両方から、出口端での、より高い活量、濃度又は両方である、前述の実施形態の任意の方法。
【０１５０】
実施形態１８：ホスゲン反応器は、４，０００ｋ／ｈｒ以上、より具体的には４，０００から１３，０００ｋｇ／ｈｒ又は４，０００から９，０００ｋｇ／ｈｒの生成物を製造することが可能である、前述の実施形態の任意の方法。
【０１５１】
実施形態１９：チューブが、５０ｍｍ未満、又は４０ｍｍ以下の内径を有する、前述の実施形態の任意の方法。
【０１５２】
実施形態２０：チューブが内部骨格を含み、内部骨格が垂直要素６４を含み、少なくとも一つの要素端が、内側のチューブ内壁６０の接触点６２に対する接線に対して垂直である、前述の実施形態の任意の方法。
【０１５３】
実施形態２１：実施形態１〜２０の任意の方法において用いられる反応器。
【０１５４】
一般的に、本発明は、本明細書で開示される任意の適切な構成要素を交互に含み得る、本明細書で開示される任意の適切な構成要素から成り得る、又は、本明細書で開示される任意の適切な構成要素から本質的に成り得る。本発明は、従来技術の組成において用いられる任意の構成要素、材料、原料、補助剤若しくは種、又は、そうでなければ本発明の機能及び／又は目的の達成に必要不可欠でないもの、を欠くように、又は実質的に含まないように、追加で又は代わりに調製され得る。
【０１５５】
本明細書で開示される全ての範囲は端点を含み、端点は独立して互いに合体できる（例えば、“２５ｗｔ％まで、又は、より具体的には５ｗｔ％から２０ｗｔ％”の範囲は、端点を含み、且つ、“５ｗｔ％から２５ｗｔ％”等の範囲の全ての中間値を含む）。さらに、本明細書で“第１”、“第２”との用語、及び同様のものは、任意の順序、量又は重要性を示すものではなく、むしろ、他の要素から一つの要素を示すために用いられる。本明細書で“ａ”及び“ａｎ”及び“ｔｈｅ”との用語は、量の限定を意味するのではなく、本明細書でそうでないと示されない限り、又は文脈によって明確に矛盾しない限り、単数形及び複数形の両方を覆うように解釈されるべきである。“又は”とは、本明細書でそうでないと示されない限り、又は文脈によって明確に矛盾しない限り、“及び／又は”を意味する。“一実施形態”、“他の一つの実施形態”、“実施形態”等への本明細書を通した参照は、実施形態に関連して記載された特定の要素（例えば、特徴、構造及び／又は特性）が、本明細書で記載される少なくとも一つの実施形態に含まれ、他の実施形態に存在し得る若しくは存在しないことがあることを意味する。加えて、記載される要素は、様々な実施形態において任意の適切な方法で組み合わされ得ることが理解されるべきである。
【０１５６】
本明細書で引用される全ての参照文献は、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【０１５７】
特定の実施形態が記載されている一方で、現在予期されていない又は予期されないことがある、代替、修正、変形、改良及び実質的な同等物は、出願人又は他の当業者へ生じ得る。従って、出願された、及び補正され得る添付の特許請求の範囲は、全てのこのような代替、修正、変形、改良及び実質的な同等物を擁するように意図される。
【０１５８】
本出願は、２０１４年２月４日に出願された欧州特許出願公開第１４３８２０３５号明細書、２０１４年２月４日に出願された欧州特許出願公開第１４３８２０３８号明細書、２０１４年２月４日に出願された欧州特許出願公開第１４３８２０３６号明細書、２０１４年２月４日に出願された欧州特許出願公開第１４３８２０３７号明細書の利益を主張し、その全てが参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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