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Verfahren zur ununterbrochenen Herstellung von Monochloressigsäure aus Trichloräthylen.
Bekanntlich wird, wenn man einen Strom von Trichloräthylen in erwärmte, verdünnte Schwefelsäure leitet, das in der Säure enthaltene Wasser allmählich durch Trichlor- äthylendampf mit fortgerissen, wobei keine Reaktion eintritt. Es erfolgt vielmehr nur eine Konzentration der Saure.
Man hat auch bereits bei Durchführung dieses Versuches festgestellt, dass von einer bestimmten Säurekonntration ab, die in der Nähe von 90% liegt, das Wasser, welches in der Säure nuch enthalten ist, nicht mehr fortgerissen wird, sondern auf das Trichlor- äthylen gemäss folgender Gleichung
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reagiert, somit unter Bildung von 2 Mol. Salzsäure und i Mol. Monochloressigsäure.
Mit Hilfe dieses Verfahrens in technisch zufriedenstellender Weise erhebliche Mengen von Chloressigsäure herzustellen, ist schwierig, denn infolge der geringen Menge Wassers, welches in 900figer Schwefelsäure enthalten ist, müsste, unter Berücksichtigung der für die Reaktion notwendigen Menge Wassers, der Fassungsraum der Reaktionsgefässe zu stark erhöht werden.
Es wurde nun gefunden, dass man in ununterbrochenem Verfahren mit einer begrenzten Menge Schwefelsäure eine praktisch unbegrenzte Menge von Trichloräthylen in Monochloressigsäure überführen kann, wenn man i. durch kontinuierlichen Zusatz von Wasser in entsprechender Menge die Konzentration der Schwefelsäure auf einer Höhe, somit etwa über go0/, erhält, bei welcher die Reaktion eintritt,
2. indem man ununterbrochen unter Entfernung der Chloressigsäure im Masse ihrer Bildung durch die Reaktionsflüssigkeit bzw. die einzelnen Teile der Vorrichtung einen Überschuss von Trichloräthylen zirkulieren lässt, welcher um so grösser ist, je geringer die Temperatur ist, bei der man arbeitet.
Unter Berücksichtigung dieser Bedingungen wurde nun ein ununterbrochenes Verfahren zur Herstellung von Chloressigsäure ausgearbeitet, ein Verfahren, das in jedem geeigneten Apparat, beispielsweise dem in der Zeichnung beschriebenen, ausgeführt werden kann.
A bezeichnet einen Scheidekessel für die Chloressigsäure, die sich in dem Reaktionskessel D gebildet hat und welche durch den Strom von überschüssigem Trichlor. Ithylen, wie weiter unten beschrieben, fortgerissen wurde. Die aus dem Kessel A entweichenden Trichlor- äthylendämpfe gehen durch die Leitung B ; C in die Schwefelsäure, die in dem durch den Herd E erhitzten Behälter D enthalten ist. Die Dämpfe und Gase, die daraus entweichen und die im wesentlichen aus einem Gemisch von Salzsäure, Trichloräthylen, Chloressigsäure und gegebenenfalls auch etwas Wasser bestehen, gehen durch das Rohr F in den Rückflusskühler G.
Die gasförmige Salzsäure entweicht durch H, wobei die noch, obwohl vollständig kalt, erhebliche Mengen Chloressigsäure und Trichloräthylen fortreisst. Man befreit sie vollständig von Chloressigsäure, indem man sie in dem Waschturm J leitet, der ständig von reinem Trichloräthylen berieselt wird.
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Die trockene, aber mit Trichloräthylen gesättigte Salzsäure, welche aus diesem ersten Turm herausgeht. gelangt in einen zweiten, in seinem Innern mit kaltem Wasser berieselten Turm K. Die Salzsäure löst sich darin auf, während das Trichloräthylen sich darin kondensiert. Eine Dekantiervorrichtnng L trennt das auf diese Weise vollkommen gewonnene
Trichloräthylen von der Salzsäure.
Die in dem Rückflusskühler G kondensierte Flüssigkeit, die mit der aus dem Waschturm J kommenden Flüssigkeit gemischt ist, besteht aus einem Gemenge von Chloressigsäure, Trichloräthylen und etwas Wasser.
Sie gelangt zu der Dekantiervorrichtung M, wo das Wasser abgeschieden wird und selbsttä@ig durch das Rohr N abfliesst. Dieses Wasser, welches natürlich stark mit Monochloressigsäure beladen ist, wird in dem Behälter 0 mit dem Wasser vereinigt, welches man ununterbrochen in den Apparat durch das Rohr P einführt, um die Konzentration der Schwefelsäure konstant zu erhalten.
Die vom Wasser befreite Flüssigkeit, die nur aus einer Lösung von Chloressigsäure in Trichloräthylen besteht, gelangt dann zu dem Kessel A durch das Rohr Q. Das Trichlor- äthylen verdampft hier und tritt von neuem in den allgemeinen Kreislauf durch das Rohr B, C, während die Chloressigsäure durch die Reaktionsvorrichtung S ausgeschieden, ununterbrochen durch das Rohr F in das Gefäss U läuft, wo sie gesammelt wird.
Die Scheidekessel A und S besitzen die gleiche, übrigens bekannte Einrichtung. Sie haben Wände und H' und werden durch Ölbäder Al, S'auf Tempetaturen erhitzt, die geeignet sind, die Trennung den Chloressigsäure vom Trichloräthylen zu ermöglichen.
Eine an der Leitung B, C angebrachte Ableitung V dient dazu, den Berieselungsturm J mit Trichloräthylen durch Vermittlung der Kühlschlange X zu speisen.
Eine erg nzende, bei Y angebrachte Trichloräthylenspeisevorrichtung hält das Trichlor- äthylen ständig in den einzelnen Teilen der Vorrichtung in Zirkulation.
Wie festgestellt wurde, kann die Temperatur, bei welcher man zweckmässig arbeitet, um die beschriebene Reaktion durchzuführen, in weiten Grenzen wechseln. Man erhält bereits die Bildung von Chloressigsäure bei einer unterhalb von 160Q liegenden Temperatur, sie findet jedoch auch, ohne dass erhebliche Nebenwirkungen auftreten, bei Temperaturen über I908 statt. Was die Konzentration der Säure anbelangt, so muss sie durch Zusatz von Wasser über Qo"/o gehalten werden. Ein Zufluss von zu viel Wasser hat den Nachteil, dass die Reaktion sofort unterbrochen wird. Sie tritt jedoch selbsttätig wieder ein, sobald der Dampfstrom von Trichloräthylen die Säure wieder auf die geeignete Konzentration gebracht hat.