<Desc/Clms Page number 1>
11,Procédé pour la fabrication de perchloréthylène"
<Desc/Clms Page number 2>
Jusqu'à présent, on devait fabriquer le cerchloréthyléne en technique d'après des procédés compliques. On a fait réagir de l'acétylène avec du chlore pour obtenir le tétrachloréthane, à partir duquel on a obtenu, par scission de l'acide chlorhydrique, le trichloréthylène qu'on a ensuite transformé par chloruration en pentachloréthanne qui a, finalement été converti en perchloréthy- lène par scission de l'acide chlorhydrique.
Or, la demanderesse a trouvé qu'on peut obtenir du perchlor- éthylène avec un très bon rendement en brûlant de l'acétylène avec du chlore dans une seule opération. Le procédé d'après l'invention consiste en ce qu'on brûle un mélange intime d'une partie en vo- lume environ d'acétylène et de 3-3,5 parties en volume de chlore, essentiellement sous formation d'une flamme. Il faut veiller à ce que la température monte lentement dans la zone de réaction (vu de l'entrée du mélange gazeux dans la chambre à combustion).
A la sortie du mélange gazeux dans la chambre à combustion, la réaction doit s'effectuer sans la formation d'une flamme, donc à des tempé- ratures qui sont un -peu en dessous de 600 C., et la température doit être élevée dans la partie suivante de la zone de réaction jusqu'à la température finale de la flamme) c'est à dire jusqu'à 750-950 C. environ. La température finale de la flamme dépend de, la quantité du mélange gazeux mis en réaction et de sa composition.
<Desc/Clms Page number 3>
Le règlement de l'augmentation de température .dans la zone de réaction peut être effectué de manières diverses. Il est surtout essentiel que la vitesse du mélange gazeux à la sortie de la tuyère dans la chambre à combustion soit la plus haute possible. Celle-ci doit être de préférence au dessus de 20 m/sec. pour éviter la for- mation de sous-produits. Par cette grande vitesse de sortie du mé= lange gazeux, la zone de réaction (flamme) est -forcément allongée de sorte qu'il y ait une augmentation de température relativement .lente à partir de la sortie du mélange jusqu'à la fin de la flamme.
Un autre moyen pour ralentir l'augmentation de température, qui est à appliquer de préférence en combinaison avec le procédé susmentionné, est d'éviter une réflexion de chaleur de la paroi dé la chambre à combustion sur la flamme, surtout sur la première par- tie de la zone de réaction.. A cet effet, on peut refroidir les pa- rois de la chambre à combustion dans toute leur longueur ou en par- ties, mais il faut effectuer le refroidissement de sorte qu'il n'y- ait pas de séparation de produits de réaction intermédiaires d'un degré de chloruration plus petit à la paroi intérieure.
Il faut prendre ..soin en même temps que la distance entre la paroi de la chambre à combustion et la flamme soit assez grande pour que celle- ci reste stable.'Si cette distance est assez grande on n'a pas be- soin de refroidir la paroi.
<Desc/Clms Page number 4>
Pour réduire une chloruration ultérieure du perchloréthylène obtenu par la combustion qui céderait à des températures plus basses des pourcentages plus grands de hexachloréthane, surtout quand on emploie des.quantités plus grandes de chlore, il faut veiller à ce que les- hydrocarbures chlorés soient refroidis et condensés dans la' mesure la plus large possible.
En outre, on peut refroidir la première partie de la zone de réaction, par exemple par évaporation de liquides, surtout par pul- vérisation de produits de réaction liquides, comme le perchloréthy- lène. La pulvérisation a lieu de préférence au moyen du mélange ga- zeux qui .sort de la tuyère.
Il s'est montré que'le perchloréthylène peut être fabriqué par cette méthode de travail d'une façon continue avec un rende- ment jusqu'à 80-85 %. De plus, correspondant à l'équilibre perchlor-
EMI4.1
("thylène/hexachlor6thane a la température de combustion, 1019 % de. hexachloréthane sont formés par chloruration ultérieure. Par les mesurez-spéciales décrites, on évite complètement la.décomposition de l'acétylène, tandis que la formation simultanée de chloroben- zè'ne's et de tétrachlorméthane, qui a généralement lieu en même temps, est réduite.
Exemple 1:
On souffle dans un tuyau de 2 m de longueur et de 25 cm dé dia- mètre, dont la paroi extérieure est refroidie à l'eau, un mélange de 4 m3d'acétylène et de 13 m3de chlore par heure avec une vitesse de 100 m/sec. et on l'enflamme. Dans la tuyère de sortie il y a un
<Desc/Clms Page number 5>
tuyau pour introduire du perchloréthylène qui est atomisé dans une quantité de 4 litres par heure par le courant du mélange gazeux.
Pour éviter une chloruration ultérieure du perchloréthylène qui s'est formé par combustion, on refroidit les gaz de combustion tout de suite après la combustion complète. La plus grande partie des hydrocarbures chlorés est alors condensée. Le reste en est séparé de l'acide chlorhydrique qui est obtenu dans l'installation d'ab-. sorption suivante.
Exemple 2 :
On souffle par une tuyère à mélanger des gaz d'une part 8 m3/h @ .d'un mélange de gaz commercial contenant 50 % d'acétylène,-30 % ' d'azote,*10 % de bioxyde de carbone et 10 % d'hydrogène, ,d'autre part 14 m3/h de chlore dans un tuyau de combustion de 30cm de dia- mètre et de 3 m de longueur qui est arrosé extérieurement avec.
de' l'eau à refroidissement, avec une vitesse de 60 m/sec., et on l'enflamme.Le tuyau de combustion débouche dans un réfrigérant à gaz,dans lequel, les gaz qui sortent sont,refroidis à la tempéra- ture ambiante, ce qui cause une condensation de la plus.grande par- tie du perchloréthylène, tandis que le reste est séparé lors de l'absorption suivante de l'acide chlorhydrique provenant de la com- bustion.
<Desc / Clms Page number 1>
11, Process for the manufacture of perchlorethylene "
<Desc / Clms Page number 2>
Until now, cerchlorethylene had to be technically produced by complicated processes. Acetylene was reacted with chlorine to obtain tetrachloroethane, from which was obtained, by splitting hydrochloric acid, trichlorethylene which was then transformed by chlorination into pentachlorethane which was finally converted to perchlorethylene by scission of hydrochloric acid.
However, the Applicant has found that perchlorethylene can be obtained with a very good yield by burning acetylene with chlorine in a single operation. The process according to the invention consists in burning an intimate mixture of approximately one part by volume of acetylene and 3-3.5 parts by volume of chlorine, essentially under the formation of a flame. . It must be ensured that the temperature rises slowly in the reaction zone (seen from the entry of the gas mixture into the combustion chamber).
On leaving the gas mixture in the combustion chamber, the reaction must be carried out without the formation of a flame, therefore at temperatures which are a little below 600 C., and the temperature must be raised. in the next part of the reaction zone up to the final flame temperature) i.e. up to approximately 750-950 C. The final temperature of the flame depends on the quantity of the gas mixture reacted and on its composition.
<Desc / Clms Page number 3>
The control of the temperature rise in the reaction zone can be accomplished in various ways. It is above all essential that the speed of the gas mixture at the outlet of the nozzle into the combustion chamber is as high as possible. This should preferably be above 20 m / sec. to avoid the formation of by-products. By this high exit velocity of the gas mixture, the reaction zone (flame) is necessarily lengthened so that there is a relatively slow temperature rise from the exit of the mixture until the end of the mixture. the flame.
Another means of slowing down the increase in temperature, which is to be applied preferably in combination with the aforementioned method, is to avoid a reflection of heat from the wall of the combustion chamber on the flame, especially on the first part. part of the reaction zone. For this purpose, the walls of the combustion chamber can be cooled in their whole length or in parts, but the cooling must be carried out in such a way that there is no no separation of intermediate reaction products of a lower degree of chlorination at the inner wall.
At the same time, care must be taken that the distance between the wall of the combustion chamber and the flame is large enough for the latter to remain stable. If this distance is large enough, there is no need to cool the wall.
<Desc / Clms Page number 4>
To reduce further chlorination of perchlorethylene obtained by combustion which would yield at lower temperatures higher percentages of hexachloroethane, especially when larger amounts of chlorine are used, care must be taken that the chlorinated hydrocarbons are cooled and condensed to the greatest extent possible.
In addition, the first part of the reaction zone can be cooled, for example by evaporation of liquids, especially by spraying liquid reaction products, such as perchlorethylene. The spraying takes place preferably by means of the gas mixture which exits the nozzle.
It has been shown that perchlorethylene can be manufactured by this working method in a continuous fashion with an efficiency of up to 80-85%. In addition, corresponding to the perchlor-
EMI4.1
("ethylene / hexachloroethane at combustion temperature, 1019% hexachloroethane is formed by subsequent chlorination. By the special measures described, the decomposition of acetylene is completely avoided, while the simultaneous formation of chlorobenzene. ne's and tetrachlormethane, which usually takes place at the same time, is reduced.
Example 1:
A mixture of 4 m3 of acetylene and 13 m3 of chlorine per hour is blown into a pipe 2 m long and 25 cm in diameter, the outer wall of which is cooled with water, at a speed of 100 m. /dry. and we ignite it. In the outlet nozzle there is a
<Desc / Clms Page number 5>
pipe for introducing perchlorethylene which is atomized in an amount of 4 liters per hour by the stream of the gas mixture.
To avoid subsequent chlorination of the perchlorethylene which has formed by combustion, the combustion gases are cooled immediately after complete combustion. Most of the chlorinated hydrocarbons are then condensed. The remainder is separated from the hydrochloric acid which is obtained in the ab- plant. following sorption.
Example 2:
One blows through a nozzle to mix gases on the one hand 8 m3 / h @. Of a commercial gas mixture containing 50% acetylene, -30% 'nitrogen, * 10% carbon dioxide and 10 % hydrogen, on the other hand 14 m3 / h of chlorine in a combustion pipe 30cm in diameter and 3m in length which is sprayed on the outside with.
of 'water to cooling, with a speed of 60 m / sec., and it is ignited. The combustion pipe opens into a gas condenser, in which, the gases which exit are, cooled to the temperature ambient, which causes condensation of most of the perchlorethylene, while the remainder is separated on the next absorption of hydrochloric acid from the combustion.