DE10219722B4

DE10219722B4 - Verfahren zur Herstellung ungesättigter halogenhaltiger Kohlenwasserstoffe sowie dafür geeignete Vorrichtung

Info

Publication number: DE10219722B4
Application number: DE2002119722
Authority: DE
Inventors: Michael Benje; Horst Ertl; Ingolf Mielke; Thomas Wild; Peter Kammerhofer; Peter Schwarzmaier
Original assignee: Uhde GmbH; Vinnolit Technologie GmbH and Co KG
Current assignee: Vinnolit Technologie GmbH and Co KG; ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2002-05-02
Filing date: 2002-05-02
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2022-05-03
Also published as: DE10219722A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung ethylenisch ungesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen umfassend die Maßnahmen:
a) Einleiten eines Eduktgasstroms enthaltend erhitzten gasförmigen halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff in einen Reaktor, in dessen Innenraum mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet,
b) Einleiten eines erhitzten und bei den herrschenden Reaktionsbedingungen inerten Gases durch die in den Reaktor mündende(n) Zuleitung(en), wobei die Temperatur des erhitzten Inertgases über der an der Stelle der Mündung der Zuleitungen) herrschenden Temperatur des Eduktgasstroms liegt, wobei die Gesamtmenge des in den Reaktor eingeleiteten erhitzten Inertgases nicht mehr als 5 Gew. %, bezogen auf den Gesamtmassestrom im Reaktor, beträgt und
c) Einstellen eines solchen Drucks und einer solchen Temperatur im Innern des Reaktors, so dass durch thermische Spaltung des halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffs Halogenwasserstoff und ethylenisch ungesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoff gebildet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ungesättigter halogenhaltiger Kohlenwasserstoffe aus gesättigten halogenhaltigen Kohlenwasserstoffen sowie eine zur Durchführung des Verfahrens besonders geeignete Vorrichtung. Ein bevorzugtes Verfahren betrifft die Herstellung von Vinylchlorid (nachstehend auch mit „VC" bezeichnet) aus 1,2-Dichlorethan (nachstehend auch mit „DCE" bezeichnet).

Die unvollständige thermische Spaltung von DCE zur Gewinnung von VC wird seit vielen Jahren großtechnisch betrieben. Dabei werden Spaltöfen eingesetzt, bei denen das DCE bei Ofen-Eingangsdrucken von 0,8 bis 4 MPa und bei Temperaturen von 450 bis 550°C teilweise in VC und Chlorwasserstoff thermisch gespalten wird. Typische Spaltumsätze liegen bei etwa 55 Mol% des eingesetzten DCE.

Das Verfahren benötigt für die verschiedenen Verfahrensschritte, wie dem Erhitzen des DCE bis zur Spalttemperatur und der anschließenden Aufreinigung des Produktgemisches, beträchtliche Energiemengen. Eine Gruppe von Maßnahmen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des Verfahrens zielt auf die Energierückgewinnung ab wie beispielsweise in den EP-B-276,775, EP-A-264,065 und DE-A-36 30 162 vorgeschlagen.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, ein Eduktgas enthaltend EDC mit einem heißen Partikel- und/oder Gasstrom oder einem heißen Gasstrom zu vermischen und die von letzterem übertragene Wärme für die Pyrolyse von EDC zu verwenden. Bei dem aus der US-A-5,488,190 beschriebenen Verfahren wird die Pyrolyse des Eduktgases in einem Spaltofen ersetzt durch eine sogenannte Ultrapyrolyse, bei der die heißen Partikel bzw. Gase ihre Energie möglichst rasch auf das Eduktgas übertragen und bei der die Pyrolyse innerhalb von weniger als einer viertel Sekunde durchgeführt sein muss. Dabei wird die Reaktionswärme zur Spaltung des DCE vollständig durch das injizierte heiße Medium in die Reaktionszone eingeleitet.

Aus dem Stand der Technik sind mehrere Verfahren zur Dehydrochlorierung von aliphatischen Kohlenwasserstoffen bekannt, bei denen die für die Spaltreaktion erforderliche Reaktionswärme durch Einleiten von heißen Fluiden oder heißen Partikelströmen in das Eduktgas zugeführt wird. Gemeinsam ist allen diesen Verfahren, dass die Wärmeträger die gesamte erforderliche Reaktionswärme dem Eduktgas zuführen. Nach der GB-A-736,740 wird die Reaktionswärme durch die Verbrennung von Chlorknallgas erzeugt und auf das Eduktgas übertragen. Nach der US-A-3,919,336 wird ein heißer und gegenüber DCE inerter Gasstrom mit flüssigem DCE in Kontakt gebracht, wobei ebenfalls die gesamte Reaktionswärme durch den heißen Strom übertragen wird. Auch bei dem aus der US-A-5,488,190 bekannten Verfahren wird durch das Einbringen von heißen Partikeln bzw. Gasen die zur Spaltung erforderliche Reaktionswärme vollständig durch das injizierte heiße Medium in die Reaktionszone eingebracht.

Aus der WO-A-00/29,359 ist ein Verfahren zur Dehydrochlorierung von aliphatischen Kohlenwasserstoffen bekannt, bei denen geträgerte Katalysatoren zum Einsatz kommen. Dabei ist der Reaktor derart mit einer ausreichenden Menge an Katalysator befüllt, so dass das den Reaktor durchströmende Gasgemisch möglichst vollständig mit dem Katalysator in Kontakt kommt. Dabei durchströmt das Edukt im Reaktor eine Schüttung des Katalysators und die komplette Eduktmenge wird am Katalysator umgesetzt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Pyrolyseverfahrens von halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen, mit dem im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bei ansonsten gleicher Betriebstemperatur gesteigerte Produktausbeuten möglich sind oder mit dem im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren bei ansonsten gleichen Produktausbeuten eine Absenkung der Betriebstemperatur, möglich ist.

Es wurde jetzt gefunden, dass durch Zuführung kleiner Mengen von heißen, bei Reaktionsbedingungen inerten Gasen in den Reaktor eine Vergrößerung der Produktausbeute bei der kontinuierlichen Pyrolyse erreicht werden kann, ohne dass ein wesentlicher Anteil der Reaktionswärme durch das heiße Gas zugeführt werden muß.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ethylenisch ungesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen umfassend die Maßnahmen:

a) Einleiten eines Eduktgasstroms enthaltend erhitzten gasförmigen halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff in einen Reaktor, in dessen Innenraum mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet,
b) Einleiten eines erhitzten und bei den herrschenden Reaktionsbedingungen inerten Gases durch die in den Reaktor mündende(n) Zuleitung(en), wobei die Temperatur des erhitzten Inertgases über der an der Stelle der Mündung der Zuleitungen) herrschenden Temperatur des Eduktgasstroms liegt, wobei die Gesamtmenge des in den Reaktor eingeleiteten erhitzten Inertgases nicht mehr als 5 Gew. %, bezogen auf den Gesamtmassestrom im Reaktor, beträgt und
c) Einstellen eines solchen Drucks und einer solchen Temperatur im Innern des Reaktors, so dass durch thermische Spaltung des halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffs Halogenwasserstoff und ethylenisch ungesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoff gebildet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielhaft am System DCE / VC beschrieben. Es eignet es sich auch zur Herstellung anderer halogenhaltiger ungesättigter Kohlenwasserstoffe aus halogenhaltigen gesättigten Kohlenwasserstoffen. Allen diesen Reaktionen ist gemeinsam, dass die Spaltung eine Radikalkettenreaktion darstellt, bei der neben dem gewünschten Produkt ungewünschte Nebenprodukte gebildet werden, die bei Dauerbetrieb zu einem Verkoken der Anlagen führen.

Bevorzugt ist die Herstellung von Vinylchlorid aus 1,2-Dichlorethan.

Als erhitztes Gas zum Einleiten über die in den Reaktor mündende(n) Zuleitungen) in den Eduktgasstrom kann jedes Gas verwendet werden, dass bei den herrschenden Reaktionsbedingungen inert ist.

Beispiele für inerte Gase sind Stickstoff oder Edelgase, insbesondere Argon, sowie Kohlendioxid oder Chlorwasserstoff.

Da die Wärmekapazität von Gasen vergleichsweise niedrig ist empfiehlt es sich, die Temperaturdifferenz zwischen dem Eduktgasstrom am Ort der Zuleitung des erhitzten Gases und dem zugeleiteten Gasstrom möglichst groß zu gestalten. Vorzugsweise wird das zugeleitete Gas erst kurz vor dem Eindüsen in den Eduktgasstrom erhitzt. Typische Temperaturen des zugeleiteten Gases bewegen sich im Bereich von 500 bis 1500°C, vorzugsweise 500 bis 1000°C.

Typische Temperaturen des Eduktgasstromes bewegen sich im Bereich von 250 bis 500°C.

Der durch das zugeleitete inerte Gas hervorgerufene Effekt ist neben der gewählten Temperatur auch von der Natur des Gases und auch von dessen Menge abhängig. Man setzt insgesamt nicht mehr als 5 Gew.%, bezogen auf den Gesamtmassestrom im Reaktor, zu.

Typischerweise wird mehr als 90% der benötigten Reaktionswärme durch die Heizung der Reaktorwände zugeführt, während die durch das heiße Gas zugeleitete Wärme lediglich zur Initiierung und der Beschleunigung der Reaktion dient.

Es wird angenommen, dass die schockartige Erhitzung einer begrenzten Menge des Eduktgases die Radikalkettenreaktion im Eduktgas fördert, was letztendlich zu einer erhöhten Konzentration von Radikalen und einem erhöhten Umsatz bei der Spaltreaktion führt.

Als Zuleitungen für das erhitzte inerte Gas können alle dem Fachmann für diesen Zweck bekannten Vorrichtungen eingesetzt werden. Beispiele dafür sind Rohrleitungen, die in den Reaktor münden und die an ihrem reaktorseitigen Ende vorzugsweise eine Düse aufweisen. Bevorzugt werden Zuleitungen, die unmittelbar vor ihrem reaktorseitigen Ende eine Heizvorrichtung für das erhitzte Gas aufweisen.

Die Mündung der Zuleitungen kann in der Reaktorwand liegen. Vorzugsweise münden die Zuleitungen in das Innere des Reaktors, insbesondere in die Mitte des Gasstroms im Reaktor, so dass das erhitzte inerte Gas möglichst nicht mit den Reaktorwänden in Kontakt kommt.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird das einzuleitende Gas in der Zuleitung unmittelbar vor der Einleitung in den Reaktor elektrisch erhitzt.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das erhitzte inerte Gas über ein oder mit mehreren Zuleitungen in den Reaktor eingeleitet, die an ihrem reaktorseitigen Ende mit Kerzen aus poröser Keramik versehen sind. Die Kerzen sind dabei vorzugsweise im Innern mit einer Heizvorrichtung, beispielsweise mit einer im Innern angebrachten Heizpatrone, ausgestattet und gestatten ein Erhitzen des Gases unmittelbar vor dessen Einleitung in den Reaktor.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen betreffen den Einsatz von thermischen Plasmen, die vorzugsweise mit Inertgasen auf die oben genannten Temperaturbereiche eingestellt werden; oder den Einsatz von chemischen Reaktionen zur Hitzeerzeugung, wie der katalytischen Umsetzung oder der Verbrennung von Chlor mit Wasserstoff in der Zuleitung oder kurz vor der Einmündungsstelle der Zuleitung in den Reaktor. Ganz besonders bevorzugt wird eine stöchiometrische Chlorknallgasflamme eingesetzt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Reaktor eingesetzt, der im Innern mindestens ein auf einem gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Metall aufweist.

Als katalytisch aktives Metall kann praktisch jedes Metall eingesetzt werden, das unter den im Reaktor herrschenden Reaktionsbedingungen beständig ist, beispielsweise nicht schmilzt. Es wird angenommen, dass metallische Oberflächen und/oder bei der Spaltreaktion gebildete Metallhalogenide die Aktivierungsenergie eines oder mehrerer Schritte der Radikalkettenreaktion absenken und dadurch eine weitere Beschleunigung der Reaktion hervorrufen.

Bevorzugt wird als katalytisch aktives Metall ein Metall oder eine Metalllegierung aus der 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Eisen, Kobalt, Nickel, Rhodium, Ruthenium, Palladium oder Platin, eingesetzt wird.

Ganz besonders bevorzugt sind Rhodium, Ruthenium, Palladium und Platin.

Als gasdurchlässige Träger lassen sich alle dem Fachmann bekannten Träger verwenden. Dabei kann es sich um einen Käfig oder einen Boden handeln, der beispielsweise von einem Gitter oder einer durchbrochenen Metallplatte gebildet wird, der eine Metallschüttung aufnehmen und von einem Gas durchströmt werden kann.

Weiterhin kann es sich bei dem gasdurchlässigen Träger um eine gasdurchlässige Platte handelt, die von einem Flächengebilde, wie einem Drahtnetz, aus katalytisch aktivem Metall umgeben ist.

Bevorzugt handelt es sich bei dem gasdurchlässigen Träger um einen porösen Formkörper. Dieser kann aus dem katalytisch aktiven Metall bestehen. Vorzugsweise handelt es sich um eine poröse Keramik, die insbesondere mit dem katalytisch aktiven Metall beschichtet ist; oder es handelt sich um eine poröse Keramik, die mit dem katalytisch aktiven Metall dotiert ist.

Das katalytisch aktive Metall kann in beliebiger Form in oder auf dem gasdurchlässigen Träger angebracht sein. Dem Fachmann sind derartige Anordnungen bekannt.

Beispielsweise kann das katalytisch aktive Metall in der Form von Ausformungen mit einem möglichst grossen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnis vorliegen.

Vorzugsweise ist das katalytisch aktive Metall als Beschichtung und/oder als Dotierung auf dem gasdurchlässigen Träger angebracht.

Für das Aufrechterhalten einer möglichst langen Betriebsdauer ist es erforderlich, die katalytische Aktivität des Metalls möglichst lange zu erhalten und/oder während des Weiterbetriebs des Reaktors wieder herstellen bzw. regenerieren zu können.

Es wurde gefunden, dass sich dieses durch Spülen der katalytischen Oberfläche mit einem gasförmigen Reduktionsmittel erreichen lässt.

Als gasförmiges Reduktionsmittel lassen sich alle bei den im Reaktor herrschenden Temperaturen gasförmigen Reduktionsmittel für Kokspräkursoren und/oder Verkokungsprodukte einsetzen. Beispiele dafür sind Wasserstoff oder ein Gemisch von Wasserstoff mit Inertgas.

Die Zuführung des gasförmigen Reduktionsmittels erfolgt über den gasdurchlässigen Träger und wird durch diesen dem katalytisch aktiven Metall zugeleitet.

In einer bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein auf und/oder in dem gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Metall mit einem durch den gasdurchlässigen Träger zugeführten gasförmigem Reduktionsmittel, vorzugsweise mit Wasserstoff oder mit einem Gemisch aus Wasserstoff und Inertgas, gespült.

Dabei kann das Zuleiten des gasförmigen Reduktionsmittels kontinuierlich oder in vorbestimmten Zeitintervallen erfolgen.

Das gasförmige Reduktionsmittel unverdünnt oder zusammen mit Inertgasen, wie Stickstoff und/oder Edelgasen, zugeführt werden.

Die Temperatur des über den gasdurchlässigen Träger zugeführten gasförmigen Reduktionsmittels wird zweckmäßigerweise der Temperatur angepasst, die im Innern des Reaktors am Ort des gasdurchlässigen Trägers herrscht.

Durch eine kontinuierliche oder intermittierende Zuleitung von heißen inerten Gasen in den Eduktgasstrom lässt sich der Umsatz bei der Pyrolysereaktion steigern und die Produktausbeute erhöhen; durch die parallele Spülung mit Reduktionsmittel lässt sich die Verkokung der Oberfläche des gegebenenfalls im Innern des Reaktors angebrachten katalytisch aktiven Metalls effizient verhindern bzw. verlangsamen und dadurch die Betriebsdauer des Spaltofens verlängern sowie der Umsatz der Spaltreaktion nochmals vergrößern. Beim Spülvorgang wird der Betrieb des Reaktors nicht unterbrochen.

Bevorzugt mündet mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes inertes Gas in der Nähe des Eintritts des Eduktgasstromes in den Reaktor. Dadurch wird bereits bei Eintritt des Eduktgases in den Reaktor eine hohe Konzentration an Radikalen gebildet, die zu einem effizienten Verlauf der Kettenreaktion beitragen.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kommt der Eduktgasstrom beim Durchlauf im Reaktor mit mehreren Zuleitungen für ein erhitztes inertes Gas in Kontakt.

Ganz besonders bevorzugt ist die Anzahl der Zuleitungen für ein erhitztes inertes Gas im ersten Drittel des Reaktors größer als im zweiten Drittel und/oder im dritten Drittel.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung der an sich üblichen Drucke und/oder Temperaturen betrieben werden. Gängige Betriebsdrucke liegen im Bereich von 0,8 bis 4 MPa (Ofeneingang); gängige Betriebstemperaturen liegen im Bereich von 450 bis 550°C (Ofenausgang) und im Bereich von 250 bis 350°C (Ofeneingang). Die endotherme Spaltreaktion benötigt eine ständige Zufuhr von Energie; dieses erfolgt bei der Passage des zu spaltenden Gases durch den Reaktor.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Absenkung der üblichen Betriebstemperaturen möglich. Dadurch wird eine wirtschaftlichere Verfahrensweise ermöglicht. Anstelle einer Absenkung der Betriebstemperaturen ist eine Ausbeutesteigerung möglich.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft die thermische Spaltung des Produktgases in einem dem Reaktor nachgelagerten adiabatischen Nachreaktor umfassend die Maßnahmen:

d) Einleiten des Produktgasstroms enthaltend erhitzten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff, Halogenwasserstoff und ethylenisch ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff aus dem Reaktor in einen adiabatischen Nachreaktor, in dem die Reaktion unter Ausnutzung der vom Produktgasstrom gelieferten Wärme unter Abkühlung des Produktgases fortgeführt wird, und in dessen Innenraum gegebenenfalls mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet, sowie
e) gegebenenfalls Einleiten eines erhitzten Gases durch die in den adiabatischen Nachreaktor mündende Zuleitung(en), wobei die Temperatur des erhitzten Gases über der an der Stelle der Zuleitung herrschenden Temperatur des Produktgasstroms liegt.

Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren nur die Maßnahmen d) und e) im adiabatischen Nachreaktor umfassen, ohne dass ein vorgeschalteter Reaktor verwendet wird, in dessen Innenraum mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet.

Bevorzugt und wird jedoch das erfindungsgemäße Verfahren mit den Maßnahmen d) und e) im adiabatischen Nachreaktor kombiniert mit dem Einsatz eines vorgeschalteten Reaktors, in dessen Innenraum mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet.

Die Erfindung betrifft auch einen Reaktor zur Durchführung des oben definierten Verfahrens umfassend die Elemente:

i) in den Reaktor mündende Zuleitung für den Eduktgasstrom enthaltend gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff,
ii) mindestens eine in das Innere des Reaktors mündende Zuleitung für ein erhitztes inertes Gas,
iii) mindestens eine Heizvorrichtung für das Aufheizen des erhitzten Gases, die unmittelbar vor dem reaktorseitigen Ende der Zuleitung angebracht ist,
iv) Heizvorrichtung für das Aufheizen und/oder die Aufrechterhaltung der Temperatur des Gasstromes im Reaktor, und
v) aus dem Reaktor führende Ableitung für den Produktgasstrom der thermischen Spaltung enthaltend ethylenisch ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff.

Als Reaktor können alle dem Fachmann für derartige Reaktionen bekannten Typen eingesetzt werden. Bevorzugt wird ein Rohrreaktor.

Dem erfindungsgemäßen Reaktor kann ein adiabatischer Nachreaktor nachgeschaltet sein, der vorzugsweise die oben definierten Elemente ii) und iii) enthält. In dem adiabatischen Nachreaktor wird die benötigte Reaktionswärme durch die Wärme des zugeführten Produktgasstromes gelierfert, der sich dadurch abkühlt.

Anstelle der Kombination des erfindungsgemäßen Reaktors mit einem adiabatischen Nachreaktor enthaltend die Elemente ii) und iii) kann ein solcher adiabatischer Nachreaktor auch mit einem an sich bekannten Reaktor verschaltet sein, der die Elemente ii) und iii) nicht aufweist.

Vorzugsweise besteht die Zuleitung für das erhitzte inerte Gas aus Rohrleitungen aus Metall, die in den Reaktor münden und die an ihrem reaktorseitigen Ende eine Düse aufweisen und die vorzugsweise unmittelbar vor ihrem reaktorseitigen Ende eine elektrische Heizvorrichtung für das erhitzte Gas aufweisen.

In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Reaktors weist die Zuleitung für das erhitzte inerte Gas an ihrem reaktorseitigen Ende eine Kerze aus poröser Keramik auf, die im Innern vorzugsweise mit einer Heizvorrichtung, beispielsweise mit einer Heizpatrone, ausgestattet ist.

In einer ganz bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Reaktors ist im Innern des Reaktors mindestens eine poröse Keramik in Form einer Kerze vorhanden, deren Oberfläche mit katalytisch aktivem Metall beschichtet ist und/oder die mit katalytisch aktivem Metall dotiert ist, und die Kerze ist mit einer Zuleitung für ein gasförmiges Reduktionsmittel zur Weiterleitung an das katalytisch aktive Metall ausgestattet.

Claims

Verfahren zur Herstellung ethylenisch ungesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen umfassend die Maßnahmen: a) Einleiten eines Eduktgasstroms enthaltend erhitzten gasförmigen halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff in einen Reaktor, in dessen Innenraum mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet, b) Einleiten eines erhitzten und bei den herrschenden Reaktionsbedingungen inerten Gases durch die in den Reaktor mündende(n) Zuleitung(en), wobei die Temperatur des erhitzten Inertgases über der an der Stelle der Mündung der Zuleitungen) herrschenden Temperatur des Eduktgasstroms liegt, wobei die Gesamtmenge des in den Reaktor eingeleiteten erhitzten Inertgases nicht mehr als 5 Gew. %, bezogen auf den Gesamtmassestrom im Reaktor, beträgt und c) Einstellen eines solchen Drucks und einer solchen Temperatur im Innern des Reaktors, so dass durch thermische Spaltung des halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffs Halogenwasserstoff und ethylenisch ungesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoff gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als gesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoff 1,2-Dichlorethan eingesetzt wird, aus dem durch thermische Spaltung Vinylchlorid erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Inertgas Stickstoff, Kohlendioxid, Chlorwasserstoff oder ein Edelgas ist, insbesondere Argon.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitzte Inertgas eine Temperatur im Bereich von 500 bis 1500°C besitzt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen in das Innere des Reaktors, insbesondere in die Mitte des Gasstroms im Reaktor, münden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzuleitende Inertgas in der Zuleitung umittelbar vor der Einleitung in den Reaktor elektrisch erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erhitzte Inertgas über ein oder mehrere Zuleitungen in den Reaktor eingeleitet wird, die an ihrem reaktorseitigen Ende mit Kerzen aus poröser Keramik versehen sind, und dass das Inertgas vorzugsweise unmittelbar vor dessen Einleitung in den Reaktor in der Kerze erhitzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzuleitende Inertgas aus einem thermischen Plasma erzeugt wird, das vorzugsweise mit Inertgasen auf die gewünschte Temperatur eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das einzuleitende Inertgas mittels einer chemischen Reaktion erhitzt wird, insbesondere mittels einer stöchiometrischen Chlorknallgasflamme.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Reaktor eingesetzt wird, der im Innern mindestens ein auf einem gasdurchlässigen Träger angeordnetes katalytisch aktives Metall aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Metall ausgewählt wird aus der 8. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere aus der Gruppe bestehend aus Rhodium, Ruthenium, Palladium oder Platin ist.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das katalytisch aktive Metall als Schicht und/oder als Dotierung auf bzw. in dem gasdurchlässigen Träger, vorzugsweise auf bzw. in einem porösen Träger, ausgebildet ist und mit einem durch den gasdurchlässigen Träger zugeführten gasförmigen Reduktionsmittel gespült wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in der Nähe des Eintritts des Eduktgasstromes in den Reaktor eine Zuleitung für ein erhitztes Inertgas in den Reaktor mündet.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Eduktgasstrom beim Durchlauf im Reaktor mit mehreren in den Reaktor mündenden Zuleitungen für ein erhitztes Inertgas in Berührung kommt.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der in das erste Drittel des Reaktors mündenden Zuleitungen für ein erhitztes Inertgas größer ist als im zweiten Drittel und/oder im dritten Drittel.
Verfahren nach Anspruch 1 zur thermischen Spaltung des Produktgases in einem dem Reaktor nachgelagerten adiabatischen Nachreakfor umfassend die Maßnahmen: d) Einleiten des Produktgasstroms enthaltend erhitzten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff, Halogenwasserstoff und ethylenisch ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff aus dem Reaktor in einen adiabatischen Nachreaktor, in dem die Reaktion unter Ausnutzung der vom Produktgasstrom gelieferten Wärme unter Abkühlung des Produktgases fortgeführt wird, und in dessen Innenraum gegebenenfalls mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet, sowie e) gegebenenfalls Einleiten eines erhitzten Gases durch die in den adiabatischen Nachreaktor mündende(n) Zuleitung(en), wobei die Temperatur des erhitzten Gases über der an der Stelle der Zuleitung herrschenden Temperatur des Produktgasstroms liegt.
Verfahren zur Herstellung ethylenisch ungesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoffe durch thermische Spaltung von gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffen umfassend die Maßnahmen: a) Einleiten eines Eduktgasstroms enthaltend erhitzten gasförmigen halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff in einen Reaktor, b) Einstellen eines solchen Drucks und einer solchen Temperatur im Innern des Reaktors, so dass durch thermische Spaltung des halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoffs Halogenwasserstoff und ethylenisch ungesättigter halogenhaltiger aliphatischer Kohlenwasserstoff gebildet werden, d) Einleiten des Produktgasstroms enthaltend erhitzten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff, Halogenwasserstoff und ethylenisch ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff aus dem Reaktor in einen dem Reaktor nachgelagerten adiabatischen Nachreaktor, in dem die Reaktion unter Ausnutzung der vom Produktgasstrom gelieferten Wärme unter Abkühlung des Produktgases fortgeführt wird, und in dessen Innenraum mindestens eine Zuleitung für ein erhitztes Gas mündet, sowie e) Einleiten eines erhitzten und bei den herrschenden Reaktionsbedingungen inerten Gases durch die in den adiabatischen Nachreaktor mündende(n) Zuleitung(en), wobei die Temperatur des erhitzten Gases über der an der Stelle der Zuleitung herrschenden Temperatur des Produktgasstroms liegt und wobei die Gesamtmenge des in den adiabatischen Nachreaktor eingeleiteten erhitzten Gases nicht mehr als 5 Gew.%, bezogen auf den Gesamtmassestrom im adiabatischen Nachreaktor, beträgt.
Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 umfassend die Elemente: i) in den Reaktor mündende Zuleitung für den Eduktgasstrom enthaltend gesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff, ii) mindestens eine in das Innere des Reaktors mündende Zuleitung für ein erhitztes inertes Gas, iii) mindestens eine Heizvorrichtung für das Aufheizen des erhitzten Gases, die unmittelbar vor dem reaktorseitigen Ende der Zuleitung angebracht ist, iv) Heizvorrichtung für das Aufheizen und/oder die Aufrechterhaltung der Temperatur des Gasstromes im Reaktor, und v) aus dem Reaktor führende Ableitung für den Produktgasstrom der thermischen Spaltung enthaltend ethylenisch ungesättigten halogenhaltigen aliphatischen Kohlenwasserstoff.
Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Reaktor ein Rohrreaktor ist.
Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass diesem ein adiabatischer Nachreaktor nachgeschaltet ist, der vorzugsweise die in Anspruch 18 definierten Elemente ii) und iii) enthält.
Reaktor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der dem Reaktor nachgelagerte adiabatische Nachreaktor die in Anspruch 18 definierten Elemente ii) und iii) enthält.
Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung für das erhitzte inerte Gas eine Rohrleitung aus Metall ist, die in den Reaktor mündet und die an ihrem reaktorseitigen Ende eine Düse aufweist und die vorzugsweise unmittelbar vor ihrem reaktorseitigen Ende eine elektrische Heizvorrichtung für das erhitzte inerte Gas aufweist.
Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung für das erhitzte inerte Gas an ihrem reaktorseitigen Ende eine Kerze aus poröser Keramik aufweist, die im Innern vorzugsweise mit einer Heizvorrichtung ausgestattet ist.
Reaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern des Reaktors mindestens eine poröse Keramik in Form einer Kerze vorhanden ist, deren Oberfläche mit katalytisch aktivem Metall beschichtet ist, und/oder die mit katalytisch aktivem Metall dotiert ist, und dass die Kerze ist mit einer Zuleitung für ein gasförmiges Reduktionsmittel zur Weiterleitung an das katalytisch aktive Metall ausgestattet ist.