DE1219473B - Process for the production of unsaturated chlorinated hydrocarbons with 2 to 4 carbon atoms - Google Patents
Process for the production of unsaturated chlorinated hydrocarbons with 2 to 4 carbon atomsInfo
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- DE1219473B DE1219473B DEP29425A DEP0029425A DE1219473B DE 1219473 B DE1219473 B DE 1219473B DE P29425 A DEP29425 A DE P29425A DE P0029425 A DEP0029425 A DE P0029425A DE 1219473 B DE1219473 B DE 1219473B
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- C07C17/152—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons
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- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/06—Halogens; Compounds thereof
Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Ιψ. CL:Ιψ. CL:
C07cC07c
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:PeutscheKl,; 12« -: PeutscheKl ,; 12 «-
1219473
P29425IVb/12o
16. Mai 1962
23. Juni 19661219473
P29425IVb / 12o
May 16, 1962
June 23, 1966
Unter· Deaeon-Verfahren odervOxychlorierungsveriahren versteht .-man durch Metallhalogenide katalysierte Verfahren, bei welchen gasförmiger Chlorwasserstoff oder; Chlor als--ßhlorierungsmittel Verwendung .findet Eines:, der in- Betracht kommenden Verfahren besteht in .der. Ghlorierungt eines Kohlenwasserstoffs oder Chlorkohlenwasserstoffs mit Chlorwasserstoff und' .einem sauerstoffhaltigen ' Gas wie etwa' liTlft oder ■ elementarem Sauerstoff. Die Um^ Setzung erfolgt in;Gegenwart eines -MetaHhalogenidkfttaly.sat©rs -wie etwa -Kupferchlorid, -das auf einem ggeigneten/Trägerätoffi·..verteilt ist.·.Das Wesentliche bej dieser; Oxychlorierung ist, daß rder-Chlorwasserstoff. ?u ChloE-uiid--Wasser, oxydiert wird >und: das .ChloriSich weitethjn.unterJBildung chlorierter Kohlenwasserstoffe .und HCt .mit dem organischen Kohlen-Wasserstoff; oder den. chlorierten organischen- Stoffen SAmsetzii' Nach einer, anderen Form des Oxychlotriejungsveriahrens mxd- jelementares Chlor, als.. Begghiekungsmaterial verwendet Bei diesem Verfahren Wird Chlorwasserstoff durch Chlorierung des Kohlenwasserstoffs . und/oder ,ßhloxkohlenwasserstoffs-.-ierzeugte, welcher zusammen mit dem elementaren Chlor der iatalytisehen Umsetzung gebrachtDeaeon processes or oxychlorination processes are understood to be processes catalyzed by metal halides in which gaseous hydrogen chloride or; Chlorine as a chlorinating agent. Finds one: the process under consideration consists in. The. Chlorination of a hydrocarbon or chlorinated hydrocarbon with hydrogen chloride and ' an oxygen-containing' gas such as' liTlft or elemental oxygen. The conversion takes place in the presence of a metal halide catalyst, such as copper chloride, which is distributed on a suitable carrier material. The essentials of this ; Oxychlorination is that r is the hydrogen chloride. ? u ChloE-uiid - water that is oxidized> and: the chlorine expands to form chlorinated hydrocarbons and HCt with the organic carbon hydrogen; or the. Chlorinated organic substances SAmsetzii 'According to another form of the Oxychlotriejungsveriahrens mxd- j elementary chlorine, as .. Begghiekungsmaterial used In this process, hydrogen chloride is used by chlorination of the hydrocarbon. and / or, ßhloxkohlenwasserstoffs -.- ierzeugte, which brought together with the elemental chlorine of the iatalytisehen reaction
t:;Mian hat festgestellt, daß-bei einem Oxychlorierungsr yerfahren bei Verwendung bestimmter Kohlenwasserr stoffe ! und/oder Chlorkohlenwasserstoffe . als Beschickung irrtallgemeinen Gemische chlorierter Kohlen-Wa§ser§t0ffd.eriyate. des zugeführten Kohlenwasserstoffs :un.d/oder: Chlorkohlenwasserstoffs gebildet werdon-. :Dje genaue Zusammensetzung kann sehr vear-r schieden sein, Und es;ist..äußerst schwierig, in·solch einem Verfahren chlorierte Kohlenwasserstoffderivate zu:.erzeugen, die da .dexi Hauptsache 'aus einem, oder mehreren der gewünschten Produkte ^bestehen. Dies etifft -besonders danrtzu, twenn auslgesattigteiicKohlen-Fassergtoffen Jn der Hauptsache stärker ungesättigte ßMoBkohlenwasserstofie. hergestelt werden sollen«.; . ■ .;-Nunmehr .5vurde..©ia;:iVerfahren zur? Herstellung ungesättigtere !Chlorkohlenwasserstoffe r mit· > -2 bis ■^•JCohlenstoffatomen.-Jurch:Oxychlorierung.der* entsprechenden gesättigten Kohlenwasserstoffe=mit Chlor- oder Chlor, und einem sauerstoffhaltigen ;Gegenwart von. Metallhalogeniden- als Kataly? gefiinde», das dadurch· igekenazeiehnet ist, daß dieQxychlorierung beis470 bis 5500C -und einem Verhältnis desrKetaiysatofgewiphts (in--Gramm)-zur Zufuhrgeschwindigkeit der gesamten Gase (in 1 pro Minute) von 30 bis 420 durchführt; ·■· ;;■-·---.t:; Mian has found that -in an oxychlorination process using certain hydrocarbons ! and / or chlorinated hydrocarbons. as a charge of general mixtures of chlorinated carbon-water§t0ffd.eriyate. of the supplied hydrocarbon: and / or: chlorinated hydrocarbons are formed. The exact composition can vary widely, and it is extremely difficult in such a process to produce chlorinated hydrocarbon derivatives which mainly consist of one or more of the desired products. This is particularly the case when fully saturated carbon pulp and mostly more unsaturated molybdenum hydrocarbons. are to be produced «.; . ■.; - Now .5 it was .. © ia;: iProcedure for? Production of unsaturated! Chlorinated hydrocarbons r with ·> -2 to · ^ • J carbon atoms. -Jurch: Oxychlorination. Of the * corresponding saturated hydrocarbons = with chlorine or chlorine, and one containing oxygen; presence of. Metal halides as a catalyst? gefiinde that is "characterized igekenazeiehnet · that dieQxychlorierung beis470 C -and a ratio desrKetaiysatofgewiphts (in - grams) 0 to 550 performs -to feed rate of the total gases (in 1 per minute) of 30 to 420; · ■ · ;; ■ - · ---.
Für dieae OxychlorieraogsuioSetzungen köahen:alle
bekannten Oxychlorierungskatalysa'toren oder Kata-Verfahren
zur Herstellung ungesättigter
Chlorkohlenwasserstoffe mit 2 bis 4" Kohlenstoffatomen
For the oxychlorination solutions: all known oxychlorination catalysts or Kata processes for the production of unsaturated
Chlorinated hydrocarbons with 2 to 4 "carbon atoms
Anmelder:Applicant:
Pittsburgh Plate Glass Company, .Pittsburgh Plate Glass Company,.
Pittsburgh, Pa.. (V. .StA.) .Pittsburgh, Pa. (V.StA.).
Vertreter: .:.....,Representative: .:.....,
Dr. W. Beil, A. Hoeppener und Dr. H. J. Wolff, Rechtsanwälte,Dr. W. Beil, A. Hoeppener and Dr. H. J. Wolff, lawyers,
Frankfurt/M.-Höchst, Adelonstr. 58 " ' ,Frankfurt / M.-Höchst, Adelonstr. 58 "',
Als Erfinder benannt:
Robert E. McGreevy,
Joseph E. Milam,
NewMaritinsville, W. Va. (V. St. A.)Named as inventor:
Robert E. McGreevy,
Joseph E. Milam,
NewMaritinsville, W. Va. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V,St!ν. Amerika vom 16.Mai 1961 (110 348) --V, St! Ν. America May 16, 1961 (110 348) -
lysatoren nach Deacon, die auf einem geeigneten Träger verteilt sind, benutzt werden. Normalerweise bei feinem· Oxychlorierungsverfahren verwendete Katalysatoren sind Metallhalogenide, vorzugsweise Chloride eines mehrwertigen Metalls wie '.'Kupfer,;- Eisen und Chrom. Diese Metallhalogenide, vorzugsweise in Form - von. Chloriden, können allein oder-im Gemisch mit anderen: Metallhalogeniden,-ζ. R Alkälichloriden oder.-Erdalkalichloriden oder Gemischen davon, verwendet werden. Ein besonders wirksamer Katalysator : für.; die hier in.Betracht kommenden •Reaktionen ist ein Katalysator: aus 'Kupferchlorid und Kaliumchlorid, verteilt auf einem porösen Träger. Die in. den erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt zur Verwendung: "kommenden Katalysatoren ' enthalten im ^allgemeinen.: Kupfer in größerer Menge, d.h. 4 bis 12 Gewichtsprozent Kupfer, bezogen auf das imprägnierte Teilchen. ■:.■: : .·· · ':Als'Trägersubstanz für:.die zur Durchführung der erfmdungsgemäßen Oxychlorierung benutzten Kätalysatoren finden ^beispielsweise Kieselerde,- Toneide, Fullererde, .,Kieselgur; Bimsstein und andere1 Stoffe dieser Aicb Verwendung. Welche der einzelnen Trägersubstanzen -gewählt wird, hängt-'zum <r großen? Teil von der-gewünschten Umsetzung.ab,'d. h^davon, ob eine cFestsehicht oder-eine Wirbelschicht ^benutzt wird und, falls Wirbelschichten benutzt werden, von der ·. Gesöhwindigkeit der Gase, der Festigkeit desDeacon lysers, which are distributed on a suitable carrier, are used. Normally, fine · oxychlorination catalysts used are metal halides, preferably chlorides of a polyvalent metal such as'.'Kupfer; - iron and chrome. These metal halides, preferably in the form of - of. Chlorides can be used alone or in a mixture with others: metal halides, -ζ. R alkali chlorides or alkaline earth chlorides or mixtures thereof can be used. A particularly effective catalyst: for. ; the reactions to be considered here • is a catalyst: made of copper chloride and potassium chloride, distributed on a porous support. The catalysts used in the process according to the invention generally contain: Copper in a larger amount, ie 4 to 12 percent by weight of copper, based on the impregnated particle. ■:. ■::. ·· · ': Als'Trägersubstanz for:.. .the to carry out the inventive oxychlorination used Kätalysatoren ^ for example, silica - Toneide, fuller's earth, diatomaceous earth, pumice stone and other materials of this one AICB use What is -gewählt the individual carriers depends-'Zum < r largely depends on the desired conversion, i.e. on whether a solid layer or a fluidized bed is used and, if fluidized beds are used, on the speed of the gases, the strength of the
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Trägers und ähnlichen Faktoren. Für Wirbelschicht- Wasserstoffe. Wird HCl als Chlorierungsmittel ververfahren hat sich eine speziell behandelte Fullererde wendet, so liegt das Beschickungsverhältnis der in als besonders wirksamer Träger erwiesen. Für Fest- die Zone der katalytischen Oxychlorierung eingeschichtverfahren hat sich eine kalzinierte Diatomeen- brachten gasförmigen Stoffe im allgemeinen zwischen erde als außerordentlich wirksamer Träger erwiesen. 5 0,6 Mol HCl je Mol Kohlenwasserstoff und/oder Die kalzinierte Diatomeenerde hst sich auch bei Chlorkohlenwasserstoff und 4,0 Mol HCl je Mol Wirbelschichtverfahren als wirksamer Träger bewährt. Kohlenwasserstoff. Vorzugsweise wird das Molar-Vehicle and similar factors. For fluidized bed hydrogens. Processes HCl as a chlorinating agent if a specially treated fuller's earth has turned, the charge ratio is that in proved to be a particularly effective carrier. For solid - the zone of catalytic oxychlorination layer process has become a calcined diatome- brought gaseous substances in general between earth has proven to be an extremely effective carrier. 5 0.6 moles of HCl per mole of hydrocarbon and / or The calcined diatomaceous earth is similar to chlorinated hydrocarbons and 4.0 moles of HCl per mole Fluidized bed process proven as an effective carrier. Hydrocarbon. Preferably the molar
Das zur Verwendung kommende katalytische verhältnis von Chlor zu Kohlenwasserstoff so reguliert, Material wird nach bekannten Methoden in hier daß 0,5 Mol Chlor auf 1 Mol Kohlenwasserstoff nicht beanspruchter Weise auf den Träger aufge- io kommen, wodurch äthylenisch ungesättigte Kohlenbracht. Wasserstoffe mit niedrigem Chlorgehalt wie Vinyl-The used catalytic ratio of chlorine to hydrocarbon is regulated in such a way that Material is according to known methods in here that 0.5 moles of chlorine to 1 mole of hydrocarbon unclaimed manner on the carrier come, whereby ethylenically unsaturated coals bring. Low chlorine hydrogens such as vinyl
Die hier in Betracht kommenden »Oxychlorierungs- chlorid und Allylchlorid entstehen; wenn der erverfahren« können in Form von Festschichtreaktionen findungsgemäße Katalysator verwendet wird, werden durchgeführt werden; bei der Durchführung von hauptsächlich diese Produkte erzeugt. Wird HCl als Festschichtumsetzungen entsprechend der vorliegen- 15 Chlorierungsmittel verwendet, so wird das MoI-den Erfindung werden normalerweise Reaktions- verhältnis von HCl zu Kohlenwasserstoff und/oder gefäße verwendet, die im Vergleich zu ihrem inneren Chlorkohlenwasserstoff durch Überwachung des BeDurchmesser ziemlich lang sind. Die Länge dieser Schickungsverhältnisses so reguliert, daß auf 1 Mol Reaktionsgefäße beträgt im allgemeinen das Acht- Kohlenwasserstoff 1,0 Mol HCl kommen. Es ist für bis Sechshundertfache ihres inneren Durchmessers, 20 den Fachmann selbstverständlich, daß das Molveres können Röhren mit einem inneren Durchmesser hältnis von Chlorierungsmittel zu Kohlenwasserstoff von 6 bis 205 mm benutzt werden. Vorzugsweise entsprechend reguliert wird, daß sich das oben anwerden Reaktionsgefäße mit einem inneren Durch- gegebene Verhältnis für HCl und Cl2 ergibt, wenn messer von 25 bis 76 mm für Festschichtverfahren Gemische von HCl und Cl2 verwendet werden; dabei verwendet. Die Reaktionsgefäße sind in der Regel 25 ist zu berücksichtigen, in welcher Menge jedes ChIoaus Weichstahl, Nickel oder anderem geeignetem rierungsmittelindemzugeführtenGemischenthaltenist. Material hergestellt, das eine gewisse Korrosions- Soweit Sauerstoff in die Oxychlorierungszonen einfestigkeit gegenüber den zur Verwendung kommenden gebracht wird, wird das Beschickungsverhältnis von Gasen aufweist; es können jedoch auch Metallgefäße Sauerstoff zu Chlor durch Überwachung der Besein, die an der Innenseite einen geeigneten korrosions- 30 Schickungsgeschwindigkeit dieser Stoffe so reguliert, festen Überzug, beispielsweise aus keramischem daß den Reaktionszonen 0,2 bis 2,4 Mol Sauerstoff Stoff haben, oder auch Glasgefäße. je Mol Chlor zugeführt werden. Das VerhältnisThe oxychlorination chloride and allyl chloride which come into consideration here are formed; If the method of the invention is used in the form of solid-layer reactions, the catalyst according to the invention can be carried out; in performing mainly these products are produced. If HCl is used as solid-layer conversions in accordance with the chlorinating agent present, the reaction ratio of HCl to hydrocarbon and / or vessels are normally used which are quite long compared to their internal chlorinated hydrocarbon by monitoring the diameter. The length of this feed ratio is regulated so that there is generally 1.0 mol of HCl for 1 mol of reaction vessels. It is obvious to those skilled in the art for up to six hundred times their inner diameter, 20 that the Molveres can use tubes with an inner diameter ratio of chlorinating agent to hydrocarbon of 6 to 205 mm. It is preferably regulated accordingly so that the reaction vessels described above with an internal ratio for HCl and Cl 2 are obtained if a knife of 25 to 76 mm is used for solid-layer processes using mixtures of HCl and Cl 2 ; used thereby. The reaction vessels are usually 25 it must be taken into account in what amount of each ChIo from mild steel, nickel or other suitable lubricant is contained in the mixture supplied. Material is made that has a certain corrosion resistance, as far as oxygen is brought into the oxychlorination zones with respect to those used, the feed ratio of gases is; However, metal vessels can also oxygen to chlorine by monitoring the presence, which regulates a suitable corrosion rate of these substances on the inside, solid coating, for example made of ceramic, that the reaction zones have 0.2 to 2.4 mol of oxygen substance, or also glass vessels. per mole of chlorine are supplied. The relationship
Um ungesättigte Chlorkohlenwasserstoffe zu er- von Sauerstoff zu Chlor bleibt selbstverständlichTo convert unsaturated chlorinated hydrocarbons from oxygen to chlorine remains a matter of course
halten, muß die Temperatur in der Reaktionszone gleich, wenn Luft verwendet wird, doch wird diehold, the temperature in the reaction zone must be the same if air is used, but the
genau und sorgfältig kontrolliert werden. Vorzugs- 35 Menge des sauerstoffhaltigen Gases um jene Mengebe carefully and carefully controlled. The preferred amount of oxygen-containing gas is that amount
weise wird bei Temperaturen zwischen 485 und 51O0C erhöht, in welcher andere Gase in der Luft vorhandenwise is increased at temperatures between 485 and 510 0 C, in which other gases are present in the air
gearbeitet, denn man erzielt die besten Ergebnisse, sind. Wird Luft als Beschickungsgas und Chlor alsworked because you get the best results, are. If air is used as the feed gas and chlorine is used as the
wenn man eine Temperatur von 500 oder um 5000C Chlorierungsmittel eingesetzt, so wird im allgemeinenif a temperature of 500 or around 500 0 C chlorinating agent is used, then in general
einhält. Arbeitet man bei Temperaturen unterhalb ein Volumenverhältnis von Luft zu Chlor im Bereichadheres to. If you work at temperatures below a volume ratio of air to chlorine in the range
des angegebenen Bereiches, unabhängig davon, in- 40 von 1 bis 12 Volumen je Volumen Chlor gewählt,of the specified range, regardless of this, in 40 from 1 to 12 volumes per volume of chlorine selected,
wiefern die Reaktion anderweitig reguliert wird, so Vorzugsweise wird Sauerstoff in solchen Mengenas far as the reaction is otherwise regulated, so preferably oxygen is used in such amounts
erhält man vorwiegend gesättigte Kohlenwasser- zugeführt, daß auf 1 Mol Chlor 1 Mol Sauerstoffone obtains predominantly saturated hydrocarbons that are supplied with 1 mole of oxygen for 1 mole of chlorine
stoffe. Liegen andererseits die Temperaturen über kommt. Bei Luft werden je Volumen Chlor 5 Volumenfabrics. On the other hand, if the temperatures are above it. With air, each volume of chlorine becomes 5 volumes
der angegebenen oberen Grenze, so verbrennen große Luft zugeführt. Wird HCl an Stelle von Chlor alsthe specified upper limit, so burn large air supplied. If HCl is used instead of chlorine
Mengen der zugeführten Kohlenwasserstoffe in der 45 Beschickung verwendet, so wird das Verhältnis vonAmounts of added hydrocarbons are used in the feed, the ratio of
Reaktionszone. Sauerstoff zu HCl auf 0,2 bis 2,4 Mol Sauerstoff jeReaction zone. Oxygen to HCl to 0.2 to 2.4 moles of oxygen each
Zur Regulierung der Temperaturen in den in Mol HCl-Beschickung eingestellt. Vorzugsweise wirdSet in moles of HCl feed to regulate temperatures. Preferably will
Betracht gezogenen Reaktionszonen kann man sich dieses Verhältnis so gewählt, daß 1 Mol O2 auf 1 MolConsidered reaction zones, this ratio can be chosen so that 1 mole of O 2 to 1 mole
irgendeiner bekannten Methode bedienen. HCl kommt. Wenn Luft verwendet wird, werden dieuse any known method. HCl is coming. If air is used, the
Das in die Reaktionszone eingebrachte Chlorie- 50 Beschickungsgeschwindigkeiten so reguliert, daß 1 bisThe chlorine introduced into the reaction zone 50 feed rates regulated so that 1 to
rungsmittel wird zu 70 bis 90% der Beschickungs- 12 Volumen Luft auf 1 Volumen HCl und vorzugs-medium is 70 to 90% of the feed - 12 volumes of air to 1 volume of HCl and preferably
menge genutzt. Unter »Nutzung« des Chlorierungs- weise 5 Volumen Luft auf 1 Volumen HCl kommen,amount used. Using the chlorination method, get 5 volumes of air to 1 volume of HCl,
mittels ist jene Menge des der Reaktionszone züge- Desgleichen muß das Verhältnis w: f innerhalbmeans is that amount that the reaction zone draws- Likewise, the ratio w: f must be within
führten Chlorierungsmittels gemeint, die man als bestimmter Grenzen gehalten werden, um eineled chlorinating agent meant, which are kept as certain limits to a
Chlorkohlenwasserstoffprodukt erhält. Es zeigt sich, 55 richtige Nutzung der erfindungsgemäß eingesetztenChlorinated hydrocarbon product is obtained. It turns out that 55 correct use of the inventively used
daß die gewonnenen Chlorkohlenwasserstoffe in der Chlorierungsmittel sicherzustellen. Die für die Reak-ensure that the chlorinated hydrocarbons obtained in the chlorinating agent. The for the rea-
Hauptsache aus ungesättigtem Chlorkohlenwasser- tion erforderlichen Gase werden in solcher MengeGases required mainly from unsaturated chlorinated hydrocarbons are produced in such quantities
stoff bestehen, wenn die Nutzung zwischen 70 und in die Oxychlorierungszonen eingebracht, daß sichsubstance exist when the use between 70 and introduced into the oxychlorination zones that are
90 °/0 der in die Reaktionszone eingebrachten Menge ein Verhältnis w: / zwischen 30 und 120 ergibt. Der90 ° / 0 of the amount introduced into the reaction zone gives a ratio w : / between 30 and 120. Of the
liegt. Vorzugsweise liegt die Nutzung des Chlorie- 60 hierin gebrauchte Ausdruck Verhältnis w: f ist daslies. Preferably, the use of the chlorine expression ratio w: f is that
rungsmittels während der hier beschriebenen Oxy- Gewicht des in der Katalysatorschicht verwendetention agent during the oxy weight described herein used in the catalyst layer
Chlorierungsumsetzungen bei 73 bis 85°/0. Katalysators dividiert durch die FließgeschwindigkeitChlorination reactions at 73 to 85 ° / 0 . Catalyst divided by the flow rate
Wird Chlor als Chlorierungsmittel verwendet, so der der Katalysatorschicht insgesamt zugeführtenIf chlorine is used as the chlorinating agent, then the total amount supplied to the catalyst layer
liegt das Beschickungsverhältnis der in die Zone der Gase entsprechend der folgenden Formel:the feed ratio of the gases in the zone is according to the following formula:
katalytischen Oxychlorierung eingebrachten gas- 65catalytic oxychlorination introduced gas 65
förmigen Stoffe im allgemeinen zwischen 0,3 Mol Gewicht des Katalysators (Gramm) [w] = χ shaped substances generally between 0.3 molar weight of the catalyst (grams) [w] = χ
Chlor je Mol Kohlenwasserstoff und/oder Chlor- Zufuhrgeschwindigkeit der gesamten GaseChlorine per mole of hydrocarbon and / or chlorine feed rate of the total gases
kohlenwasserstoff und 2,0 Mol Chlor je Mol Kohlen- (l/min) [/]hydrocarbon and 2.0 moles of chlorine per mole of carbon (l / min) [/]
Vorzugsweise wird ein Verhältnis w: / von 55,5 gewählt.A ratio w : / of 55.5 is preferably chosen.
Die nach den hier beschriebenen Umsetzungen hergestellten organischen Verbindungen können in bekannter Weise gewonnen werden.The organic compounds prepared according to the reactions described here can be used in can be obtained in a known manner.
Beispiel 1
A. Herstellung des Katalysatorsexample 1
A. Preparation of the catalyst
Als Trägersubstanz für den Katalysator wurde kalzinierte Diatomeenerde mit einer Teilchengröße zwischen 0,175 und 0,417 mm verwendet. 400 g dieser Trägersubstanz wurden in eine Drehtrommel gebracht, die Anlage wurde in Bewegung gesetzt und auf eine Temperatur von 14O0C erhitzt. Es wurde eine Stammlösung hergestellt, indem 440 g CuCl2 · 2 H2O, 186 g KCl in 1000 cm3 Wasser gelöst wurden. 294 g der Kupferchlorid undKaliumchlorid enthaltenden Stammlösung wurden mit destilliertem Wasser auf 1333 cm3 verdünnt. Die verdünnte Lösung wurde tropfenweise zu der in der Drehtrommel befindlichen Trägersubstanz gegeben, und dabei wurde die Drehtrommel fortlaufend erhitzt. Nach Zugabe der Lösung wurde der imprägnierte Träger in der Drehtrommel getrocknet, indem diese nochmals 30 Minuten lang unter Erhitzen des Inhalts auf eine Temperatur von 1400C gedreht wurde. Bezogen auf das Gesamtgewicht des Trägers enthielt der fertige Katalysator auf wasserfreier Basis 6 Gewichtsprozent Kupfer.Calcined diatomaceous earth with a particle size between 0.175 and 0.417 mm was used as the carrier substance for the catalyst. 400 g of this carrier was placed in a rotary drum, the plant was set in motion and heated to a temperature of 14O 0 C. A stock solution was prepared by dissolving 440 g of CuCl 2 · 2 H 2 O, 186 g of KCl in 1000 cm 3 of water. 294 g of the stock solution containing copper chloride and potassium chloride was diluted to 1,333 cm 3 with distilled water. The diluted solution was added dropwise to the vehicle in the rotating drum while the rotating drum was continuously heated. After addition of the solution the impregnated carrier in the rotary drum was dried by this was rotated for another 30 minutes while heating the contents to a temperature of 140 0 C. Based on the total weight of the support, the finished catalyst contained 6 percent by weight copper on an anhydrous basis.
B. OxychlorierungB. Oxychlorination
Eine Röhre mit einem inneren Durchmesser von 50,8 mm und einer Höhe von 152,4 cm wurde als Wirbelschichtreaktor verwendet. Der Reaktor wurde von einem Punkt an, der 30 cm vom Boden des Gefäßes entfernt war, in einer Höhe von 45 cm mit dem nach A hergestellten Katalysator gefüllt. Die gesamte Reaktorröhre wurde senkrecht in einen elektrischen Ofen gestellt, wobei das untere und obere Ende des Reaktionsgefäßes oben bzw. unten aus dem Ofen herausragten, so daß sich die gesamte, in dem Reaktor befindliche Katalysatorschicht innerhalb des elek-A tube with an inner diameter of 50.8 mm and a height of 152.4 cm was used as the Fluidized bed reactor used. The reactor was started from a point 30 cm from the bottom of the vessel was removed, filled with the catalyst prepared according to A at a height of 45 cm. The whole The reactor tube was placed vertically in an electric furnace with the lower and upper ends of the Reaction vessel protruded from the top or bottom of the furnace, so that the entire, in the reactor located catalyst layer within the elec-
ia irischen Ofens befand. Am Boden des Reaktors unterhalb einer als Verteilerplatte dienenden, 30 cm oberhalb des Reaktorbodens angebrachten, durchlöcherten Glasscheibe befand sich eine Einlaßöffnung. Mit der Öffnung waren durch eine gewöhnliche Gasleitung drei Leitungen, je eine für Äthan, für Chlor oder HCl und eine für Luft, verbunden. Die dem Reaktor durch die Öffnung zugeführten Gase strömten durch die Verteilerplatte hindurch in die Schicht hinein. Eine Leitung zum Abziehen der entstandenenia Irish stove. At the bottom of the reactor below a perforated plate serving as a distribution plate, 30 cm above the bottom of the reactor Glass pane was an inlet opening. The opening was through an ordinary gas pipe three lines, one each for ethane, one for chlorine or HCl and one for air. The dem Gases fed into the reactor through the opening flowed through the distributor plate into the bed into it. A line to pull off the resulting
ao Produkte befand sich im oberen Teil des Reaktionsgefäßes, und alle gasförmigen Produkte wurden durch diese Leitung aus dem Reaktionsgefäß entfernt. Die abgezogenen, gasförmigen Produkte wurden durch zwei hintereinander angebrachte Kühler und in einao products were in the upper part of the reaction vessel, and all gaseous products were through removed this line from the reaction vessel. The withdrawn, gaseous products were through two coolers mounted one behind the other and in one
a5 normales Auffanggefäß geleitet, in welchem HCl und Wasser aufgefangen wurden. Die Gase wurden dann durch mehrere mit Trockeneis-Aceton-Gemisch gekühlte Fallen geleitet, in denen die Chlorkohlenwasserstoffe in Isooktan als Lösungsmittel aufgefangen wurden. Es wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt; bei allen Versuchen lag die Temperatur bei 498 bis 5010C, das Verhältnis w: f betrug 55,5. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle I zusammengestellt:a5 normal collecting vessel, in which HCl and water were collected. The gases were then passed through several traps cooled with a mixture of dry ice and acetone, in which the chlorinated hydrocarbons were collected in isooctane as a solvent. A number of experiments were carried out; in all experiments the temperature was 498 to 501 ° C., the ratio w: f was 55.5. The results of these tests are summarized in Table I:
Durchschnittstemperatur, 0C Average temperature, 0 C
Gasbeschickungsverhältnis (molar):Gas feed ratio (molar):
C2H6 C 2 H 6
HCl HCl
O2 O 2
Produkt Chromatographische Analyse, MolprozentProduct chromatographic analysis, mole percent
Insgesamt, Gramm Overall, grams
C2H4Cl2 C 2 H 4 Cl 2
C2H3Cl3 C 2 H 3 Cl 3
C2H2Cl4 C 2 H 2 Cl 4
C2JdL3C/! C 2 JdL 3 C /!
1 C2H2Cl2 1 C 2 H 2 Cl 2
C2HCl3 C 2 HCl 3
C2Cl4 C 2 Cl 4
CHCl3 CHCl 3
CCl4 CCl 4
CH3Cl CH 3 Cl
C2H5Cl C 2 H 5 Cl
HCl genutzt, in % HCl used, in%
Unter Verwendung des Katalysators aus Beispiel 1, A und Benutzung der Vorrichtung von Beispiel 1, B wurde eine Reihe von Versuchen mit Äthan, ChlorUsing the catalyst from Example 1, A and using the apparatus of Example 1, B was a series of experiments with ethane, chlorine
500500
762762
45,7
7,0
1,5
0,6
4,3
2,6
2,045.7
7.0
1.5
0.6
4.3
2.6
2.0
und Luft als Beschickung bei einem Verhältnis w '· f von 55 durchgeführt. Während der Umsetzung wurde eine Durchschnittstemperatur von 5000C aufrechterhalten. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt:and air fed at a ratio w '· f of 55. An average temperature of 500 ° C. was maintained during the reaction. The results are summarized in the following table II:
I'219 473I'219 473
Tabelie'liTabelie'li
Katalysator,- wvf-Λ,':...,.;;.;.:......:;;' rs;55,5;:Catalyst, - wvf-Λ, ': ...,. ;;.;.: ......: ;;'rs;55.5;:
• DurchsehnittstemperätQri:°C .. y. ;v -500 -• Average temperature: ° C .. y. ; v -500 -
•Gasbeschickungsverhältnis• Gas feed ratio
C2HrC 2 Mr.
1,00
.0,50.
5,001.00
.0.50.
5.00
■Gehalt 'an·· ungesättigten■■■ chlorierten ■ ' ''-'■
Kohlenwasserstoffen .mit.: 2 Kohlen- -.. ·f.-■:■ Content of ·· unsaturated ■■■ chlorinated ■ '''-' ■
Hydrocarbons .with .: 2 carbon - .. · f.- ■:
:stoffatömen . 65: substance breathing. 65
Durchschnittliche.· Anzahl"· vx>n Chlor-- . ■: v/.
atomenindenungesättigtenchlorierten; : .
Kohlenwasserstoffen mit ;2 Kohlenstoff··: "· : ::.
atomen -„'·.-....-.:.■■>.■.. i.V. .'...:.. ί.;..;..... 1,3-Gehalt,
an gesättigten chlorierten
Kohlenwasserstoffen mit2 Kohlenstoff-::-" ::
■atomen-».-.^·,,....■?..:: Λ .:.'~. ::.;.;.". .:■:... 28:
,DurchschnittlicheiÄnzahl: von: Chlors :.:.·.
atomen in den gesättigten chloriertenAverage. · Number "· vx> n chlorine--. ■: v /.
atoms in unsaturated chlorinated; :.
Hydrocarbons with; 2 carbon ··: "·: ::.
atoms - "'·.-....-.:. ■■>. ■ .. iV .'...: .. ί.; ..; ..... 1,3-content, of saturated chlorinated
Hydrocarbons with 2 carbon - :: - "::
■ atoms - ».-. ^ · ,, .... ■? .. :: Λ.:. '~. ::.;.;. " ..: ■: ... 28:
, Average number: of: Chlorine:.:. ·.
atoms in the saturated chlorinated ones
Kohlenwasserstoffen mit 2 Kohlenstoff- Hydrocarbons with 2 carbon
atomen .; ; ---- 4;5-atoms.; ; ---- 4; 5-
Cl2, genutzt 76Cl 2 , used 76
Vinylchlorid .machte 73 Gewichtsprozent der ungesättigten chlorierten: Kohlenwasserstoffe mit 2 Kohlenstoffatomen aus.Vinyl chloride made up 73 percent by weight of the unsaturated chlorinated: hydrocarbons with 2 carbon atoms.
Wird an Stelle von Äthan im Beispiel 1 und 2 Butan zugeführt, so erhält man ebenfalls in überwiegender Menge ungesättigte Chlorkohlenwasserstoffe, während nur geringe Mengen gesättigter Chlorkohlenwasserstoffe erzeugt werden.If butane is fed in instead of ethane in Examples 1 and 2, the predominant amount is also obtained Amount of unsaturated chlorinated hydrocarbons, while only small amounts of saturated chlorinated hydrocarbons be generated.
Ein Rohr aus nichtrostendem Stahl mit einem Durchmesser von 2,5cm wurde in einer Höhe von 5 cm mit dem nach Beispiel 1, A hergestellten Katalysator gefüllt. Das Reaktionsrohr wurde mit Propan, Chlor und Luft bei Molverhältnissen von 1,025 bzw. 2,18 beschickt. Die Reaktionsgase blieben 1 Sekunde bei einer Temperatur von 504° C in der Reaktionszone. Die Ausbeute an chloriertem Produkt betrug 30%, bezogen auf das eingesetzte Propan, und die Ausnutzung des Chlors betrug 79,4%, bezogen auf das zugeführte Chlor.A stainless steel tube with a diameter of 2.5 cm was filled with the catalyst prepared according to Example 1, A at a height of 5 cm. The reaction tube was charged with propane, chlorine and air in molar ratios of 1.025 and 2.18, respectively. The reaction gases remained in the reaction zone at a temperature of 504 ° C. for 1 second. The yield of chlorinated product was 30%, based on the propane used, and the utilization of the chlorine was 79.4%, based on the chlorine fed in.
441g CuCl2-2 H2O, 186,8 g KCl wurden in 1000 cm3 destilliertem Wasser gelöst. Diese Lösung wurde mit 1000 cm3 kalzinierter Diatomeenerde in Form bestimmter, zylindrischer Teilchen versetzt. Die Teilchen hatten eine Länge von 6,35 mm und einen Durchmesser von 6,35 mm. Nachdem die Teilchen 24 Stunden lang mit der Lösung getränkt worden waren, wurde die übrigbleibende Flüssigkeit abgelassen und die Teilchen an der Luft getrocknet.441 g CuCl 2 -2 H 2 O, 186.8 g KCl were dissolved in 1000 cm 3 of distilled water. 1000 cm 3 of calcined diatomaceous earth in the form of certain cylindrical particles were added to this solution. The particles were 6.35 mm long and 6.35 mm in diameter. After the particles were soaked with the solution for 24 hours, the remaining liquid was drained and the particles were allowed to air dry.
Ein Rohr aus nichtrostendem Stahl mit einem inneren Durchmesser von 25 mm und einer Länge von 152 cm wurde in einer Schichthöhe von 66 cm mit dem Katalysator gefüllt. Der Reaktor wurde senkrecht gestellt und mit einem Stahlmantel umgeben. Der Mantel wurde mit einem Salzgemisch (Natriumnitrat, Natriumnitrit und Natriumchlorid); gefüllt, und diese Salze wurden während des Arbeitsganges in geschmolzenem Zustand gehalten. Heizbänder wurden um den Mantel gelegt, um diesen bei; der Inbetriebnahme zu heizen, und ein Wärmeregler·A tube made of stainless steel with an inner diameter of 25 mm and a length of 152 cm was filled with the catalyst at a layer height of 66 cm. The reactor was placed vertically and surrounded by a steel jacket. The jacket was coated with a mixture of salts (sodium nitrate, sodium nitrite and sodium chloride); and these salts were kept in a molten state during the operation. Heating tapes were put around the cloak, around it; heating during commissioning, and a heat regulator
wurde :init den Heizkörpern und: dem-geschmolzenen Salz verbunden, um sicherzustellen, daß das Salz während des Arbeitsganges auf einer Temperatur von 450°C gehaltentiWird. ' ■ ■--■ ■;· ::-.::·-: ' -:; Die Ausgangsprodukte wurden durch eine Einlaß-, öffnung am unteren Ende des Rohres in dieses eingeführt, und die Endprodukte wurden am oberen Ende durch eine Ableitung abgezogen. Die zugeleiteten Gasmengen wurden mit HiKe von Rotametern ίο gemessen, und die abgezogenen' Produkte, wurden mit Wasser und- Lauge'*-gereinigt, und-dann .in mit Trockeneis—Aceton:'gekühlten.'Fallen kondensiert.was connected to the radiators and to the molten salt to ensure that the salt was kept at a temperature of 450 ° C during the operation. '■ ■ - ■ ■; · :: -. :: · -:' - :; The starting products were introduced into the tube through an inlet opening at the lower end of the tube, and the end products were drawn off at the upper end through a discharge line. The amount of gas fed in was measured with a HiKe by rotameter ίο, and the withdrawn 'products were cleaned with water and lye' *, and then condensed in 'cooled' traps with dry ice - acetone.
Unter Anwendung - dieser ■ Vorrichtung und -dieses Katalysators: wurden "mehrere; Versuche mit Äthan, Chlor und Luft durchgeführt, wobei Vinylchlorid hergestellt wurde.; Die Ergebnisse sind in "der folgenden Tabelle III zusammengestellt: %"-Using this device and this catalyst: "Several tests were carried out with ethane, chlorine and air, producing vinyl chloride. The results are compiled in" the following Table III: % "
Tabelle ΠΪTable ΠΪ
Beschickungsgeschwindigkeit
(Mol je Minute)Loading speed
(Moles per minute)
Äthan Ethane
Chlor chlorine
Luft .,. Air .,.
Temperatur (Durchschnitt),
Kontaktzeit*, Sekunden ...Temperature (average),
Contact time *, seconds ...
Produktivität (Basis: Molprozent
zugeführten Äthans)Productivity (basis: mole percent
supplied Äthans)
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Perchloräthylen ...
Trichlorethylen ...
1,2-Dichloräthan ..Perchlorethylene ...
Trichlorethylene ...
1,2-dichloroethane ..
Dichlorethylen Dichloroethylene
1,1,2-Trichloräthan1,1,2-trichloroethane
Chloroform chloroform
Methylenchlorid ...Methylene chloride ...
Methylchlorid Methyl chloride
Äthylen >; Ethylene >;
Verbranntes ÄthanBurned ethane
Versuch Nr.
1 I 2Attempt no.
1 I 2
0,0240.024
0,1040.104
485
1,2485
1.2
32,8
4,43
0,13
0,38
2,87
2,35
0,26
0,04
1,15
2,62
44,3
16,232.8
4.43
0.13
0.38
2.87
2.35
0.26
0.04
1.15
2.62
44.3
16.2
0,020 0,009 0,0880.020 0.009 0.088
479
1,4479
1.4
29,2
5,75 0,16 0,33 2,92 0,18 0,16 0,8
0,11 2,1629.2
5.75 0.16 0.33 2.92 0.18 0.16 0.8
0.11 2.16
50,550.5
19,319.3
* Verweilzeit der Gase im Reaktionsrohr.* Residence time of the gases in the reaction tube.
Wie aus den Beispielen ersichtlich ist, wird durch Einstellung der Betriebstemperatur in den Zonen der katalytischen Oxychlorierung innerhalb des bevorzugten Temperaturbereiches die Umwandlung des zugeführten Chlorierungsmittels mit Erfolg innerhalb der gewünschten Grenze gehalten, und infolgedessen werden organische Chlorkohlenwasserstoffe erzeugt, die in der Hauptsache aus ungesättigten Chlorkohlenwasserstoffen bestehen. Außerdem enthalten die gebildeten ungesättigten Chlorkohlenwasserstoffe geringe Mengen Chlor; normalerweise sind 2 oder weniger Chloratome in den als Produkt anfallenden ungesättigten Chlorkohlenwasserstoffen vorhanden.As can be seen from the examples, by setting the operating temperature in the zones, the catalytic oxychlorination within the preferred temperature range, the conversion of the added chlorinating agent has been successfully maintained within the desired limit, and consequently organic chlorinated hydrocarbons are produced, which mainly consist of unsaturated chlorinated hydrocarbons exist. In addition, the unsaturated chlorinated hydrocarbons formed contain small amounts Amounts of chlorine; there are normally 2 or fewer chlorine atoms in the product unsaturated chlorinated hydrocarbons present.
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Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US1654821A (en) * | 1923-11-14 | 1928-01-03 | Holzverkohlungs Ind Aktien Ges | Process for the chlorination of saturated hydrocarbons |
US2674633A (en) * | 1948-12-07 | 1954-04-06 | Reitlinger Otto | Chlorination of hydrocarbons |
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- 1962-05-16 DE DEP29425A patent/DE1219473B/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1654821A (en) * | 1923-11-14 | 1928-01-03 | Holzverkohlungs Ind Aktien Ges | Process for the chlorination of saturated hydrocarbons |
US2674633A (en) * | 1948-12-07 | 1954-04-06 | Reitlinger Otto | Chlorination of hydrocarbons |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH405272A (en) | 1966-01-15 |
GB934329A (en) | 1963-08-14 |
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