DE1260462B - Process for the production of tetrachlorethylene - Google Patents
Process for the production of tetrachlorethyleneInfo
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- DE1260462B DE1260462B DES101747A DES0101747A DE1260462B DE 1260462 B DE1260462 B DE 1260462B DE S101747 A DES101747 A DE S101747A DE S0101747 A DES0101747 A DE S0101747A DE 1260462 B DE1260462 B DE 1260462B
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRiFTEDITORIAL
Int. Cl.: Int. Cl .:
C07cC07c
Deutsche Kl.: 12 ο -19/02 German class: 12 ο - 19/02
Nummer: 1260 462Number: 1260 462
Aktenzeichen: S 101747IV b/12 οFile number: S 101747IV b / 12 ο
Anmeldetag: 1. Februar 1966Filing date: February 1, 1966
Auslegetag: 8. Februar 1968Open date: February 8, 1968
Es ist bekannt, daß bei einer Anzahl technischer Verfahren, insbesondere bei Verfahren zur Herstellung von Allylchlorid und/oder Epichlorhydrin, Gemische organischer Verbindungen, wie sie als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden können, als Nebenprodukte anfallen und, wenn irgend möglich, zu Produkten mit Verkaufswert ausgearbeitet werden müssen. Es muß dabei besonders darauf geachtet werden, daß diese Handelsprodukte einen hohen Anteil oder sogar das gesamte Chlor enthalten, das bereits im Ausgangsmaterial vorhanden war bzw. während der Aufarbeitung entweder in elementarer Form oder in Form chlorhaltiger, gasförmiger, anorganischer Verbindungen, z. B. Chlorwasserstoff, eingeführt worden ist. Verluste an anderen Elementen, einschließlich Wasserstoff, Sauerstoff und auch Kohlenstoff, sind unbedeutend oder Ms zu einem gewissen Grade weniger von Bedeutung. Tetrachloräthylen ist bei weitem das wertvollste Handelsprodukt und bietet sich sozusagen selbst bei Überlegungen an, wie die vorstehend erwähnten Nebenprodukte in wirtschaftlich günstiger Weise ausgenutzt werden können. Tetrachlorethylen stellt nämlich ein bekanntes organisches Lösungsmittel dar und eignet sich besonders für Trockenreiriigungsverfahren. Dementsprechend kann es sogar wirtschaftlich günstig sein, als Ausgangsniaterial wertvollere Verbindungen als die vorstehend genannten Gemische von Nebenprodukten zu verwenden. Es ist z. B. bereits früher empfohlen worden, reines Propan oder Propen oder Gemische, die im wesentlichen nur Propan oder Propen enthalten, "bzw. 1,2-Dichloräthan als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Tetrachloräthylen zu verwenden. Man erhielt dabei jedoch Produktgemische mit erheblichen Mengen an Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff bzw. Tfichloräthylen. Falls derartige Stoffe in dem erfindungsgemäß eingesetzten Ausgangsgemisch vorliegen, werden auch diese sehr glatt in Tetrachloräthylen übergeführt.It is known that in a number of technical processes, particularly in processes of manufacture of allyl chloride and / or epichlorohydrin, mixtures of organic compounds such as those used as starting material can be used for the process according to the invention, arise as by-products and, if at all possible, must be worked out into products with retail value. It has to be there Particular care should be taken to ensure that these commercial products make up a high proportion or even all of them Contain chlorine that was already present in the starting material or either during work-up in elemental form or in the form of chlorine-containing, gaseous, inorganic compounds, e.g. B. hydrogen chloride, has been introduced. Loss of other elements including hydrogen, oxygen and also carbon, are insignificant or Ms to some extent less important. Tetrachlorethylene is by far the most valuable commercial product and offers itself, so to speak Considerations of how the above-mentioned by-products can be exploited in an economically advantageous manner can be. Tetrachlorethylene is a well-known organic solvent and is particularly suitable for dry cleaning processes. Accordingly, it can even be economically advantageous to use compounds that are more valuable as starting materials to use as the above-mentioned mixtures of by-products. It is Z. B. It has previously been recommended to use pure propane or propene or mixtures that are essentially just propane or contain propene, "or 1,2-dichloroethane as Starting material for the production of tetrachlorethylene to use. However, product mixtures containing considerable amounts of chloroform were obtained or carbon tetrachloride or dichloroethylene. If such substances are used in the invention If the starting mixture is present, these are also converted very smoothly into tetrachlorethylene.
In der Regel bildet 1,2,3-TrichIorpropan den Hauptbestandteil
der als Nebenprodukt bei der Herstellung von Allylchlorid und/oder Epichlorhydrin anfallenden
Verfahren zur Herstellung von
TetrachloräthylenAs a rule, 1,2,3-trichloropropane forms the main component of the process for the production of, which occurs as a by-product in the production of allyl chloride and / or epichlorohydrin
Tetrachlorethylene
Anmelder:Applicant:
Shell Internationale ResearchShell International Research
Maatschappij N. V., Den HaagMaatschappij N.V., The Hague
Vertreter:Representative:
Dipl.-Chem. Dr. phil. E. JungDipl.-Chem. Dr. phil. E. Young
und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. V. Vossius,and Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. V. Vossius,
Patentanwälte, 8000 München 23, Siegesstr. 26Patent Attorneys, 8000 Munich 23, Siegesstr. 26th
Als Erfinder benannt:
Henk Johan Alkema,
Amsterdam (Niederlande)Named as inventor:
Henk Johan Alkema,
Amsterdam, Netherlands)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
Niederlande vom 3. Februar 1965 (6 501 342)Netherlands of February 3, 1965 (6 501 342)
Gemische. Es ist von besonderem Interesse, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren diese Gemische ohne Schwierigkeiten als solche eingesetzt werden können, da es natürlich unwirtschaftlich wäre, zunächst die verschiedenen, darin enthaltenen Verbindungen in praktisch reiner Form zu isolieren. Diese Gemische können auch geringere Anteile solcher Verbindungen enthalten, auf deren Herstellung das ursprüngliche Verfahren gerichtet ist, z. B. Epichlorhydrin, Dichlorhydrin oder Allylchlorid. Dies ist besonders dann der Fall, wenn sie in so geringen Mengen vorliegen, daß ihre Wiedergewinnung wirtschaftlich unzweckmäßig wäre. Ferner können die als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Gemische auch Nebenprodukte dieses Verfahrens selbst enthalten, die im Kreislauf in die Reaktionszone zurückgeführt werden, z. B. vor allem Hexachloräthan. Die folgende Tabelle gibt ein Beispiel für ein Beschickungsgemisch an.Mixtures. It is of particular interest that these mixtures in the process according to the invention can be used as such without difficulty, since it would of course be uneconomical at first isolate the various compounds it contains in practically pure form. These Mixtures can also contain smaller proportions of such compounds, on the production of which the original procedure is directed, e.g. B. epichlorohydrin, dichlorohydrin or allyl chloride. This is especially when they are in such small quantities that their recovery is economical would be inexpedient. Furthermore, as starting material for the process according to the invention Mixtures used also contain by-products of this process itself, which are in the cycle be returned to the reaction zone, e.g. B. especially hexachloroethane. The following table gives an example of a feed mix.
. ,Verbindung. ,Link
Dichlorpropen . Dichlorpropan'.. Isopropylchlorid Allylchlorid"..".'. Benzol Dichloropropene. Dichloropropane '.. isopropyl chloride allyl chloride "..".'. benzene
Bereich
Gewichtsprozentarea
Weight percent
10,0 bis 12,510.0 to 12.5
10,0 bis 12,510.0 to 12.5
0,50 bis 1,00.50 to 1.0
7,5 bis 10,07.5 to 10.0
0,10 bis 0,500.10 to 0.50
809 507/666809 507/666
1,2-Dichloräthan
1,1-Dichloräthan
Epichlorhydrin
Dichlorhydrin
1,2,3-Trichlorpropan
1,2,3-Trichlorpropyläther
Hexachloräthan
Andere chlorierte Propane n-propyl chloride
1,2-dichloroethane
1,1-dichloroethane
Epichlorohydrin
Dichlorohydrin
1,2,3-trichloropropane
1,2,3-trichloropropyl ether
Hexachloroethane
Other chlorinated propanes
Gewichtsprozentarea
Weight percent
0,10 bis 0,50
0,10 bis 0,50
1,0 bis 2,5
0,05 bis 0,10
40,0 bis 50,0
7,5 bis 10,0
5,0 bis 10,0
1,5 bis 2,50.10 to 0.50
0.10 to 0.50
0.10 to 0.50
1.0 to 2.5
0.05 to 0.10
40.0 to 50.0
7.5 to 10.0
5.0 to 10.0
1.5 to 2.5
Bisher sind Ausgangsmaterialien der Art, wie sie 15 Chlor und Chlorwasserstoff im Prinzip ebenfalls für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden zurückgeführt werden, jedoch lassen sich in der können, in Gegenwart überschüssiger Mengen Chlor Regel dabei wesentliche Verluste an diesen Vererhitzt worden, um daraus Tetrachloräthylen her- bindungen kaum vermeiden.So far, starting materials of the kind in which chlorine and hydrogen chloride are in principle also used can be used for the process according to the invention, but can be used in the can, in the presence of excess amounts of chlorine, usually cause substantial losses to be heated up in order to barely avoid tetrachlorethylene compounds from it.
zustellen. Solche Verfahren sind jedoch stark exotherm Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dieto deliver. However, such processes are strongly exothermic. The process according to the invention makes the
und daher schwer zu kontrollieren. Das ist nachteilig, 20 Bildung von freiem Kohlenstoff und Teer vollständigand therefore difficult to control. This is disadvantageous, the formation of free carbon and tar completely
da es notwendig ist, die Temperatur innerhalb eines vermieden.since it is necessary to avoid the temperature within one.
relativ engen Bereiches zu halten, um die Bildung Vorzugsweise werden Trägermaterialien mit einerRelatively narrow range to keep the formation Preferably, substrates with a
weniger wertvoller Nebenprodukte, wie Trichlor- spezifischen Oberfläche unter 30 ma/g und insbeson-less valuable by-products, such as trichloro-specific surface below 30 m a / g and in particular
äthylen, Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff und be- dere von 1 bis 10 m2/g verwendet. Der durchschnitt-ethylene, chloroform, carbon tetrachloride and others from 1 to 10 m 2 / g are used. The average-
sonders Teer und Ruß, zu verhindern. Diese un- 25 liehe Porendurchmesser liegt vorzugsweise zwischenbut tar and soot to prevent. This un- 25 liehe pore diameter is preferably between
erwünschten Nebenprodukte werden schon unter 600 und 3000 Ä und insbesondere zwischen 1000 undDesired by-products are already below 600 and 3000 Å and in particular between 1000 and
relativ günstigen Bedingungen in solchen Mengen 3000 Ä. Als Trägermaterial werden vorzugsweiserelatively favorable conditions in such amounts 3000 Ä. The preferred carrier material is
gebildet, daß sie zu einem häufigen Verstopfen des Siliciumdioxyd oder Aluminiumoxyd verwendet. Be-made that it used to a frequent clogging of silica or alumina. Loading
Reaktionssystems führen. Aus diesem Grunde sind sonders geeignet sind Träger aus a-AluminiumoxydLead reaction system. For this reason, carriers made of a-aluminum oxide are particularly suitable
im allgemeinen häufige Unterbrechungen des Ver- 30 sowie Celite-Trägermassen (das sind calcinierte Di-in general, frequent interruptions in the process, as well as Celite carrier masses (these are calcined di-
fahrens erforderlich, um die Anlage zu reinigen. atomeenerden) oder Kieselgur.driving required to clean the system. atomic earth) or diatomaceous earth.
Weiterhin ist die Herstellung von Tetrachloräthylen Das im Handel erhältliche Aluminiumoxyd in der durch Umsetzung von Tetrachloräthan mit Sauerstoff sogenannten α-Form genügt bereits den bevorzugten in Gegenwart von Kupferchlorid auf porösen Trägern Anforderungen an das Trägermaterial in bezug auf als Katalysator, wobei der Katalysator neben Kupfer 35 die spezifische Oberfläche und den Porendurchmesser, auch noch andere Metalle in Form von Chloriden Wenn jedoch das hergestellte oder gekaufte Aluenthält, bekannt. miniumoxyd auf Grund einer zu großen spezifischenFurthermore, the production of tetrachlorethylene is the commercially available aluminum oxide in the by reacting tetrachloroethane with oxygen, the so-called α-form is already sufficient for the preferred in the presence of copper chloride on porous supports requirements for the support material with respect to as a catalyst, the catalyst in addition to copper 35 the specific surface and the pore diameter, also other metals in the form of chlorides If the manufactured or purchased contains aluminum, known. miniumoxide due to too large a specific
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung Oberfläche ungeeignet ist, so kann es durch eine oder von Tetrachloräthylen ist dadurch gekennzeichnet, mehrere Behandlungen, insbesondere Wärmebehanddaß man ein hauptsächlich aus 1,2,3-Trichlorpropan 40 lungen, entsprechend geändert werden. Zu diesem bestehendes Chlorkohlenwasserstoff gemisch mit Sauer- Zweck wird das Aluminiumoxyd entweder im Vakuum stoff oder einem sauerstoffhaltigen Gas bei 370 bis oder in einer Gasatmosphäre, die z. B. aus Dampf, 5000C und einer Verweilzeit von 1 bis 100 Sekunden Luft und/oder Stickstoff besteht, 2 bis 24 Stunden in Gegenwart eines Katalysators der aus den Chloriden auf Temperaturen zwischen 1100 und 17000C, insdes Kupfers, eines oder mehrerer Alkalimetalle, eines 45 besondere zwischen 1200 und 1500° C, erhitzt. Solch oder mehrerer seltener Erdmetalle und/oder des eine Behandlung ist im allgemeinen erforderlich, Zirkohs, des Thoriums und des Urans auf einem wenn Aluminiumoxyd in der y-Forrn verwendet porösen Träger mit einem mittleren Porenvolumen werden soll. Für das erfindungsgemäße Verfahren von mindestens 300 Ä und einer spezifischen Ober- eignet sich ein durch Sintern von gepulvertem Alufläche von weniger als 100 m2/g besteht, umsetzt, 50 miniumoxyd erhaltenes a-Aluminiumoxyd besonders, wobei das Gewichtsverhältnis von Kupfer zu seltenem Die spezifische Oberfläche von Siliciumdioxyd kann Erdmetall im Katalysator zwischen 0,2 und 3 und in gleicher Weise durch Erhitzen vermindert werden, des Alkalimetalls zum Kupfer zwischen 0,3 und 1,5 jedoch liegen die Temperaturen niedriger, vorzugsliegt. weise zwischen 600 und 1100° C und insbesondereThe process according to the invention is unsuitable for the production of a surface, so it can be modified accordingly by one or by tetrachlorethylene, several treatments, in particular heat treatments, that one lung mainly from 1,2,3-trichloropropane. For this existing chlorinated hydrocarbon mixture with acidic purpose, the aluminum oxide is either fabric in a vacuum or an oxygen-containing gas at 370 to or in a gas atmosphere that, for. B. consists of steam, 500 0 C and a residence time of 1 to 100 seconds of air and / or nitrogen, 2 to 24 hours in the presence of a catalyst from the chlorides to temperatures between 1100 and 1700 0 C, insdes copper, one or more Alkali metals, a 45 special one between 1200 and 1500 ° C, heated. Such or more rare earth metals and / or a treatment is generally required, zirconia, thorium and uranium on a porous support with a medium pore volume if alumina in the y-shape is to be used. For the method according to the invention of at least 300 Å and a specific surface, an α-aluminum oxide obtained by sintering powdered aluminum surface of less than 100 m 2 / g, converts 50 minium oxide, is particularly suitable, the weight ratio of copper to rare die specific Surface area of silicon dioxide can be reduced earth metal in the catalyst between 0.2 and 3 and in the same way by heating, the alkali metal for copper between 0.3 and 1.5, however, the temperatures are lower, preferably. wise between 600 and 1100 ° C and in particular
Nicht oder nur teilweise umgesetzte Bestandteile 55 zwischen 700 und 1000° C.Unreacted or only partially reacted components 55 between 700 and 1000 ° C.
des Ausgangsmaterials werden vorzugsweise einer In bezug auf die Zusammensetzung des katalytischof the starting material are preferably one with respect to the composition of the catalytic
frischen Menge des Ausgangsmaterials zugefügt und wirksamen Materials werden für das erfindungs-fresh amount of the starting material added and active material are used for the invention
so im Kreislauf geführt. gemäße Verfahren solche Katalysatoren besondersso circulated. according to processes such catalysts especially
Nebenreaktionen führen zur Bildung verschiedener bevorzugt, deren Kupfergehalt, berechnet als Metall,Side reactions lead to the formation of various preferred, the copper content of which, calculated as metal,
Nebenprodukte. Sofern dies andere Chlorderivate von 60 0,3 bis 10 Gewichtsprozent beträgt, bezogen auf dasByproducts. If this is other chlorine derivatives from 60 0.3 to 10 percent by weight, based on the
Propan und Propylen oder Chlorderivate von Äthan Gesamtgewicht des Katalysators, ausgenommen dasPropane and propylene or chlorine derivatives of ethane Total weight of the catalyst, excluding that
oder Äthylen als das gewünschte Tetrachloräthylen in ihm enthaltene Chlor. Das Atomverhältnis desor ethylene as the desired tetrachlorethylene chlorine contained in it. The atomic ratio of the
sind, können sie leicht im Kreislauf zurückgeführt Alkalimetalls (der Alkalimetalle) zu Kupfer liegtthey can easily be recycled from the alkali metal (the alkali metals) to copper
werden. Jedoch können Verluste an Chlor durch , vorzugsweise zwischen 0,3:1 und 1,5:1. Die bestenwill. However, losses of chlorine can be due to, preferably between 0.3: 1 and 1.5: 1. The best
Bildung von elementarem Chlor, Chlorwasserstoff 65 Ergebnisse werden im allgemeinen erzielt, wenn dasFormation of elemental chlorine, hydrogen chloride 65 Results are generally achieved when the
und/oder teilweise oder vollständig chloriertem Methan Gewichtsverhältnis des Kupfers zu den seltenenand / or partially or fully chlorinated methane weight ratio of copper to the rare
auftreten, und diese Verluste sind möglichst weit- Erdmetallen, berechnet als Metalle und nicht alsoccur, and these losses are as far as possible- earth metals, calculated as metals and not as
gehend zu unterbinden. Zwar können elementares Chloride, in dem katalytisch wirksamen Aktivmaterialgoing to stop. Elemental chlorides can indeed be present in the catalytically active active material
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0,2:1 bis 3,0:1 und insbesondere 0,8:1 bis 1,2:1 Das Trägermaterial wird zunächst 2 Stunden bei0.2: 1 to 3.0: 1 and in particular 0.8: 1 to 1.2: 1 The carrier material is initially at 2 hours
beträgt. 500° C getrocknet. Nach dem Abkühlen auf Raum-amounts to. 500 ° C dried. After cooling down to room
Die für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt temperatur (etwa 2O0C) wird das Trägermaterial mit verwendeten Katalysatoren können auch einen oder einer wäßrigen Lösung der katalytisch wirksamen mehrere zusätzliche Promotoren enthalten, z. B. die 5 Bestandteile, z. B. einer wäßrigen Lösung von Kup-Chloride von Eisen, Nickel, Magnesium, Calcium, fer(II)-chlorid, Didymchlorid und Kaliumchlorid, verBarium, Palladium und Zink sowie Gemische dieser mischt. Die wäßrige Lösung wird in einer solchen Chloride. Vor allem die ' Chloride von Eisen und Menge zugegeben, daß sie gerade von dem Träger-Nickel haben sich als besonders wirksam erwiesen. material absorbiert werden kann. Unter beständigem Die in den Promotoren enthaltenen Metalle liegen io Rühren wird das Wasser aus dem imprägnierten vorzugsweise in etwa den gleichen Gewichtsverhält- Trägermaterial bei einer Temperatur von etwa 80° C nissen vor wie die seltenen Erdmetalle. Jedoch sind verdampft. Die katalytisch wirksamen Bestandteile auch niedrigere Verhältnisse geeignet. Um eine zu- können durch mehrere aufeinanderfolgende Imprägniefriedenstellende Wirkung zu erzielen, ist es nicht rungen auf die Teilchen aufgebracht werden. Beispielsunbedingt notwendig, dem Katalysator Promotoren 15 weise können auch getrennte Lösungen von Kupfer(II)-einzuverleiben. und/oder Kupfer(I)-chlorid, Didymchlorid und Kalium-The preferred temperature for the process according to the invention (about 2O 0 C), the support material with the catalysts used can also contain one or an aqueous solution of the catalytically active several additional promoters, eg. B. the 5 components, e.g. B. an aqueous solution of copper chlorides of iron, nickel, magnesium, calcium, fer (II) chloride, didymic chloride and potassium chloride, verBarium, palladium and zinc and mixtures of these mixes. The aqueous solution is in such a chloride. In particular the 'chlorides of iron and amount added that they are precisely from the carrier nickel have been found to be particularly effective. material can be absorbed. With constant stirring, the water from the impregnated carrier material is preferably in about the same weight ratio carrier material at a temperature of about 80 ° C. as the rare earth metals. However, have evaporated. The catalytically active ingredients are also suitable for lower ratios. In order to achieve a pacifying effect through several successive impregnations, it is not necessary to apply it to the particles. For example, it is absolutely necessary to incorporate separate solutions of copper (II) into the catalyst promoters. and / or copper (I) chloride, didymic chloride and potassium
Die für das erfindungsgemäße Verfahren verwende- chlorid nacheinander oder Lösungen, die bestimmteThe chloride used for the process according to the invention or solutions which are specific
ten Katalysatoren enthalten als Alkalimetallchloride dieser Chloride enthalten, in Verbindung miteinanderth catalysts contain as alkali metal chlorides of these chlorides, in combination with one another
vorzugsweise Kaliumchlorid, jedoch werden auch mit verwendet werden. Bei Verwendung von Kupfer-,preferably potassium chloride, but can also be used. When using copper,
Natrium- und Lithiumchlorid gute Ergebnisse erzielt. 20 Didym- und Kaliumchlorid betragen die endgültigenSodium and lithium chloride give good results. 20 didymium and potassium chloride are the final ones
Falls ein niedriger Schmelzpunkt des katalytisch Anteile dieser drei Bestandteile, berechnet als MetalleIn case of a low melting point the catalytic proportions of these three components, calculated as metals
wirksamen Materials gewünscht wird, werden zweck- und bezogen auf das Gesamtgewicht des Katalysators,active material is desired, are appropriate and based on the total weight of the catalyst,
mäßig Gemische von Alkalimetallchloriden verwendet. ausschließlich Chlor, zweckmäßig 2,5 bzw. 2,5 bzw.Moderately used mixtures of alkali metal chlorides. exclusively chlorine, expediently 2.5 or 2.5 or
Die erfindungsgemäß verwendeten Katalysatoren 1,55 Gewichtsprozent. Nach beendeter ImprägnierungThe catalysts used according to the invention 1.55 percent by weight. After the impregnation is finished
enthalten vorzugsweise die seltenen Erdmetalle mit 25 werden die Katalysatoren zweckmäßig durch Erhitzenpreferably contain the rare earth metals with 25, the catalysts are expediently by heating
den Atomnummern zwischen 59 und 64, entweder auf etwa 150° C und schließlich durch Erhitzen fürthe atomic numbers between 59 and 64, either to about 150 ° C and finally by heating for
allein oder in Form eines Gemisches. Es wird z. B. einige Stunden in einem Ofen auf etwa 4500C weiteralone or in the form of a mixture. It is z. B. a few hours in an oven to about 450 0 C on
das im Handel unter dem Namen Didym erhältliche getrocknet,the dried one commercially available under the name Didym,
technische Gemisch von Lanthaniden verwendet. Wenn ein katalytisch wirksamer Bestandteil intechnical mixture of lanthanides used. If a catalytically active ingredient is in
Im allgemeinen werden Katalysatorzusammenset- 30 Wasser nur ungenügend löslich ist, wird er zweck-In general, catalyst compositions will only be insufficiently soluble in water.
zungen bevorzugt, die in feinverteilter Form vorliegen, mäßig in verdünnter Salzsäure gelöst, oder die Imprä-tongues, which are in finely divided form, moderately dissolved in dilute hydrochloric acid, or the impregnation
d. h. die aus Teilchen mit einem Durchmesser von gnierung mit einer wäßrigen Lösung dieses Bestand-d. H. which consists of particles with a diameter of gnation with an aqueous solution of this constituent
10 bis 500 Mikron, vorzugsweise 35 bis 300 Mikron teils wird einige Male wiederholt. Im allgemeinen10 to 500 microns, preferably 35 to 300 microns, partly repeated a few times. In general
und insbesondere 50 bis 200 Mikron bestehen. Solche können auch an Stelle der Chloridlösungen wäßrigeand especially 50 to 200 microns. Such solutions can also be aqueous instead of the chloride solutions
Katalysatoren, die das vorstehend genannte, bevor- 35 Lösungen von Nitraten der verschiedenen MetalleCatalysts containing the aforesaid prefer- 35 Solutions of nitrates of various metals
zugte Trägermaterial enthalten, eignen sich besonders verwendet werden, was insofern vorteilhaft ist, als dieDrawn carrier material included, are particularly suitable to be used, which is advantageous in that the
für die Verwendung in einem fluidisierten Katalysator- Nitrate im allgemeinen besser löslich sind als diefor use in a fluidized catalyst nitrates are generally more soluble than that
bett und zeichnen sich durch ihre ausgezeichnete Chloride. Nach dem Trocknen werden die imprä-bed and are characterized by their excellent chlorides. After drying, the impregnated
Aktivität und lange Lebensdauer aus. gnierten Träger dann zweckmäßig calciniert, um dieActivity and long life. Gnated carrier then suitably calcined to the
Ein geeignetes Verfahren zur Herstellung der 40 Nitrate in Oxyde umzuwandeln, aus denen durch eineA suitable process to convert the 40 nitrates into oxides, from which by a
Katalysatoren besteht in der Imprägnierung der Träger- Endbehandlung des Katalysators mit einem HCl-Luf t-Catalysts consists in the impregnation of the carrier final treatment of the catalyst with an HCl air
teilchen mit Lösungen der katalytisch wirksamen Gemisch die Chloride gebildet werden. Solch eineparticles are formed with solutions of the catalytically active mixture, the chlorides. Such a
Bestandteile. Nach dem Imprägnieren werden die Endbehandlung ist in jedem Fall vorteilhaft. DieComponents. After impregnation, the final treatment is always beneficial. the
Katalysatoren getrocknet. Es ist wichtig, daß das Katalysatoren werden vorzugsweise in fluidisiertemCatalysts dried. It is important that the catalysts are preferably fluidized
Trocknen langsam erfolgt. 45 Zustand 1 bis 4 Stunden bei einer Temperatur vonDrying takes place slowly. 45 state 1 to 4 hours at a temperature of
Es wird bemerkt, daß die Wertigkeit der Metalle, 350 bis 42O0C mit einem Gemisch von Chlorwasser-It is noted that the valence of the metals, 350 to 42O 0 C with a mixture of chlorine water
einschließlich Kupfer, Eisen und Nickel, in den stoff und Luft in einem Volumen verhältnis von 1:1,2including copper, iron and nickel, in the substance and air in a volume ratio of 1: 1.2
Chloriden, die ursprünglich in die erfindungsgemäß behandelt.Chlorides originally included in the treated according to the invention.
verwendeten Katalysatoren einverleibt worden sind, Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren durchkeine Rolle spielen, da sie sich während des Verfahrens 50 geführt werden kann, ohne daß andere chlorhaltige ändert. Die Metalle können auch in Form anderer Verbindungen als die in dem umzuwandelnden Verbindungen als Chloride zugegeben werden, die Material enthaltenen Verbindungen in die Reaktionsdann während des Verfahrens oder durch eine Vor- zone eingeführt werden, werden vorzugsweise wenigbehandlung mit einem Chlorierungsmittel in Chloride stens 2, insbesondere wenigstens 3,5 Chloratome in umgewandelt werden. Da der Chlorgehalt der Kataly- 55 Form von freiem Chlor und/oder einer chlorhaltigen, satoren veränderlich ist, wird er im Gegensatz zu gasförmigen, anorganischen Verbindung pro Molekül dem Gehalt an Metallen und Trägermaterialien vor- der organischen Beschickung zugeführt. Wenn zuzugsweise bei der Charakterisierung zur Katalysator- sätzliches Chlor in Form anorganischer Verbindungen zusammensetzung nicht mitberücksichtigt. zugesetzt wird, führt man im allgemeinen Chlor-Catalysts used have been incorporated, although the inventive method by no Play a role as it can be performed during the process 50 without any other chlorine-containing changes. The metals can also be in the form of compounds other than those in the to be converted Compounds as chlorides are added to the material-containing compounds in the reaction then Introduced during the process or through a pre-zone, are preferably given little treatment with a chlorinating agent in chlorides at least 2, in particular at least 3.5 chlorine atoms in being transformed. Since the chlorine content of the catalysis 55 form of free chlorine and / or a chlorine-containing, is changeable, it becomes in contrast to gaseous, inorganic compound per molecule the content of metals and support materials before the organic feed. If only partially in the characterization of the catalyst, additional chlorine in the form of inorganic compounds composition not taken into account. is added, one generally leads chlorine
Vor der Verwendung in dem erfindungsgemäßen 60 wasserstoff zusammen mit Chlor in einem Mol-Verfahren werden die Katalysatoren in der Regel verhältnis von 1:0 bis 10:1 ein. Wird außer Chlorzweckmäßig mit einem Gasgemisch behandelt, das wasserstoff noch elementares Chlor verwendet, Chlor und/oder Chlorwasserstoff sowie Sauerstoff so beträgt das Verhältnis von Chlorwasserstoff und eventuell auch ein oder mehrere inerte Gase, wie zu Chlor im allgemeinen vorzugsweise 1:1 bis Stickstoff, enthält. 65 10:1.Before use in the inventive 60 hydrogen together with chlorine in a mole process the catalysts are usually in a ratio of 1: 0 to 10: 1. Useful except for chlorine treated with a gas mixture that uses hydrogen and elemental chlorine, Chlorine and / or hydrogen chloride as well as oxygen is the ratio of hydrogen chloride and possibly also one or more inert gases, such as for chlorine in general preferably 1: 1 to Nitrogen. 65 10: 1.
Eine besonders praktische und zweckmäßige Me- Die organische Beschickung und Sauerstoff werdenA particularly practical and useful method is the organic feed and oxygen
thode zur Herstellung der Katalysatoren wird folgen- vorzugsweise in einem Molverhältnis von 2:1 bis 3:1The method for preparing the catalysts is as follows - preferably in a molar ratio of 2: 1 to 3: 1
dermaßen durchgeführt: eingeführt. In der Regel ist es besonders zweckmäßig,so carried out: introduced. As a rule, it is particularly useful
die organische Beschickung, Chlorwasserstoff und Um eine gute Wärmeabfuhr während der Umsetzungthe organic feed, hydrogen chloride and order to have good heat dissipation during the reaction
Sauerstoff in einem Molverhältnis von etwa 1:5:2,5 zu gewährleisten, kann das erfindungsgemäße Ver-To ensure oxygen in a molar ratio of about 1: 5: 2.5, the inventive method can
einzufuhren. fahren in Gegenwart von Wasser durchgeführt werden,to introduce. driving in the presence of water,
Der Sauerstoff. wird bei dem erfindungsgemäßen das dann zweckmäßig in flüssigem Zustand in dieThe oxygen. is then expediently in the liquid state in the according to the invention
Verfahren im allgemeinen nur in Form von Luft in 5 Reaktionszone eingeführt wird, z. B. in Form einerProcess is generally only introduced into the reaction zone in the form of air, e.g. B. in the form of a
die Reaktionszone eingeführt. wäßrigen Salzsäure. Das Molverhältnis des zugesetztenintroduced the reaction zone. aqueous hydrochloric acid. The molar ratio of the added
Die umzuwandelnde organische Beschickung ent- Wassers zu der eingeführten Beschickung liegt zweckhält.in der Regel wenigstens 60 Molprozent 1,2,3-Tri- mäßig zwischen 1 und 10. Da jedoch die Zugabe von chlbrpropan und besteht gegebenenfalls aus reinem Wasser zu Verlusten an Chlorwasserstoff führen kann, !,■2,3-Trichlorpropan. io wird vorzugsweise mit anderen Mitteln für eine aus-The organic feed to be converted from water to the introduced feed is purposeful usually at least 60 mol percent 1,2,3-Tri- moderately between 1 and 10. However, since the addition of chlbrpropane and possibly consists of pure water can lead to losses of hydrogen chloride, !, ■ 2,3-trichloropropane. io is preferably used by other means for an
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise reichende Kühlung gesorgt.The method according to the invention is preferably provided with sufficient cooling.
bei 390 bis 450° C durchgeführt. Die Verweilzeit Für das erfindungsgemäße Verfahren können festecarried out at 390 to 450 ° C. The residence time for the process according to the invention can be fixed
beträgt 5 bis 35 Sekunden. Das erfindungsgemäße Katalysatorbetten verwendet werden. Vorzugsweiseis 5 to 35 seconds. The catalyst beds according to the invention can be used. Preferably
Verfahren kann bei Atmosphärendruck oder etwa wird das erfindungsgemäße Verfahren jedoch unterProcess can take place at atmospheric pressure or about the process according to the invention, however, under
Atmosphärendruck durchgeführt werden, gewünschten- 15 Verwendung eines fluidisierten Bettes durchgeführt,Atmospheric pressure, desired 15 use of a fluidized bed carried out,
falls können jedoch auch höhere oder niedrigere Das aus dem Verfahren erhaltene ReaktionsgemischIf, however, higher or lower levels of the reaction mixture obtained from the process can also be used
Drücke angewendet werden. wird in üblicher Weise aufgearbeitet.Pressures are applied. is worked up in the usual way.
1, Beispiel1, example
Es wird eine Reihe von Versuchen mit Katalysatoren durchgeführt, deren Trägermaterialien als A, B, C bzw. D bezeichnet werden. Es werden folgende Trägermaterialien verwendet:A series of experiments is carried out with catalysts whose support materials are classified as A, B, C and D, respectively. The following carrier materials are used:
A. OC-Al2O3 A. OC-Al 2 O 3
Die spezifische Oberfläche beträgt weniger als 5 m2/g und der durchschnittliche Porendurchmesser etwa 1600 Ä. Die Trägerteilchen weisen einen Durchmesser im Mittel von 60 bis 180 μ auf.The specific surface area is less than 5 m 2 / g and the average pore diameter is about 1600 Å. The carrier particles have an average diameter of 60 to 180 μ.
B. SiO8 B. SiO 8
Eine handelsübliche Diatomeenerde, die unter der Bezeichnung Sil-O-Cel 22C im Handel verkauft wird; die spezifische Oberfläche beträgt weniger als 5 m2/g und der durchschnittliche Porendurchmesser etwa 1300 Ä. Die Trägerteilchen weisen einen Durchmesser im Mittel von 100 bis 300 μ auf.A commercially available diatomaceous earth sold under the name Sil-O-Cel 22C; the specific surface is less than 5 m 2 / g and the average pore diameter about 1300 Å. The carrier particles have an average diameter of 100 to 300 μ.
C. OC-Al2O3 C. OC-Al 2 O 3
Die spezifische Oberfläche beträgt etwa 5 m2/g und der durchschnittliche Porendurchmesser 1300 Ä. Die Trägerteilchen weisen einen Durchmesser im Mittel von 100 bis 300 μ auf.The specific surface area is about 5 m 2 / g and the average pore diameter is 1300 Å. The carrier particles have an average diameter of 100 to 300 μ.
D. SiO1 D. SiO 1
Unter der Bezeichnung ..»Silicagel« im Handel erhältlich; die spezifische Oberfläche beträgt 270 m2/g und der durchschnittliche Porendurchmesser 70 bis 250 μ. Dieses Trägermaterial entspricht nicht den erfindungsgemäß erforderlichen Bedingungen und dient daher lediglich zum Vergleich.Commercially available under the name "Silicagel"; the specific surface area is 270 m 2 / g and the average pore diameter is 70 to 250 μ. This carrier material does not correspond to the conditions required according to the invention and is therefore only used for comparison.
In den meisten Fällen werden didymhaltige Kataly- zuwandelnde organische Material zusammen mit satoren verwendet. Das Didym, als Di bezeichnet, weiterer Luft und Chlorwasserstoff eingeführt, ist ein Handeisprodukt. Bei dem ohne Zugabe von Chlorwasserstoff durch-In most cases, didymium-containing catalyst-converting organic material is used along with used. The didymium, referred to as Di, introduced further air and hydrogen chloride, is a hand ice product. In the case of the without addition of hydrogen chloride
Die Umsetzungen werden in einem Röhrenreaktor geführten Versuch XIV wird das umzuwandelnde aus Pyrexglas mit einem inneren Durchmesser von 55 organische Material während der Vorerhitzungsetwa 10,5 mm und einer Länge von 140 cm durch- periode eingeführt, wobei die Luft während der nachgeführt. Bei dem Versuch mit dem Katalysator, der folgenden Reaktionsperiode zu dem Beschickungsdas Trägermaterial B enthält, wird das gasförmige strom zugegeben wird.The reactions are carried out in a tubular reactor. Experiment XIV is the one to be converted made of pyrex glass with an inner diameter of 55 organic material during preheating approx 10.5 mm and a length of 140 cm through- per-period, with the air being tracked during the. When trying the catalyst, the following reaction period to the feed gas Contains carrier material B, the gaseous stream is added.
Reaktionsgemisch durch das Katalysatorbett geleitet, Nach allen Versuchen werden die Reaktions-Reaction mixture passed through the catalyst bed, After all experiments, the reaction
bei den verschiedenen Versuchen mit den anderen 60 gemische aufgearbeitet, indem sie kondensiert und die Katalysatoren wird der Katalysator in fluidisiertem organischen und wäßrigen Schichten getrennt werden; Zustand verwendet. Alle Versuche, mit Ausnahme des die organische Schicht wird mit Wasser gewaschen, einen, bei dem kein Chlorwasserstoff verwendet wird, vom Waschwasser getrennt und schließlich destilliert, werden durch Erhitzen des fluidisierten Katalysators Die verschiedenen Versuchsbedingungen und diein the various experiments with the other 60 mixtures worked up by condensing and the Catalysts, the catalyst will be separated in fluidized organic and aqueous layers; Condition used. All experiments, with the exception of the organic layer, are washed with water, one that does not use hydrogen chloride, separated from the wash water and finally distilled, The various experimental conditions and the
auf die Reaktionstemperatur in Gang gebracht, wobei 65 erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle nur ein Gemisch aus Luft und Chlorwasserstoff ein- zusammengestellt. Die organische Beschickung besteht geführt wird. Nachdem sich die gewünschten Reak- bei diesen Versuchen aus praktisch reinem 1,2,3-Tritionsbedingungen eingestellt haben, wird das um- chlörpropan (abgekürzt als TCP).brought to reaction temperature, with 65 results obtained in the following table just a mixture of air and hydrogen chloride. The organic feed consists to be led. After the desired reaction in these experiments from practically pure 1,2,3-trition conditions have set, the chlörpropane (abbreviated as TCP).
Versuch
VIIIattempt
VIII
IXIX
Eingeführte Menge 1,2,3-Trichlorpropan (TCP) (1 kg/Std.) Amount of 1,2,3-trichloropropane (TCP) imported (1 kg / hour)
Trägermaterial im Katalysator Support material in the catalyst
Cu im Katalysator (%, bezogen auf das Gesamtgewicht minus Chlor) Cu in the catalyst (%, based on the total weight minus chlorine)
K im Katalysator (%> bezogen auf das Gesamtgewicht minus Chlor) K in the catalyst (%> based on the total weight minus chlorine)
Seltenes Erdmetall im Katalysator (Art und %, bezogen auf das Gesamtgewicht minus Chlor)Rare earth metal in the catalyst (type and%, based on the total weight minus chlorine)
Promotor (Art und %> bezogen auf das Gesamtgewicht minus Chlor) Promoter (type and%> based on the total weight minus chlorine)
Katalysatormenge (g) Amount of catalyst (g)
Temperatur (0C) Temperature ( 0 C)
Druck (atm. abs.) Pressure (atm. Abs.)
Berührungszeit (Sekunden) Contact time (seconds)
Molverhältnis HC1/TCP HC1 / TCP molar ratio
Molverhältnis O2/TCP O 2 / TCP molar ratio
Analyse des ProduktesAnalysis of the product
Molprozent berechnet auf eingeführtes TCPMole percent calculated on imported TCP
CO CO
CO2 CO 2
CCl4 CCl 4
C1 insgesamt C 1 overall
C2HCI3 C2HCI3
C2HCl5 C 2 HCl 5
C2Cl6 C 2 Cl 6
C2Cl4 C 2 Cl 4
C2 insgesamt C 2 in total
C3 insgesamt C 3 in total
7,67
A7.67
A.
7,67
A7.67
A.
1,0 1,01.0 1.0
0,62 0,620.62 0.62
1,6
12,3
15,9
41,4
71
141.6
12.3
15.9
41.4
71
14th
Di 1,0Di 1.0
60
40060
400
1,1
16
5:1
2,5:11.1
16
5: 1
2.5: 1
2424
75
875
8th
107
2,9
5,0
7,0107
2.9
5.0
7.0
73,173.1
Di 1,25Di 1.25
20 37020 370
1,1 15 5:1 2,5:11.1 15 5: 1 2.5: 1
132132
Claims (7)
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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