DE1543084C3 - Process for the production of chlorinated hydrocarbons - Google Patents

Process for the production of chlorinated hydrocarbons

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DE1543084C3
DE1543084C3 DE19651543084 DE1543084A DE1543084C3 DE 1543084 C3 DE1543084 C3 DE 1543084C3 DE 19651543084 DE19651543084 DE 19651543084 DE 1543084 A DE1543084 A DE 1543084A DE 1543084 C3 DE1543084 C3 DE 1543084C3
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Kanto Denka Kogyo Co Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/10Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms

Description

Patentansprüche:Patent claims:

1. Verfahren zur Herstellung von Chlorkohlenwasserstoffen mittels Chlorierung in Gegenwart von ionisierender Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß man Chlorgas kontinuierlich in eine Umsetzungszone einführt, die unter ionisierender Strahlung hoher Energie steht, und dort mit in der Umsetzungszone in gasförmiger oder flüssiger Phase vorliegenden gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen oder teilchlorierten Derivaten dieser Verbindungen umsetzt.1. Process for the production of chlorinated hydrocarbons by means of chlorination in the presence of ionizing radiation, characterized in that chlorine gas is used continuously introduces into a conversion zone which is under high energy ionizing radiation, and there with saturated aliphatic ones present in the reaction zone in the gaseous or liquid phase or cycloaliphatic hydrocarbons or partially chlorinated derivatives of these compounds implements.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organische Ausgangsstoffe gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe verwendet, welchen eine geringe Menge an chlorierten gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen beigegeben ist.2. The method according to claim 1, characterized in that there is used as organic starting materials saturated aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons used, which have a low Amount of chlorinated saturated aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons added is.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe im gasförmigen Zustand zusammen mit Chlorgas in die Umsetzungszone einführt.3. The method according to claim 1, characterized in that one is saturated or aliphatic cycloaliphatic hydrocarbons in the gaseous state together with chlorine gas in the reaction zone introduces.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe im gasförmigen Zustand zusammen mit Chlorgas in die Umsetzungszone einführt, in welcher bereits chlorierte gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe vorhanden sind.4. The method according to claim 3, characterized in that one is saturated or aliphatic cycloaliphatic hydrocarbons in the gaseous state together with chlorine gas in the Introduces reaction zone in which already chlorinated saturated aliphatic or cycloaliphatic Hydrocarbons are present.

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Aufgabe der Erfindung ist es, die wirksame Bildung von chlorierten oder höher chlorierten Kohlenwasserstoffen zu ermöglichen.The object of the invention is to ensure the effective formation of chlorinated or more highly chlorinated hydrocarbons to enable.

In Journal of Physical Chemistry, 68 (1964), S. 647, ist die strahlungsbeeinfiußte (Kobalt-60-y-Strahlen)-Chlorierung von Toluol durch Zinnchlorid beschrieben. Bei dem beschriebenen Versuch wurden die Ausgangsstoffe in ein Gefäß gebracht, das anschließend im verschlossenen Zustand der Strahlung ausgesetzt war. Als Endprodukte wurden unter anderem m- und p-Chlortoluol und o-Chlortoluol erhalten.In Journal of Physical Chemistry, 68 (1964), p. 647, radiation-influenced (cobalt-60-γ-rays) chlorination of toluene described by tin chloride. In the experiment described, the starting materials were placed in a vessel, which was then exposed to radiation in the sealed state. The end products obtained included m- and p-chlorotoluene and o-chlorotoluene.

Die gestellte Aufgabe wird durch das in den vorstehenden Patentansprüchen definierte Verfahren gelöst. The stated object is achieved by the method defined in the preceding claims.

Der Einfluß ionisierender Strahlungauf Chlorierungsreaktionen ist bekannt (aus Houben—Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, 1962, Bd. V/3, S. 523, letzter Absatz, bis S. 524, Abs. 1). Auch ist es bekannt, daß wegen des hohen Durchdringungs-Vermögens dieser Strahlen die Reaktionen auch in geschlossenen Metallgefäßen durchgeführt werden können. Demgegenüber erweist es sich bei der Erfindung jedoch als überraschend, daß bei kontinuierlicher Zuführung des Chlorgases in die Umsetzungszone, welche unter ionisierender Strahlung hoher Energie steht, Kettenreaktionen der gesättigten Kohlenwasserstoffe und der teilchlorierten Derivate mit Chlor, welche zu chlorierten oder höher chlorierten Kohlenwasserstoffen führen, angeregt werden und die Reaktionen aufrechterhalten werden können.The influence of ionizing radiation on chlorination reactions is known (from Houben-Weyl, Methods derorganic chemistry, 4th edition, 1962, vol. V / 3, p. 523, last paragraph, to p. 524, paragraph 1). Also it is known that, because of the high penetrating power of these rays, the reactions also occur in closed metal vessels can be carried out. In contrast, it is found in the invention However, it is surprising that when the chlorine gas is continuously fed into the reaction zone, which is under high energy ionizing radiation, chain reactions of saturated hydrocarbons and the partially chlorinated derivatives with chlorine, which lead to chlorinated or higher chlorinated Lead hydrocarbons, are excited and the reactions can be sustained.

Unter der Wirkung der Strahlung werden aus dem kontinuierlich zugeführten Chlor Chlorradikale und aus dem Kohlenwasserstoff oder dem teilchlorierten Kohlenwasserstoff Kohlenwasserstoffradikale gebildet, welche dann untereinander reagieren, bevor sich Dimere bilden können. Nach den bekannten Tatsachen wird angenommen, daß die ionisierende Strahlung C — H und C—Cl Bindungen aufbricht, so daß Radikale entstehen. Es wird angenommen, daß folgende Reaktionen einer CnHmClp-Verbindung mit Chlor unter Bestrahlung vorkommen, wobei η eine ganze Zahl und mindestens 1 ist, ρ eine ganze Zahl oder Null ist und m + ρ = 2n + 2 ist.Under the action of the radiation, chlorine radicals are formed from the continuously supplied chlorine and hydrocarbon radicals from the hydrocarbon or the partially chlorinated hydrocarbon, which then react with one another before dimers can form. According to the known facts, it is assumed that the ionizing radiation breaks C - H and C - Cl bonds, so that radicals are formed. It is assumed that the following reactions of a C n H m Cl p compound with chlorine occur under irradiation, where η is an integer and at least 1, ρ is an integer or zero and m + ρ = 2n + 2 .

.C11H1nCl,-, + .Cl.C 11 H 1n Cl, -, + .Cl

.H.H

CnHn^1CL+1 + .Cl (2)C n H n ^ 1 CL +1 + .Cl (2)

Die Reaktionen 1, Γ und 2 kommen nur unter ionisierender Strahlung vor und werden durch Temperatur oder Druck nicht beeinflußt. Sobald Chlorradikale gebildet werden, schreitet die Chlorierung fort, während folgende Kettenreaktionen auftreten:The reactions 1, Γ and 2 only occur under ionizing radiation and are caused by temperature or pressure is not affected. As soon as chlorine radicals are formed, the chlorination proceeds while the following chain reactions occur:

.Cl+ CnH7nCL.Cl + C n H 7n CL

.CnHn^1Cl1, + Cl2 > CnHn^1CL+1 + .Cl (4) .C n H n ^ 1 Cl 1 , + Cl 2 > C n H n ^ 1 CL +1 + .Cl (4)

Diese Kettenreaktionen laufen sehr schnell ab und werden durch die Zuführung von Chlorgas in das Reaktionssystem aufrechterhalten. Die Ausbeute an höher chlorierten Wasserstoffen nimmt mit der Zuführgeschwindigkeit des Chlorgases zu.These chain reactions take place very quickly and are caused by the addition of chlorine gas into the Maintain the reaction system. The yield of more highly chlorinated hydrogen increases with the feed rate of the chlorine gas.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß die ursprüngliche Anwesenheit chlorierten Kohlenwasserstoffes in der Reaktionsmischung die Reaktion zwischen Chlor und Kohlenwasserstoff günstig beeinflußt. Die chlorierten Kohlenwasserstoffe werden zuerst und mit hoher Wirksamkeit zersetzt, wie dies in den Gleichungen 1, Γ und 2 zum Ausdruck kommt, und es werden Chlorradikale gebildet, welche mit dem Kohlenwasserstoff RH wie folgt reagieren:It was also found that the original presence of chlorinated hydrocarbon favorably influences the reaction between chlorine and hydrocarbon in the reaction mixture. the chlorinated hydrocarbons are decomposed first and with high efficiency, as in the Equations 1, Γ and 2 are expressed, and chlorine radicals are formed, which with the Hydrocarbon RH react as follows:

RH + .Cl
.R + Cl2
RH + .Cl
.R + Cl 2

.R + HCl
RCl + .CI
.R + HCl
RCl + .CI

Bei dieser Kettenreaktion wird der Kohlenwasserstoff mit großer Ausbeute chloriert.In this chain reaction, the hydrocarbon is chlorinated with great yield.

Es wurde auch festgestellt, daß eine weitere Chlorierung von relativ hochchlorierten Kohlenwasserstoffen unter Strahlung hoher Energie möglich ist. Höher chlorierte Kohlenwasserstoffe haben mehr Elektronen als weniger hoch chlorierte Kohlenwasserstoffe, und die Absorption der Strahlung hoher Energie ist bei ihnen höher. Die höher chlorierten Kohlenwasserstoffe werden in der zu den Reaktionen 1, Γ und 2 analogen Weise durch die Strahlung zersetzt, und es treten folgende Kettenreaktionen auf:It has also been found that further chlorination of relatively highly chlorinated hydrocarbons is possible under high energy radiation. Higher chlorinated hydrocarbons have more electrons than less highly chlorinated hydrocarbons, and the absorption of high energy radiation is at them higher. The more highly chlorinated hydrocarbons are used in reactions 1, Γ and 2 decomposed by radiation in an analogous manner, and the following chain reactions occur:

CnH^Cl,+;-* .CnH^CIp+1-, + .Cl (7)C n H ^ Cl, +; - * .C n H ^ CIp +1 -, + .Cl (7)

CnHn-J1CIp+11-* .C„Hm_^+11CIp+„ + .H (7')C n H n -J 1 CIp +11 - * .C "H m _ ^ +11 CIp + " + .H (7 ')

.Cl + CnHn^CL+3- .C„Hm_(a+uClp+a + HCl.Cl + C n H n ^ CL +3 - .C "H m _ (a + u Clp + a + HCl

(8)
•CnHm_(a+uCIp+CI +■ Cl2
(8th)
• C n H m _ (a + u CI p + CI + ■ Cl 2

->.C„Hm_(a+1)Clp+I+1 + .Cl (9)->. C "H m _ (a + 1) Clp + I + 1 + .Cl (9)

3 43 4

Hochchlorierte Kohlenwasserstoffe werden in guter Chlors variiert wird, kann ein bevorzugter chlorierterHighly chlorinated hydrocarbons are varied in good chlorine, a preferred one being chlorinated

Ausbeute erhalten. Chlorierung in einem ähnlichen Kohlenwasserstoff synthetisiert werden. Da chlorier-Yield obtained. Chlorination can be synthesized in a similar hydrocarbon. Since chlorinating

Ausmaß ist durch fotochemische Prozesse oder durch ter Kohlenwasserstoff fortlaufend durch die ReaktionExtent is through photochemical processes or through the hydrocarbon continuous through the reaction

katalytische Reaktionen nicht möglich. entsteht, ist es nicht notwendig, solchen nach Beginncatalytic reactions not possible. arises, it is not necessary to do so after beginning

Alicyclische Kohlenwasserstoffe gehen ähnliche 5 der Reaktion kontinuierlich zuzuführen.Alicyclic hydrocarbons proceed to feed similar 5 to the reaction continuously.

Reaktionen ein, wenn sie mit kontinuierlich zugeführ- Als organische Ausgangsstoffe können beispielsweiseReactions if they are continuously fed in. As organic starting materials, for example

tem Chlor unter ionisierender Strahlung hoher Energie Methan, Äthan, Propan, Butan, Pentan, Hexan,tem chlorine under ionizing radiation of high energy methane, ethane, propane, butane, pentane, hexane,

reagieren. Heptan, Octan, Nonan, Decan, Undecan, Dodecanreact. Heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane

Beim Verfahren nach der Erfindung wird die be- sowie Cyclobutan, Cyclopentan, Cyclohexan, Cyclo-In the method according to the invention, the loading and cyclobutane, cyclopentane, cyclohexane, cyclo-

sprochene Reaktion durch die von den Reaktions- io heptan, Cyclooctan oder Decahydronaphthalin ver-spoken reaction by the reaction of the reaction io heptane, cyclooctane or decahydronaphthalene

komponenten aus der Strahlung absorbierte Energie wendet werden.Components from the radiation absorbed energy are used.

eingeleitet, und es kann deshalb jede Art von ioni- Die nun folgenden Beispiele dienen der weiteren sierender Strahlung Verwendung finden, wenn die Erläuterung des Verfahrens nach der Erfindung.
Energie ausreicht, in das Reaktionssystem einzudrin- .
gen. Der Ausdruck »ionisierende Strahlung hoher i5 Beispiel!
Energie« oder einfach »ionisierende Strahlung«, wie 99 g (1 Mol) 1,2-Dichloräthan in einem Gaszylinder er im folgenden Verwendung findet, bezieht sich auf von 2,8 cm Innendurchmesser und 50 cm Länge wurelektromagnetische Strahlung kurzer Wellenlänge, den einer Kobalt-60-Gammastrahlungsquelle von wie Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen, weiterhin 10 Kilocurie in einer Entfernung von 20 cm ausgesetzt, Strahlen geladener Teilchen, welche sich mit hoher 20 welche eine Strahlung von 1,2 · 105 rad/h liefert. Chlor Geschwindigkeit bewegen, wie Elektronen, Beta-Teil- wurde mit einer Geschwindigkeit von 250 ml (Normalchen, Protonen, Deuteronen, Alpha-Teilchen und druck und Temperatur) pro Minute und einer Tempe- } Kernspaltungsteilchen, weiterhin noch Strahlen neu- ratur von 30 ± 5° C in das Reaktionsgefäß eingeleitet, traler Partikeln, wie schnelle Neutronen, langsame Mit dem Eintritt des Chlors trat die Chlorierung so-Neutronen oder Thermalneutronen. Solche ionisie- 25 fort ein. Nach 3 Stunden wurde das Gefäß von der rende Strahlung hoher Energie kann durch Radioiso- Strahlungsquelle entfernt, und das Reaktionsprodukt topen, Partikelbeschleuniger und Kernspaltungsreak- wurde durch Gaschromatographie analysiert,
toren erzeugt werden. Das Reaktionsprodukt war flüssig und wog 154 g.
initiated, and therefore any type of ionic radiation can be used when explaining the method according to the invention.
Sufficient energy to penetrate into the reaction system.
gen. The expression »ionizing radiation of high i 5 Example!
Energy "or simply" ionizing radiation ", such as 99 g (1 mol) of 1,2-dichloroethane in a gas cylinder used in the following, refers to electromagnetic radiation with a short wavelength of 2.8 cm inside diameter and 50 cm length Cobalt-60 gamma radiation source of such as X-rays or gamma rays, further exposed to 10 kilocurie at a distance of 20 cm, rays of charged particles, which at high 20 which provides a radiation of 1.2 · 10 5 rad / h. Chlorine move speed, like electrons, beta part- was at a speed of 250 ml (normal, protons, deuterons, alpha-particles and pressure and temperature) per minute and a temperature } nuclear fission particles, still rays new temperature of 30 ± 5 ° C introduced into the reaction vessel, neutral particles, such as fast neutrons, slow neutrons. With the entry of chlorine, the chlorination occurred as neutrons or thermal neutrons. Such ionization continues. After 3 hours, the vessel was removed from the high energy radiation can by radioiso radiation source, and the reaction product topen, particle accelerator and nuclear fission reac- was analyzed by gas chromatography,
gates are generated. The reaction product was liquid and weighed 154 g.

Alle gesättigten Kohlenwasserstoffe und teilgesättig- Folgende Bestandteile wurden festgestellt:All saturated hydrocarbons and partially saturated - the following components were determined:

ten Kohlenwasserstoffe sind für das Verfahren nach 30 . . . T . ,. .. , oprozentth hydrocarbons are for the method according to 30. . . T. ,. .. , o per cent

der Erfindung brauchbar, wenn sie in der Reaktions- j'i'f",1 "cf f,"f.^ ,Γ«of the invention if it is used in the reaction j'i'f ", 1 " c ff, "f. ^, Γ«

, a- ■ j γ- · · j r>· 4. 1.1 1,1,1,2-Tetrachlorathan 25,0, a- ■ j γ- · · j r> · 4.1 1,1,1,2-tetrachlorathane 25.0

phase flussig oder gasformig sind. Die erzeugten chlo- 1 \ V- Tetrachioräthan 49 2phase are liquid or gaseous. The generated chlo- 1 \ V- Tetrach i orethane 49 2

rierten Kohlenwasserstoffe können fest sein, so daß Μ,^-ietracnioratnan γ,ι ured hydrocarbons can be solid, so that Μ, ^ - ietracnioratnan γ, ι

j τ, , .. . , ι χτ· j ui ι · ι.* Pentachlorathan 17,öj τ,, ... , ι χτ · j ui ι · ι. * Pentachlorathane 17, ö

sie aus der Reaktionsmischung als Niederschlag leicht Η ι,ι -th n sthey from the reaction mixture as a precipitate easily Η ι, ι - th n s

trennbar sind, oder flüssig, so daß sie durch eine 35 nexacnioratnan -u,3are separable, or liquid, so that they can be separated by a 35 nexacnioratnan -u, 3

Destillation abgetrennt werden können, oder gasför- Das aus dem Reaktionsgefaß ausströmende GasDistillation can be separated, or gaseous The gas flowing out of the reaction vessel

mig, so daß sie durch Destillation bei niedrigen wurde in alkalischer Lösung aufgefangen und ana-mig, so that it was collected in alkaline solution by distillation at low and ana-

Temperaturen abtrennbar sind. lysiert. Es enthieltTemperatures are separable. lysed. It contained

Es ist nicht notwendig, Chlor mit hohem Reinheits- ,-,., . «. , -,o >, ,It is not necessary to use high purity chlorine, -,.,. «. , -, o >,,

gehalt zu verwenden; das Chlorgas sollte jedoch frei 4o Chlorw^serstoff 1,78 Mosalary to use; the chlorine gas should, however, release 4 o hydrogen chloride 1.78 months

von Sauerstoff oder anderen groben Verunreinigungen (unreagiertes) Chlorgas 0,04 Molof oxygen or other coarse impurities (unreacted) chlorine gas 0.04 mol

sein, wenn eine hohe Ausbeute an gewünschten Pro- Die beschriebene Reaktion wurde bei variabler dukten erhalten werden soll. Es ist weiterhin nicht Entfernung des Reaktionsgefäßes von der Strahlungsnotwendig, gereinigte Kohlenwasserstoffe zu verwen- quelle ausgeführt, und zwar betrug die Entfernung den. Es wird keine merkliche Einwirkungszeit, wie 45 zwischen 10 und 200 cm. Dies entspricht einer Dosissie bei den beschriebenen fotochemischen Verfahren leistung zwischen 3 · 105 bis 1 · 103 rad/h. Es wurde auftritt, festgestellt. festgestellt, daß mindestens 1 · 103 rad/h notwendigIf a high yield of the desired products is to be obtained, the reaction described was to be obtained with variable products. Furthermore, it is not necessary to remove the reaction vessel from the radiation, to use purified hydrocarbons, and indeed the removal was the. There will be no noticeable exposure time, such as 45 between 10 and 200 cm. In the photochemical process described, this corresponds to a dose of between 3 · 10 5 to 1 · 10 3 rad / h. It was ascertained to occur. found that at least 1 · 10 3 rad / h is necessary

Die Reaktion verläuft bei Raumtemperatur oder ist, um die Reaktion einzuleiten und die Kettenreak-The reaction takes place at room temperature or is to initiate the reaction and the chain reaction

selbst bei niedrigen Temperaturen schnell ab. Um die tion aufrechtzuerhalten. Die Zuführgeschwindigkeitquickly decreases even at low temperatures. To maintain the tion. The feed speed

Reaktionsbestandteile gasförmig oder flüssig zu halten, 50 des Chlors wurde im Bereich von 100 bis 1200 mlTo keep reaction components gaseous or liquid, 50% of the chlorine was in the range of 100 to 1200 ml

wird, wenn in dieser Hinsicht notwendig, die Reaktion pro Minute variiert, d. h., es wurden ungefähr 0,005if necessary in this regard, the response per minute is varied; that is, it got about 0.005

mit Vorzug bei höheren Temperaturen ausgeführt. bis 0,05 Mol pro Minute und pro Mol Dichloräthanpreferably carried out at higher temperatures. to 0.05 moles per minute and per mole of dichloroethane

Die Strahlung hoher Energie macht nicht die Verwen- zugeführt. Es wurde festgestellt, daß die Ausbeute mitThe radiation of high energy does not make the intended use. It was found that the yield with

dung von Spezialstoffen der Verfahrensapparatur not- der Zuführgeschwindigkeit des Chlors zunimmt, wobeimanure of special substances of the process equipment of necessity increases the feed rate of the chlorine, whereby

wendig, und die Reaktion kann bei jeder Temperatur 55 jedoch eine höhere Dosisleistung benötigt wird; wennagile, and the reaction can take place at any temperature 55 but a higher dose rate is needed; if

durchgeführt werden. Dies ist eines der wichtigsten eine größere Menge Dichloräthan chloriert werdenbe performed. This is one of the most important a larger amount of dichloroethane to be chlorinated

Merkmale der Erfindung. soll, sollten Zuführgeschwindigkeit und Strahlungs-Features of the invention. should feed speed and radiation

Das Verfahren nach der Erfindung kann entweder dosis proportional zueinander vergrößert werden,The method according to the invention can either be increased in proportion to the dose,

absatzweise oder kontinuierlich ablaufend durchge- B " ' 1 2intermittently or continuously through- B "'1 2

führt werden. Bei der kontinuierlichen Verfahrens- 60 e 1 s ρ 1leads to be. In the continuous process, 60 e 1 s ρ 1

weise werden Kohlenwasserstoff, chlorierter Kohlen- 99 g (1 Mol) 1,2-Dichloräthan wurden in ein email-wise are hydrocarbons, chlorinated carbon 99 g (1 mol) 1,2-dichloroethane were in an email

wasserstoff und Chlor zusammen im Gemisch in das liertes Flußstahlgefäß der gleichen Abmessungen wiehydrogen and chlorine together in a mixture in the lated mild steel vessel of the same dimensions as

Reaktionsgefaß geleitet, oder diese drei Bestandteile das Reaktionsgefaß nach Beispiel 1 gebracht. Es wur-Reaction vessel passed, or these three components brought the reaction vessel according to Example 1. It was

werden einzeln in das Reaktionsgefaß gefördert, in den die gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 auchare conveyed individually into the reaction vessel, in the same conditions as in Example 1

welchem die Strahlung hoher Energie auf das Reak- 65 während der Chlorierung aufrechterhalten, lediglichwhich will only maintain high energy radiation on the react 65 during chlorination

tionssystem einwirkt. Wenn die Mischgeschwindig- der Druck im Gefäß wurde auf 5 kg/cm2 und diesystem acts. When the mixing speed- the pressure in the vessel was reduced to 5 kg / cm 2 and the

keit oder die Geschwindigkeit des Kohlenwasserstoffes Temperatur auf 100 ± 5° C gehalten. Chlorgas wurdeity or the velocity of the hydrocarbon temperature is kept at 100 ± 5 ° C. Chlorine gas was

und/oder des chlorierten Kohlenwasserstoffes und des mit einer Geschwindigkeit von 200 ml (Normal-and / or the chlorinated hydrocarbon and the at a rate of 200 ml (normal

temperatur, Normaldruck) pro Minute während zweier Stunden zugeführt, anschließend wurde das Reaktionsprodukt analysiert. Das Reaktionsprodukt war flüssig und wog 130 g.temperature, normal pressure) per minute for two hours, then the reaction product was analyzed. The reaction product was liquid and weighed 130 g.

Seine Zusammensetzung war folgende:Its composition was as follows:

■ Molprozent■ mole percent

Dichloräthan 14Dichloroethane 14

1,1,2-Trichloräthan 601,1,2-trichloroethane 60

1,1,1,2-Tetrachloräthan 111,1,1,2-tetrachloroethane 11

1,1,2,2-Tetrachloräthan 151,1,2,2-tetrachloroethane 15

Insgesamt wurden noch folgende weitere Stoffe aufgefangen: In total, the following other substances were also collected:

Chlorwasserstoff 1,05 MolHydrogen chloride 1.05 moles

(unreagiertes) Chlor 0,01 Mol '5 (unreacted) chlorine 0.01 mol ' 5

Das gleiche Verfahren wurde mit wechselnden Drücken und Temperaturen wiederholt, und es wurde. festgestellt, daß dadurch kein wesentlicher Einfluß auf die Chlorierung gegeben ist.The same procedure was repeated with alternating pressures and temperatures, and it became. found that this has no significant effect on the chlorination.

Beispiel 3Example 3

Das im Beispiel 2 benutzte Gefäß wurde mit 113g (1 Mol) 1,2-Dichlorpropan gefüllt und in einer Entfernung von 20 cm der vorerwähnten Strahlungsquelle angeordnet. Es wurde mit einer Geschwindigkeit von 250 ml/min und 30 ± 2° C Chlorgas unter atmosphärischem Druck zugeführt. Nach 2 Stunden wurden 130 g flüssiges Reaktionsprodukt erhalten. Die Zusammensetzung des Reaktionsproduktes warThe vessel used in Example 2 was 113g (1 mole) 1,2-dichloropropane filled and at a distance arranged by 20 cm of the aforementioned radiation source. It was coming at a speed of 250 ml / min and 30 ± 2 ° C chlorine gas supplied under atmospheric pressure. After 2 hours 130 g of liquid reaction product were obtained. The composition of the reaction product was

f0l8ende: Molprozent f0l 8 end: mole percent

1,2,2-Trichlorpropan 39,21,2,2-trichloropropane 39.2

1,1,2-Trichlorpropan 17,71,1,2-trichloropropane 17.7

1,2,3-Trichlorpropan 25,01,2,3-trichloropropane 25.0

1,1,2,2-Tetrachlorpropan 7,21,1,2,2-tetrachloropropane 7.2

1,2,2,3-Tetrachlorpropan 7,51,2,2,3-tetrachloropropane 7.5

1,1,2,3-Tetrachlorpropan 0,21,1,2,3-tetrachloropropane 0.2

Insgesamt wurden noch folgende weitere Stoffe aufgefangen:In total, the following other substances were also collected:

Chlorwasserstoff 1,9 MolHydrogen chloride 1.9 moles

(unreagiertes) Chlor 0,04 Mol(unreacted) chlorine 0.04 mol

Beispiel 4Example 4

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Der Versuch nach Beispiel 3 wurde mit einem Druck von 10 kg/cm2 wiederholt und Chlorgas mit einer Geschwindigkeit von 750 ml (Normaltemperatur und -druck) pro Minute zugeführt. Der Gesamtbetrag an flüssigem Produkt war 156 g, und die Dichte war 1,49. Der Hauptbestandteil des Erzeugnisses war Chlorpropan mit durchschnittlich 3,8 Chloratomen pro Molekül. Es wurden 1,78 Mol HCl erhalten, und es blieben 0,02 Mol Chlorgas übrig, welches also keine Reaktion eingegangen war.The experiment according to Example 3 was repeated with a pressure of 10 kg / cm 2 and chlorine gas was fed in at a rate of 750 ml (normal temperature and pressure) per minute. The total amount of liquid product was 156 g and the density was 1.49. The main ingredient of the product was chloropropane with an average of 3.8 chlorine atoms per molecule. 1.78 mol of HCl were obtained, and 0.02 mol of chlorine gas remained, which means that there was no reaction.

Beispiel 5Example 5

20 g Paraffin (Schmelzpunkt 50 bis 52° C), gelöst in 180 g Tetrachlorkohlenstoff, wurden in das im Beispiel 1 beschriebene Gefäß eingeführt. Das Paraffin wurde unter den im Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen chloriert, wobei Chlorgas mit einer Geschwindigkeit von 200 ml/min bei 30 ± 2° C während 2,5 Stunden geleitet wurde. Es wurden 204 g Reaktionsprodukte erhalten. Nachdem der Tetrachlorkohlenstoff unter vermindertem Druck wegdestilliert war, blieben 58 g fester Stoff zurück, welcher eine Dichte von 2,73 aufwies. Der Chlorgehalt des festen Stoffes war 67,7 Gewichtsprozent. Es wurden 1,12 Mol HCl und 0,09 Mol Chlor erhalten.20 g of paraffin (melting point 50 to 52 ° C), dissolved in 180 g of carbon tetrachloride, were in the example 1 introduced the vessel described. The paraffin was made under the conditions described in Example 1 chlorinated, with chlorine gas at a rate of 200 ml / min at 30 ± 2 ° C during 2.5 hours was passed. 204 g of reaction products were obtained. After the carbon tetrachloride Was distilled off under reduced pressure, 58 g of solid remained, which is a Had a density of 2.73. The chlorine content of the solid was 67.7 percent by weight. There were 1.12 moles HCl and 0.09 mol of chlorine obtained.

Beispiel 6Example 6

84 g Cyclohexan wurden in dem im Beispiel 2 beschriebenen Apparat chloriert. Das Reaktionsgefäß war in einer Entfernung von 40 cm von der Strahlungsquelle entfernt, welche aus 10 Kilocurie Kobalt-60 bestand. Chlorgas wurde mit einer Geschwindigkeit von 200 ml/min bei 30 ± 2° C und unter atmosphärischem Druck durch das Cyclohexan geleitet. Nach einer Stunde wurden 97 g flüssiges Reaktionsprodukt erhalten. Die Analyse des Endproduktes brachte anteilmäßig folgende Ergebnisse:84 g of cyclohexane were chlorinated in the apparatus described in Example 2. The reaction vessel was at a distance of 40 cm from the radiation source, which consisted of 10 kilocuries of cobalt-60 duration. Chlorine gas was injected at a rate of 200 ml / min at 30 ± 2 ° C and under atmospheric Pressure passed through the cyclohexane. After one hour, 97 g of liquid reaction product were obtained receive. The analysis of the end product brought the following results proportionally:

MolprozentMole percent

Cyclohexan Cyclohexane

Monochlorcyclohexan
Dichlorcyclohexan ...
Monochlorocyclohexane
Dichlorocyclohexane ...

49
46
49
46

Insgesamt wurden noch folgende weitere Stoffe aufgefangen :In total, the following other substances were also collected:

Chlorwasserstoff 0,53 MolHydrogen chloride 0.53 mole

Chlorgas 0,01 MolChlorine gas 0.01 mole

Beispiel 7Example 7

72 g n-Pentan wurden in dem im Beispiel 1 beschriebenen Apparat chloriert. Das Gefäß war in einer Entfernung von 20 cm von der Strahlungsquelle 10-Kilocurie-Kobalt-60 entfernt, und das Chlorgas wurde mit einer Geschwindigkeit von 100 ml/min unter Atmosphärendruck durch das bei etwa 36° C siedende n-Pentan während zweier Stunden geleitet. Es wurden 84,5 g flüssiges Reaktionsprodukt erhalten, dessen Zusammensetzung war:72 g of n-pentane were chlorinated in the apparatus described in Example 1. The jar was at a distance 20 cm from the radiation source 10-kilocurie cobalt-60 removed, and the chlorine gas was at a rate of 100 ml / min under atmospheric pressure through the boiling at about 36 ° C n-pentane passed for two hours. 84.5 g of liquid reaction product were obtained, its Composition was:

MolprozentMole percent

4040

n-Pentan ..." n-pentane ... "

Monochlorpentan
Dichlorpentan ...
Monochloropentane
Dichloropentane ...

5555

4242

Es wurden 0,46 Mol Chlorwasserstoff und 0,02 Mol Chlor aufgefangen.0.46 moles of hydrogen chloride and 0.02 moles of chlorine were collected.

Beispiel 8Example 8

Ein Reaktionsgefäß aus Nickel mit 10 cm Durchmesser und einer Tiefe von 1 cm wurde mit einem dünnen Nickelfilmfenster von 0,01 mm Dicke versehen und mit einem Wassermantel umgeben. Es wurden 25 g Paraffin (Schmelzpunkt 50 bis 52° C) in dieses Gefäß eingebracht und bei etwa 90+ 2° C flüssig gehalten, indem heißes Wasser durch den Mantel geleitet wurde. Es wurde Chlorgas mit einer Geschwindigkeit von 100 ml/min in das Gefäß geleitet, und das Reaktionssystem wurde mit einem Elektronenstrahl aus einer Entfernung von 50 cm bestrahlt, welcher von einem 2-MeV-van-de-Graff-Elektronenbeschleuniger stammte. Der Elektronenstrahlfluß wurde durch das erwähnte Fenster in das Gefäß geleitet. Nach 100 Minuten Bestrahlung wurden 41 g Reaktionsprodukt erhalten. Deren Dichte war 1,15, und die Analyse erbrachte, daß das Produkt 39 Gewichtsprozent Chlor enthielt.A reaction vessel made of nickel with a diameter of 10 cm and a depth of 1 cm was fitted with a provided with a thin nickel film window of 0.01 mm thickness and surrounded by a water jacket. There were Put 25 g paraffin (melting point 50 to 52 ° C) into this vessel and liquid at about 90 + 2 ° C held by running hot water through the jacket. It was getting chlorine gas at a rate of 100 ml / min was passed into the vessel, and the reaction system was activated with an electron beam irradiated from a distance of 50 cm, which is from a 2 MeV van de Graff electron accelerator came from. The electron beam flow was directed into the vessel through the window mentioned. After 100 minutes Irradiation gave 41 g of the reaction product. Their density was 1.15 and the analysis showed that the product contained 39 weight percent chlorine.

Beispiel 9Example 9

Das im Beispiel 2 benutzte Gefäß wurde mit 93 g (1 Mol) 2-Chlorbutan gefüllt, und das Gefäß wurde in einer Entfernung von 30 cm zu der zuvor beschriebenen Strahlungsquelle aufgestellt. Es wurde ChlorgasThe vessel used in Example 2 was filled with 93 g (1 mol) of 2-chlorobutane, and the vessel was in at a distance of 30 cm from the radiation source described above. It became chlorine gas

mit einer Geschwindigkeit von 100 ml (Normaldruck einreguliert, daß der Innendruck im Gefäß bei 5 kg/cm2 und -temperatur) pro Minute in das Gefäß zugeführt, lag. Sobald Methan und Chlor im Gefäß eingebracht und die Temperatur wurde auf 50 ± 2° C, der Druck waren, begann die Chlorierung sofort. Nichtflüchtige auf 5 kg/cm2 gehalten. Nach 3 Stunden wurde das Chlorierungsprodukte wurden im Gefäß aufgefangen, Gefäß von der Strahlungsquelle weggenommen, und 5 der erzeugte Chlorwasserstoff und einige der flüchtigen das erhaltene Produkt wurde analysiert. Das Reak- Chlorierungsprodukte gelangten zusammen mit den tionsprodukt war flüssig und wog 111g. Das spezi- unreagierten Gasmassen durch das Sicherheitsventil fische Gewicht war 1,09, und der Hauptbestandteil in gekühlte, mit Wasser und Alkali gefüllte Auffangwar C4H833Cl167. Nach der gaschromatographischen gefäße. Der Chlorwasserstoff und das unreagierte Analyse hat das Produkt ungefähr 33 Molprozent io Chlor wurden in den beiden Auffangeinrichtungen unreagiertes Monochlorbutan, die Identifikation der gesammelt und quantitativ analysiert. Die flüchtigen Isomeren der erhaltenen Dichlorbutane und Trichlor- Reaktionsprodukte wurden in der ersten Auffangvorbutane war jedoch schwierig durchzuführen. richtung aufgefangen und bildeten eine untere Schicht.at a rate of 100 ml (normal pressure regulated so that the internal pressure in the vessel at 5 kg / cm 2 and temperature) per minute was fed into the vessel. As soon as methane and chlorine were introduced into the vessel and the temperature was on 50 ± 2 ° C, the pressure, the chlorination began immediately. Non-volatiles kept at 5 kg / cm 2 . After 3 hours, the chlorination products were collected in the vessel, the vessel removed from the radiation source, and the hydrogen chloride generated and some of the volatile products obtained were analyzed. The reac- chlorination products arrived together with the ionization product was liquid and weighed 111 g. The specific unreacted gas mass through the safety valve fish weight was 1.09, and the main component in the cooled receiver filled with water and alkali was C 4 H 833 Cl 167 . According to the gas chromatographic vessels. The hydrogen chloride and the unreacted analysis gave the product approximately 33 mole percent io chlorine were collected in the two unreacted monochlorobutane collecting devices, the identification of which was collected and analyzed quantitatively. The volatile isomers of the dichlorobutanes and trichloro reaction products obtained were in the first catch but pre-butane was difficult to carry out. direction and formed a lower layer.

Molprozent Als Methan und Chlor kontinuierlich in das GefäßMole percent as methane and chlorine continuously in the vessel

Unreagierte Monochlorbutane ... 33 15 ™J einer Geschwindigkeit von 90 ml pro Minute undUnreacted monochlorobutane ... 33 15 ™ J at a rate of 90 ml per minute and

Gemisch höher chlorierter Butane 67 210f Pro ,^ ™^enV-S t^ zugefuhrt Mixture of higher chlorinated butanes 67 210 f P ro , ^ ™ ^ en V- S t ^ to be fed

wurden, wurden folgende Ergebnisse erhalten:the following results were obtained:

Insgesamt wurden noch folgende weitere Stoffe Das gesamte Reaktionsprodukt einschließlich derIn total, the following additional substances were: The entire reaction product including the

aufgefangen: im Druckgefäß aufgefangenen Reaktionsprodukte,collected: reaction products collected in the pressure vessel,

Chlorwasserstoff 0,74 Mol 20 dem Tetrachlorkohlenstoff welcher von AnbeginnHydrogen chloride 0.74 mole 20 the carbon tetrachloride which from the beginning

ChIo as Q Q05 Moj an zugegen war, und den in den AuffangvorrichtungenChIo as QQ 05 Mo jan was present, and the one in the catchment devices

' aufgefangenen Produkten wog 439 g. Natürlich konn-'Product collected weighed 439 g. Of course,

B e i s*p i e 1 10 ten emige der flüchtigen Bestandteile durch die Auffangvorrichtung entweichen.B * ice pie 1 10 th em strength e of the volatiles to escape through the collecting device.

100 g (1 Mol) n-Heptan wurde in dem im Beispiel 2 25 Dje Analyse des Gesamtreaktionsprodukts und der100 g (1 mol) of n-heptane was in Example 2 25 D j e analysis of the total reaction product and the

beschriebenen Apparat chloriert. Das Reaktionsgefäß aufgefangenen Gase erbrachte folgende Ergebnisse:
wurde in einer Entfernung von 30 cm von der 10-Kilo-
described apparatus chlorinated. The reaction vessel collected gases produced the following results:
was at a distance of 30 cm from the 10-kilogram

curie-Kobalt-60-Strahlungsquelle angeordnet. Chlor- Tetrachlorkohlenstoff 2,29 Molcurie cobalt 60 radiation source. Chlorine carbon tetrachloride 2.29 moles

gas wurde mit einer Geschwindigkeit von 100 ml Chloroform 0,53 Molgas was at a rate of 100 ml of chloroform 0.53 mol

(Normaltemperatur und-druck) pro Minute durch das 30 Methylenchlond 0,26 Mol(Normal temperature and pressure) per minute through the 30 methylene chloride 0.26 mol

n-Heptan geleitet, und die Temperatur wurde auf Methylchlond 0,02 Moln-heptane passed, and the temperature was adjusted to 0.02 mole methyl chloride

90 ± 2° C, der Druck auf 5 kg/cm2 gehalten. Nach Chlorwasserstoff 3,27 Mol90 ± 2 ° C, the pressure kept at 5 kg / cm 2 . According to hydrogen chloride 3.27 mol

3 Stunden wurde das Gas aus dem Gefäß aufgefangen unreagiertes Chlor 0,10 Mol3 hours the gas from the vessel was collected unreacted chlorine 0.10 mol

und analysiert, das Reaktionsprodukt wurde aufge- unreagiertes Methan yernach-and analyzed, the reaction product was reacted unreacted methane

sammelt und wog 122 g. Das spezifische Gewicht war 35 lässigbarcollects and weighed 122 g. The specific gravity was 35 permeable

0,85, der Hauptbestandteil war C7H15J2Cl0,,,,. Nach Davon können 2 Mol Tetrachlorkohlenstoff als vom0.85, the main ingredient was C 7 H 15 J 2 Cl 0 ,,,,. According to this, 2 moles of carbon tetrachloride can be used as from

der gaschromatographischen Analyse enthielt das Beginn an im Druckgefäß vorhanden angesehenthe gas chromatographic analysis indicated that the beginning was considered to be present in the pressure vessel

Reaktionsprodukt etwa 36,5 Molprozent unreagiertes werden.Reaction product will be about 36.5 mole percent unreacted.

n-Heptan, die Identifikation der Isomeren der erzeug- B e i s ρ i e 1 12n-heptane, the identification of the isomers of the produc- B e i s ρ i e 1 12

ten Chlorheptane und Dichlorheptane war jedoch 40 „ ~ r ~.„ ,_. .... , .. .„„However, the ten chlorheptane and dichloroheptane was 40 "~ r ~.", _. ...., ... ""

schwierig Druckgefäß nach Beispiel 11 wurde mit 308 gdifficult pressure vessel according to example 11 was with 308 g

(2 Mol) Tetrachlorkohlenstoff beschickt, und das(2 moles) of carbon tetrachloride charged, and that

ο prozent Gefäß wurde in einer Entfernung von 30 cm von derο percent vial was at a distance of 30 cm from the

Unreagiertes n-Heptan 36,5 Gammastrahlenquelle aufgestellt.Unreacted n-heptane 36.5 gamma ray source set up.

Mischung von chloriertem Heptan 63,5 Verflüssigtes Erdgas mit folgenden Bestandteilen:Mixture of chlorinated heptane 63.5 Liquefied natural gas with the following components:

Insgesamt wurden noch folgende weitere Stoffe " A. , MolprozentIn total, the following additional substances " A. , Mol percent

Chlorwasserstoff 0,75 MolHydrogen chloride 0.75 mol

Chlorgas 0,006 MolChlorine gas 0.006 mole

An ein Druckgefäß aus emailliertem Stahl mit 4 cm Innendurchmesser und 50 cm Tiefe werden zwei mit Hähnen versehene Einlasse am unteren Ende angebracht, und es wird ein wassergekühlter Rückflußkondenser mit dem oberen Ende des Gefäßes verbunden, wobei dieser Kondenser mit einem Sicherheitsventil oder Rückschlagventil am oberen Ende versehen ist. Das Gefäß ist außerdem mit einem Thermoelement-Thermometer und einem Druckmanometer ausgestattet. Dieses Gefäß wurde mit 309 g (2 Mol) Tetrachlorkohlenstoff gefüllt und in einer Entfernung von 20 cm von der Kobalt-60-Gammastrahlquelle aufgestellt und auf 60° C gehalten. Das gasförmige Methan'und Chlor wurde durch die beiden Einlasse am Boden des Gefäßes eingeführt. Das Sicherheitsventil oder Rückschlagventil wurde soTwo are attached to a pressure vessel made of enamelled steel with an inside diameter of 4 cm and a depth of 50 cm tapped inlets are attached to the lower end and there becomes a water-cooled reflux condenser connected to the top of the vessel, this condenser with a safety valve or check valve is provided at the upper end. The vessel also comes with a Thermocouple thermometer and a pressure gauge. This jar was 309 g (2 moles) carbon tetrachloride filled and at a distance of 20 cm from the cobalt-60 gamma ray source set up and kept at 60 ° C. The gaseous methane and chlorine were released by the two Inlets introduced at the bottom of the jar. The safety valve or check valve was so

η-Butan 31η-butane 31

Iso-Butan 13Isobutane 13

50. Pentan 5 50 Pentane 5

wurde in das Gefäß durch eine der beiden unteren Einlasse mit einer Geschwindigkeit von 100 ml (Normal-' temperatur und -druck) pro Minute zugeführt, und 55 Chlor wurde durch den anderen Einlaß mit einer Geschwindigkeit von 300 ml (Normaldruck und -temperatur) pro Minute eingebracht.was fed into the vessel through one of the two lower inlets at a rate of 100 ml (normal temperature and pressure) per minute, and 55 chlorine was fed through the other inlet at a rate of 300 ml (normal pressure and temperature) per minute Minute introduced.

Während der Reaktion wurde das Gefäß auf 50° C gehalten, und das Sicherheitsventil oder Rückschlag6o ventil im oberen Teil des Rückflußkondensers wurde offengehalten. Nachdem die obengenannten Reaktionsbestandteile 5 Stunden lang zugeführt worden waren, wurden insgesamt 500 g Reaktionsprodukt erhalten, deren spezifisches Gewicht 1,48 betrug.
65 Der Betrag des erhaltenen Chlorwasserstoffs war 3,66 Mol und der des unreagierten Chlorgases war 0,10 Mol. Unreagiertes, verflüssigtes Erdgas wurde im ausströmenden Gas nicht entdeckt.
During the reaction the vessel was kept at 50 ° C and the safety valve or check valve in the upper part of the reflux condenser was kept open. After the above reaction ingredients were fed for 5 hours, a total of 500 g of the reaction product, the specific gravity of which was 1.48, was obtained.
65 The amount of the obtained hydrogen chloride was 3.66 mol and that of the unreacted chlorine gas was 0.10 mol. Unreacted liquefied natural gas was not detected in the outflowing gas.

409 644/243409 644/243

Beispiel 13Example 13

Fünf gebogene Quarzrohre, jedes mit 0,6 cm Innendurchmesser und 50 cm Länge, wurden in der Art einer Posaune miteinander verbunden, und bei jeder Krümmung wurde ein Gaseinlaß vorgesehen. Dieser Satz von Rohren, wobei jedes Rohr horizontal angeordnet ist, wurde in einer Entfernung von 50 cm von der Kobalt-60-Gammastrahlenquelle aufgestellt. Es wurde vom oberen Endeinlaß Methan in den Satz der Rohre eingeführt und Chlorgas durch diesen und die anderen Einlasse bei den vier Krümmungen eingebracht. Wenn diese Reaktionsbestandteile in den Satz der Rohre unter der Einwirkung der Gammastrahlen eingebracht wurden, fand die Chlorierung sofort statt, und die Temperatur der Rohre betrug über 200° C. Der Grund, warum die Chlorzufuhr durch fünf verschiedene Einlasse in das Rohr vorgenommen wurde, war, um allzu rasche Hitzeerzeugung zu vermeiden. Bei dieser Methode der Zufuhr des Chlors braucht das Rohr nicht anders als durch die Umgebungsluft gekühlt zu werden. Die am unteren Auslaß des Satzes der Rohre entladenen Gase wurden durch bereits beschriebene Verfahren aufgefangen und kondensiert.Five curved quartz tubes, each 0.6 cm in inner diameter and 50 cm in length, were placed in the Art a trumpet and a gas inlet was provided at each bend. This Set of tubes, with each tube arranged horizontally, were placed at a distance of 50 cm from the cobalt-60 gamma ray source. It methane was introduced into the set of tubes from the top end inlet and chlorine gas through these and the other inlets introduced at the four bends. When these reaction components are in the Set of pipes placed under the action of gamma rays found chlorination took place immediately, and the temperature of the pipes was over 200 ° C. The reason why the chlorine supply was made through five different inlets in the tube, in order to generate too rapid heat to avoid. With this method of supplying the chlorine, the pipe does not need anything else than through the Ambient air to be cooled. The gases discharged at the lower outlet of the set of tubes were collected and condensed by the processes already described.

Als Methan mit einer Geschwindigkeit von 100 ml (Normaltemperatur und -druck) pro Minute und Chlor mit einer Geschwindigkeit von 60 ml (Normaltemperatur und -druck) pro Minute durch jeden der fünf Einlasse zugeführt wurde, zeigte das kontinuierlich entlassene und kondensierte Produkt ein spezifisches Gewicht von 1,5, was einen Hinweis darauf gibt, daß das Reaktionsprodukt hauptsächlich aus Tetrachlorkohlenstoff und Chloroform besteht. Unreagiertes Methan und Chlor wurden im Auffangprodukt nicht entdeckt.As methane at a rate of 100 ml (normal temperature and pressure) per minute and Chlorine at a rate of 60 ml (normal temperature and pressure) per minute through each of the five inlets was fed, the continuously discharged and condensed product showed a specific one Weight of 1.5, which indicates that the reaction product is mainly from Consists of carbon tetrachloride and chloroform. Unreacted methane and chlorine were in the capture product not discovered.

Beispiel 14Example 14

Der im Beispiel 13 beschriebene Versuch wurde mit verflüssigtem Erdgas der angegebenen Zusammensetzung wiederholt. Diesmal wurde der Satz der Rohre in einer Entfernung von 30 cm von der Gammastrahlquelle angeordnet.The experiment described in Example 13 was carried out with liquefied natural gas of the specified composition repeated. This time the set of pipes was at a distance of 30 cm from the Gamma ray source arranged.

Methan wurde am oberen Einlaß mit einer Geschwindigkeit von 100 ml (Normaltemperaturen-Druck) pro Minute und Chlor mit einer Geschwindigkeit von 50 ml (Normaltemperaturen-Druck) pro Minute zugeführt, das Chlor wurde weiterhin durch den zweiten Einlaß (Einlaß beim ersten Knie) mit einer Geschwindigkeit von 100 ml (Normaldruck und Temperatur) pro Minute und durch den dritten Einlaß (am zweiten Knie) mit einer Geschwindigkeit von 150 ml (Normaltemperatur und Druck) pro Minute zugeführt.Methane was at the top inlet at a rate of 100 ml (normal temperature pressure) per minute and chlorine at a rate of 50 ml (normal temperature pressure) per Minute, the chlorine was continued through the second inlet (inlet at the first knee) with a Speed of 100 ml (normal pressure and temperature) per minute and through the third Inlet (on the second knee) at a rate of 150 ml (normal temperature and pressure) per minute fed.

Das kondensierte Produkt hatte ein spezifisches Gewicht von 1,31, und unreagiertes Erdgas und Chlorgas wurden darunter nicht entdeckt.The condensed product had a specific gravity of 1.31, and unreacted natural gas and Chlorine gas was not detected underneath.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Chlorkohlenwasserstoffen mittels Chlorierung in Gegenwart von ionisierender Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß man Chlorgas kontinuierlich in eine Umsetzungszone einführt, die unter ionisierender Strahlung hoher Energie steht, und dort mit in der Umsetzungszone in gasförmiger oder flüssiger Phase vorliegenden gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen oder teilchlorierten Derivaten dieser Verbindungen umsetzt.1. Process for the production of chlorinated hydrocarbons by means of chlorination in the presence of ionizing radiation, characterized in that chlorine gas is used continuously introduces into a conversion zone which is under high energy ionizing radiation, and there with saturated aliphatic ones present in the reaction zone in the gaseous or liquid phase or cycloaliphatic hydrocarbons or partially chlorinated derivatives of these compounds implements. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organische Ausgangsstoffe gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe verwendet, welchen eine geringe Menge an chlorierten gesättigten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffen beigegeben ist.2. The method according to claim 1, characterized in that there is used as organic starting materials saturated aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons used, which have a low Amount of chlorinated saturated aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons added is. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe im gasförmigen Zustand zusammen mit Chlorgas in die Umsetzungszone einführt.3. The method according to claim 1, characterized in that one is saturated or aliphatic cycloaliphatic hydrocarbons in the gaseous state together with chlorine gas in the reaction zone introduces. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe im gasförmigen Zustand zusammen mit Chlorgas in die Umsetzungszone einführt, in welcher bereits chlorierte gesättigte aliphatische oder cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe vorhanden sind.4. The method according to claim 3, characterized in that one is saturated or aliphatic cycloaliphatic hydrocarbons in the gaseous state together with chlorine gas in the Introduces reaction zone in which already chlorinated saturated aliphatic or cycloaliphatic Hydrocarbons are present. 3535 Aufgabe der Erfindung ist es, die wirksame Bildung von chlorierten oder höher chlorierten Kohlenwasserstoffen zu ermöglichen.The object of the invention is to ensure the effective formation of chlorinated or more highly chlorinated hydrocarbons to enable. In Journal of Physical Chemistry, 68 (1964), S. 647, ist die strahlungsbeeinflußte (Kobalt-60-y-Strahlen)-Chlorierung von Toluol durch Zinnchlorid beschrieben. Bei dem beschriebenen Versuch wurden die Ausgangsstoffe in ein Gefäß gebracht, das anschließend im verschlossenen Zustand der Strahlung ausgesetzt war. Als Endprodukte wurden unter anderem m- und p-Chlortoluol und o-Chlortoluol erhalten.In Journal of Physical Chemistry, 68 (1964), p. 647, there is radiation-influenced (cobalt-60-γ rays) chlorination of toluene described by tin chloride. In the experiment described, the starting materials were placed in a vessel, which was then exposed to radiation in the sealed state. The end products obtained included m- and p-chlorotoluene and o-chlorotoluene. Die gestellte Aufgabe wird durch das in den vorstehenden Patentansprüchen definierte Verfahren gelöst. The stated object is achieved by the method defined in the preceding claims. DerEinflußionisierenderStrahlungaufChlorierungsreaktionen ist bekannt (aus Houben—Weyl, Methoden der organischen Chemie, 4. Auflage, 1962, Bd. V/3, S. 523, letzter Absatz, bis S. 524, Abs. 1). Auch ist es bekannt, daß wegen des hohen Durchdringungs-Vermögens dieser Strahlen die Reaktionen auch in geschlossenen Metallgefäßen durchgeführt werden können. Demgegenüber erweist es sich bei der Erfindung jedoch als überraschend, daß bei kontinuierlicher Zuführung des Chlorgases in die Umsetzungszone, welche unter ionisierender Strahlung hoher Energie steht, Kettenreaktionen der gesättigten Kohlenwasserstoffe und der teilchlorierten Derivate mit Chlor, welche zu chlorierten oder höher chlorierten Kohlenwasserstoffen führen, angeregt werden und die Reaktionen aufrechterhalten werden können.The influence of ionizing radiation on chlorination reactions is known (from Houben-Weyl, methods derorganic chemistry, 4th edition, 1962, vol. V / 3, p. 523, last paragraph, to p. 524, paragraph 1). Also it is known that, because of the high penetrating power of these rays, the reactions also occur in closed metal vessels can be carried out. In contrast, it is found in the invention However, it is surprising that when the chlorine gas is continuously fed into the reaction zone, which is under high energy ionizing radiation, chain reactions of saturated hydrocarbons and the partially chlorinated derivatives with chlorine, which lead to chlorinated or higher chlorinated Lead hydrocarbons, are excited and the reactions can be sustained. Unter der Wirkung der Strahlung werden aus dem kontinuierlich zugeführten Chlor Chlorradikale und aus dem Kohlenwasserstoff oder dem teilchlorierten Kohlenwasserstoff Kohlenwasserstoffradikale gebildet, welche dann untereinander reagieren, bevor sich Dimere bilden können. Nach den bekannten Tatsachen wird angenommen, daß die ionisierende Strahlung C — H und C — Cl Bindungen aufbricht, so daß Radikale entstehen. Es wird angenommen, daß folgende Reaktionen einer C„HmClp-Verbindung mit Chlor unter Bestrahlung vorkommen, wobei η eine ganze Zahl und mindestens 1 ist, ρ eine ganze Zahl oder Null ist und m + ρ = 2n + 2 ist.Under the action of the radiation, chlorine radicals are formed from the continuously supplied chlorine and hydrocarbon radicals from the hydrocarbon or the partially chlorinated hydrocarbon, which then react with one another before dimers can form. According to the known facts, it is assumed that the ionizing radiation breaks C - H and C - Cl bonds, so that radicals are formed. It is assumed that the following reactions of a C "H m Cl p compound with chlorine occur under irradiation, where η is an integer and at least 1, ρ is an integer or zero and m + ρ = 2n + 2 . C„HmClp
C„HmClp
C "H m Cl p
C "H m Cl p
.H.H + Cl2 > C1H1-ICl,+, + -Cl (2)+ Cl 2 > C 1 H 1 -ICl, +, + -Cl (2) Die Reaktionen 1, Γ und 2 kommen nur unter ionisierender Strahlung vor und werden durch Temperatur oder Druck nicht beeinflußt. Sobald Chlorradikale gebildet werden, schreitet die Chlorierung fort, während folgende Kettenreaktionen auftreten:The reactions 1, Γ and 2 only occur under ionizing radiation and are caused by temperature or pressure is not affected. As soon as chlorine radicals are formed, the chlorination proceeds while the following chain reactions occur: .Cl.Cl C„HmClp C "H m Cl p + Cl2 + Cl 2 - CnH^1CIp + HCl (3)
+ CnH1^1CIp+1 + .Cl (4)
- C n H ^ 1 CIp + HCl (3)
+ C n H 1 ^ 1 CIp +1 + .Cl (4)
Diese Kettenreaktionen laufen sehr schnell ab und werden durch die Zuführung von Chlorgas in das Reaktionssystem aufrechterhalten. Die Ausbeute an höher chlorierten Wasserstoffen nimmt mit der Zuführgeschwindigkeit des Chlorgases zu.These chain reactions take place very quickly and are caused by the addition of chlorine gas into the Maintain the reaction system. The yield of more highly chlorinated hydrogen increases with the feed rate of the chlorine gas. Es wurde weiterhin festgestellt, daß die ursprüngliche Anwesenheit chlorierten Kohlenwasserstoffes in der Reaktionsmischung die Reaktion zwischen Chlor und Kohlenwasserstoff günstig beeinflußt. Die chlorierten Kohlenwasserstoffe werden zuerst und mit hoher Wirksamkeit zersetzt, wie dies in den Gleichungen 1, Γ und 2 zum Ausdruck kommt, und es werden Chlorradikale gebildet, welche mit dem Kohlenwasserstoff RH wie folgt reagieren:It was also found that the original presence of chlorinated hydrocarbon favorably influences the reaction between chlorine and hydrocarbon in the reaction mixture. the chlorinated hydrocarbons are decomposed first and with high efficiency, as in the Equations 1, Γ and 2 are expressed, and chlorine radicals are formed, which with the Hydrocarbon RH react as follows: RH + .Cl
.R + Cl,
RH + .Cl
.R + Cl,
.R + HCl.R + HCl RCl + .ClRCl + .Cl Bei dieser Kettenreaktion wird der Kohlenwasserstoff mit großer Ausbeute chloriert.In this chain reaction, the hydrocarbon is chlorinated with great yield. Es wurde auch festgestellt, daß eine weitere Chlorierung von relativ hochchlorierten Kohlenwasserstoffen unter Strahlung hoher Energie möglich ist. Höher chlorierte Kohlenwasserstoffe haben mehr Elektronen als weniger hoch chlorierte Kohlenwasserstoffe, und die Absorption der Strahlung hoher Energie ist bei ihnen höher. Die höher chlorierten Kohlenwasserstoffe werden in der zu den Reaktionen 1, Γ und 2 analogen Weise durch die Strahlung zersetzt, und es treten folgende Kettenreaktionen auf:It has also been found that further chlorination of relatively highly chlorinated hydrocarbons is possible under high energy radiation. Higher chlorinated hydrocarbons have more electrons than less highly chlorinated hydrocarbons, and the absorption of high energy radiation is at them higher. The more highly chlorinated hydrocarbons are used in reactions 1, Γ and 2 decomposed by radiation in an analogous manner, and the following chain reactions occur: .-! + .Cl (7)
Cl,+.+ .H (7')
_((Z+1)Clp+a + HCl (8)
.-! + .Cl (7)
Cl, +. + .H (7 ')
_ ((Z + 1) Clp + a + HCl (8)
.Cl + CnHn^1CL.Cl + C n H n ^ 1 CL Cl2 Cl 2 .C„Hm_(It+1)Clp+a+1 + .Cl (9).C "H m _ (It + 1) Clp + a + 1 + .Cl (9)
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