DE1568757C

DE1568757C - Verfahren zur Herstellung von 1,2 Dichlorathan

Info

Publication number: DE1568757C
Authority: DE
Inventors: Shigeru Hirakata Tsutsumi (Japan)
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Publication date: 1971-08-26

Description

1 2

Athylendichlorid ist ein wertvolles Ausgangsmate- Erfindungsgemäß ist es erforderlich, den Druck des rial für die Synthese verschiedener organischer Verbin- Reaktionssystems immer auf 300 bis 600 mm Hg zu düngen, ferner ist es ein ausgezeichnetes Lösungsmittel. halten. Liegt der Druck über 600 mm Hg, dann wird Gegenwärtig wird Athylendichlorid in technischem es schwierig, das erfindungsgemäße Verfahren wegen Maßstabe insbesondere zur Herstellung von Vinyl- 5 des wahrscheinlichen Auftretens einer Explosionschlorid durch thermische Crackung verwendet. gefahr und/oder Bildung von Polychloriden durchzu-

Bisher war zur Herstellung von Athylendichlorid führen. Ist der Druck niedriger als 300 mm Hg, dann

ein Verfahren bekannt, bei dem Chlor auf Äthylen in sind die Reaktionsgeschwindigkeiten gering, außerdem

Athylendichlorid als Lösungsmittel in Gegenwart ist der Reaktor nicht ausgelastet. Daher wird ein Druck

einer Eisen enthaltenden Substanz einwirkte. Ver- io zwischen 300 und 600 nun Hg, insbesondere von

fahren, die auf einer derartigen Umsetzung beruhen, 560 mm Hg, bevorzugt

werden beispielsweise in der »Japanese Patent Appli- Die Umsetzung wird in der Gaspahse ohne eine cation Publication Official Gazette No. 3665« (1964) Erhitzungsvorrichtung, lediglich durch Einwirkung der und in der USA.-Patentschrift 2 929 852 beschrieben. bei der Umsetzung von Äthylen mit Chlor frei werden-Gemäß den in den vorstehenden Literaturstellen be- 15 den Reaktionswärme, durchgeführt. Dabei ist es erschriebenen Verfahren wird Äthylen mit Chlor in forderlich, daß der Auslaß des Reaktionsrohres oder flüssiger Phase unter Verwendung eines Reaktions- dessen nähere Umgebung mittels einer geeigneten Vormediums' umgesetzt, das aus 1,2-Dichloräthan oder richtung, wie beispielsweise Bestrahlung oder Wasseraus 1,2-Dichloräthan, das einen geeigneten Kataly- kühlung, auf einer Temperatur von 60 bis 150⁰C gesator, wie beispielsweise Eisen(III)-chlorid, enthält, 20 halten wird. Übersteigt die Temperatur 150⁰C, dann besteht. Diesen Verfahren haftet jedoch der Nachteil werden merkliche Mengen an Polychloriden, wie beian, daß Nebenreaktionen auftreten, so daß eine spielsweise Äthylentrichlorid, gebildet, die mit deni Rektifikation erforderlich ist, um die Nebenprodukte Produkt vermischt sind. Sinkt andererseits die Auslaß- und/oder den Katalysator zu entfernen. Daher unter- temperatur auf einen Wert unterhalb 6O⁰C, dann wird scheiden sich diese Verfahren grundsätzlich von dem 25 die Reaktion so langsam, daß das erfindungsgemäß erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem kein Äthylen- angestrebte Ergebnis nicht mehr erreicht wird,
dichlorid als Reaktionsmedium verwendet wird, son- Es ist unnötig, daß eine Eisen enthaltende Substanz dem bei dem die Umsetzung in der Gasphase durchge- in dem Reaktionssystem zugegen ist oder daß die führt wird; auf diese Weise ist es möglich, das bei der Innenseite der Wände des Reaktionsrohres aus Eisen Umsetzung gebildete Athylendichlorid ohne ein Rekti- 30 hergestellt ist. Vorzugsweise werden die Rohrinnenfikationsverfahren direkt zur Herstellung von Vinyl- sehen mit Glas, Quarz oder Porzellan, jedoch nicht chlorid zu verwenden. Bei den bekannten Verfahren mit Eisen oder Kupfer ausgekleidet. Daher kann ein ist es erforderlich, eine geringe Menge Chlor mit Eisen- oder Kupferreaktionsrohr verwendet werden, Äthylen umzusetzen, um eine Explosionsgefahr zu das im Inneren mit einer derart inerten Substanz ausvermeiden. Darüber hinaus ist es wegen der Tatsache, 35 gekleidet ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, ein im daß Eisen(III)-chl6rid mit dem hergestellten Äthylen- Inneren mit Glas ausgekleidetes Eisenrohr als Reakdichlorid vermischt ist, unmöglich, das erhaltene tionsrohr zu verwenden.

Produkt als Ausgangsmaterial zur Herstellung von Erfindungsgemäß ist es möglich, eine hohe Um-

Vinylchlorid zu verwenden, es sei denn, daß das Wandlungsgeschwindigkeit von Äthylen und eine aus-

Eisen(III)-chlorid durch ein Rektifikationsverfahren 40 gezeichnete selektive Ausbeute an Athylendichlorid zu

entfernt worden ist. Wird von der Verwendung einer erhalten, ohne daß dabei die Gefahr einer Explosion

Eisen enthaltenden Substanz abgesehen, dann treten besteht, auch dann nicht, wenn eine, bezogen auf das

Substitutionsreaktionen an Stelle der gewünschten Äthylen, theoretische oder höhere Chlormenge ver-

Additionsreaktionen auf, so daß als Nebenprodukte wendet wird. Es ist jedoch im allgemeinen zweck-

Äthylenpolychloride, hauptsächlich Trichlorid, erhal- 45 mäßig, die theoretische Menge oder eine etwas unter

ten werden. dieser Menge liegende Chlormenge (bezogen auf das

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung Äthylen) zu verwenden.

von 1,2-Dichloräthan ist nun dadurch gekennzeichnet, Erfindungsgemäß wird das Reaktionssystem in daß man Äthylen mit ungefähr der stöchiometrischen zweckmäßiger Weise während der Umsetzung mit Menge an Chlor in Abwesenheit Eisen enthaltender 50 ultraviolettem Licht bestrahlt, wodurch die Reaktions-Stoffe in einem Reaktionsrohr unter einem Druck von geschwindigkeit derartig beschleunigt wird, daß es 300 bis 600 mm Hg unter Anwendung der bei der möglich ist, die Gaszufuhr pro Zeiteinheit bis auf das Reaktion entstehenden Wärme umsetzt, wobei man 17₂fache der Zeit zu steigern, die für die Zufuhr des den Auslaß des Reaktionsrohres auf 60 bis 150⁰C hält. gleichen Volumens, welches nicht mit ultravioletten

Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt nur eine 55 Strahlen bestrahlt wird, erforderlich ist.

geringfügige Bildung von Polychloriden, beispielsweise Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt folgende

von Äthylentrichlorid. Da Äthylen Siedepunkte von Vorteile:
ungefähr 56,5 und ungefähr 77°C unter Drücken von

3Wbzw. 600 mm Hg besitzt kann das Äthylen in gas- _χ Es ist möglich, die Reaktionswärme in der Gasformiger Phase mi dem Chlor reagieren. Es hat sich 60 _{hage auf} ⁶ _{die zwej Reaktionspartnier) die mitein}. ferner herausgestellt, daß es möglich ist die Um- ^ _{reagieren sollen>} einwirken zu lassen,
setzung vor sich gehen zu lassen, ohne daß dabei eine

Explosionsgefahr besteht, sogar dann, wenn eine 2. Es ist möglich, die Additionsreaktion in selektiver

praktisch theoretische Chlormenge verwendet wird. Weise zu beschleunigen, wobei nur geringe Sub-

Wird Chlor in gasförmiger Phase mit Äthylen nur 65 stitutionsreaktionen auftreten; so kann Äthylenunter Anwendung der Reaktionswärme umgesetzt, dichlorid in einer ausgezeichneten Ausbeute bei dann wird im allgemeinen die Bildung von Poly- Abwesenheit einer Eisen enthaltenden Substanz in chloriden begünstigt. dem Reaktionssystem hergestellt werden.

3. Durch die· Tatsache, daß Chlor in einer theoretischen Menge oder in einer Menge in dieser Größenordnung (bezogen auf das Äthylen) verwendet wird, läßt sich eine hohe Umwandlungsgeschwindigkeit an Äthylen erzielen.

Das erfindungsgemäß hergestellte Produkt enthält wenig Eisen(III)-chlorid und Polychloride, so daß in einer, ausgezeichneten Ausbeute durch direkte thermische Crackung ohne vorherige Rektifikation Vinylchlorid hergestellt werden kann. . \

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

B e i s ρ i e 1 1

80 bis 85 l/Stunde Äthylen und 75 bis 80 l/Stunde Chlor wurden durch ein mit Glas ausgekleidetes Eisenrohr mit einem inneren Durchmesser von 10 cm und einer Länge von - 40 cm unter einem verminderten Druck von 560 mm Hg geleitet. Der Auslaß des Rohres wurde auf· einer Temperatur von 8O⁰C gehalten. Der Umsatz an Äthylen betrug 98 bis 100%. Die Äthylendichlorid-Ausbeute, bezogen auf das Gewicht des umgesetzten Äthylens, betrug 98 bis 99%.

Beispiel 2

Dieses Beispiel wurde nach der im Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Auslaßtemperatur auf 150⁰C gehalten wurde. Der Umsatz an Äthylen betrug 99 bis 100%. Die auf das Gewicht des umgesetzten Äthylens bezogene Äthylendichloridausbeute wurde zu 98 % ermittelt.

B eisρ iel 3

Dieses Beispiel wurde nach der im Beispiel 1 beschriebenen Weise durchgeführt, mit der Ausnahme, daß das Innere des Rohres mit einer 40-Watt-UV-Lampe erhellt wurde. Bei diesem Beispiel war es möglich, die Fließgeschwindigkeit des Äthylens auf 105 l/Stunde zu steigern. Die auf das Gewicht des umgesetzten Äthylens bezogene Äthylendichloridausbeute betrug 99%.

In der folgenden Tabelle sind weitere Beispiele sowie deren Ergebnisse zusammengefaßt:

Fließgeschwindig keit der gasförmigen Materialien	Cl₃	Druck	Maximale Tempe	Flüssige 1 Äthylen-	Produkte Poly	Nicht umgesetztes (^ TJ	Umsatz an	Ausbeute an 1,2-Dichloräthan, bezogen auf das	Explosion
QH₁	Mol,h	mmHg	ratur	dichlorid	chloride	C₂H₁	Äthylen	Gewicht^ des umge
Mol/h	3,56	abs.	⁰C	Mol/h	Mol/h	Mol/h		setzten Äthylens
3,58	3,59	560	80	3,47	0,05	0,06	98,3	98,4	keine
3,62	3,60	560	148	3,52	0,07	0,03	99,2	98,0	keine
3,57	3,57	400	120	3,46	0,05	0,06	98,2	98,4	keine
3,56	3,58	350	95	3,41	0,05	0,10	97,1	98,3	keine
3,59	2,53	350	145	3,48	0,06	0,05	98,6	97,8	keine
3,62	1,79	560	91	2,46	0,02	1,14	68,5	99,0	keine
3,58	4,12	560	147	1,67	0,01	1,90	47,0	99,0	keine
3,58	4,30	560	.140	3,34	0,22	99,5	93,8	0,02	keine
3,58	4,65	560 .	147	2,51	0,99	0,08	99,7	70,2	keine
4,67	560	147	4,56	0,05	0,06	98,7	98,9	keine¹)

^l) Eine 4O-Watt-(253O-A)-UV-Lampe wird zur Bestrahlung verwendet (Durchmesser int Mittelpunkt 1,5 cm, Länge 30 cm).

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan, dadurch gekennzeichnet, daß man Äthylen mit ungefähr der stöchiometrischen Menge an Chlor in Abwesenheit Eisen enthaltender Stoffe in einem Reaktionsrohr unter einem Druck von 300 bis 600 mm Hg unter Anwendung der bei der Reaktion entstehenden Wärme umsetzt, wobei man den Auslaß des Reaktionsrohres auf 60 bis 150⁰C hält. · " :

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion unter Bestrahlung mit ultraviolettem Licht durchführt.