DE1618781C - Process for the partial cloning of methyl chloride and / or methylene chloride - Google Patents

Process for the partial cloning of methyl chloride and / or methylene chloride

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DE1618781C DE19671618781 DE1618781A DE1618781C DE 1618781 C DE1618781 C DE 1618781C DE 19671618781 DE19671618781 DE 19671618781 DE 1618781 A DE1618781 A DE 1618781A DE 1618781 C DE1618781 C DE 1618781C
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Temperaturen, bei weichen die Wärmekapazität des Umsetzungsgemisches 30 cal/g-Mol °C oder mehr beträgt, erhitzt, worauf manTemperatures at soft the heat capacity of the reaction mixture 30 cal / g-mol ° C or is more, what you heated up

2. die exotherme Chlorierungsreaktion in einem Reaktor unter im wesentlichen adiabatischen Bedingungen derart ablaufen läßt, daß die Umsetzungstemperatur mindestens 200C über die Vorerhitzungstemperatur, aber nicht höher als 450°C steigt, und daß ein Teil des adiabatischen Temperaturanstiegs in dem Temperaturbereich erfolgt, in dem das Umsetzungsgemisch eine Wärmekapazität von mindestens 30 cal/g-Mol °C aufweist, worauf man2. allowed the exothermic chlorination reaction to proceed in a reactor under substantially adiabatic conditions such that the reaction temperature rises at least 20 0 C above the preheat temperature, but not higher than 450 ° C, and a portion is carried out of the adiabatic temperature rise in the temperature range in which the reaction mixture has a heat capacity of at least 30 cal / g-mol ° C, whereupon one

3. das einen höheren Chlorgehalt als das Ausgangsgut aufweisende Methylenchlorid und bzw. oder Chloroform abtrennt.3. the methylene chloride having a higher chlorine content than the starting material and / or Separate chloroform.

Das Ausgangsgut besteht vorwiegend aus Methylchlorid, Methylenchlorid oder einem Gemisch dieser beiden Verbindungen.The starting material consists mainly of methyl chloride, methylene chloride or a mixture of these both connections.

Wenn Methylenchlorid hregestellt werden soll, besteht das Ausgangsgut vorwiegend aus Methylchlorid. Das Methylenchlorid wird als Produkt entfernt, und das im Kreislauf geführte Methylchlorid enthält nur wenig Methylenchlorid, welches sich nicht leicht aus dem Rohprodukt abtrennen ließ. Wenn Chloroform oder ein Gemisch aus Chloroform und Methylenchlorid hergestellt werden soll, kann man von Methylchlorid, von Methylenchlorid oder einem Gemisch beider Verbindungen ausgehen. Da Methylchlorid der am leichtesten erhältliche Ausgangsstoff ist, ist es zweckmäßig, so zu arbeiten, daß ein Teil des Methylchlorids von Anfang an in Clhoroform und ein Teil in Methylenchlorid umgewandelt wird, wobei man das Mehtylenchlorid oder einen Teil desselben zur weiteren Chlorierung im Kreislauf führt. Da durch die Zuführung eines jeden weiteren Chloratoms eine Reaktionswärme von 24 kcal je Mol in. Freiheit gesetzt wird, läßt sich die Gesamtwärmeentwicklung je Durchgang verringern, wenn ein Teil des Methylchlorids nur bis zum Methylenchlorids chloriert wird und bzw. oder ein Teil des Chloroforms sich aus dem Methylenchlorid bildet. Das Ausgangsgut kann auch geringe Mengen an anderen Verbindungen, wie Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Chlorwasserstoff und bzw. oder inerten Bestandteilen, enthalten. Zweckmäßig wird die Konzentration an Wasser, Sauerstoff, freien Radikalinhibitoren, möglicherweise katalytisch wirkenden Metallsalzen und anderen Fremdstoffen in dem Reaktionsgemisch so gering wie möglich gehalten, um die Bildung korrodierender oder anderweitig unerwünschter Nebenprodukte zu verhindern.If methylene chloride is to be produced, the starting material consists predominantly of methyl chloride. The methylene chloride is removed as a product and the recycled methyl chloride contains only little methylene chloride, which could not be easily separated from the crude product. When chloroform or a mixture of chloroform and methylene chloride is to be prepared, one can use methyl chloride, start from methylene chloride or a mixture of both compounds. Since methyl chloride is the is the most readily available starting material, it is advisable to work in such a way that some of the methyl chloride is converted from the beginning in chloroform and a part in methylene chloride, which is Mehtylenchlorid or part of the same for further Leads to chlorination in the cycle. As a reaction heat from the addition of each additional chlorine atom of 24 kcal per mole in. Freedom is set, the total heat development per pass reduce if a part of the methyl chloride is only chlorinated up to the methylene chloride and / or some of the chloroform is formed from the methylene chloride. The starting material can also be in small quantities on other compounds such as chloroform, carbon tetrachloride, hydrogen chloride and / or inert ingredients. The concentration of water, oxygen, free radical inhibitors, possibly catalytically active metal salts and other foreign substances in the reaction mixture kept as low as possible to avoid the formation of corrosive or otherwise undesirable Prevent by-products.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht das Ausgangsgut aus einem Gemisch, das mindestens 30 Gewichtsprozent Methylchlorid, mindestens 30 Gewichtsprozent Methylenchlorid und nicht mehr als 10 Gewichtsprozent Chloroform enthält. Ein solches Ausgangsgut eignet sich besonders zur gleichzeitigen Herstellung von Methylenchlorid und Chloroform ohne übermäßige Wärmeentwicklung und ohne Auftreten von Schwierigkeiten bei der Produktgewinnung oder bei der Destillation.In a preferred embodiment of the invention, the starting material consists of a mixture, at least 30 percent by weight methyl chloride, at least 30 percent by weight methylene chloride and Contains no more than 10 percent by weight of chloroform. Such a starting material is particularly suitable for simultaneous production of methylene chloride and chloroform without excessive heat and without encountering difficulties in product recovery or in distillation.

Um die richtige Wärmebilanz in dem Reaktionssystem innezuhalten, ist es wesentlich, daß das Molverhältnis von Chlor zu dem teilweise chlorierten Methan (Methylchlorid und/oder Methylenchlorid) im Ausgangsgemisch im Bereich von 1:3 bis 1:12, vorzugsweise im Bereich von 1:4 bis 1:7, liegt. Wenn die Chlorkonzentration höher ist, als es einem Molverhältnis von 1:3 entspricht, kann eine so starke Wärmeentwicklung eintreten, daß die Endreaktionstemperatur 450°C übersteigt und sich große Mengen Tetrachlorkohlenstoff bilden oder SDgar Zersetzung unter Kohlenstoffbildung oder womöglich Explosion eintritt. Wenn die Chlorkonzentration in dem Ausgangsgemisch geringer ist, als es einem Molverhältnis von 1:12 entspricht, verläuft die Umsetzung entweder zu langsam, oder man muß eine zu große Wärmemenge von außen her zuführen. In Anbetracht der Wärmetönung der Umsetzung werden Molverhältnisse im Bereich von 1:4 bis 1:7 bevorzugt, besonders wenn als Ausgangsgut ein Gemisch aus Methylchlorid und Methylenchlorid dient.In order to maintain the proper heat balance in the reaction system, it is essential that the molar ratio from chlorine to partially chlorinated methane (methyl chloride and / or methylene chloride) im Starting mixture in the range from 1: 3 to 1:12, preferably in the range from 1: 4 to 1: 7. If the Chlorine concentration is higher than it corresponds to a molar ratio of 1: 3, such a strong heat development can occur that the final reaction temperature exceeds 450 ° C and large amounts of carbon tetrachloride or decomposition with formation of carbon or possibly an explosion occurs. If the chlorine concentration in the starting mixture is less than a molar ratio of 1:12, the reaction is either too slow or you have to use too much heat feed in from the outside. In view of the exothermicity of the reaction, molar ratios are in Range from 1: 4 to 1: 7 is preferred, especially if the starting material is a mixture of methyl chloride and Methylene chloride is used.

Es ist ein wichtiges Merkmal der Erfindung, daß das Verfahren derart durchgeführt wird, daß die hohe Wärmekapazität, die die Gemische unter den angegebenen Bedingungen aufweisen, ausgenutzt wird. Diese Bedingungen wiederum hängen von zwei wichtigen Eigenschaften ab, nämlich der kritischen Temperatur und dem kritschen Druck des Reaktionsgemisches.It is an important feature of the invention that the method is carried out in such a way that the high Heat capacity, which the mixtures have under the specified conditions, is exploited. This Conditions in turn depend on two important properties, namely the critical temperature and the critical pressure of the reaction mixture.

Bei einer reinen chemischen Verbindung ist die kritischen Temperatur diejenige Temperatur, oberhalb deren die Verbindung sich auch bei einem noch so hohen Druck nicht aus dem gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand überführen läßt, und der kritische Druck ist derjenige Druck, der erforderlich ist, um das Gas bei der kritischen Temperatur zu verflüssigen. Erhitzt man eine reine flüssige Verbindung auf Temperaturen und Drucke unterhalb der kritischen Werte, so erreicht man einen bestimmten Siedepunkt. Wenn weitere Wärme zugeführt wird, erleidet die Verbindung einen leicht erkennbaren Übergang vom flüssigen Zustand in den Gaszustand, ihr Volumen vergrößert sich um das Mehrtausendfache und ihre Dichte wird sehr niedrig. Hält man die Verbindung aber auf einem Druck über ihrem kritischen Druck, so spielen sich beim Erhitzen völlig andere Vorgänge ab. Wenn die Verbindung ihre kritische Temperatur erreicht und dann weitere Wärme zugeführt wird, findet kein normales Sieden unter Bildung der gewöhnlichen Gasphase statt, sondern die Verbindung geht in eine dichte Gasphase über, die von der flüssigen Phase nicht mehr scharf zu unterscheiden ist. Wenn oberhalb der kritischen Temperatur dann weitere Wärme zugeführt wird, vermindert sich die Dichte dieser dichten Gasphase allmählich auf etwa 50% derjenigen der anfänglichen flüssigen Phase, dann auf 30% und dann vielleicht sogar auf 10 oder 5%; die Dkhte bleibt aber viel höher als die Dichten, die gewöhnliche Gase unter atmosphärischen Bedingungen aufweisen. Um diesen Übergang von der flüssigen Phase in die dichte Gasphase zustande zu bringen, ist eine beträchtliche Wärmezufuhr erforderlich. Die Wärmemenge, die benötigt wird, um die Temperatur der Verbindung in diesem Bereich der kritischen Temperatur um 1°C zu steigern, ist viel größer als diejenige, die erforderlich ist, um die Temperatur in anderen Teilen der Temperaturskala um den gleichen Betrag zu steigern. Mit anderen Worten: Die Verbindung weist eine hohe Wärmekapazität auf, wenn sie über den Bereich erhitzt wird, in dem sich die kritische Temperatur befindet, und der Druck dabei über dem kritischen Druck liegt.In the case of a pure chemical compound, the critical temperature is that temperature above which the compound does not change from the gaseous state to, no matter how high a pressure the liquid state can be converted, and the critical pressure is the pressure that is required to liquefy the gas at the critical temperature. If you heat up a pure liquid compound Temperatures and pressures below the critical values mean that a certain boiling point is reached. As more heat is applied, the joint undergoes an easily noticeable transition from liquid state to gas state, their volume increases several thousand times and theirs Density becomes very low. But if you keep the connection at a pressure above its critical pressure, completely different processes take place when heated. When the connection is at its critical temperature is reached and then further heat is supplied, there is no normal boiling with the formation of the usual Instead of the gas phase, but the compound goes into a dense gas phase that of the liquid Phase can no longer be clearly distinguished. If above the critical temperature then more Heat is supplied, the density of this dense gas phase gradually decreases to about 50% that of the initial liquid phase, then to 30% and then maybe even 10 or 5%; the Dkhte, however, remains much higher than the densities of ordinary gases under atmospheric conditions exhibit. In order to bring about this transition from the liquid phase to the dense gas phase, is a considerable supply of heat is required. The amount of heat needed to maintain the temperature increasing the compound in this critical temperature range by 1 ° C is much greater than the one that is required to keep the temperature in other parts of the temperature scale around the same Increase amount. In other words, the connection has a high heat capacity when it is heated above the area in which the critical temperature is, and the pressure is above the critical pressure lies.

Die kritischen Temperaturen und Drücke einiger Verbindungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Interesse sind, sind die folgenden:The critical temperatures and pressures of some compounds used in the process of the invention are of interest are the following:

Verbindungconnection Kritische
Temperatur
0C
Critical
temperature
0 C
Kritischer
Druck
at
More critical
pressure
at
Chlorwasserstoff
Methylchlorid
Chlor
Hydrogen chloride
Methyl chloride
chlorine
51
143
144
245
263
283
51
143
144
245
263
283
81,6
65,9
76,1
60,9
53,8 '
45,0
81.6
65.9
76.1
60.9
53.8 '
45.0
Methylenchlorid
Chloroform
Tetrachlorkohlenstoff
Methylene chloride
chloroform
Carbon tetrachloride

Geht man bei der Betrachtung der kritischen Bedingungen nun von den reinen Verbindungen zu den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Gemischen aus mehreren Bestandteilen über, so sind die kritischen Temperaturen und Drücke für reine Verbindungen nicht ohne weiteres anwendbar. Statt dessen bedient man sich zweckmäßig in roher Annäherung der sogenannten pseudokritischen Temperaturen und pseudokritischen Drücke der Gemische. Die pseudokritische Temperatur ist diejenige Temperatur, die man erhält, wenn man den Mittelwert aus den kritischen Temperaturen der Bestandteile unter Berücksichtigung des Molverhältnisses bildet, in dem sie in dem Gemisch vorliegen. Die pseudokritische Temperatur eines äquimolekularen Gemisches aus Methylchlorid und Methylenchlorid beträgt danach z. B. (143 + 245°C) · 0,5 = 194°C. In der gleichen Weise kann man auch den pseudokritischen Druck für ein gegebenes Gemisch ermitteln. Vom rein wissenschaftlichen Gesichtspunkt sind die pseudokritischen Werte keine genauen physikalischen Eigenschaften des betreffenden Gemisches. Die physikalischen Eigenschaften werden vielmehr durch die kritische Kondensationstemperatur (»Cricondentherm«) und den maximalen Druckpunkt der Flüssigkeits-Dampf-Einhüllenden (»Cricondenbar«) bestimmt, wie es von B. F. Dodge in »Chemical Engineering Thermodynamics«, Verlag McGraw-Hill Publishing Co., New York, 1944, S. 545, beschrieben ist. Bei den letztgenannten Größen ist z. B. das verhältnismäßig kleine Volumen einer echten Dampfphase berücksichtigt, die noch oberhalb des pseudokritischen Druckes und bei höheren Drücken bis zur Erreichung des »Cricondenbar«-Wertes vorhanden sein können. Im Rahmen der Erfindung sind aber die pseudokritischen Werte für alle praktischen Zwecke genau genug, und auf diese Werte beziehen sich die nachstehend für die verschiedenen Gemische angegebenen kritischen Temperaturen und kritischen Drücke.If one now goes from the pure connections to the Mixtures of several constituents used in the process according to the invention are above, so are the critical temperatures and pressures for pure compounds are not easily applicable. Instead of this is expediently used in a rough approximation of the so-called pseudo-critical temperatures and pseudocritical pressures of the mixtures. The pseudo-critical temperature is the temperature which is obtained by taking the mean value from the critical temperatures of the components into account of the molar ratio in which they are present in the mixture. The pseudocritical temperature an equimolecular mixture of methyl chloride and methylene chloride is then z. B. (143 + 245 ° C) * 0.5 = 194 ° C. In the same way one can also use the pseudo-critical pressure for a determine the given mixture. From a purely scientific point of view, the values are pseudo-critical no exact physical properties of the mixture concerned. The physical properties are rather determined by the critical condensation temperature (»Cricondentherm«) and the maximum The pressure point of the liquid-vapor envelope ("Cricondenbar") is determined as it was by B. F. Dodge in "Chemical Engineering Thermodynamics", McGraw-Hill Publishing Co., New York, 1944, p. 545, is described. In the latter sizes, for. B. the relatively small volume of a real one Vapor phase taken into account that is still above the pseudo-critical pressure and at higher pressures can be present until the »Cricondenbar« value is reached. Within the scope of the invention are but the pseudo-critical values are accurate enough for all practical purposes and relate to these values the critical temperatures and critical temperatures given below for the various mixtures Press.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens'muß ein Druck von mindestens 65 at innegehalten werden, der etwa dem kritischen Druck eines typischen Reaktionsgemisches entspricht.When carrying out the method according to the invention, a pressure of at least 65 at must be maintained which corresponds approximately to the critical pressure of a typical reaction mixture.

Bei Drücken nur wenig über 65 at kann noch eine geringe Menge einer normalen Gasphase vorhanden sein. Obwohl die Chlorkonzentration in dieser Phase etwas höher sein kann als in den übrigen Teilen des Systems, ist diese Chlormenge doch nicht so groß, daß eine Gefahr bestände. Vorzugsweise liegt der Druck im Bereich von etwa 85 bis 130 at, da unter diesen Bedingungen keine gewöhnliche'Gasphase existiert. Gegebenenfalls kann man Drücke bis etwa 150 at oder noch mehr anwenden; besondere Vorteile werden dadurch jedoch nicht mehr erzielt.At pressures just a little above 65 atm, a small amount of a normal gas phase can still be present being. Although the concentration of chlorine in this phase can be slightly higher than in the rest of the Systems, this amount of chlorine is not so great that there would be a danger. Preferably the pressure is in the range from about 85 to 130 at, since no ordinary gas phase exists under these conditions. If necessary, pressures of up to about 150 atmospheres or even more can be used; special benefits will be but no longer achieved as a result.

Die kritische Temperatur hängt von den Bestandteilen des Rcaktionsgcmischcs ab. Sind die Reaktionsgemische reich an Methylchlorid, so liegt die kritische Temperatur nahe bei derjenigen des reinen Methylchlorids und des Chlors, d. h. im Bereich von etwa 140 bis 1600C. Sind die Ausgangsgemische reich an Methylenchlorid, so kann die kritische Temperatur je nach der Menge des angewandten Chlors im allgemeinen Bereich von etwa 200 bis 2400C liegen. Wenn das Ausgangsgut erhebliche Mengen, z. B. etwa je 30 Gewichtsprozent, an Methylchlorid und Methylenchlorid enthält, liegt die kritische Temperatur zwischen den oben angegebenen Bereichen, also zwischen etwa 160 und 2000C.The critical temperature depends on the components of the reaction mixture. If the reaction mixtures are rich in methyl chloride, the critical temperature is close to that of pure methyl chloride and chlorine, ie in the range from about 140 to 160 ° C. If the starting mixtures are rich in methylene chloride, the critical temperature can vary depending on the amount of chlorine used in the general range of about 200 to 240 are C 0. If the output material is substantial, e.g. B. contains about 30 weight percent each, of methyl chloride and methylene chloride, the critical temperature is between the ranges given above, that is between about 160 and 200 ° C.

Die typischen Ausgangsgemische, die bei dem Verfahren der Erfindung verwendet werden, haben Wärmekapazitäten von etwa 10 bis 15 cal/g-Mol 0C. Das bedeutet, daß bei Temperaturen, die von dem Bereich der kritischen Temperatur entfernt sind, 10 bis 15 cal erforderlich sind, um 1 g-Mol des Gemisches um 1°C zu erwärmen. Im Bereich der kritischen Temperatur ao dagegen haben die Reaktionsgemische wesentlich höhere Wärmekapazitäten, z. B. solche von 30 bis 60 oder 70 cal/g-Mol °C oder noch mehr. Die Wärmekapazität der verschiedenen Gemische kann nach Verfahren berechnet werden, wie sie von Hougen, Watson und Ragatz in »Chemical Process Principles«, 2. Auflage, Verlag John Wiley & Sons, New York, 1960, Teil II, besonders auf S. 593, 611 und 617, beschrieben sind.The typical starting mixtures used in the process of the invention have heat capacities of about 10 to 15 cal / g-mole ° C. That is, 10 to 15 cal is required at temperatures outside the critical temperature range are to heat 1 g-mole of the mixture by 1 ° C. In the area of the critical temperature ao, however, the reaction mixtures have much higher heat capacities, e.g. B. those from 30 to 60 or 70 cal / g-mol ° C or even more. The heat capacity of the various mixtures can be calculated according to the method described by Hougen, Watson and Ragatz in "Chemical Process Principles", 2nd edition, Verlag John Wiley & Sons, New York, 1960, part II, especially on p. 593, 611 and 617.

Diese hohen Wärmekapazitäten von über 30 cal/ g-Mol ° C weisen die verschiedenen Reaktionsgemische bei Temperaturen auf, die um etwa 10 bis 500C von der kritischen Temperatur entfernt sind. Bei einigen Reaktionsgemischen ist die Wärmekapazität zwar sehr hoch, aber nur über einen verhältnismäßig engen Temperaturbereich hinweg. In anderen Fällen ist die Wärmekapazität nur von mäßiger Höhe, dafür aber über einen weiteren Temperaturbereich hinweg. Die höchste Wärmekapazität eines gegebenen Reaktionsgemisches liegt gewöhnlich etwas über seiner kritischen Temperatur.These high heat capacity of about 30 cal / g-mole C ° point to the various reaction mixtures at temperatures up to 50 0 C of the critical temperature away by about 10 degrees. In the case of some reaction mixtures, the heat capacity is indeed very high, but only over a relatively narrow temperature range. In other cases the heat capacity is only moderate, but over a wider temperature range. The highest heat capacity of a given reaction mixture is usually slightly above its critical temperature.

Das Vorerhitzen ist notwendig, um die Chlorierungsreaktion innerhalb einer wirtschaftlich tragbaren Zeitdauer auszulösen. Als »Vorerhitzungstemperatur« wird hier die Temperatur bezeichnet, die das Ausgangsgemisch an derjenigen Stelle des Reaktionsgefässes aufweist, hinter der ihm keine weitere Wärme von außen her zugeführt wird. Diese Stelle ist .gewöhnlich die Stelle, an der das Ausgangsgemisch aus dem Vorerhitzer austritt. Unter Umständen kann das Ausgangsgemisch etwas länger in der Vorerhitzungszone verbleibei/, in welchem Falle es sich durch die exotherme Reaktionswärme bereits auf eine Temperatur über der Temperatur des Hochdruckdampfes oder des sonstigen Wärmeaustauschmittels in dem Mantel des Erhitzers erwärmt. In diesen Fällen wird unter der Vorerhitzungstemperatur die höchste Temperatur des Wärmeaustauschmittels in dem Mantel des Erhitzers verständen. Wenn die ganze Wärme den als Ausgangsgut verwendeten Chlorkohlenwasserstoffen und bzw. od;r dem Chlor vor deren Vermischung zugeführt wird, ist die Vorerhitzüngstemperatur die Temperatur des Ausgangsgemisches unmittelbar nach dem Vermischen.Preheating is necessary to complete the chlorination reaction within an economically viable time trigger. The “preheating temperature” here is the temperature of the starting mixture has at that point of the reaction vessel behind which no further heat from him is fed from the outside. This point is. Usually the point at which the starting mixture from the preheater exit. Under certain circumstances, the starting mixture can remain in the preheating zone a little longer. in which case the exothermic heat of reaction has already brought it to a temperature above the Temperature of the high pressure steam or other heat exchange medium in the jacket of the heater warmed up. In these cases, the preheating temperature becomes the highest temperature of the heat exchange medium understand in the jacket of the heater. If all the warmth is the starting material The chlorinated hydrocarbons used and / or the chlorine is added before they are mixed the preheating temperature is the temperature of the starting mixture immediately after mixing.

Man arbeitet mit Vorerhitzungstempsraturen von 120 bis 2300C. Bei Vorerhitzungstempsraturen unter etwa 120°C springt die Reaktion so langsam an, daß sie unwirtschaftlich wird. Bei Vorerhitzungstemperatur :n über etwa 23O°C ist diejenige Temperaturspanne, in der das Reaktionsgemisch ungewöhnlich hoheWorking with Vorerhitzungstempsraturen 120-230 0 C. In Vorerhitzungstempsraturen below about 120 ° C jumps to the reaction is so slow that it is uneconomical. At preheating temperature: n above about 230 ° C. is the temperature range in which the reaction mixture is unusually high

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Wärmekapazitäten aufweist, bereits weitgehend über- bereich von 150 bis 2500C betragen die relativenHas heat capacities, already largely over the range from 150 to 250 0 C are the relative

schritten, und es besteht nicht mehr die Gelegenheit, Chlorierungsgeschwindigkeiten CH3ChCH2Cl2ICHCI3 and there is no longer an opportunity to determine the rate of chlorination CH 3 ChCH 2 Cl 2 ICHCI 3

die hohe Wärmekapazität des Reäktionsgemisches etwa 1,0:0,7:0,3. Wird die Temperatur aber auf 400the high heat capacity of the reaction mixture is about 1.0: 0.7: 0.3. But if the temperature rises to 400

dazu auszunutzen, daß ein Temperaturanstieg auf eine bis 5000C gesteigert, so nähern sich die relativento take advantage of the fact that a temperature rise increases to up to 500 ° C., the relative values approach

übermäßig hohe Maximaltemperatur verhindert wird. 5 Chlorierungsgeschwindigkeiten dem Verhältnis 1:1:1. Aus diesem Grunde darf die Vorerhitzungstemperatur Wenn also möglichst wenig Tetrachlorkohlenstoff ent-excessively high maximum temperature is prevented. 5 chlorination rates with a ratio of 1: 1: 1. For this reason, the preheating temperature may, if as little carbon tetrachloride as possible

nur in dem Temperaturbereich liegen, in dem das stehen soll, ist es wichtig, daß ein möglichst großer Teillie only in the temperature range in which it should be, it is important that as large a part as possible

Reaktionsgemisch eine Wärmekapazität von minde- der Chlorierungsreaktion bei den niedrigeren Tempc-Reaction mixture has a heat capacity of minor chlorination reaction at the lower tem-

stens 30 cal/g-Mol°C aufweist. raturen verläuft. Bei einer typischen bevorzugtenat least 30 cal / g-mol ° C. ratures runs. With a typical preferred

Vorzugsweise soll die Vorerhitzungstemperatur im io Ausführungsform der Erfindung findet 50% des ge-Bereich von etwa 180 bis 2300C liegen, besonders samten Chlorverbrauchs infolge der Wirkung der howenn das Ausgangsgut nennenswerte Mengen an Me- hen Wärmekapazität bei einem Temperaturanstieg um thylenchlorid enthält, weil man bei diesen höheren nur etwa 500C statt, und die übrigen 50% des Chlor-Vorerhitzungstemperaturen noch die hohe Wärme- Verbrauchs verursachen einen Temperaturanstieg von kapazität des Systems ausnutzen und dabei gleichzeitig 15 vielleicht 1500C, so daß man einen guten Chlorverden Vorteil höherer Reaktionsgeschwindigkeiten und brauch und eine schnelle Gesamtreaktion erhält. Unter mithin kürzerer Gesamtreaktionszeiten erzielen kann. diesen Bedingungen verläuft die Umsetzung zumPreferably, the preheating temperature must be within io embodiment of the invention is 50% of the GE-the range of about 180 to 230 0 C., due to the effect of the howenn contains particularly entire chlorine consumption, the output product appreciable amounts of metal hen heat capacity at a temperature rise to thylenchlorid because one at this higher only about 50 0 C instead, and the remaining 50% of the chlorine preheating temperatures nor the high heat consumption cause a temperature increase of the capacity of the system and at the same time 15 perhaps 150 0 C, so that one has a good chlorine advantage higher reaction rates and need and a quick overall reaction is obtained. Can thus achieve shorter overall reaction times. These conditions are implemented as of

Nach dem Vorerhitzen wird die Umsetzung unter überwiegenden Teil bei Temperaturen, die die BildungAfter preheating, the reaction takes place predominantly at temperatures that favor the formation

praktisch adiabatischen Bedingungen durchgeführt. der gewünschten, teilweise chlorierten Methane aufpractically carried out adiabatic conditions. of the desired, partially chlorinated methanes

Dies bedeutet, daß keine Mittel angewandt werden, 20 Kosten der Bildung von Tetrachlorkohlenstoff be-This means that no means are used to reduce the cost of carbon tetrachloride formation.

um den Reaktionsteilnehmern Wärme zuzuführen oder günstigen.to supply heat to the reactants or cheap.

zu entziehen. Vorzugsweise ist das Reaktionsgefäß Die Umsetzung kann absatzweise oder kontinuierisoliert, so daß die Reaktionswärme erhalten bleibt Hch in verschiedenen Arten von Reaktionsgefäßen, z. B. und die Umsetzung in kurzer Zeit, z. B. etwa 1 Mi- in Rührautoklaven, Röhrenreaktoren und Rohrleinute, vollständig verläuft. Durch die Isolierung wird 25 tungsreaktoren, durchgeführt werden. Feste Füllkörper auch eine unnötige Zerstreuung der Wärme in den und bzw. oder Katalysatoren sind nicht erforderlich, umgebenden Arbeitsraum verhindert. können aber gewünschtenfalls angewandt Werden.to withdraw. The reaction vessel is preferably The reaction can be isolated batchwise or continuously, so that the heat of reaction is retained in various types of reaction vessels, e.g. B. and the implementation in a short time, e.g. B. about 1 Mi- in stirred autoclaves, tubular reactors and pipe lines, runs completely. Through the isolation, 25 processing reactors will be carried out. Solid packing an unnecessary dissipation of the heat in the and / or catalysts are not necessary, surrounding work area. but can be used if desired.

Der Temperaturanstieg im Bereich der adiabatischen Vorzugsweise wird die Umsetzung kontinuierlich inThe temperature rise in the adiabatic range, the reaction is preferably continuous in

Reaktionsbedingungen muß mindestens 20°C betragen; einem füllkörperfreien Rohrleitungsreaktor durchge-The reaction conditions must be at least 20 ° C; a packed-body-free pipeline reactor

die höchste Reaktionstemperaturdarfjedoch nicht über 30 führt, dessen Länge mindestens das 125fache seinesthe highest reaction temperature, however, must not exceed 30, the length of which is at least 125 times its length

4500C liegen. Wenn der Temperaturanstieg nicht inneren Umfanges beträgt. In einem solchen Reaktor450 0 C lie. When the temperature rise is not within the inner circumference. In such a reactor

mindestens 200C beträgt, ist der erzielte Chlorierungs- findet eine laminare Strömung bei Reynolds-Zahleiiat least is 20 0 C, the chlorination is achieved is a laminar flow with Reynolds Zahleii

grad zu niedrig. Vorzugsweise soll der Temperatur- über 5000 statt, und infolgedessen erfolgt nur eine sehrdegree too low. Preferably the temperature should take place above 5000, and as a result only a very high one occurs

anstieg mindestens 1000C betragen und die höchste geringe Rückvermischung. Das freie Chlor wird weit-rise be at least 100 0 C and the highest low backmixing. The free chlorine is

Reaktionstemperatur im Bereich von etwa 300 bis 35 gehend durch Umsetzung mit dem Methylchlorid undReaction temperature in the range of about 300 to 35 going through reaction with the methyl chloride and

4500C liegen. Wenn die Höchsttemperatur 4500C bzw. oder Methylenchlorid verbraucht. Sobald die450 0 C lie. When the maximum temperature 450 0 C or or consumes methylene chloride. As soon as the

übersteigt, bilden sich große Mengen Tetrachlorkohlen- Chloroformkonzentration verhältnismäßig hoch wird,, large amounts of carbon tetrachloride are formed - chloroform concentration becomes relatively high,

stoff, da die höheren Temperaturen die Bildung der ist das freie Chlor bereits weitgehend verbrauchtsubstance, since the higher temperatures are the formation of the free chlorine is already largely used up

stärker chlorierten Derivate begünstigen. Ferner wird worden. Daher besteht an keiner Stelle des Reaktions-favor more chlorinated derivatives. Furthermore, has been. Therefore, at no point in the reaction

bei Temperaturen wesentlich über 450°C die Gefahr 40 gefäßes eine Kombination von Bedingungen, unterat temperatures well above 450 ° C the risk of a combination of conditions under

ejner starken Verkokung und. bzw. oder von Explo- denen die Bildung des unerwünschten Tetrachlor-ejner strong coking and. or or from explo- those the formation of the undesired tetrachlor

siorieri bedeutend erhöht. ... kohlenstoffs begünstigt wird, und die in dem gleich-siorieri significantly increased. ... is favored by carbon, and in the same

Di'e hauptsächlichen Größen, von denen die jeweils zeitigen Auftreten einer verhältnismäßig hohen Chloro-The main quantities, of which the respective early occurrence of a relatively high chlorine

erreichte Höchsttemperatur abhängt, sind formkonzentration, einer verhältnismäßig hohen Chlor-reached maximum temperature depends on the concentration of form, a relatively high chlorine

45 konzentration und einer verhältnismäßig hohen Tem-45 concentration and a relatively high temperature

a) die Zusammensetzung der als Aüsgangsgüt ver- peratur bestehr. .,.!·■
wendeten Chlorkohlenwasserstoffe, -Df Reaktionsgefaß kann aus jedem beliebigen
a) the composition of the output temperature. .,.! · ■
used chlorinated hydrocarbons, - D f reaction vessel can be made from any

..,.-. Werkstoff bestehen, der dem Reaktionsdruck ,und den.., .-. Material exist, the reaction pressure, and the

b) das Molverhältnis.von Chlor zu den Chlorkohlen- chemischen Stoffen widersteht. Bevorzugte1 Werkwasserstqffen und \t ■ 50 stoffe für den Hochtemperaturteil der Vorrichtung sindb) Resists the molar ratio of chlorine to the chlorinated carbon chemical substances. Preferred 1 working hydrogen and \ t ■ 50 substances for the high temperature part of the device are

■'.',,. ,', nickelreiche Legierungen, die noch Chrom oder Mo-■ '.' ,,. , ', nickel-rich alloys that still contain chromium or mo-

c) die Vorerhitzungstemperatur. lybjän enthalten. Diese können entweder für sichc) the preheating temperature. lyb j än included . These can either be on their own

v . allein oder als Auskleidungen auf: anderen Metallen Wenn das Ausgangsgut bereits wesentliche Mengen verwendet werden. Für die Niedertemperaturteile der Chloroform enthält, so wird dieses, besonders.bei den 55 Vorrichtung können verschiedene.*. Flußstahle oder niedrigeren Temperaturen, nicht leicht chlorierte Wenn rostfreie Stähle verwendet werden,
eine wesentliche Menge Tetrachlorkohlenstoff vor- Im allgemeinen werden die als Ausgangsgut ve'nvenhanden ist, so wird dieser überhaupt nicht chloriert deten Chlorkohlenwasserstoffe und das Chlor geson- und trägt daher nicht zur Wärmeentwicklung bei der dert durch zwei Hochdruckpumpen auf den gewün-Reaktion bei. Wenn der Chlorgehalt des Reaktions- 60 sehten Druck gebracht und kann kalt oder bei Kaumgemisches steigt, steigt auch die exotherme Reaktions- temperatur miteinander gemischt. Dieses Gemisch wärme. Je höher die Vorerhitzungstemperatur ist, wird dann durch einen Wärmeaustauscher geleitet, /.. H. desto weniger Wärmekapazität bleibt zum Absorbieren durch einen Vorerhitzer, durch dessen Mantel hoeligeder Reaktionswärme verfügbar, und desto höher steigt spanntcr Wasserdampf strömt. Man kann alvr auch die daher die Endtemperatur. 65 als Ausgangsstoffe dienenden Chlorkohlenwasserstoffe. Die relativen Chlorierungsgeschwindigkeiten der drei das Chlor oder, beide vor'dein Vermischen gesondert teilweise chlorierten Chlormethane variieren stark in erhitzen, in welchem Falle nach.dem l'rliil/en nur Abhängigkeit von der Temperatur. Im Temperatur- wenig oder keine weitere Wärme zugeführt zu- weiden
v . alone or as linings on: other metals if the original material has already been used in substantial quantities. For the low-temperature parts containing chloroform, this, especially with the 55 devices, can be different. *. Mild steels or lower temperatures, not easily chlorinated If stainless steels are used,
A substantial amount of carbon tetrachloride is generally available as the starting material, so this is not chlorinated at all and the chlorine is separated from the chlorine and therefore does not contribute to the generation of heat during the change caused by two high-pressure pumps on the desired reaction. If the chlorine content of the reaction is brought to a high pressure and can be cold or if there is hardly any mixture, the exothermic reaction temperature also rises when mixed with one another. This mixture is warming. The higher the preheating temperature is then passed through a heat exchanger. One can alvr also the therefore the final temperature. 65 chlorinated hydrocarbons used as starting materials. The relative rates of chlorination of the three chlorine or, both of which are separately partially chlorinated chloromethanes before being mixed, vary greatly in heating, in which case after the mixture only depends on the temperature. In the temperature, little or no additional heat is supplied to graze

9 109 10

braucht. Wenn die Stoffe im Kreislauf geführt werden, G) Das Verfahren ist sehr variationsfähig, indem esneeds. If the substances are circulated, G) The process is very varied by adding it

kann dies bei erhöhten Temperaturen und bzw. oder die Herstellung von Methylenchlorid und Chloro-this can be done at elevated temperatures and / or the production of methylene chloride and chloro

erhöhten Drücken erfolgen. form in nahezu jedem beliebigen Verhältnis in derincreased pressures. form in almost any ratio in the

Die Gesamtreaktionszeit von dem Zeitpunkt, zu gleichen Anlage gestattet.The total reaction time from the point in time allowed to the same system.

dem die Reaktionsteilnehmer aus dem Vorerhitzer aus- 5 H) Dje Umset2ung verIäuft rasch oft in weniger als from which the reactants from the preheater take 5 H) The conversion takes place quickly, often in less than

treten bis zu dem Zeitpunkt zu dem sie aus dem dner Minute> und ,-ßt sjch trot2dem m ^step up to the point in time at which they leave the minute> and , - sjch trot2dem m ^

adiabatischen Teil des Reaktiorisgefaßes austreten einfach gebauten Anlage praktisch unter Kon.adiabatic part of the Reaktiorisgefaßes emerge simply built system practically under con.

betragt gewöhnlich etwa 0,5 bis 3 Minuten, meist trolle halten
etwa 1 bis 1,5 Minuten. Am Ende dieses Zeitraumes
Usually takes about 0.5 to 3 minutes, usually trolls hold
about 1 to 1.5 minutes. At the end of this period

ist das Chlor gewöhnlich vollständig verbraucht, be- ίο I) Da die Umsetzungsprodukte bereits unter hohemif the chlorine is usually completely consumed, ίο I) Since the reaction products are already under high

sonders wenn die höchste ·Reaktionstemperatur im Druck stehen, ist es sehr einfach, mindestens einenbut when the pressure is at the highest reaction temperature, it is very easy to find at least one

Bereich von etwa 250 bis 4500C liegt/ Teil der nachfolgenden Destillation bei erhöhtemRange from about 250 to 450 0 C / part of the subsequent distillation is at increased

Das Produkt oder die Produkte können auf bekannte Druck durchzuführen, und dies wiederum er-Weise gewonnen werden; gewöhnlich effolgt dies durch leichtert die Abtrennung des Chlorwasserstoffs Destillation. Wenn die Umsetzung kontinuierlich 15 von dem im Kreislauf zu führenden Methyldurchgeführt wird, werden das gewünschte Produkt chlorid bedeutend,
bzw. die gewünschten Produkte und die unerwünschten
The product or products can be carried out at known pressure, and this in turn can be obtained; This is usually followed by distillation, which facilitates the separation of the hydrogen chloride. If the reaction is carried out continuously from the methyl to be recycled, the desired product chloride will be significant,
or the desired products and the undesired ones

Produkte (hauptsächlich Chlorwasserstoff und Tetra- In den folgenden Beispielen wird eine Pumpe für dasProducts (mainly hydrogen chloride and tetra- In the following examples a pump for the

chlorkohlenstoff) fortlaufend durch Destillation ent- Chlor und eine andere Pumpe für das Gemisch aus denchlorocarbon) continuously by distillation ent- chlorine and another pump for the mixture from the

fernt, vorzugsweise bis zu einem technisch bequem 20 übrigen Bestandteilen, nämlich Methylchlorid (CH3Cl),removes, preferably up to a technically convenient 20 remaining components, namely methyl chloride (CH 3 Cl),

durchführbaren Mindestgehalt, während der Rest im Methylenchlorid (CH2Cl2), Chloroform (CHCl3), Te-feasible minimum content, while the rest in methylene chloride (CH 2 Cl 2 ), chloroform (CHCl 3 ), Te-

Kreislauf geführt wird. trachlorkohlenstoff (CCl4) und Chlorwasserstoff (HCl),Cycle is performed. carbon trachloride (CCl 4 ) and hydrogen chloride (HCl),

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet zahlreiche verwendet. Die Ausgangsstoffe kommen unter denThe inventive method offers numerous uses. The starting materials come under the

Vorteile: in den Beispielen angegebenen Drücken von diesenAdvantages: pressures given in the examples of these

25 Pumpen, d. h. bei Drücken oberhalb der kritischen25 pumps, d. H. at pressures above the critical

A) Durch das Arbeiten oberhalb des kritischen Drücke der Gemische, die bei etwa 65 at liegen. Diese Druckes und die dadurch bedingte Vermeidung Stoffe werden unter dem hohen Druck gemischt und einer wesentlichen Menge einer normalen Dampf- einem Vorerhitzer zugeführt, der aus einem 9,525 mm phase vermeidet man die Schwierigkeit einer ort- weiten und 16,76 m langen Nickelrohr besteht. Der liehen hohen Chlorkonzentration in der Dampf- 30 Vorerhitzer ist von einem Mantel umgeben, in dem sich phase, d. h. einer Chlorkonzentration, die viel hochgespannter Wasserdampf oder ein anderes Wärmehöher ist als diejenige in der flüssigen Phase, und austauschmittel befinden kann. Nach dem Durchströdie leicht zur Bildung explosiver Gemische führen men des Wärmeaustauschers befindet sich das Auskönnte, gangsgemisch auf der in der nachstehenden TabelleA) By working above the critical pressures of the mixtures, which are around 65 at. This Pressure and the resulting avoidance of substances are mixed under the high pressure and a substantial amount of normal steam fed to a preheater consisting of a 9.525 mm phase, one avoids the difficulty of a 16.76 m long nickel tube. the lent high chlorine concentration in the steam preheater is surrounded by a jacket in which phase, d. H. a chlorine concentration, which is much higher tension water vapor or some other heat higher than that in the liquid phase, and can be located as a medium of exchange. After flowing through easily lead to the formation of explosive mixtures. starting mixture on the table below

B) Durch die Ausnutzung der hohen Wärmekapazi- 35 angegebenen Vorerhitzungstemperatur Das vorertät des Reaktionsgemisches vermeidet man die hitzte Gem.sch gelangt m einen Rohrleitungsreaktor Notwendigkeit einer großen Menge eines inerten a"s ein5" f 8luhtem Nfckel-Chrom-StobJrohr von Reaktionsmediums (wie Tetrachlorkohlenstoff) ' mm ?υ? ™Ύ unf 30'48 m £?,??? fs "ut emer und die dadurch bedingte Notwendigkeit der I0 c™. dicker, Rohnsolation umhüllt ist. In diesem Abtrennung und Kreislaufführung eines solchen 4° Reaktionsgefaß werden die in den Beispielen ange-Reaktionsmediums. g^ebe^n höchsten Reaktionstemr^raturen erreicht.B) indicated by the utilization of the high Wärmekapazi- 35 preheat the vorertät of the reaction mixture one avoids m reaches the overheated Gem.sch a pipeline reactor need for a large amount of an inert a "s a 5" f 8 luhtem Nfckel chromium StobJrohr of reaction medium ( like carbon tetrachloride) ' mm ? υ ? ™ Ύ un f 30 '48 m £?, ??? fs "ut e mer and the resulting necessity of I 0 c ™. thick, Rohnsolation is coated. In this separation and recycling of such a 4 ° reaction vessel in the examples attached reaction medium are. g ^ ebe ^ n highest Reaktionstemr ^ temperatures achieved.

Am Ende des Rohrleitungsreaktors strömt das Reak-At the end of the pipeline reactor, the reac-

C) Durch die Vermeidung des inerten Reaktions- tionsgemisch durch ein Druckentspannungsventil, mediums wird gleichzeitig die verfügbare Konzen- worauf das Methylenchlorid und bzw. oder Chlorotration der für,die Chlorierung bestimmten Aus- 45 form durch Destillation abgetrennt werden. Der gajigsstoffe wesentlich erhöht, und wenn mehr Chlorwasserstoff wird ebenfalls abgetrennt und der Methylchlorid zur Umsetzung zur Verfügung Verwendung bei anderen Verfahren zugeführt. Auch steht, wird das Chlor in erster Linie mit dem überschüssige Mengen an Tetrachlorkohlenstoff wer-Methylchlorid reagieren, was zu einer bedeutend den abgetrennt. Das Methylchlorid und etwaige höheren Reaktionsgeschwindigkeit führt. 50 Mengen an Methylenchlorid, Chloroform und Tetra-C) By avoiding the inert reaction tion mixture by a pressure relief valve, the medium is at the same time the available Concen- after which the methylene chloride and or or Chlorotration intended for the chlorination off form 45 separated by distillation. The gajigsstoffe increases significantly, and if more hydrogen chloride is also separated off and the methyl chloride is supplied to the reaction available for use in other processes. Also, the chlorine will primarily react with the excess amounts of carbon tetrachloride or methyl chloride, resulting in a significant separation. The methyl chloride and any higher reaction rate will result. 50 amounts of methylene chloride, chloroform and tetra-

D) Dadurch, daß der größte Teil der Umsetzung bei chlorkohlenstoff, die nicht abgetrennt worden sind, verhältnismäßig niedrigen Temperaturen durch- werden im Kreislauf geführt.D) Because most of the conversion takes place in the case of chlorocarbons that have not been separated off, relatively low temperatures are carried out in a cycle.

geführt und das Auftreten von Temperaturen über Die Beispiele sind in Form der nachstehenden The examples are in the form of the following

4500C vermieden wird, wird die Ausbeute an den Tabelle zusammengefaßt. Im Beispiel 1 sind die Vorgewünschten Produkten, nämlich Methylenchlorid 55 erhitzungstemperatur und die Chlorkonzentration und bzw. oder Chloroform, erhöht und die Aus- verhältnismäßig niedrig, so daß bei diesem Versuch beute an dem unerwünschten Tetrachlorkohlen- etwas mehr Methylenchlorid als Chloroform entsteht, stoff vermindert. 1™ Beispiel 2 sind die Chlorkonzentration und die an-450 0 C is avoided, the yield is summarized in the table. In Example 1, the pre-desired products, namely methylene chloride 55 heating temperature and the chlorine concentration and / or chloroform, are increased and the output is relatively low, so that in this experiment a little more methylene chloride than chloroform is produced in the unwanted carbon tetrachloride. 1 ™ Example 2 are the chlorine concentration and the other

. 4 ' , . , ■ fängliche -Konzentration an Methylenchlond etwas. 4 ',. , ■ catchy concentration of methylene chloride somewhat

E) Die Ausnutzung des Chlors ist sehr gut; sie be- 6o höher( und es bildet sich etwas mehr chloroform. Im tragt praktisch 100%, wenn die maximale Reak- Bej ie, 3 ist die anfängliche Methylchloridkonzentra- ^n noSpmperatUr im Bereich VOn etWa 25° blS tion hoch und die Chlorkonzentration niedrig, so daß 450 C hegt. vorwiegend eine Umwandlung zu MethylenchlondE) The utilization of the chlorine is very good; they undergo 6o higher (and practically forms somewhat more chloroform. In it carries 100% when the maximum reaction Bej ie, 3 is the initial Methylchloridkonzentra- ^ n o n S p mperature in the range of about 25 ° BLS tion high and the chlorine concentration is low, so that 450 ° C. is predominantly a conversion to methylene chloride

F) Es bedarf keines äußerst wirksamen Wärmeaus- erfolgt. Im Beispiel 4 sind sowohl die anfängliche tauschers, um das Durchgehen der Umsetzungen 65 Methylenchloridkonzentration als auch die Vorerhitzu verhindern, das bei anderen Verfahren als zungstemperatur und die höchste Reaktionstemperatur Folge der hohen Reaktionswärme und bzw. oder hoch, mit dem Ergebnis, daß vorwiegend eine Umwandhoher örtlicher Chlorkonzentrationen auftritt. lung zu Chloroform erfolgt. Im Beispiel 5 sind dieF) There is no need for an extremely effective heat output. In example 4, both are the initial exchanger to allow the methylene chloride concentration to run through the reactions as well as the preheating prevent this in processes other than the temperature of the tongue and the highest reaction temperature Result of the high heat of reaction and / or high, with the result that predominantly a conversion high local chlorine concentrations occurs. treatment to chloroform takes place. In example 5 they are

Temperaturen und die Chlorkonzentration verhältnismäßig hoch, und infolgedessen werden hohe Umwandlungsgrade erzielt, und die Chlöroformkonzentration im Produkt ist verhältnismäßig hoch. Im Beispiel 6 sind die Chlorkonzentration und die Temperaturen 12 Temperatures and the chlorine concentration are relatively high, and consequently high degrees of conversion are achieved and the chloroform concentration in the product is relatively high. In example 6, the chlorine concentration and temperatures are 12

verhältnismäßig hoch, so daß hohe Umwandlungsgrade des Methylchlorids bis zu Chloroform erzielt werden. In sämtlichen Beispielen beträgt die Menge des gebildeten Tetrachlorkohlenstoffs nur etwa 2 bis % der Menge des gebildeten Chloroforms.relatively high, so that high degrees of conversion of methyl chloride to chloroform are achieved will. In all examples, the amount of carbon tetrachloride formed is only about 2 to % of the amount of chloroform formed.

Zusammensetzung des Ausgangsgutes,
Gewichtsprozent
Composition of the starting material,
Weight percent

CH3Cl CH 3 Cl

CH2Cl2 CH 2 Cl 2

CHCl3 CHCl 3

CCl4 CCl 4

HCl HCl

Cl2 Cl 2

Zusammensetzung des Produktes, GewichtsprozentComposition of the product, percent by weight

CH3Cl CH 3 Cl

CH2Cl2 CH 2 Cl 2

CHCl3 CHCl 3

HCl HCl

Ci2 : Ci 2 :

Vorerhitzungstemperatur 0C Preheating temperature 0 C

Wärmekapazität bei der VorerhitzungstemperaturHeat capacity at the preheat temperature

cal/g-Mol 0C cal / g-mole 0 C

Pseudokritische Temperatur, 0C Pseudocritical temperature, 0 C

Höchste Reaktionstemperatur, 0C Highest reaction temperature , 0 C

Reaktionsdruck*), ata Reaction pressure *), ata

Molverhältnis (teilweise chloriertes Methan) :(Chlor).. Erzeugungsverhältnis kg CHCykgMolar ratio (partially chlorinated methane): (chlorine) .. Generation ratio kg CHCykg

CH2Cl2 CH 2 Cl 2

Erzeugungsverhältnis kg CClJkg Generation ratio kg CClJkg

CHCI3 CHCI 3

*) Der Druck in der Vorerhitzungsstufe ist praktisch der*) The pressure in the preheating stage is practically that

22 Beispielexample 33 44th 55 11 38,1538.15 48,7848.78 35,7035.70 31,2231.22 44,1944.19 47,4847.48 32,6432.64 49,9649.96 43,7243.72 41,3841.38 0,120.12 7,517.51 2,702.70 5,575.57 0,220.22 0,240.24 0,460.46 0,060.06 0,340.34 0,490.49 00 2,272.27 0,630.63 0,120.12 00 14,0114.01 8,348.34 10,9510.95 19,0319.03 13,7213.72 33,9233.92 42,3942.39 31,6931.69 24,8724.87 40,7640.76 52,8952.89 40,8640.86 52,1252.12 48,3648.36 47,2947.29 5,525.52 9,679.67 9,729.72 16,3016.30 4,234.23 0,400.40 0,500.50 0,240.24 0,570.57 0,610.61 7,197.19 6,526.52 6,236.23 9,909.90 7,047.04 0,080.08 0,050.05 00 00 0,070.07 150150 163163 221221 205205 148148 3030th 3333 4141 5353 3030th 181181 169169 184184 183183 175175 198198 191191 343343 372372 195195 9696 9898 9696 8989 9696 6,76.7 12,012.0 8,68.6 4,44.4 7,17.1 1,01.0 0,30.3 3,33.3 2,32.3 0,70.7 0,030.03 0,020.02 0,030.03 0,020.02 0,030.03

34,1334.13

41,2141.21

19,2919.29

21,90 51,40 15,9921.90 51.40 15.99

0,65 10,060.65 10.06

0
211
0
211

43
180
400
43
180
400

8989

gleiche wie der Reaktionsdruck.same as the reaction pressure.

Claims (7)

und 350°C umgesetzt wird. Unter diesen Bedingungen Patentansprüche: soll die Reaktion »entweder in flüssiger Phase oder in einer stark verdichteten Dampfphase« verlaufen.and 350 ° C is implemented. Under these conditions, patent claims: should the reaction proceed “either in the liquid phase or in a highly compressed vapor phase”. 1. Verfahren zur Teilchlorierung von Methyl- Zur Chlorierung eines flüchtigen Ausgangsstoffes, wie1. Process for the partial chlorination of methyl- For chlorination of a volatile starting material, such as chlorid und bzw. oder Methylenchlorid, da- 5 Methan, soll dieser nach den Angaben der Patentschriftchloride and / or methylene chloride, then 5 methane, this should be according to the specifications of the patent durch gekennzeichnet, daß man' vor der Chlorierung in einem Lösungsmittel, wie Tetra-characterized in that ' before the chlorination in a solvent such as tetra . .„ ., iAii ^-..i .., , · ,-,»,r ι chlorkohlenstoff, gelöst werden. In dem einzigen Aus-. . “., IAii ^ - .. i ..,, ·, -,», r ι chlorocarbon, be solved. In the only exit λ!τ\?7μ f 8Vi A01TZl ,blSl5, J führungsbeispiel, das die Herstellung einer Chlor-λ! τ \? 7μ f 8 Vi A 01 TZl , blSl 5, J management example showing the production of a chlorine Methylchlorid und bzw. oder Methylench orid methanverbindung beschreibt, wird Methan in Tetra-Methylene chloride and or or Methylench ORID met hanverbindung describes methane in tetra- ieie!"^DniC On^ni S^nS65uata ? 10 chlorkohlenstoff gelöst und dann mit 3 bis 4 Mol bis 230 C, aber in diesem Bereich nur auf CWor je Mol Methan bei 240 bjs 250oc und 70 i eie ! "^ Dn i C On ^ ni S ^ nS65 u ata ? 10 chlorinated carbon and then with 3 to 4 mol up to 230 C, but in this range only to CWor per mol methane at 240 bjs 250 o c and 70 solche Temperaturen be. welchen die Warme- ha tsächlich zu Tetrachlorkohlenstoff umgesetzt. Die kapazität des Umsetzungsgemisches 30 cal Umsetzung wird in einem Rohr durchgeführt/das in g-Mol C oder mehr betragt, erhitzt, worauf ein flüssiges Wärmeaustauschmittel eintaucht, welchessuch temperatures be. which the heat has actually converted to carbon tetrachloride. The capacity of the reaction mixture 30 cal of reaction is carried out in a tube / which is in g-mol of C or more, heated, whereupon a liquid heat exchange agent is immersed, which ?an . «, . .... 15 dazu dient, die Reaktionstemperatur im wesentlichen? on . «,. .... 15 serves to set the reaction temperature essentially 2. die exotherme Chlonerungsreaktion in einem konstant zu halten.2. Maintaining the exothermic Chlonerungsreaktion konsta nt in one. Reaktor unter im wesentlichen adiabatischen Chlorierungsreaktionen dieser Art sind so starkReactors under essentially adiabatic chlorination reactions of this type are so powerful Bedingungen derart ablaufen laßt daß die exoth daß sie leicht zur Zersetzung oder sogar zurConditions such that the exoth can easily decompose or even decompose Umsetzungstemperatur mindestens 20 C über E josion führen. Der Tetrachlorkohlenstoff und das d'eVorerhitzungstem^ratur, aber nicht hoher 2o ^ Wärmeaustauschmittel werden bei dem Ver-Reaction temperature at least 20 C above E j osion lead. The carbon tetrachloride and the d 'e ^ Vorerhitzungstem temperature, but not high 2o ^ heat exchange means are in the encryption als 450 C steigt, und daß ein Teil des adiaba- fahren def genannten USA-Patentschrift zweifellos alsthan 450 C rises, and that part of the adiaba- drive def mentioned USA patent undoubtedly as tischen Temperaturanstiegs in dem Tempera- Mjttel verwendet um die Umsetzung unter Kontrolletable temperature rise in the temperature means used to keep the reaction under control turbereich erfolgt, in dem das Umsetzungs- ^ halten Durch diese hohe Konzentration an Tetra.ture area takes place in which the conversion ^ hold by this high concentration of Tetra . fnmiw xintWärmekapazität von mindestens chlorkohlenstoff wird aber die wirksame Konzentra-fn mi w xi n t heat capacity of at least chlorine carbon, however, the effective concentration 30 cal/g-Mol C aufweht, worauf man tion def zu chlorierenden Verbindung und mithin das30 cal / g-mole C comes up, whereupon one tion def to chlorinating compound and therefore that 3. das einen höheren Chlorgehalt als das Aus- produktionsvermögeil des Systems herabgesetzt. Fergangsgut aufweisende Methylenchlond und nef ü def nten USA-Patentschrift nicht die bzw. oder Chloroform abtrennt. besondere Aufgabe zu Grunde, eine möglichst hohe3. The reduced by a higher chlorine content than the initial p roduktionsverm ög eil of the system. Ready-to-use methylene chloride and a new US patent that does not separate or or chloroform. special task, as high as possible 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Ausbeute an Methylenchlorid und bzw. oder Chlorozeichnet, daß als Ausgangsgut ein Gemisch ver- 3<> form und eine möglichst niedrige Ausbeute an Tetrawendet wird, das mindestens 30 Gewichtsprozent chlorkohlenstoff zu erzielen.2. The method according to claim 1, characterized in the yield of methylene chloride and / or chloro draws, that a mixture is used as the starting material and the lowest possible yield of tetra is used is to achieve the at least 30 weight percent chlorocarbon. Methylchlorid, mindestens 30 Gewichtsprozent Es wurde festgestellt, daß die Teilchlorierung vonMethyl chloride, at least 30 percent by weight. The partial chlorination of Methylenchlorid und nicht mehr als 10 Gewichts- Methylchlorid und bzw. oder Methylenchlorid inMethylene chloride and not more than 10 weight methyl chloride and / or methylene chloride in prozent Chloroform enthält. sicherer und äußerst wirksamer Weise durchgeführtpercent contains chloroform. done in a safe and extremely effective manner 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 35 werden kann, wenn man gewisse ausschlaggebende gekennzeichnet, daß es bei einem Molverhältnis Variable derart unter Kontrolle hält, daß die hohe Chlor zu Methylchlorid und bzw. oder Methylen- Wärmekapazität ausgenutzt wird, die das Reaktionschlorid im Bereich von 1:4 bis 1:7 durchgeführt gemisch unter bestimmten Kombinationsbedingungen wird. von Druck und Temperatur aufweist. Zu diesen Be-3. The method according to claim 1 or 2, can be 35, if you have certain crucial characterized in that it keeps variables under control at a molar ratio such that the high Chlorine to methyl chloride and / or methylene heat capacity is used, the reaction chloride carried out in the range from 1: 4 to 1: 7 mixture under certain combination conditions will. of pressure and temperature. At this point 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch 4° dingungen gehört, daß das Reaktionsgemisch sich auf gekennzeichnet, daß die Chlorierungsstufe bei etwa einem seinen kritischen Druck übersteigenden Druck 85 bis 130 at durchgeführt wird. und auf einer Temperatur in einem bestimmten Bereich4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the reaction mixture includes 4 ° conditions characterized in that the chlorination stage at about a pressure exceeding its critical pressure 85 to 130 at is carried out. and at a temperature in a certain range 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch in bezug auf seine kritische Temperatur befindet, wie gekennzeichnet, daß das Umsetzungsgemisch auf nachstehend beschrieben. Infolge der hohen Wärmeeine Temperatur im Bereich von etwa 180 bis 45 kapazität, die das Reaktionsgemisch unter diesen be-2300C vorerhitzt wird. sonderen Bedingungen aufweist, läßt sich die Umset-5. The method according to claim 1 to 4, characterized in relation to its critical temperature, as characterized in that the reaction mixture is described below. Due to the high heat, a temperature in the range of about 180 to 45 capacity which is pre-heated the reaction mixture under these be-230 0 C. has special conditions, the implementation 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch zung derart adiabatisch durchführen, daß ein großer gekennzeichnet, daß die Chlorierung unter Errei- Teil der exothermen Reaktionswärme in dem Reakchung einer maximalen Reaktionstemperatur im tionsgemisch absorbiert wird. Hierbei geht die Reak-Bereich von etwa 300 bis 4500C durchgeführt wird. 50 tion zum großen Teil bei verhältnismäßig niedrigeren6. The method according to claim 1 to 5, characterized in such a way adiabatically perform tongue that a large one characterized in that the chlorination is absorbed under reaching part of the exothermic heat of reaction in the Reakchung a maximum reaction temperature in the tion mixture. Here the reac range goes from about 300 to 450 0 C is carried out. 50 tion for the most part at relatively lower rates 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch Temperaturen vor sich, die die Bildung von Methylengekennzeichnet, daß mindestens eines der im Um- chlorid und bzw. oder Chloroform begünstigen, und setzungsgemisch enthaltenen, teilweise chlorierten das Reaktionsgemisch erreicht niemals die hohen Methane im Kreislauf in das Ausgangsgut zurück- Temperaturen, die die Bildung von Tetrachlorkohlengeführt wird. 55 stoff begünstigen, oder etwa noch höhere Temperaturen, die zur Zersetzung oder Explosion führen.7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that temperatures in front of them which indicate the formation of methylene that at least one of the in the um- chloride and / or chloroform favor, and partially chlorinated, the reaction mixture never reaches the high levels Methane is returned to the starting material in the cycle - temperatures that lead to the formation of carbon tetrachloride will. 55 favor the substance, or even higher temperatures that lead to decomposition or explosion. Gleichzeitig kann man die Temperatur in gesteuerterAt the same time you can control the temperature in Weise auf einen so hohen Endwert ansteigen lassen, daß die Gesamtumsetzung rasch verläuft und das Chlor 6o praktisch vollständig verbraucht wird.Let rise way to such a high final value that the overall conversion is rapid and the chlorine 6o is practically completely consumed. In der USA-Patentschrift 2 105 733 sind verschiedene Das erfindungsgemäße Verfahren zur Teilchlorie-In the USA patent 2 105 733 are various The inventive method for Teilchlorie- bekannte Verfahren zum Chlorieren von gesättigten rung von Methylchlorid und bzw. oder Methylen-Kohlenwasserstoffen und ihren teilweise chlorierten chlorid ist dadurch gekennzeichnet, daß man
Derivaten beschrieben. Die Patentschrift selbst betrifft
known method for chlorinating saturated tion of methyl chloride and / or methylene hydrocarbons and their partially chlorinated chloride is characterized in that one
Derivatives described. The patent specification itself concerns
in erster Linie Verfahren, bei denen elementares Chlor 65 1. ein Gemisch aus 1 Mol Chlor und 3 bis 12 Mol mit den Kohlenwasserstoffen oder ihren Derivaten Methylchlorid und bzw. oder Methylenchloridprimarily processes in which elemental chlorine 65 1. a mixture of 1 mol of chlorine and 3 to 12 mol with the hydrocarbons or their derivatives methyl chloride and / or methylene chloride unter Innehaltung eines Druckes zwischen etwa 10 bei einem Druck von mindestens 65 at auf 120 biswhile maintaining a pressure between about 10 at a pressure of at least 65 at to 120 bis und 150 at und einer Temperatur zwischen etwa 100 2300C, aber in diesem Bereich nur auf solcheand 150 at and a temperature between about 100 230 0 C, but in this range only to such
DE19671618781 1966-05-11 1967-05-11 Process for the partial cloning of methyl chloride and / or methylene chloride Expired DE1618781C (en)

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