DE1768493B2 - Process for the continuous production of 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane in addition to 1,2-dichloroethane by oxychlorination of ethylene - Google Patents

Process for the continuous production of 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane in addition to 1,2-dichloroethane by oxychlorination of ethylene

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DE1768493B2
DE1768493B2 DE19681768493 DE1768493A DE1768493B2 DE 1768493 B2 DE1768493 B2 DE 1768493B2 DE 19681768493 DE19681768493 DE 19681768493 DE 1768493 A DE1768493 A DE 1768493A DE 1768493 B2 DE1768493 B2 DE 1768493B2
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Gerard Bois Colombes Benaroya
Maxime Paris Graulier
Francois Martigues Laine
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    • C07C17/152Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons
    • C07C17/156Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons of unsaturated hydrocarbons

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Description

zone von 250 bis 400° C und in der zweiten 35 chloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan, weil prak-Katalysatorzone von 255 bis 4100C einhält tisch kein 1,2-Dichloräthan vorliegt. In den auf diezone from 250 to 400 ° C and in the second 35 chloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane, because the prak catalyst zone of 255 to 410 0 C adheres to table no 1,2-dichloroethane is present. In the on the

heißesten Bereiche folgenden Katalysatorzonen ist die Konzentration der Reaktionsteilnehmer 1,2-Dichloräthan, Chlorwasserstoff und Sauerstoff erhöht, aber die Temperatur ziemlich niedrig, und die Bildung von 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan erfolgt wegen der hohen Aktivierungsenergien nur langsam. Außerdem bewirken die üblicherweise bei der Oxychlorierung von Äthylen verwendeten Kata-hottest areas following catalyst zones is the concentration of the reactants 1,2-dichloroethane, Hydrogen chloride and oxygen increased, but the temperature quite low, and the formation of 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane only takes place because of the high activation energies slow. In addition, the catalysts commonly used in the oxychlorination of ethylene

e) 0,5 bis 12MoI Äthylen je Stunde und Liter 35 lysatoren eine Reaktion, die im wesentlichen zu Katalysator zuführt. 1,2-Dichloräthan führt.e) 0.5 to 12MoI ethylene per hour and liter 35 lysatoren a reaction which essentially leads to Catalyst feeds. 1,2-dichloroethane leads.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Die in den vorstehenden Patentansprüchen aufkennzeichnet, daß man die Oxychlorierung in gezeigte Erfindung betrifft nun ein neues Verfahren einer oder mehreren rohrförmigen oder vielroh- zum Oxychlorieren von Äthylen, mit dem im Gegenrigen Vorrichtungen durchführt und die zweite 40 satz zu den bisherigen Verfahren chlorierte, gesättigte Katalysatorzoiie in Rohren anordnet, deren Verbindungen mit 2 Kohlenstoffatomen, insbesondere Durchmesser größer ist als der der Rohre, die neben 1,2-Dichloräthan, wesentliche Anteile an 1,1,2-die erste Katalysatorzone enthalten. Tetrachloräthan erhalten werden, z. B. mindestens2. The method according to claim 1, characterized in that in the preceding claims, That one the oxychlorination shown in the invention now relates to a new process one or more tubular or vielroh- for oxychlorination of ethylene, with the opposite Devices carries out and the second 40 set to the previous process chlorinated, saturated Catalyst zoiie arranged in tubes, their compounds with 2 carbon atoms, in particular The diameter is larger than that of the tubes, which in addition to 1,2-dichloroethane, substantial proportions of 1,1,2-die contain first catalyst zone. Tetrachloroethane can be obtained, e.g. B. at least

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 8 Molprozent, vorzugsweise 10 bis 15 Molprozent gekennzeichnet, daß man in der zweiten Zone 45 und bis zu 20 Molprozent, bezogen auf das umge-3. The method according to claim 1 or 2, characterized in 8 mol percent, preferably 10 to 15 mol percent characterized that in the second zone 45 and up to 20 mol percent, based on the surrounding

" ■ ' "- wandelte Äthylen. 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-"■ '" - converted ethylene. 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-

Tetrachloräthan sind technisch wichtige Produkte, die als solche oder als Ausgangsmaterial für die HerTetrachloroethane are technically important products that can be used as such or as a starting material for manufac- turing

fischen Oberfläche und einer Porenweite ebenfalls zwischen 0,05 und 10 μπι verwendet,
b) eine Temperatur in der ersten Katalysator-
fish surface and a pore size also used between 0.05 and 10 μπι,
b) a temperature in the first catalyst

und die Temperatur der heißesten Bereiche der zweiten Zone auf einen um 5 bis 50° C über der Temperatur der heißesten Bereiche der ersten Zone liegenden Wert einstellt,and the temperature of the hottest areas of the second zone to around 5 to 50 ° C sets a value above the temperature of the hottest areas of the first zone,

c) ein Molverhältnis von Chlorwasserstoff zu Äthylen von 1,8 bis 3,0 : 1,c) a molar ratio of hydrogen chloride to ethylene of 1.8 to 3.0: 1,

d) ein Molverhältnis von Sauerstoff zu Äthylen von 0,5 bis 1,5:1 einhält undd) maintains a molar ratio of oxygen to ethylene of 0.5 to 1.5: 1 and

stellung von Vinylidenchlorid, Dichloräthylenen undposition of vinylidene chloride, dichloroethylenes and

einen Katalysator mit größerer Aktivität als in der ersten Zone verwendet.a catalyst with greater activity than in the first zone is used.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man in die zweite Kataly-4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that in the second catalyst

tatorzone einen Anteil Äthylen, Chlorwasserstoff 50 Trichloräthylenen Anwendung finden,tator zone a proportion of ethylene, hydrogen chloride 50 trichlorethylene use,

und/oder molekularen Sauerstoff enthaltendes Gemäß einer Durchführungsform des erfindungs-and / or containing molecular oxygen According to one embodiment of the invention

Gas einbringt, wobei dieser Anteil bis zu 60 Mol- gemäßen Verfahrens werden ein oder mehrere rohr-Introduces gas, with this proportion up to 60 mol.

prozent der Gesamtmenge des oder der Reak- förmige oder vielrohrige Vorrichtungen verwendet,percent of the total amount of the Reak-shaped or multi-tube device (s) used,

tionsteilnehmer betragen kann. wobei die zweite Katalysatorzone in Rohren ange-tion participants can be. the second catalyst zone being arranged in tubes

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch 55 ordnet ist, deren Durchmesser größer ist als der der gekennzeichnet, daß man ein Molverhältnis von Rohre, die die erste Katalysatorzone enthalten; vorinsgesamt eingespeistem HCl zu eingesetztem zugsweise ist das Verhältnis der Durchmesser dieser Äthylen von 2,10 bis 2,50 einhält. Rohre >1 und <Ξ3.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that 55 is arranged, the diameter of which is greater than that of characterized by having a molar ratio of tubes containing the first catalyst zone; overall HCl fed in to HCl used is preferably the ratio of the diameter of these Ethylene complies with 2.10 to 2.50. Pipes> 1 and <Ξ3.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch Gemäß einer anderen Ausführungsform des Vergekennzeichnet, daß man ein Molverhältnis von 60 fahrens wird in der zweiten Zone ein Katalysator insgesamt eingespeistem Sauerstoff zu eingesetz- angeordnet, dessen Aktivität höher ist als die des6. The method according to claim 1 to 5, characterized in accordance with another embodiment of the characterized, that one driving a molar ratio of 60 becomes a catalyst in the second zone total oxygen fed in to be used, the activity of which is higher than that of the

tem Äthylen von 0,6 bis 0,8 einhält.tem ethylene of 0.6 to 0.8.

Ls ist allgemein bekannt, daß die Oxychlorierung . Äthylen in Gegenwart eines entsprechenden Festtkatalysators zu 1,2-Dichloräthan führt. DabeiIt is well known that oxychlorination . Ethylene leads to 1,2-dichloroethane in the presence of an appropriate solid catalyst. Included

Katalysators der ersten Zone.First zone catalyst.

In der vorliegenden Beschreibung wird der Begriff »mittlere spezifische Oberfläche« im Sinne der Vereinbarung verwendet, daß, wenn man Katalysatorproben an verschiedenen Stellen des Katalysatorbettes entnimmt, um die spezifische Oberfläche des Trägers gemäß der Arbeitsweise B. E. T. (vgl. Uli-In the present description, the term “mean specific surface” is used in the sense of the agreement used that when looking at catalyst samples at different locations on the catalyst bed removes to the specific surface of the carrier according to the method of B. E. T. (see. Uli-

3 O 43 O 4

____ Encyklopädie der technischen Chemie Band folgenden Katalysatorzonen gleich oder verschieden____ Encyclopedia of Technical Chemistry Volume following catalyst zones the same or different

2/1, 3. Auflage, S^ 758) zu bestimmen, die Meßergeb- sein. Die in dem vorliegenden Verfahren verwendeten 2/1, 3rd edition, S ^ 758) to determine the measurement results. Those used in the present process

oisse gestreut sind ohne daß jedoch die am weitesten katalytischen Komponenten bestehen im wesentlichen oisse are scattered without, however, essentially consisting of the most catalytic components

auseinanderliegenden Meßwerte menr als 100 ·/, vom aus mindestens einer Verbindung der folgenden EIe-apart measured values more than 100 /, from at least one compound of the following EI-

Mittelwert entfernt sind. 5 mente: & & Mean are removed. 5 ments: &&

Die Korngröße des Katalysators beträgt im all- Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Wismut, Cadgemeinen 1 bis 15 mm. Es kann vorteilhaft sein, ins- mium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Zinn, Eisen, Magne- besondere wenn die Durchmesser der Rohre der bei- sium, Mangan, Nickel, Platin, seltene Erden, Thoden Zonen nahe beieinanderliegen oder gleich sind, rium, Vanadium, Zink, Zirkonium
in der zweiten Zone em feineres Korn zu verwenden io Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung als in der ersten Zone, wobei jedoch die Kerngröße der verschiedenen Ausführungsformen des erfin- 1 mm nicht unterschreitet. dungsgemäßen Verfahrens
The grain size of the catalyst is in all-alkali metals, alkaline earth metals, bismuth, cad common 1 to 15 mm. It can be advantageous to use insium, chromium, cobalt, copper, tin, iron, magne- es, especially if the diameters of the tubes of the sodium, manganese, nickel, platinum, rare earth, thoden zones are close to one another or are the same , Vanadium, zinc, zirconium
A finer grain should be used in the second zone. The following examples serve to illustrate the point in the first zone, although the core size of the various embodiments does not fall below 1 mm. proper procedure

Gemäß einer bevorzugten Durchführungsform des According to a preferred embodiment of the

Verfahrens werden die Reaktionspartner Äthylen, Beispiel 1 In the process , the reactants are ethylene, Example 1

Chlorwasserstoff und molekularer Sauerstoff enthal- i5 Als erste Reaktionszone diente ein mit 2,741 Kata-Hydrogen chloride and molecular oxygen contained i 5 As the first reaction zone served with a 2,741 cata-

tendes Gas bei einer Temperatur zwischen 280 und lysator beschickter Nickelrohr vom Durchmessertending gas at a temperature between 280 and lyser-charged nickel tube of diameter

370° C durch die erste Katalysatorzone geführt und 32 mm und der Länge 3700 mm. Der Katalysator 370 ° C passed through the first catalyst zone and 32 mm and the length 3700 mm. The catalyst

darauf das aus dieser ersten Zone ausströmende Gas bestand aus Tonerdekugeln vom Durchmesser 3 bis then the gas flowing out of this first zone consisted of alumina spheres with a diameter of 3 to

in die zweite Zone eingeleitet, deren Temperatur auf 5 mm, die eine mittlere spezifische Oberfläche vonintroduced into the second zone, the temperature of which is reduced to 5 mm, which has a mean specific surface area of

einen Wert zwischen 285 und 400° C eingestellt ist, 20 1 nWg und eine Porenweite von 0,2 bis 8 μΐη auf- a value between 285 and 400 ° C is set, 20 1 nWg and a pore size of 0.2 to 8 μΐη on-

wobei die Temperatur der heißesten Bereiche der wiesen und mit 5 Gewichtsprozent Kupfer in Form being the temperature of the hottest areas of the meadows and with 5 weight percent copper in the form

zweiten Zone bei einem Wert gehalten wird, der um von CuCl, · 2 Η.,Ο und mit 3 Gewichtsprozent Kalium second zone is kept at a value around CuCl, · 2 Η., Ο and with 3 weight percent potassium

5 bis 50° C oberhalb der Temperatur der heißesten in Form von KCl imprägniert waren.5 to 50 ° C above the temperature of the hottest were impregnated in the form of KCl.

Bereiche der ersten Zone liegt. Als zweite Reaktionszone diente ein Rohr aus einer Areas of the first zone. A tube from one was used as the second reaction zone

Gemäß einer besonders vorteilhaften Durchfüh- 25 Nickellegierung mit 73 Gewichtsprozent Ni vom fungsform wird die Oxychlorierung unter einem Durchmesser 65 mm, das auf eine Länge von Druck von I bis 10 bar, vorzugsweise von 2 bis 7 bar, 3500 mm mit Tonerdekugeln vom Durchmesser 3 bis absolut durchgeführt. Bevorzugt wird in der zweiten 6 mm beschickt war, die eine mittlere spezifische Katalysatorzone unter einem Druck oberhalb Atmo- Oberfläche von 2 m2/g und eine Porenweite von 0,1 sphärendnick gearbeitet, da hierbei die Bildung von 30 bis 1 μτη aufwiesen und mit 5 Gewichtsprozent Kupfer 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan be- in Form von CuCl0-2 H.,0 und mit 3 Gewichtspro- günstigt wird. Es kann jedoch in einigen Fällen, in zent Kalium in Form von KCl imprägniert waien.
denen andere Parameter als der Druck variiert wer- Die beiden in Reihe angeordneten Reaktionsrohre den, in der ersten Katalysatorzone derselbe Druck wurden mit einem Gasgemisch aus Äthylen, Chlorherrschen wie in der zweiten Katalysatorzone. 35 wasserstoff und Luft beschickt. Die Gesamtmenge an
According to a particularly advantageous implementation 25 nickel alloy with 73 percent by weight Ni of the form, the oxychlorination is under a diameter of 65 mm, over a length of pressure from 1 to 10 bar, preferably from 2 to 7 bar, 3500 mm with alumina balls from 3 to absolutely carried out. Preferably, the second 6 mm was charged, which had a mean specific catalyst zone under a pressure above atmospheric surface area of 2 m 2 / g and a pore size of 0.1, since this had the formation of 30 to 1 μτη and with 5 percent by weight of copper 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane in the form of CuCl 0 -2 H., 0 and with 3 weight percent is favored. However, in some cases it can be impregnated with a cent of potassium in the form of KCl.
parameters other than the pressure are varied. The two reaction tubes arranged in series were the same pressure in the first catalyst zone with a gas mixture of ethylene, chlorine prevailed as in the second catalyst zone. 35 charged with hydrogen and air. The total amount of

Es werden vorzugsweise 2 bis y Mol Äthylen je eingespeistem Äthylen betrug 2,1 Mol je Stunde undThere are preferably 2 to y mol of ethylene per fed ethylene was 2.1 mol per hour and

Stunde und Liter Katalysator eingespeist. Liter Katalysator. Hour and liter of catalyst fed in. Liters of catalyst.

Gemäß einer anderen Durchführungsform des Ver- Die Molverhältnisse der eingespeisten Reaktions- According to another embodiment of the The molar ratios of the fed reaction

fahrens werden die Betriebsbedingungen so einge- teilnehmer betrugen When driving , the operating conditions will be like this

stellt, daß in der ersten Katalysatorzone nicht mehr 40 ,-« ,,, u n ,- , ri™,^ ττ ο ™ represents that in the first catalyst zone no more 40, - «,,, u n , -, ri ™, ^ ττ ο ™

als 40 bis 80% des eingesetzten Äthylens umge- OJC2U, = 0,65 und HClZC2H1 = 2,30. than 40 to 80% of the ethylene used, OJC 2 U, = 0.65 and HClZC 2 H 1 = 2.30.

wandelt werden. Dies wird z. B. dadurch bewirkt, daß Der Druck der Reaktionsteilnehmer beim Eintritt to be changed. This is z. B. causes the pressure of the reactants on entry

man in die zweite Katalysatorzone einen Anteil von in die erste Zone betrug 1,5 bar und beim Eintritt in one in the second catalyst zone a proportion of in the first zone was 1.5 bar and on entry into

einem oder mehreren der Reaktionsteilnehmer Äthy- die zweite Reaktionszone 1,2 bar. one or more of the reactants ethyl the second reaction zone 1.2 bar.

len, Chlorwasserstoff und/oder molekularen Sauer- 45 Die beiden Reaktoren waren mit einem doppelten len, hydrogen chloride and / or molecular acid 45 The two reactors were double

stoff enthaltendes Gas einleitet, wobei dieser Anteil Mantel umgeben, in dem ein fließfähiges Medium als Introduces substance- containing gas, this portion surrounding the jacket, in which a flowable medium as

bis zu 60 Molprozent der Gesamtmenge des oder der Wärmeaustauscher umlief und wurden erhitzt, bis up to 60 mole percent of the total amount of the heat exchanger (s) circulated and heated until

Reaktionsteilnehmer betragen kann. Man kann aber die Reaktion einsetzte.Reaction participants can be. But you can start the reaction.

tuch den Umwandlungsgrad des Äthylens in der Die Temperatur in dem heißesten Bereich des ersten Zone steuern, indem man gleichzeitg die Ein- 50 ersten Reaktors betrug 350 bis 360° C; die Temperaspeisungsmengen der Reaktionsteilnehmer in die erste tür im heißesten Bereich des zweiten Reaktors betrug Zone und die Reaktionstemperatur dieser Zone auf 385 bis 395° C.
die entsprechenden Werte fixiert. Für die Umwandlung wurden am Ausgang der
cloth in which the temperature in the region of the first zone heißesten control the degree of conversion of ethylene by simultaneously the input 50 the first reactor was 350 ° to 360 ° C; the temperature feed rates of the reactants into the first door in the hottest area of the second reactor was zone and the reaction temperature of this zone was 385 to 395 ° C.
the corresponding values are fixed. For the conversion were at the exit of the

Das Molverhältnis von insgesamt eingespeistem ersten Reaktionszone folgende Ergebnisse erzielt: The molar ratio of the total first reaction zone fed in achieves the following results:

HCl zu eingesetztem C2H4 liegt vorzugsweise zwi- 55 Äth Ien insgesamt 78,0 % HCl to the C 2 H 4 used is preferably between 55 Eth Ien a total of 78.0%

sehen 2,1 und 2,5 : 1; das Molverhaltnis von insge- Äth len zu i.2.Dichloräthan (Xa) .... 76,3% see 2.1 and 2.5: 1; the molar ratio of total to i. 2 . D ichloräthan (Xa) .... 76.3%

samt eingespeistem O2ZC2H4 hegt vorzugsweise zwi- Äthylen ^1 )2.Trichloräthan (Xb) .. 1,0 % including the fed-in O 2 ZC 2 H 4 is preferably between ethylene ^ 1) 2 . T richloräthan (Xb) .. 1.0%

sehen 0,6 und 0,8:1. Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan (Xc) 0,1% see 0.6 and 0.8: 1. Ethylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane (Xc) 0.1%

Der ernndungsgernaße Katalysatorträger besteht Äthylen zu Dichloräthylenen 0,1% The appropriate catalyst support consists of ethylene to dichloroethylenes 0.1%

aus einem oder mehreren Stoffen, z. B. aus Kiesel- 60 Äthylen zu Vinylchlorid 0,2% from one or more substances, e.g. B. from silica 60 ethylene to vinyl chloride 0.2%

erde, Silicaten, Tonen, Silicoaluminaten, Magnes.a, Äthylen zu verschiedenen anderen earth, silicates, clays, silicoaluminates, magnesia, ethylene to various others

Graphit und vorzugsweise aus Tonerde. Verbindungen 0,3 % Graphite and preferably made of alumina. Connections 0.3%

Sehr gute Ergebnisse wurden mit einem Tonerde-
Katalysatorträger erzielt, dessen mittlere spezifische Die Ausbeute an 1,2-DichIoräthan, 1,1,2-Trichlor- Oberfläche in der ersten Zone <1 m2/g und in der 65 äthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan betrug 77,4 %, zweiten Katalysatorzone < 4m2/g betrug. bezogen auf das eingesetzte Äthylen.
Very good results have been achieved with an alumina
Achieved catalyst support , the mean specific yield of 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloro surface in the first zone <1 m 2 / g and in the 65 ethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane was 77.4%, second catalyst zone was <4m 2 / g. based on the ethylene used.

Der Katalysator selbst, d. h. die katalytisch wirksame Komponente, kann in den beiden aufeinander- (Xb -f Xc) / (Xa + Xb + Xc) = 1,4 : 100. The catalyst itself, that is to say the catalytically active component, can be in the two superimposed - (Xb -f Xc) / (Xa + Xb + Xc) = 1.4: 100.

Am Ausgang der zweiten Reaktionszone betrug die UmsetzungAt the exit of the second reaction zone, the conversion was complete

Äthylen insgesamt 99,5 %Total ethylene 99.5%

HCl insgesamt 89,7 °/o89.7% total HCl

Äthylen zu 1,2-DichlorEthan (Xa) 86%Ethylene to 1,2-dichloroethane (Xa) 86%

Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan (Xb) .. 9,0 VoEthylene to 1,1,2-trichloroethane (Xb) .. 9.0 vol

Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan (Xc) 0,9 VoEthylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane (Xc) 0.9 vol

Äthylen zu Dichloräthylenen 0,5 %Ethylene to dichloroethylenes 0.5%

Äthylen zu Vinylchlorid 2,2 VoEthylene to vinyl chloride 2.2 vol

Äthylen zu verschiedenen anderenEthylene to various others

Verbindungen 0,5 VoConnections 0.5 Vo

(CO und CO2 0,4Vo)(CO and CO 2 0.4Vo)

Die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichlor äthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan betrug 95,9 Vo, bezogen auf das eingesetzte Äthylen.The yield of 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloro Ethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane amounted to 95.9 Vo, based on the ethylene used.

(Xb + Xc)Z(Xa -f Xb + Xc) = 10,1 : 100.
Vei gleichsversuche
(Xb + Xc) Z (Xa -f Xb + Xc) = 10.1: 100.
Vei similar attempts

2020th

Es wurde wie im Beispiel 1 gearbeitet mit folgenden Abänderungen:It was worked as in example 1 with the following changes:

a) Der Katalysator im ersten Reaktor bestand aus as Tonerdekugeln vom Durchmesser 3 bis 5 mm mit einer mittleren spezifischen Oberfläche von 3,5 m2/g und einer Porenweite von 0,1 bis 2 μΐη, die mit 5 Gewichtsprozent Kupfer in Form von CuCl2 -2 H2O und mit 3 Gewichtsprozent Kalium in Form von KCl imprägniert waren.a) The catalyst in the first reactor consisted of alumina spheres with a diameter of 3 to 5 mm with an average specific surface area of 3.5 m 2 / g and a pore size of 0.1 to 2 μm, which contained 5 percent by weight of copper in the form of CuCl 2 -2 H 2 O and were impregnated with 3 weight percent potassium in the form of KCl.

Die Temperatur des fließfähigen Wärmeaustauschers wurde sehr langsam bis zum Einsetzen der Reaktion erhöht. Von diesem Moment an entwickelte sich ein heißer Punkt, dessen Temperatur sehr schnell anstieg und unkontrollierbar wurde.The temperature of the flowable heat exchanger became very slow until the onset of the Increased response. From that moment on, a hot spot developed, its temperature very quickly rise and became uncontrollable.

Obwohl die Temperatur des fließfähigen Wärmeaustauschers schnell auf 200° C gesenkt wurde, erreichte und überstieg dann die Temperatur des heißen Punktes 550° C.Although the temperature of the flowable heat exchanger was quickly lowered to 200 ° C, reached and then the temperature of the hot spot exceeded 550 ° C.

Die Analysen der ausströmenden Gase ergaben eine Umwandlung von Äthylen zu CO und CO2 über 15 Vo infolge der Verbrennung des Äthylens.The analyzes of the escaping gases showed a conversion of ethylene to CO and CO 2 over 15 Vo as a result of the combustion of the ethylene.

Die weitere Einspeisung mußte aus Sicherheitsgründen sofort unterbrochen werden, ohne daß jedoch die Temperatur des heißen Punktes stabilisiert werden konnte.The further feed had to be interrupted immediately for safety reasons, but without this the temperature of the hot point could be stabilized.

b) Der Katalysator im zweiten Reaktor bestand aus Tonerdekugeln vom Durchmesser 3 bis 6 mm, der mittleren spezifischen Oberfläche 0,6 ms/g und der Porenweite 0,5 bis 10 μΐη, die mit 5 Gewichtsprozent Kupfer in Form von CuCl2 · 2 H2O und mit 3 Gewichtsprozent Kalium in Form von KCl imprägniert war. Der Katalysator des ersten Reaktors war derselbe wie im Beispiel 1.b) The catalyst in the second reactor consisted of alumina spheres with a diameter of 3 to 6 mm, an average specific surface area of 0.6 m s / g and a pore size of 0.5 to 10 μm, with 5 percent by weight of copper in the form of CuCl 2 · 2 H 2 O and was impregnated with 3 weight percent potassium in the form of KCl. The catalyst of the first reactor was the same as in Example 1.

Die Temperaturen des heißen Bereiches im ersten und im zweiten Reaktor betrugen 360 bzw. 370 bis 380° C.The hot zone temperatures in the first and second reactors were 360 and 370 bis, respectively 380 ° C.

Die Umwandlungsergebnisse waren wie folgt:The conversion results were as follows:

6060

Äthylen insgesamt 99 VoEthylene in total 99 Vo

HCl insgesamt 86,2VoHCl total 86.2 vol

Äthylen zu 1,2-Dichloräthan 97 VoEthylene to 1,2-dichloroethane 97 Vo

Ätylcn zu 1,1,2-Trichloräthan 1,5 VoEthylene to 1,1,2-trichloroethane 1.5 vol

Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan .. 0,1VoEthylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane .. 0.1Vo

Äthylen zu Vinylchlorid 0,4 VoEthylene to vinyl chloride 0.4 vol

Äthylen zu verschiedenen anderenEthylene to various others

Verbindungen < 0,1 %Connections <0.1%

Die Ausbeuten an 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan betrug 98,6 Vo, bezogen auf das Äthylen; das Verhältnis (Xb -f- Xc)/ (Xa + Xb + Xc) lag jedoch nur bei 1,7 :100. Dies zeigt, daß 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan im Gegensatz zu dem Ziel der Erfindung nur in sehr geringen Anteilen erhalten wurde.The yields of 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane was 98.6 Vo, based on the ethylene; the ratio (Xb -f- Xc) / (Xa + Xb + Xc) was only 1.7: 100. This shows that 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane in contrast to the aim of the invention was only obtained in very small proportions.

c)~Es wurde unter denselben Bedingungen gearbeitet wie in Beispiel 1 mit der Ausnahme, daß die Temperatur des heißen Bereiches im zweiten Reaktor auf 445 bis 455° C gebracht wurde.c) ~ The same conditions were used as in Example 1 with the exception that the The temperature of the hot area in the second reactor was brought to 445 to 455 ° C.

Die Umwandlungsergebnisse waren wie folgt:The conversion results were as follows:

Äthylen insgesamt 96«/oTotal ethylene 96%

HCl insgesamt 79,6%Total HCl 79.6%

Äthylen zu 1,2-Dichloräthan 49VoEthylene to 1,2-dichloroethane 49Vo

Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan 13 VoEthylene to 1,1,2-trichloroethane 13 vol

Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan .... 0,5 %Ethylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane .... 0.5%

Äthylen zu Vinylchlorid 21 %Ethylene to vinyl chloride 21%

Äthylen zu CO und CO2 1 VoEthylene to CO and CO 2 1 Vo

Äthylen zu verschiedenen anderenEthylene to various others

Verbindungen 1 %Connections 1%

Obwohl das Verhältnis (Xb+Xc)/(Xa+Xb+Xc) in diesem Falle 21,6 : 100 betrug und damit ziemlich hoch lag, betrug die Umwandlung von Äthylen zu 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan nur 62,5 Vo.Although the ratio (Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xc) in this case was 21.6: 100, which is quite good was high, the conversion of ethylene to 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane only 62.5 Vo.

d) Es wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gearbeitet, mit der Abwandlung, daß das Verhältnis von eingespeistem HCl zu C2H4 auf den Wert 1,78 gesenkt wurde.d) The same conditions as in Example 1 were used, with the modification that the ratio of HCl fed in to C 2 H 4 was reduced to a value of 1.78.

Die Temperatur im heißen Bereich des zweiten Reaktors betrug 380 bis 390° C.The temperature in the hot area of the second reactor was 380 to 390 ° C.

Die Umwandlungsergebnisse waren wie folgt:The conversion results were as follows:

Äthylen insgesamt 88,4 VoEthylene in total 88.4 vol

HCl insgesamt 99,3VoHCl total 99.3 vol

Äthylen zu 1,2-Dichloräthan 82,5 VoEthylene to 1,2-dichloroethane 82.5 vol

Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan 2S5 VoEthylene to 1,1,2-trichloroethane 2 S 5 vol

Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan .... 0,1 VoEthylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane .... 0.1 vol

Äthylen zu Vinylchlorid 2,5 %Ethylene to vinyl chloride 2.5%

Äthylen zu verschiedenen anderenEthylene to various others

Verbindungen 0,8 VoConnections 0.8 Vo

Die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan lag mit 85,1 Vo, bezogen auf das Äthylen, relativ niedrig, ebenso wie das Verhältnis (Xb+Xc)/(Xa+Xb+Xc), das nur 3,1 : 100 betrug.The yield of 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane was at 85.1 Vo, based on the ethylene, relatively low, as was the ratio (Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xc) which was only 3.1: 100.

Beispiel 2Example 2

Die Versuchsbedingungen von Beispiel 1 wurden dahingehend abgewandelt, daß in den zweiten Reaktor unmittelbar 32 Molprozent der gesamten Luftmenge eingeleitet wurden. Die Ergebnisse waren wie folgt:The experimental conditions of Example 1 were modified so that in the second reactor 32 mole percent of the total amount of air was introduced immediately. The results were like follows:

Umwandlung am Ausgang der ersten Reaktionszone: Conversion at the exit of the first reaction zone:

Äthylen insgesamt 70,1 VoEthylene in total 70.1 vol

Äthylen zu 1,2-Dichloräthan (Xa) .... 68,7%Ethylene to 1,2-dichloroethane (Xa) .... 68.7%

Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan (Xb) .. 0,8VoEthylene to 1,1,2-trichloroethane (Xb) .. 0.8Vo

Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan (Xc) 0,1 VoEthylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane (Xc) 0.1 vol

Äthylen zu Dichloräthylenen 0,1 %Ethylene to dichloroethylenes 0.1%

Äthylen zu Vinylchlorid 0,1 %Ethylene to vinyl chloride 0.1%

Äthylen zu verschiedenen anderenEthylene to various others

Verbindungen 0,3 %Connections 0.3%

Die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichlor- Die drei Reaktionsteilnehmer Äthylen, Luft undThe yield of 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloro The three reactants ethylene, air and

äthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan betrug nur 69,6 %, Chlorwasserstoff wurden vor dem Eintritt in den bezogen auf das eingesetzte Äthylen. ersten Reaktor miteinander vermischt. Das Gas-Ethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane was only 69.6%, hydrogen chloride were before entering the based on the ethylene used. first reactor mixed together. The gas-

(Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xc) = 1,3 :100. Semisch ™"*1™ den ?sten Re.aktor bei einer Tem"(Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xc) = 1.3: 100. S emic ™ "* 1 ™ the most re . Actuator at a tem "

5 peratur von 150° C und unter einem Druck am EinUmsetzung am Ausgang der zweiten Reaktions- gang des Reaktors von 4,3 bar absolut eingespeist; zone: der Druck am Eingang des zweiten Reaktors betrug5 temperature of 150 ° C and under a pressure on the implementation at the outlet the second reaction path of the reactor is fed in at an absolute pressure of 4.3 bar; zone: the pressure at the inlet of the second reactor was

4 bar.4 bar.

Äthylen insgesamt 99,5 %> Die Gesamtmenge eingespeistes Äthylen betrugTotal ethylene 99.5%> The total amount of ethylene fed in was

HCl insgesamt 92,7 °/o m 2,3 Mol je Stunde und Liter Katalysator. Die Mol-Äthylen zu 1,2-Dichloräthan (Xa) .... 80,3 % Verhältnisse betrugen HC1/C2H4 = 2,30 und O2/C2H4 Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan (Xb) .. 12% =0,60.HCl a total of 92.7 ° / om 2.3 mol per hour and liter of catalyst. The molar ethylene to 1,2-dichloroethane (Xa) ... 80.3% ratios were HC1 / C 2 H 4 = 2.30 and O 2 / C 2 H 4 ethylene to 1,1,2-trichloroethane (Xb) .. 12% = 0.60.

Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan (Xc) 2,7°/· Sobald das Betriebsstadium erreicht worden war,Ethylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane (Xc) 2.7 ° / · As soon as the operating stage was reached,

Äthylen zu Vinylchlorid 2,1 % wurde in beiden Reaktoren ein heißer Bereich beob-Ethylene to vinyl chloride 2.1%, a hot area was observed in both reactors.

Äthylen zu Dichloräthylenen 1,7 %> 15 achtet, dessen Temperatur im ersten Reaktor beiEthylene to dichloroethylenes 1.7%> 15 pays attention to its temperature in the first reactor

Äthylen zu Verbrennungsprodukten ... 0,3% 357 bis 367° C und im zweiten Reaktor bei 370 bisEthylene to combustion products ... 0.3% 357 to 367 ° C and in the second reactor at 370 to

Äthylen zu anderen Produkten 0,4 °/o 380° C lag.Ethylene to other products was 0.4% 380 ° C.

Unter diesen Bedingungen betrug die Gesamtum-Under these conditions the total

Die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichlor- Wandlung von Äthylen 99,7% und von Chlorwasseräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan betrug 95,0 °/o, ao stoff 91 °/o.The yield of 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloro conversion of ethylene 99.7% and of chlorine water ethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane was 95.0%, ao material 91 ° / O.

bezogen auf das eingesetzte Äthylen. Wenn die Umwandlung von Äthylen zu 1,2-Di-based on the ethylene used. When the conversion of ethylene to 1,2-di-

rvt, j. Y^ /η?» j. YK χ Y^ - κ <; ■ inn chloräthan, 1,1.2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetra-rvt, j. Y ^ / η? » j. YK χ Y ^ - κ <; ■ in chloroethane, 1,1.2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetra-

(Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xcj - 15,5 . ΐυυ. chloräthan mit Xa, Xb und Xc bezeichnet wird, betrug(Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xcj - 15.5. Ϊ́υυ. Chloroethane is denoted by Xa, Xb and Xc

Man sieht, daß durch das unmittelbare EinleitenYou can see that through the immediate introduction

eines Teiles der Gesamtluft in den zweiten Reaktor 35 Xa = 85,0:100,part of the total air in the second reactor 35 Xa = 85.0: 100,

die relative Ausbeute an 1,1,2-Trichloräthan und Xb= 7 0:100the relative yield of 1,1,2-trichloroethane and Xb = 7 0: 100

1,1,2,2-Tetrachloräthan merklich erhöht wird. _ ' '1,1,2,2-tetrachloroethane is increased noticeably. _ ''

Beispiel 3Example 3

30 Die Umwandlung zu den anderen Reaktionspro-30 The conversion to the other reaction pro-

Es wurde gemäß Beispiel 1 gearbeitet mit der Ab- dukten verteilte sich wie folgt:
Wandlung, daß der in den ersten Reaktor eingebrachte Katalysatorträger mit 5 Gewichtsprozent Äthylen zu Äthylchlorid 0,4%
The procedure was as in Example 1, with the abutments distributed as follows:
Conversion that the catalyst support introduced into the first reactor with 5 percent by weight of ethylene to ethyl chloride 0.4%

Kupfer, 5 Gewichtsprozent Kalium und 2 Gewichts- Äthylen zu Vinylchlorid 1,7 %Copper, 5 percent by weight potassium and 2 percent by weight ethylene to vinyl chloride 1.7%

Prozent Eisen in Form der Chloride imprägniert 35 Äthylen zu Trichlorethylen 0,2%Percent iron in the form of chlorides impregnates 35 ethylene to trichlorethylene 0.2%

wurde und die Temperatur im heißen Bereich dieses Äthylen zu Dichloräthylenen 1,4%and the temperature in the hot area of this ethylene to dichloroethylenes 1.4%

Reaktors 340° C betrug. Die Ergebnisse waren die- sowie 0,4% Verbrennungsprodukte undReactor was 340 ° C. The results were the- as well as 0.4% products of combustion and

selben wie in Beispiel 1. andere Verbindungen.same as in example 1. other connections.

B e i s ρ i e 1 4 4° ^'e Gesamtumwandlung von Äthylen zu 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetra-B is ρ ie 1 4 4 ° ^ ' e total conversion of ethylene to 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetra-

Die Betriebsbedingungen wie in Beispiel 1 wurden chloräthan betrug 95,5 0Ze.
dahingehend abgewandelt, daß der Katalysatorträger
The operating conditions as in Example 1 were chloroethane was 95.5 0 Ze.
modified to the effect that the catalyst carrier

des zweiten Reaktors mit 5 Gewichtsprozent Kupfer, (Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xc) = 11,0 :100 .
5 Gewichtsprozent Kalium und 2 Gewichtsprozent 45
of the second reactor with 5 weight percent copper, (Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xc) = 11.0: 100.
5 percent by weight potassium and 2 percent by weight 45

Eisen in Form der Chloride imprägniert war und die Wurde die Temperatur des heißen Bereiches desIron was impregnated in the form of chlorides and that became the temperature of the hot area of the

Temperatur im heißen Bereich des zweiten Reaktors zweiten Reaktors auf 388 bis 398° C erhöht, währendTemperature in the hot area of the second reactor increased during the second reactor to 388 to 398 ° C

360 bis 3700C betrug. Die Ergebnisse waren die- alle übrigen Bedingungen unverändert blieben, so360 to 370 ° C. The results were that - all other conditions remained unchanged, so

selben wie in Beispiel 1. wurden folgende Ergebnisse für die Umwandlungsame as in Example 1. The following results were obtained for the conversion

50 erzielt:50 scored:

eiSpie Äthylen insgesamt 99,8% eiSpie ethylene total 99.8%

Ein erstes Reaktionsrohr aus Nickel mit innerem HCl insgesamt 93,2%A first reaction tube made of nickel with internal HCl a total of 93.2%

Durchmesser 32 mm wurde mit einem Katalysator Äthylen zu 1,2-Dichloräthan (Xa) 83,2%Diameter 32 mm was ethylene to 1,2-dichloroethane (Xa) 83.2% with a catalyst

beschickt. Der Träger bestand aus Tonerdekugeln 55 Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan (Xb) .. 9%loaded. The carrier consisted of alumina balls 55 ethylene to 1,1,2-trichloroethane (Xb) .. 9%

mit Durchmesser 2 bis 5 mm, der mittleren spezi- Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan (Xc) 3%with a diameter of 2 to 5 mm, the middle speci- ethylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane (Xc) 3%

fischen Oberfläche 0,9 mVg und der Porenweite 0,2 Äthylen zu Vinylchlorid 1,8%fish surface 0.9 mVg and the pore size 0.2 ethylene to vinyl chloride 1.8%

bis 8 μτη; Die Kugeln waren mit einer Lösung von Äthylen zu Trichloräthylen 0,2%up to 8 μτη; The balls were with a solution of ethylene to trichlorethylene 0.2%

CuQ2-2 H2O und KCl imprägniert. Das Gewichts- Äthylen zu Dichloräthylenen 1,9%CuQ 2 -2 H 2 O and KCl impregnated. The weight of ethylene to dichloroethylenes 1.9%

verhältnis CWAl2O3 betrug 5:100, das Gewichts- 60 Äthylen zu Verbrennungsprodukten ... 0,6%ratio of CWAl 2 O 3 was 5: 100, the weight of ethylene to combustion products ... 0.6%

verhältnis KZAl2O3 betrug 3 :100. Äthylen zu verschiedenen anderenratio of KZAl 2 O 3 was 3: 100. Ethylene to various others

Ein zweites, mit dem ersten verbundenes Rcak- Produkten 0,1 %A second Rcak products connected to the first 0.1%

tionsrohr vom inneren Durchmesser 65 mm wurdetion tube with an inner diameter of 65 mm

mit einem Katalysator beschickt, dessen Träger eben- Die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichlorfalls Tonerde aber mit einer mittleren spezifischen 65 äthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan betrug 95,2%, Oberfläche von 1.4mVg und einer Porenweite von bezogen auf das Äthylen.
0,1 bis 5 μΐη war; die katalytisch wirksame Komponente war dieselbe wie im ersten Reaktionsrohr. (Xb + Xc) / (Xa 4- Xb + Xc) = 12,6 :100.
charged with a catalyst, the carrier of which was just 95.2% of 1.4mVg and a pore size of based on the ethylene.
0.1 to 5 μΐη was; the catalytically active component was the same as in the first reaction tube. (Xb + Xc) / (Xa 4- Xb + Xc) = 12.6: 100.

509 548/425509 548/425

Wird unter Druck gearbeitet, so kann der Abstand der mittleren spezifischen Oberfläche der Katalysatorträger in der ersten und der zweiten Katalysatorzone kleiner sein, als wenn mit dem Atmosphärendruck benachbartem Druck gearbeitet wird.When working under pressure, the distance between the mean specific surface area of the catalyst supports in the first and second catalyst zones be smaller than when at atmospheric pressure adjacent pressure is being worked.

Beispiel 6Example 6

Das Reaktorsystem gemäß Beispiel 5 wurde mit einem Katalysator beschickt, dessen Träger Tonerdekugeln vom Durchmesser 4 bis 7 mm der mittleren spezifischen Oberfläche 0,9 m2/g und der Porenweite 0,2 bis 8 μΐη waren, die mit 5 Gewichtsprozent Kupfer und 3 Gewichtsprozent Kalium in Form ihrer Chloride imprägniert wurden.The reactor system according to Example 5 was charged with a catalyst, the carrier of which was alumina spheres with a diameter of 4 to 7 mm, the mean specific surface 0.9 m 2 / g and the pore size 0.2 to 8 μm, containing 5 percent by weight of copper and 3 percent by weight Potassium in the form of their chlorides were impregnated.

Der Katalysatorträger im zweiten Reaktor bestand aus Tonerdekugeln vom Durchmesser 4 bis 7 mm, die eine mittlere spezifische Oberfläche von 1,4 m2/g und eine Porenweite von 0,1 bis 5 μπι aufwiesen und wie die Kugeln im ersten Reaktor imprägniert worden waren.The catalyst support in the second reactor consisted of alumina spheres with a diameter of 4 to 7 mm, which had an average specific surface area of 1.4 m 2 / g and a pore size of 0.1 to 5 μm and had been impregnated like the spheres in the first reactor.

Die Gesamteinspeisungsmenge an Äthylen betrug 6 Mol/h · 1 Katalysator.The total feed rate of ethylene was 6 mol / h · 1 catalyst.

Das Molverhältenis HCl zu C2H4 betrug 2,30 und O2 zu C2H4 0,65.The molar ratio of HCl to C 2 H 4 was 2.30 and O 2 to C 2 H 4 was 0.65.

Beim Eintritt in den ersten Reaktor wurde der Druck der Reaktionspartner bei 7,5 bar absolut und beim Eintritt in den zweiten Reaktor bei 6,8 bar gehalten.When entering the first reactor, the pressure of the reactants was 7.5 bar absolute and held at 6.8 bar on entry into the second reactor.

Es wurde ein heißer Bereich von 350 bis 360° C im ersten Reaktor und von 370 bis 380° C im zweiten Reaktor beobachtet.It became a hot range from 350 to 360 ° C in the first reactor and from 370 to 380 ° C in the second Reactor observed.

Die Umwandlungsergebnisse waren wie folgt:The conversion results were as follows:

Äthylen insgesamt (Xg) 99,2 %Total ethylene (Xg) 99.2%

HCl insgesamt (Yg) 93,5%Total HCl (Yg) 93.5%

Äthylen zu 1,2-Dichloräthan (Xa) 83,4%Ethylene to 1,2-dichloroethane (Xa) 83.4%

Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan (Xb) Äthylen zu 1,1,2,2-TetrachloräthanEthylene to 1,1,2-trichloroethane (Xb) Ethylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane

(Xc) (Xc)

Äthylen zu Vinylchlorid Ethylene to vinyl chloride

Äthylen zu Dichloräthylen Ethylene to dichloroethylene

Äthylen zu Trichloräthylenen Ethylene to trichlorethylene

Äthylen zu Verbrennungsprodukten Äthylen zu verschiedenen anderenEthylene to Combustion Products Ethylene to various others

Produkten Products

10%10%

4%4%

0,6»/0.6 »/

0,6«/0.6 «/

0,2°/0.2 ° /

0,3·/0.3 /

0,1«/0.1 «/

lo Die auf Äthylen bezogene Ausbeute an 1,2-Di chloräthan, 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan betrug 97,4 %. lo The related to ethylene yield of 1,2-di chloroethane, 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane was 97.4%.

Es zeigte sich, daß die Produktivität durcl Anwendung von Druck deutlich verbessert werdei konnte.It was found that the productivity is markedly improved by the application of pressure could.

Die erzielten Ergebnisse blieben ausgezeichnet; die!The results obtained remained excellent; the!

erklärt sich durch die Tatsache, daß die heißesteris explained by the fact that the hottest

Bereiche in den beiden Reaktoren ausgedehnte!Extensive areas in the two reactors!

ao waren als beim Arbeiten mit einem niedereren Druckao were than when working with a lower pressure

(Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xc) = 14,4 : 100.(Xb + Xc) / (Xa + Xb + Xc) = 14.4: 100.

a5 Beispiele? und 8 (Vergleich) a 5 examples? and 8 (comparison)

Unter Verwendung derselben Reaktoren und derselben Katalysatorbetten wie in Beispiel 5 wurden zwei Versuche durchgeführt, bei welchen das Ver-Using the same reactors and the same catalyst beds as in Example 5, carried out two tests in which the

hältnis der Reaktionsteilnehmer HC1/C.,H4 und O2/ C2H4 verändert wurde; der Druck beim Eintritt in den ersten Reaktor betrug 4,5 bar absolut und beim Eintritt in den zweiten Reaktor 4 bar absolut.the ratio of the reactants HC1 / C., H 4 and O 2 / C 2 H 4 was changed; the pressure on entry into the first reactor was 4.5 bar absolute and on entry into the second reactor 4 bar absolute.

Insgesamt wurden 3 Mol Äthylen/h-1 KatalysatorA total of 3 moles of ethylene / h-1 catalyst

eingespeist. Der heißeste Bereich im ersten Reaktor wurde auf 335 bis 345° C und im zweiten Reaktor auf 349 bis 359° C eingestellt.fed in. The hottest area in the first reactor was at 335 to 345 ° C and in the second reactor set at 349 to 359 ° C.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.The results are summarized in the table below.

Beispiel 7
1. Reaktor
Eintritt
Example 7
1. reactor
entry

Austrittexit

2. Reaktor Austritt Beispiel 8
1. Reaktor
Eintritt
2. Reactor outlet example 8
1. reactor
entry

Austrittexit

2. Reaktor Austritt2. Reactor outlet

HC1/C2H4
O2ZC2H4
HC1 / C 2 H 4
O 2 ZC 2 H 4

Xa + Xb + Xc
100 (Xb + Xc)
(Xa + Xb + Xc)
Xa + Xb + Xc
100 (Xb + Xc)
(Xa + Xb + Xc)

2,40
0,60
2.40
0.60

2,60
0,70
2.60
0.70

69,369.3 98,698.6 5555 90,290.2 65,765.7 79,679.6 0,70.7 10,510.5 00 2,32.3 66,466.4 92,492.4

70,170.1 99,299.2 5959 8585 64,264.2 7575 1,21.2 1414th 0,40.4 44th 65,865.8 9393

1,051.05

13,8 2,4 13.8 2.4

19,319.3

Xg: Gesamtumwandlung Äthylen,Xg: total conversion of ethylene,

Yg: Gesamtumwandlung Chlorwasserstoff,Yg: total conversion of hydrogen chloride,

Xa: Umwandlung von Äthylen zu 1,2-Dichloräthan, Xa: conversion of ethylene to 1,2-dichloroethane,

Xb: Umwandlung von Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan, Xb: conversion of ethylene to 1,1,2-trichloroethane,

Xc: Umwandlung von Äthylen zu 1,1,2,2-Tetrachloräthan. Xc: conversion of ethylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane.

Diese beiden Beispiele zeigen, daß man mit einem Reaktor, d. h. mit einer Katalysatorzone, praktisch nur 1,2-Dichloräthan erhält, während das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht, daneben gleichzeitig einen beträchtlichen Anteil an 1,1,2-Trichloräthan und merkliche Mengen 1,1,2,2-Tetrachloräthan herzustellen, und zwar 11,4 bzw. 15 Gewichtsprozent 1,1,2-Trichloräthan und 2,4 bzw. 4,3 Gewichtsprozent 1,1,2,2-Tetrachloräthan, bezogen auf das Gemisch von 1,2-Dichloräthan, 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan.These two examples show that one reactor, i. H. with a catalyst zone, practical receives only 1,2-dichloroethane, while the invention Process allows, besides at the same time a considerable proportion of 1,1,2-trichloroethane and produce significant amounts of 1,1,2,2-tetrachloroethane, 11.4 and 15 percent by weight, respectively 1,1,2-trichloroethane and 2.4 or 4.3 percent by weight of 1,1,2,2-tetrachloroethane, based on the mixture of 1,2-dichloroethane, 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane.

Beispiel 9Example 9

Eine erste Reaktionszone, bestehend aus einem Rohrbündel mit 30 Stahlrohren vom inneren Durchmesser 30 mm und der Länge 4 m, und eine zweite Reaktionszone, bestehend aus einem anderen Rohrbündel mit 13 Stahlrohren vom inneren Durchmesser 50 mm, wurden hintereinandergeschaltet.A first reaction zone, consisting of a tube bundle with 30 steel tubes of inner diameter 30 mm and a length of 4 m, and a second reaction zone, consisting of another tube bundle with 13 steel pipes with an inner diameter of 50 mm, were connected in series.

Beide Reaktionszonen wurden mit einem Katalysator beschickt, der aus Tonerdekugeln vom Durchmesser 4 bis 7 mm bestand, die eine mittlere spezifische Oberfläche von 0,6 m /g und Porenweiten von 0,5 bis 10 μΐη aufwiesen und mit 5,9 Gewichtsprozent Cu ic Form von CuCl2-2 H2O und 4,4 Gewichtsprozent K in Form von KCl imprägniert waren. Das Gesamtvolumen des Katalysators betrug 164 1.Both reaction zones were charged with a catalyst which consisted of alumina spheres with a diameter of 4 to 7 mm, which had an average specific surface area of 0.6 m / g and pore sizes of 0.5 to 10 μm and with 5.9 percent by weight Cu ic form of CuCl 2 -2 H 2 O and 4.4 percent by weight of K in the form of KCl were impregnated. The total volume of the catalyst was 164 liters.

In das erste Rohrbündel wurde ein Gasgemisch aus Äthylen, Chlorwasserstoff und Luft in einer Gesamtmenge entsprechend 3,3 Mol/h 1 Katalysator Äthylen eingeleitet. Das Molverhältnis der Reaktionsteilneh mer bei der Einspeisung betrugA gas mixture of ethylene, hydrogen chloride and air in total was put into the first tube bundle initiated corresponding to 3.3 mol / h 1 catalyst ethylene. The molar ratio of the reactants mer in feeding

O2/C2H4 = 0,75 und HClZC2H4 = 2,19.O 2 / C 2 H 4 = 0.75 and HClZC 2 H 4 = 2.19.

Beim Eintritt in das erste Rohrbündel standen d Reaktionsteilnehmer unter einem Druck von 4 bar, beim Eintritt in das zweite Rohrbündel unter einem Druck von 3,3 bar.
Die beiden Rohrbündelsysteme waren jeweils mi
When entering the first tube bundle, the reactants were under a pressure of 4 bar, and when entering the second tube bundle, they were under a pressure of 3.3 bar.
The two tube bundle systems were each mi

xo einem doppelten Mantel versehen, in dem ein fließ fähiger Wärmeaustauscher in solcher Weise umlief daß die Maximaltemperatur im ersten Rohrbünde 355 bis 365° C und die Maximaltemperatur im zwei ten Rohrbündel 365 bis 375° C betrug.xo provided a double coat in which a flowing capable heat exchanger circulated in such a way that the maximum temperature in the first tube bundle 355 to 365 ° C and the maximum temperature in the second tube bundle was 365 to 375 ° C.

Die Ergebnisse für die Umwandlung waren wi folgt:The results for the conversion were as follows:

Äthylen insgesamt 97 %Total ethylene 97%

HCl insgesamt 92%Total HCl 92%

Äthylen zu 1,2-Dichloräthan (Xa) .... 85 % Äthylen zu 1,1,2-Trichloräthan (Xb) .. 8 % Äthylen zu 1,1,2,2-TetrachloräthanEthylene to 1,2-dichloroethane (Xa) .... 85% Ethylene to 1,1,2-trichloroethane (Xb) .. 8% Ethylene to 1,1,2,2-tetrachloroethane

(Xc) (Xc)

Äthylen zu DichloräthylenenEthylene to dichloroethylenes

+ Vinylchlorid 1,5°,+ Vinyl chloride 1.5 °,

a5 Äthylen zu Verbrennungsprodukten a5 Ethylene to products of combustion

(CO+ CO2) 1,5«,(CO + CO 2 ) 1.5 «,

Die Ausbeute an 1,2-Dicliloräthan, 1,1,2-Trichlo äthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan betrug 94%, bi zogen auf das eingesetzte Äthylen.The yield of 1,2-dicliloroethane, 1,1,2-trichlo Ethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane amounted to 94%, bi moved on the ethylene used.

(Xb + Xc)Z(Xa + Xc) = 9,6 : 100.(Xb + Xc) Z (Xa + Xc) = 9.6: 100.

Claims (1)

Patentansprüche: kann in einem Reaktor mit mehreren Reaktionszonen, die sich durch die Konzentration des Katalysators unterscheiden, bei Temperaturen von 232 bis 371° C gearbeitet werden (US-PS 31 84 515). Es ist ebenfalls bekannt, daß die Oxychlorierung weitergehen und zu anderen chlorierten Verbindungen des Äthans und des Äthylens führen kann, z. B. zu den Dichloräthylenen, zum Trichloräthylen, 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan. Jedoch lassen sich nach denClaims: can be operated in a reactor with several reaction zones, which differ in the concentration of the catalyst, at temperatures of 232 to 371 ° C (US-PS 31 84 515). It is also known that oxychlorination can continue and lead to other chlorinated compounds of ethane and ethylene, e.g. B. to the dichloroethylenes, to trichlorethylene, 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane. However, according to the 1. Verfahren zur kc atinuierlichen Herstellung
von 1,1,2-Trichloräthan und 1,1,2,2-Tetrachloräthan neben 1,2-Dichloräthan durch Oxychlorieren von Äthylen, wobei ein Gasgemisch aus
Äthylen, Chlorwasserstoff und einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas in zwei aufeinanderfolgenden sich berührenden oder getrennten
Zonen von üblichen, auf einem Träger abgeschie- io bekannten Verfahren, insbesondere nach dtnen, bei denen Oxychlorierungskatalysatoren in Festbett- welchen ein und derselbe Katalysator in einer einform bei erhöhter Temperatur umgesetzt wird, zigen Reaktiooszone verwendet wird, keine bedeutdadurch gekennzeichnet, daß man samen Mengen an gesättigten Verbindungen mit
1. Process for continuous production
of 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane in addition to 1,2-dichloroethane by oxychlorination of ethylene, with a gas mixture from
Ethylene, hydrogen chloride and a gas containing molecular oxygen in two consecutive touching or separated ones
Zones of customary, known processes deposited on a carrier, in particular those in which oxychlorination catalysts in fixed beds which one and the same catalyst is reacted in a single form at elevated temperature, umpteen reaction zones, are not significantly characterized by the fact that the same amounts are used of saturated compounds with
a) in der ersten Zone einen Katalysatorträger 2 Kohlenstoffatomen herstellen, die höher chloriert mit einer mittleren spezifischen Oberfläche 15 sind als 1,2-Dichloräthan, ohne daß gleichzeitig konvon kleiner als 3 mä/g und einer Porenweite kurrierende Nebenreaktionen auftreten, wie die Verzwischen 0,05 und 10 μΐη, und in der zweiten brennung und partielle Oxydation von Äthylen und/ Katalysatorzone einen Katalysatorträger mit oder die Abspaltung von Chlorwasserstoff, die zu einer um mindestens 10 «/0 größeren, aber ungesättigten chlorierten Verbindungen mit 2 Kohlen-10 ms/g nicht übersteigenden mittleren spezi- ao Stoffatomen führt. In der Tat ist die Konzentrationa) Prepare 2 carbon atoms in the first zone to a catalyst support, the higher chlorinated with an average specific surface area 15 as 1,2-dichloroethane, without simultaneously konvon smaller than 3 m ä / g and a pore width peting side reactions occur, such as the Verzwischen 0.05 and 10 μΐη, and in the second combustion and partial oxidation of ethylene and / catalyst zone a catalyst support with or the elimination of hydrogen chloride, which leads to an at least 10 «/ 0 larger but unsaturated chlorinated compound with 2 carbons 10 m s / g not exceeding average specific atoms of matter. Indeed the focus is an 1,2-Dichloräthan in den heißesten Bereichen de; Katalysatorzone, die sich infolge des exothermen Verlaufes der Reaktion ausbilden, gering, und es erfolgt hier praktisch keine Bildung von 1,1,2-Tri-of 1,2-dichloroethane in the hottest areas de; Catalyst zone, which is due to the exothermic Form the course of the reaction, little, and there is practically no formation of 1,1,2-tri
DE19681768493 1967-05-19 1968-05-17 Process for the continuous production of 1,1,2-trichloroethane and 1,1,2,2-tetrachloroethane in addition to 1,2-dichloroethane by oxychlorination of ethylene Expired DE1768493C3 (en)

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