DE1793051B2 - Aufarbeitung der bei der Herstellung von 1,2-DichIorathan durch Oxychlorierung von Äthylen anfallenden Umsetzungsgemische - Google Patents
Aufarbeitung der bei der Herstellung von 1,2-DichIorathan durch Oxychlorierung von Äthylen anfallenden UmsetzungsgemischeInfo
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- C07C17/152—Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons
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Description
Es ist bekannt, Äthylen in Äthylendichlorid an einem oder mehreren Katalysatoren umzuwandeln, wobei
Äthylen, Chlorwasserstoff und Sauerstoff in Gegenwart eines Katalysators in Äthylendichlorid und Wasser
umgewandelt werden. Die Nebenprodukte dieser Reaktion umfassen Äthylchlorid, 1,1,2-Trichloräthan
und Chloralhydrat. Bei den heutigen technischen Verfahren wird eine im wesentlichen vollständige
Umwandlung des zugeführten HCl erreicht, indem Äthylen im Überschuß über das zugeführte HCl
verwendet wird. Demzufolge enthält das Reaktionsprodukt Äthylen, die obenerwähnten Nebenprodukte sowie
das gewünschte Äthylendichlorid. Um ein solches Oxychlorierungsverfahren wirtschaftlicher zu gestalten,
ist eine wirksame Methode zur Verwendung oder Wiedergewinnung praktisch des gesamten überschüssigen
Äthylens in dem Produktstrom erforderlich. Die bisher bekannten Abtrennungsvorrichtungen sind leider
kostspielig zu betreiben und zu warten.
Mit Hilfe der Erfindung werden diese bisher vorhandenen Nachteile ausgeschaltet, und zwar mit
Hilfe einer neuartigen und hoch wirksamen Methode zur Behandlung von nicht umgesetztem Äthylen in dem
Produktstrom eines Oxychlorierungsverfahrens. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine im
wesentlichen vollständige Umwandlung des als Ausgangsmaterial eingesetzten Äthylens bei der Oxychlorierung
erreicht.
Vorliegender Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß sich in alleiniger Gegenwart
eines aktivierten Aluminiumoxid-Katalysators, welcher weit weniger aufwendig als die bislang bekannten
Metallkatalysatoren auf Trägern herstellbar und gegenüber Vergiftungen weniger anfällig als diese ist, Äthylen
und Chlor vollständig miteinander umsetzen, wobei 1,2-Dichloräthan in hoher Reinheit erhalten wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher das in den
vorstehenden Patentansprüchen aufgezeigte Verfahren zur Aufarbeitung der bei der Herstellung von
ίο 1,2-Dichloräthan durch Oxychlorierung von Äthylen
anfallenden Umsetzungsgemisch.
Der bevorzugte Temperaturbereich für Stufe (4) liegt zwischen 140 und 1900C.
In der beiliegenden Zeichnung ist schematisch eine is bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens dargestellt. Im folgenden wird das Verfahren an Hand der Zeichnung und eines Beispiels 1
erläutert.
Chlorwasserstoff mit einer Reinheit von 99,8% und einer Temperatur von 38° C wird in die Oxychlorierungszone
40 über Leitung 4 mit einer Geschwindigkeit
von 22,2 Grammol pro Stunde eingeführt. Äthylen mit einer Reinheit von 99,9% und einer Temperatur von
200° C wird in die Oxychlorierungszone über Leitung 3B mit einer Geschwindigkeit von 11,85 Grammol pro
Stunde eingeführt. Das Ventil TA ist in diesem Bereich
JO geschlossen. Die Dämpfe werden vor der Einleitung in den Reaktor 40 gut vermischt. Luft wird in die
Oxychlorierungszone 40 mit einer Geschwindigkeit von 33,0 Grammol pro Stunde über Leitung 6 zugegeben. In
einem Zuführungskopfstück vor dem Eintritt in die Oxychlorierungszone werden wiederum alle drei
Reaktionsteilnehmer HCl, C2H4 und Luft, sorgfältig
vorgemischt.
Im Anschuß an die Oxychlorierung von Äthylen kann ein Produktstrom durch Leitung 8 bei einer Temperatur
von 22O0C abgezogen werden, der die nachfolgende, in Tabelle I aufgeführte Zusammensetzung aufweist.
Bestandteil | Insgesamt: | Fließgeschwindigkeit |
(Grammol/Stunde) | ||
C2H4 | 0,71 | |
HCl | 0,23 | |
O2 | 0,71 | |
N2 | 26,08 | |
1.2-C2H4C12 | 10,35 | |
C2H5CI | 0,22 | |
l,l,2-C2H3Cl3 | 0,17 | |
ChCCHO | 0,17 | |
H2O | 11,46 | |
CO | 0,21 | |
CO2 | 0,22 | |
50,53 |
Der Produktstrom wird durch indirekten Wärmeaustausch auf eine Temperatur von 1100C im Kühler 62
abgekühlt. Weiteres indirektes Abkühlen des Materials in der Leitung 15 wird in der Kondensationszone 64
erreicht, aus welcher Dampf- und Flüssigkeitsströme im Gleichgewicht durch Leitung 16 in den Abschneider 70
geleitet werden. Der durch Leitung 17 aus dem
Abscheider 70 geleitete Dampfstrom hat die in Tabelle II angegebene Zusammensetzung:
Bestandteil
Fließgeschwindigkeit
(Grammol/Stunde)
(Grammol/Stunde)
C2H4 | Insgesamt: | 0,71 |
HCl | — | |
O2 | 0,71 | |
N2 | 26,08 | |
1,2-C2HiCI2 | 1,09 | |
C2HsCl | 0,14 | |
l,l,2-C2H3Cl3 | Spuren | |
ChCCOH | 0,02 | |
H2O | 0,39 | |
CO | 0,21 | |
CO2 | 0,22 | |
29,57 |
Das Flüssigkeitskondensat, welches die Kondensationszone 64 verläßt, enthält im wesentlichen
\2-C2H4C\2 und Wasser, welches in dem Äthylenoxychlorierungsreaktor
hergestellt worden ist. Die Flüssigkeit wird im Abscheider 70 dekantiert, so daß man einen
nassen Roh-Äthylendichloridstrom 26 erhält. Das
Material wird über Leitung 26 zur weiteren Bearbeitung und Abtrennung von reinem 1,2-C2HXb abgezogen.
Der wäßrige Strom, der kleine Mengen an HCI, Chloralhydrat und Äthylendichlorid enthält, wird durch
Leitung 28 abgezogen und verworfen.
Das dampfförmige Material in Leitung 17 wird als nächstes durch indirekten Wärmeaustausch in dem
Austauscher 72 auf eine Temperatur zwischen etwa 50 und etwa 1100C erhitzt; diese Temperatur bedeutet eine
ausreichende Erhitzung des dampfförmigen Materials, welches in die Dampfphasenchlorierungszone 80
strömt. Das Erhitzen bis zu diesem Punkt ist wichtig, um allen Flüssigkeitsnebel, der aus der Kondensationsstufe
mitgeschleppt worden ist, zu entfernen. Es ist ebenfalls wichtig, daß das Vorheizen vor der Chlorzugabe erfolgt,
um die Korrosion zu verringern. Chlordampf wird mit einer Geschwindigkeit von 0,74 Grammol pro Stunde
bei einer Temperatur zwischen etwa 50 und etwa 70° C in Leitung 18 eingeführt. Ein geeigneter Dampfzuführungskopf
ist am Eingang zur Zone vorgesehen, so daß ein gründliches Vermischen des Chlors mit dem
dampfförmigen äthylenhaltigen Material in Leitung 17 erreicht wird.
In diesem Beispiel besteht die Chlorierungszone 80 aus einem 1,27 cm rostfreiem Rohr mit einer Länge von
122 cm. Das Rohr ist mit einem 2,54 cm Rohr ummantelt, in welchem Dampf mit Atmosphärendruck
und heißes Wasser zum Erhitzen auf Betriebsbedingun-
r> gen bzw. zum Abkühlen verwendet werden. Das 1,27 cm
Rohr aus rostfreiem Stahl ist mit aktiviertem Aluminiumoxyd in Form von 0,64 cm Kugeln gefüllt, die eine
Oberfläche von etwa 30 m2/g haben.
Während des Passierens durch die Chlorierungszone
Während des Passierens durch die Chlorierungszone
κι 80 reagieren Äthylen und Chlor vollständig unter Bildung von Äthylendichlorid mit einer Reinheit von
99,5%. Eine kleine Menge an 1,1,2 Trichloräthan bildet sich als Nebenprodukt. Die maximale Temperatur, die
während des Verfahrens in der Chlorierungsvorrichtung 80 erreicht wird, ist 160° C.
Das aus der Chlorierungszone über Leitung 20 austretende Gas wird mit dem indirekten wassergekühlten
Wärmeaustauscher 82 auf eine Temperatur von 40°C abgekühlt. Das abgekühlte Material wird in den
21) Phasenabscheider 90 eingeführt, aus welchem ein rohes
Äthylendichloridkondensat über Leitung 25 abgezogen wird. Das Kondensat in Leitung 25 wird in den
Abscheider 70 zurückgeführt, dort endgültig abgeschieden und über Leitung 26 abgezogen. Der Dampf, der
den Phasenabscheider 90 über Leitung 21 verläßt, wird durch indirekten Wärmeaustausch im Kondensator 92
auf eine Temperatur von -150C abgekühlt. Bei dieser Temperatur werden etwa 99,7% des gesamten Äthylendichloridgehaltes
des Materials in Leitung 23 als flüssiges Produkt gewonnen, welches aus dem Abscheider
100 als flüssiges Rohprodukt über Leitung 26 abgezogen wird. Der den Prozeß über Leitung 102
verlassende Strom hat die in der Tabelle III angegebene Zusammensetzung:
Bestandteil
Fließgeschwindigkeit
(Grammol/Stunde)
(Grammol/Stunde)
C2H4 | Insgesamt: | Spuren |
CI2 | Spuren | |
O2 | 0,71 | |
N2 | 26,08 | |
l,2-C2H4Cb | 0,40 | |
C2H5CI | 0,50 | |
CO | 0,21 | |
CO2 | 0,22 | |
28,12 |
Der Enddruck beim Verfahren liegt bei 4,73 kg/cm2.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Aufarbeitung der bei der Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxychlorierung
von Äthylen anfallenden Umsetzungsgemische, dadurch gekennzeichnet, daß man
(1) aus einem im wesentlichen aus 1,2-Dichloräthan, Äthylen und Wasser bestehenden Umsetzungsgemisch,
das durch Umsetzung von überschüssigem Äthylen, Chlorwasserstoff und Sauerstoff an einem
Oxychlorierungskatalysator in der Gasphase erhalten worden ist, 1,2-Dichloräthan und Wasser
abtrennt,
(2) den hierbei anfallenden, Äthylen enthaltenden Gasstrom auf 50 bis 110° C erhitzt,
(3) in den genannten Gasstrom Chlor in etwa stöchiometrischer Menge, bezogen auf in ihm
enthaltendes Äthylen einleitet,
(4) das in (3) erhaltene Gemisch bei 80 bis 3200C in
Gegenwart eines aktivierten Aluminiumoxid-Katalysators umsetzt und
(5) aus dem Umsetzungsprodukt von (4) 1,2-Dichloräthan abtrennt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man in Stufe (3) nach der Chlorzugabe auf eine Temperatur zwischen 50 und 1100C erhitzt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Produktstrom aus Stufe (4) in
eine gasförmige Fraktion, die aus dem Verfahren abgezogen wird, und eine flüssige Fraktion, welche
1,2-Dichloräthan enthält, trennt, wobei man letztere im Kreislauf zurückführt, und mit dem aus Stufe (1)
austretenden Produktstrom vermischt.
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DE3608043A1 (de) * | 1986-03-11 | 1987-09-17 | Wacker Chemie Gmbh | Verbessertes verfahren zur herstellung von 1,2-dichlorethan durch gasphasenchlorierung von ethylenhaltigen gasen |
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