DE1907088A1 - Process for the production of methyl chloride - Google Patents
Process for the production of methyl chlorideInfo
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Description
H/He(69) The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, TJ.SoA. H / He (69) The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, TJ. SoA.
Dow Case 12,818-FDow Case 12,818-F
Diese Erfindung "betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Methylchlorid und betrifft insbesondere ein Verfahren, bei dem eine Mischung aus Methanol und Chlorwasserstoff mit gamma-Aluminiumoxid bei einer Temperatur von mindestens 150° C und einem Druck von mindestens einer Atmosphäre in Berührung gebracht wird.This invention "relates to an improved method of manufacture of methyl chloride and relates in particular to a process in which a mixture of methanol and hydrogen chloride with gamma-alumina at a temperature of at least 150 ° C and a pressure of at least one atmosphere is brought into contact.
Es wurde gefunden, daß man bei der Herstellung von Methylchlorid durch Umsetzung von Methanol und Chlorwasserstoff in Gegenwart von gamma-Aluminiumoxid die Ausbeuten und die Umsätze in überraschender Weise verbessern und gleichzeitig die Verluste, die auf die Bildung von Dimethylather zurückzuführen sind, wesentlich herabsetzen kann, indem man das Verhältnis von Methanol und Chlorwasserstoff sorgfältig kontrolliert und übermäßig hohe Temperaturen vermeidet. Die wesentlichen Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß eine Mischung aus 0,75 bis 1,1 Mol-Anteilen von Methanol für jeden Mol-Anteil Chlorwasserstoff mit gamma-Aluminiumoxid bei einer Temperatur von 150° C bis 500° C in Berührung gebracht wird. Die-Mischung enthält vorzugsweise 0,95 bis 1 Mol-Anteil Methanol für jeden Mol-Anteil Chlorwasserstoff und es wird vorzugsweise mit Temperaturen von 289° C bis 360° C für die Berührung mit dem Katalysator gearbeitet.It has been found that in the production of methyl chloride by reacting methanol and hydrogen chloride in the presence of gamma-aluminum oxide, the yields and the Conversions improve in a surprising manner and at the same time the losses attributable to the formation of dimethyl ether can be reduced significantly by carefully controlling the ratio of methanol and hydrogen chloride and avoid excessively high temperatures. The essential features of the invention are that a Mixture of 0.75 to 1.1 mole parts of methanol for each mole part of hydrogen chloride with gamma-alumina contributing a temperature of 150 ° C to 500 ° C is brought into contact. The mixture preferably contains 0.95 to 1 mole fraction Methanol for each mole fraction of hydrogen chloride and it is preferably used at temperatures of 289 ° C to 360 ° C for the Contact with the catalyst worked.
Es ist zwar vorteilhaft eine im wesentlichen wasserfreie tlischung aus Methanol und Chlorwasserstoff zu verwenden, doch kann auch eine wäßrige Lösung, die zweckmäßigerweise mindestens 15 G-ew.°/o Ghlorwasserstoff enthält, mit dem Methanol bei dem Verfahren der Erfindung gemischt werden. Die Reaktion wird inAlthough it is advantageously a substantially anhydrous tlischung from methanol and hydrogen chloride to be used, but also an aqueous solution which advantageously at least 15 G-ew may. Contain ° / o Ghlorwasserstoff be mixed with the methanol in the method of the invention. The response is in
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der Regel bei einem erhöhten Druck von vorzugsweise 1,5 "bis 10 Atmosphären ausgeführt„usually at an increased pressure of preferably 1.5 "to 10 atmospheres executed "
Wie bereits angegeben wurde, kann ein geringer Überschuß .an Methanol zugelassen werden, obwohl dieses in der Regel vermieden wird. Wenn jedoch ein Überschuß an Methanol verwendet wird, entsteht als einziges aber unerwünschtes Nebenprodukt Dimethyläther. Es bereitet dann Schwierigkeiten, das Methylchlorid in reiner Form zu gewinnen, da der einmal anwesende Äther von dem Methylchlorid durch Destillation schwer zu trennen isto Bis zuAs already indicated, a small excess of .an Methanol can be permitted, although this is usually avoided. However, if an excess of methanol is used, The only undesirable by-product is dimethyl ether. Difficulties are then encountered in obtaining the methyl chloride in pure form, since the ether, once present, is released from it Methyl chloride is difficult to separate by distillation. Up to
. etwa 0,1 Uolfo überschüssiges Methanol kann jedoch bei der Er- * findung geduldet werden.. However, about 0.1 Uolfo excess methanol may be tolerated in the invention ER *.
Die Umsetzung läßt sich gut bei Reaktionstemperaturen von 150° 0 bis 500 C durchführen. Vorzugsweise wird die Reaki aber bei Temperaturen zwischen 289 und 360° C ausgeführt.The reaction can be carried out well at reaction temperatures of Perform 150 ° 0 to 500 C. Preferably the Reaki but carried out at temperatures between 289 and 360 ° C.
Das bei der Erfindung als Katalysator verwendete Material ist ein aktiviertes Aluminiumoxid, das man durch Erwärmen des Monohydrates (AIgO^-HpO) auf mindestens etwa 300° C erhält. Dabei wird mindestens ein Teil des Kristallwassers entfernt und die kristalline Struktur des Materials reorientiert, um die gamma-Form zu erhalten, wobei dieses Material weniger als einen größeren Anteil an alpha-Aluminiumoxid enthält„The material used as a catalyst in the invention is an activated alumina which can be obtained by heating the Monohydrates (AIgO ^ -HpO) to at least about 300 ° C. At least part of the water of crystallization is removed and the crystalline structure of the material is reoriented to to get the gamma form, this material being less than contains a larger proportion of alpha aluminum oxide "
Das Verfahren der Erfindung wird zweckmäßigerweise unter Verwendung eines fest angeordneten Katalysators durchgeführt, obwohl auch mit dem Katalysator im "Fließbett gearbeitet werden kann. Durch die Anwendung eines Fließbettes werden jedoch die Kosten des Verfahrens sowohl hinsichtlich der Anlage als auch der Betriebsweise erhöht. Außerdem ist es bei der Arbeitsweise im Fließbett nicht möglich, die höchsten Umsätze zu erhalten,The method of the invention is conveniently used a fixed catalyst carried out, although the catalyst is also used in the "fluidized bed" can. However, the use of a fluidized bed reduces the cost of the process both in terms of equipment and the operating mode increased. In addition, when working in a fluidized bed, it is not possible to obtain the highest sales,
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wie bei fest angeordneten Katalysatoren. Aus diesem G-rund sind fest angeordnete Katalysatoren gemäß der Erfindung bevorzugt. Der Reaktor ist vorzugsweise so gestaltet, daß er aus Serien von Rohren mit kleinem Durchmesser besteht, die mit dem Katalysator gefüllt sind. Die Rohre werden zweckmäßigerweise in 2?orm eines Bündels in einen Mantel eingeschlossen, in welchen und durch welchen ein flüssiges oder gasförmiges Medium für die Abführung und Zuführung von Wärme eingeführt werden kann. Dieee Ausführungsform wird zweckmäßigerweise verwendet, um die !!temperaturkontrolle in den Röhren des Reaktors zu verbessern, wodurch die sonst häufig auftretende Verkokung des Methanols vermieden wird, da sonst leicht bei nicht ausreichender Temperaturkontrolle in der Reaktionszone sich sogenannte "heiße Stellen" entwickeln können.as with fixed catalytic converters. For this G-round are fixed catalysts according to the invention are preferred. The reactor is preferably designed so that it is from series consists of small diameter tubes connected to the catalyst are filled. The tubes are expediently enclosed in a jacket in a 2 form of a bundle, in which and through which a liquid or gaseous medium can be introduced for the removal and supply of heat. This embodiment is conveniently used to improve temperature control in the tubes of the reactor, whereby the otherwise frequently occurring coking of the methanol is avoided, otherwise easily with insufficient temperature control so-called "hot spots" can develop in the reaction zone.
Die Erfindung läßt sich in zweckmäßiger Weise unter Verwendung des in der beigefügten Zeichnung erläute., ten Apparates durchführen.The invention can be conveniently illustrated using the apparatus shown in the accompanying drawings carry out.
Ein Reaktor (l) ist mit einem Mantel (2) versehen, durch den sich eine Vielzahl von Rohren (3) von geringem Durchmesser erstrecken. Die Rohre (3) enden an jedem Ende des Mantels (2), wobei sie durch eine Wand (4) gehen und dadurch zwei Zonen innerhalb des Mantels abgrenzen. Eine Zone bildet das Innere der Rohre, und die andere Zone erstreckt sich zwischen dem Äußeren der Rohrwandungen und dem Inneren des Mantels (2). Ein Kopfteil (5) ist an jedem Ende des Mantels (2) so angeordnet, um den Verkehr der Flüssigkeit und/oder des Gases mit der inneren Zone der Rohre von einem Ende des Mantels zu dem anderen zu gestatten. In der Hähe des Endes des Mantels (2) sind Rohransohlüsse (6) vorgesehen, um einen Verkehr in und durch die Zone, die zwischen dem Inneren der Mantelwand und dem ÄußerenA reactor (1) is provided with a jacket (2) through which a plurality of tubes (3) of small diameter extend. The tubes (3) end at each end of the jacket (2), whereby they go through a wall (4) and thereby delimit two zones within the jacket. A zone forms the interior of the Tubes, and the other zone extends between the exterior of the tube walls and the interior of the jacket (2). A headboard (5) is arranged at each end of the jacket (2) so as to prevent the flow of liquid and / or gas with the inner Zone to allow the tubes from one end of the jacket to the other. At the height of the end of the shell (2) are Rohransohlüsse (6) provided to prevent traffic in and through the zone between the inside of the cladding wall and the outside
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der Rohrwandungen liegt, für den Durchgang des Kühlmittels zu gestatten. Alternativ können mehrere derartige Öffnungen in der Mantelwandung und auch Leitbleche in dieser Zone angeordnet sein, um die Richtung für die Strömung des Mediums in dieser Zone zu bestimmen. In Verbindung mit den Köpfteilen (5) stehen Zufuhrleitungen (9) und (10) für die Ausgangsstoffe und eine oder mehrere Abführleitungen für die Produkte, die aus dem Innern der Rohre kommen. Die gezeigten Rohre sind mit dem Katalysator gefüllt.the pipe walls is to allow the coolant to pass through allow. Alternatively, several such openings can be arranged in the jacket wall and also guide plates in this zone to determine the direction for the flow of the medium in this zone. Are in connection with the head parts (5) Supply lines (9) and (10) for the starting materials and one or more discharge lines for the products that come from the Come inside the pipes. The tubes shown are filled with the catalyst.
Bei einer Arbeitsweise werden Ausgangsstoffe aus Methanol und vorzugsweise wasserfreiem Chlorwasserstoff in die Verdampfer (7) und (8) eingeführt, wo das Methanol und der Chlorwasserstoff jeweils verdampft werden. Die so verdampften Ausgangsstoffe werden dann in dem gewünschten Verhältnis dem Kopfteil · (5) durch die Zufuhrleitungen (9) und(lO) zugeführt, wo sie dann mit dem Katalysator in den Rohren (3) in Berührung kommen. Die exotherme Reaktionswärme wird durch das Wärmeübergangsmedium aufgenommen, das durch den Reaktor zwischen dem Mantel und den äußeren Rohrwandungen hindurchströmt. Die aus der Abführleitung des Kopfteiles (5) austretenden Produkte werden kondensiert, geteilt und gereinigt.In one approach, methanol and preferably anhydrous hydrogen chloride feedstock is fed into the evaporator (7) and (8) introduced where the methanol and hydrogen chloride be evaporated in each case. The starting materials vaporized in this way are then fed in the desired ratio to the head part · (5) through the feed lines (9) and (10), where they then come into contact with the catalyst in the tubes (3). The exothermic heat of reaction is transmitted through the heat transfer medium added, which flows through the reactor between the jacket and the outer tube walls. The one from the discharge line the products emerging from the head part (5) are condensed, divided and purified.
Unter Verwendung des in der Abbildung gezeigten Apparates wird bei den folgenden Bedingungen gearbeitet: Ein gamma-Aluminiumoxid (F-I) in Stücken von 0,63 bis 1,27 cm (l/4" bis 1/2") wird als Katalysator verwendet und in einer Höhe von etwa 6 m (20 feet) in dem Reaktor angeordnet. Die Maximaltemperatur des Reaktors ist in der folgenden Tabelle ebenso angegeben wie der Eingangs- und Ausgangsdruck«>,Using the apparatus shown in the figure, work is carried out under the following conditions: A gamma-alumina (F-I) in pieces from 0.63 to 1.27 cm (1/4 "to 1/2") is used as the catalyst and is placed at a height of about 6 m (20 feet) in the reactor. the The maximum temperature of the reactor is given in the following table as well as the inlet and outlet pressure «>,
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1907019070
-■ 5 -- ■ 5 -
Der Strom der Ausgangsstoffe bestand aus trocknem Methanol und trooknem Chlorwasserstoff. Der Umsatz oder die Konversion des Methanols, Chlorwasserstoffs und die Ausbeute an Methylchlorid ist für jeden Versuch angegeben.The feed stream consisted of dry methanol and dry hydrogen chloride. The turnover or conversion of the Methanol, hydrogen chloride and the yield of methyl chloride is given for each attempt.
(kg Mol/Tag)
MeOH HClRaw materials
(kg mole / day)
MeOH HCl
(Atm)
ein auspressure
(Atm)
on off
MeOH HClconversion
MeOH HCl
CH3Clyield
CH 3 Cl
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wurden folgende Werte erhalten, wobei die Bildung von Nebenprodukten in Abhängigkeit von dem unterschiedlichen Mol-Verhältnis der Ausgangsstoffe gezeigt wird.Following the procedure of Example 1, the following values were obtained: the formation of by-products depending on the different molar ratio of the starting materials will be shown.
Es wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 gearbeitet, wobei der Einfluß des Druckes auf die Bildung von Nebenprodukten untersucht wurde. Das Molverhältnis von MeOH/HCl war 1,0/1,1.The procedure of Example 1 was followed, the influence of the pressure on the formation of by-products was investigated. The MeOH / HCl molar ratio was 1.0 / 1.1.
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Es wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1 gearbeitet, um den Einfluß der Temperatur auf die Bildung des Nebenproduktes zu zeigen, wobei in verschiedenen Versuchen ein lO^iger Überschuß von jedem Ausgangsstoff verwendet wurde. The procedure of Example 1 was followed to show the influence of temperature on the formation of the by-product , a 10 ^ iger excess of each starting material being used in various experiments.
Es wurde eine 32$ige wäßrige Chlorwasserstoffsäure anstelle von troclaiem Chlorwasserstoff verwendet, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden unter Änderung des Verhältnisses der Ausgangsstoffe und der !Temperatur gemäß der Tabelle „ Als Katalysator v/urde entweder ein grobkörnigeres oder ein feinkörni£eres (4 oder 6 mesh) gamma -Aluminiumoxid verwendet» Als einziger Effekt war der erhöhte Druckabfall bei dem verwende ten feinkörnigeren Katalysator zu beobachten« A 32% aqueous hydrochloric acid was used instead of dry hydrogen chloride , the following results being obtained by changing the ratio of the starting materials and the temperature according to the table " The catalyst used was either a coarse-grained or a finer-grained one (4 or 6 mesh) gamma aluminum oxide used "The only effect that was observed was the increased pressure drop with the finer-grain catalyst used"
Ö09SÖ09S
* Als Gewichtsprozente wäßrige Chlorwasserstoffsäure.* As percent by weight aqueous hydrochloric acid.
Die Pr02entausbeute in der vorstehenden Tabelle ist eine Gesamtausbeute für das aus dem Methanol-Ausgangsstoff gewonnene MethylchlorideThe product yield in the table above is an overall yield for the methyl chloride obtained from the methanol starting material
Ö09837/1549Ö09837 / 1549
Claims (6)
bis 360° C in Berührung gebracht wird."G
is brought into contact up to 360 ° C. "
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Legal Events
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