DE1943614C - Process for the production of trichlorethylene and / or tetrachlorethylene - Google Patents
Process for the production of trichlorethylene and / or tetrachlorethyleneInfo
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Description
Die Herstellung von Trichlorttthylen oder Tetra- chloriithan den geringsten Effekt^ zeigt. Bei »Ilen chlorUthylen durch Dampfphasen-Pyrolyse von Tetra- diesen chlorierten Athanen WBt sich jwjocnaie pyrochloräthan bzw, Pentachlorathen ist seit langen lytische Bildung von Kohlenstoff nach dem VerZeiten bekannt und ebenso auch der Umstand, daß fahren der Erfindung verhindern, äabei Kohlenstoff als Nebenprodukt entsteht. Dieser 5 Das erfindungsgemäß verwendete bisendlI)-ChIoscheidet sich im allgemeinen als Schicht auf der Wan- rid besitzt in der Dampfphase die bigensphalt, die dung des Reaktionsrohres ab, tritt jedoch auch teil- Entstehung von Kohlenstoff als Nebenprodukt.· zu weise in Form feiner Teilchen zusammen mit dem unterbinden und muß deshalb derart in die Keak-Hauptprodukt auf. tionszone eingerührt werden, daß es dann in dampf-The manufacture of trichlorotethylene or tetrachloride shows the least effect. At »Ilen chloro-ethylene by vapor phase pyrolysis of tetrachloride these chlorinated athanes WBt jwjocnaie pyrochloroethane or, pentachloroethene has long been known to lytic formation of carbon after latency and also the fact that driving the invention prevent Here carbon is created as a by-product. This 5 bisendlI) -ChIos used according to the invention generally separates as a layer on the wall, in the vapor phase, the bigensphalt, which The formation of carbon as a by-product also occurs in part wise in the form of fine particles together with the prevent and must therefore in the Keak main product on. tion zone are stirred in, so that it is then in steam
Bei der technischen Pyrolyse von Tetrachloräthan 10 lärmigem Zustand vorliegt. Da der Knchpunjct von und Pentachloräthan ist diese Erscheinung durchaus Eisen(HI)-chlorid bei 315° C liegt, aßt sich sein unerwünscht. Der als Nebenprodukt entstandene Dampf ohne weiteres leicht in die Reaktionszone Kohlenstoff haftet an der Reaktionsrohrwandung an, einleiten. Man kann jedoch auch andere Verfahren und die Schicht wird mit fortschreitender Reaktion benutzen, wenn die Anwesenheit von Eisend 11)-immer dicker und kann schließlich das Reaktions- i5 cblorid-Dampf in der Reaktionszone sichergestellt rohr verstopfen. Selbst wenn dies jedoch nicht ein- ist. Wenn beispielsweise Eisen(III)-chlond in Tetratritt, stört derauf den Wandungen niedergeschlagene chloräthan oder Pentachloräthan als Ausgangsmate-Kohlenstoff den Wärmeübergang in die Reaktions- rial gelöst wird, kann es zusammen mit dem beim zone und macht eine glatte Reaktion unmöglich. fenden Chlorkohlenwasserstoff verdampft und in d.t ^ Wenn also die an der Wandung anhaftende Kohlen- 20 Reaktionssystem eingeführt werden. Statt das Ei stoffmenge ein gewisses Maß erreicht, muß die Um- sen|UI)-chlorid unmittelbar einzuspeisen, kann min, setzung unterbrochen werden, damit der abgeschie- auch so vorgehen, daß man vor dem Wärmezcrsei dene Kohlenstoff durch Abtrennen mit einem sauer- zungsapparat oder in der Nähe seines Einlasses m. stoffhaltigen Gas oder auf mechanische Weise ent- viel Eisenrost anordnet, daß das /u pyrolysierendc fernt werden kann. Außerdem verunreinigt oder 25 Gas die notwendige Menge Eisen(III)-chlorid zur blockiert der zusammen mit dem Hauptprodukt aus Bildung von EisendIl Khlorid-Dampf aufnimmt um! dem Reaktionsrohr austretende Kohlenstoff eine dann diesen Dampf in «las Reaktionssystem einleitet gegebenenfalls nachgeschaltete Reinigungsanlage und Das erfindungsgemäß als Katalysator benul/te Eidie anschließenden Rohrleitungen. Auch diese Sy- sendIl )-chlorid wird kontinuierlich in das Reaktions sterne müssen aiso regelmäßig gereinigt werden. Es 30 system eingeleitet und daraus abgezogen. Dadurch steht auHer Zweifel, daß eine derartige Verfahrens- erübrigt sich das Entnehmen oder Austauschen von weise nachteilig ist. Katalysator, wie es beim Arbeiten mit festliegendemThe technical pyrolysis of tetrachloroethane 10 is noisy. Since the point of contact of and pentachloroethane is iron (HI) chloride at 315 ° C, this phenomenon is undesirable. The vapor formed as a by-product is easily introduced into the reaction zone. Carbon adheres to the reaction tube wall. However, it may also include other methods and the coating is used with the reaction progresses, if the presence of Eisend 11)-always thicker and may, finally, the reaction i 5 cblorid steam in the reaction zone to ensure pipe clogging. However, even if this is not on. If, for example, iron (III) chloride in Tetratritt, the chloroethane or pentachloroethane precipitated on the walls interferes with the heat transfer into the reaction zone, it can work together with the zone and makes a smooth reaction impossible. fenden chlorinated hydrocarbon evaporates and in dt ^ When the carbon reaction system adhering to the wall is introduced. Instead of the amount of hydrogen reaching a certain level, the oxygen chloride has to be fed in immediately; or in the vicinity of its inlet with substance-containing gas or in a mechanical way, a lot of iron rust is arranged so that the pyrolysing can be removed. In addition, contaminates or blocks the necessary amount of iron (III) chloride which, together with the main product of the formation of iron (III) chloride, absorbs chloride vapor! The carbon emerging from the reaction tube then introduces this vapor into the reaction system, if necessary downstream purification system and the pipes used as a catalyst according to the invention. This Sy- sentIl) chloride is also continuously in the reaction star must be cleaned regularly. It 30 system initiated and withdrawn from it. As a result, there is no doubt that such a method is unnecessary and the removal or replacement is disadvantageous. Catalyst, as is the case when working with stuck
äthan kein Kohlenstoff als Nebenprodukt entsteht, 35 produkt der Pyrolyse verhindert und der Umsatz vonethane no carbon is produced as a by-product, 35 product of pyrolysis prevents and the conversion of
wenn man dampfförmiges EisendII )-chlorid in die Tetrachloräthan und Pentachloräthan nach der Erfin-if you vaporous EisenendII) chloride in the tetrachloroethane and pentachloroethane according to the invention
lyse in hoher Ausbeute erhalten werden. schnell, wenn die Eisen(III)-chlorid-Konzentrationlysis can be obtained in high yield. quickly when the ferric chloride concentration
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur 40 unter 0,001 Molprozent liegt, bezogen auf das als Herstellung von Trichloräthylen und/oder Tetra- Ausgangsmatcrial verwendete Tetrachloräthan oder/ chloriithylen durch katalytischc Dampfphascn-Pyro- und Pentachloräthan. Die EisendlD-chlorid-Konzenl)se von Tetrachloräthan und/oder Pentachloräthan; tration in der Reaktionszone sollte also 0.(X)I MoI-das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man prozent oder höher sein, vorzugsweise 0,01 MoI-dic Pyrolyse bei einer Temperatur von 420 bis 49() C. 45 prozent oder mehr. Eine höhere Eisend II )-chloridin Gegenwart von 0,001 bis 0.S Molprozcnt dampf- Konzentration erbringt auch eine b-ssere Wirksamformigem Eisend 11 Khlorid, bezogen auf die ein- kcit, aber wenn die Konzentration 0.5% überschreitet, gesetzten Chlorkohlenwasserstoffe, durchführt. HiIIl .licht nur der Verbrauch an Eisen(IIt)-chloridThe invention thus relates to a method for 40 below 0.001 mol percent, based on the as Production of trichlorethylene and / or tetra- starting material used tetrachloroethane or / chlorithylene by catalytic vapor phase pyroethane and pentachloroethane. The iron chloride concentrations of tetrachloroethane and / or pentachloroethane; tration in the reaction zone should be 0. (X) I MoI-the process is characterized in that one percent or higher, preferably 0.01 mol-dic pyrolysis at a temperature of 420 to 49 () C. 45 percent or more . A higher iron (II) chloride in the presence of 0.001 to 0.1 mol% vapor concentration also produces a worse effective iron (11) chloride, based on the amount, but if the concentration exceeds 0.5%, set chlorinated hydrocarbons. Only the consumption of iron (IIt) chloride is shown
lyse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter- 50 steigerung bleibt aus, und außerdem kann sich daslysis according to the method according to the invention does not increase, and this can also occur
worfen wird, kann entweder als I,l.l.2-Te;rachlor· EiMn(IIIKhlorid auf der Ausgangsscite des Rcak·is thrown, can either as I, l.l.2-Te; rachlor
üthan oder als 1.1.2,2-Tetraehlorälhan vorliegen. tiomrohrcs ansammeln und den glatten Abfluß desüthan or present as 1.1.2,2-Tetraehlorälhan. tiomrohrcs accumulate and the smooth drain of the
vorteilhaft durchfuhren, wenn die zu pyrolyicrcndcn einer Eisen(IllKhlond-Konzentration von ungefährto be carried out advantageously when the pyrolyicrcndcn of an iron (III-Khlond concentration of approx
chloräthan, in hoher Reinheit vorliegen oder eine Verbindung. Tetrachloräthan (insbesondere 1.1,1.2-Te-chloroethane, present in high purity or a compound. Tetrachloroethane (especially 1.1,1.2-Te-
mit chlorierten Kohlenwasserstoffen, wie 1.1,2-TrJ- und Pentachlorttihan mit einem Umsatz von Testwith chlorinated hydrocarbons such as 1.1,2-TrJ- and Pentachlorttihan with a conversion of test
chlorWhan oder Hexachlorttthan, vermischt sind. 100% ohne wesentliche Kohlenstoffbildung versetzen.chlorWhan or Hexachlorttthan. Add 100% without significant carbon formation.
3 und mehr Kohlenstoffatomen besteht Jedoch die «meinen mit Rücksicht auf die Verhinderung einer3 and more carbon atoms exists, however, the «mean with regard to the prevention of one
bildet, was soweit wie möglich vermieden werden tür, jedoch zur Erzielung eines besseren Umsatzesforms what should be avoided as much as possible, but to achieve better sales
sollte. Von den Verbindungen, die nach dem Ver· eine hohe Temperatur. Im allgemeinen ist eine Tem·should. Of the compounds that after ver · a high temperature. In general, a tem
fahren der Erfindung zu pyrolysleren sind, Ist ej prratur von 420 bis 460° C am günstigsten. Erreichtdrive of the invention are to be pyrolyzed, a temperature of 420 to 460 ° C is the most favorable. Achieved
1,f,t,2*Tetrachlortthan hinsichtlich der Umsatzstei· die Reaktlonstemperaiur etwa 500* C, so entsteht1, f, t, 2 * Tetrachlorotthane with regard to the conversion rate, the reaction temperature is about 500 * C, this is how it arises
gerung im wirfcwmiten. Der nächst wirksame Aus· Kohlenstoff in größeren Mengen, so daß die Vorteileeration in the werfcwmiten. The next effective off · carbon in larger quantities, so that the benefits
gangsüofflil Pentachlorttthan, wahrend !,1,M-TeIfB- der Erfindung in Prag« gestellt werden.gangsüofflil Pentachlorttthan, while!, 1, M-TeIfB- the invention in Prague «.
Es ist bekannt, daß die Pyrolyse von Tetrachlorüthan und Pentachloräthan nach einer Radnkalkettenrenktion verläuft und der Zusatz von Chlor, Tetrachlorkohlenstoff oder Hexachloräthan al» Radikalbildner die Umsetzung beschleunigt. Dabei wird jedoch ebenfalls Kohlenstoff als Nebenprodukt erzeugt. Die Erfindung läßt sich auch aulf eine derartige Reaktion anwenden, bei der die Anwesenheit eines Radikalbildners vorgesehen ist, und führt dabei zu bemerkenswerten Effekten.It is known that the pyrolysis of tetrachlorethylene and pentachloroethane after a Radnkalkettenrenktion runs and the addition of chlorine, carbon tetrachloride or hexachloroethane as a radical generator accelerates implementation. However, carbon is also used as a by-product generated. The invention can also be used as such Apply a reaction in which the presence of a radical generator is intended and lead to it to remarkable effects.
Benutzt man beispielsweise als Ausgangsmaterial eine Mischung mehrfach chlorierter Äthane, deren Hauptbestandteile 1,1,1,2- und 1,1,2,2-Tetrachloräthan sind, wie sie bei der Chlorierung von Äthylen in flüssiger Phase ohne Katalysator erhalten wird, und verfährt im übrigen nach der Erfindung, so wird 1,1,1.2-Tetrachloräthan fast vollständig umgewandelt und bleibt nicht in dem flüssigen Produkt zurück. Das erfindungsgemäße Verfahren umgeht also die Schwierigkeiten bei der Abtrennung 1,1,1,2-Tctrachloräthan aus Tetrachloräthylen, welches durch Chlorwasserstoffabspaltung aus Pentachloräthan cr/eugt wurde. Bekanntlich unterscheiden sich die Siedepunkte dieser beiden Substanzen nicht wesentlich voneinander.If, for example, a mixture of polychlorinated ethanes is used as the starting material, their The main components are 1,1,1,2- and 1,1,2,2-tetrachloroethane, as they are used in the chlorination of ethylene in liquid Phase is obtained without a catalyst, and if the rest of the procedure according to the invention, then 1,1,1,2-tetrachloroethane is almost completely converted and does not remain in the liquid product. The process according to the invention thus circumvents the difficulties in the separation of 1,1,1,2-trachloroethane from tetrachlorethylene, which is obtained by splitting off hydrogen chloride from pentachloroethane cr / eughed. It is known that the boiling points of these two substances do not differ significantly from each other.
Die Erfindung ist im nachstehenden beispielsweise beschrieben, wobei sich Prozentangaben als MoI-pro/ent versteh; χThe invention is described below by way of example, the percentages being expressed as MoI-pro / ent understand; χ
Ein durchscheinendes Quarzgut-Reaktionsrohr mit einem Innendurchmesser von 28 mm und einer Länge von 600 mm wurde mit Porzellan-Raschigringen von 4x7 mm Größe gefüllt. In dieses Rohr wurde der Dampf von 1,1,1,2-Tetrachloräthan mit einem Gehalt von 0,04% Eisen(IIl)-chlorid bei einer Reaktionstemperatur von 460" C und mit einer Geschwindigkeit von 300 NV/h (NV bedeutet hier und im folgenden das Normalvolumen, auf den Normalzustand des Dampfes reduziert) und 12 Stunden umgesetzt. Dabei wurde das 1,1,1,2-Tetrachloräthan zu 99,5%, also fast quantitativ, in Trichlorethylen umgewandelt. Eine Entstehung von Kohlenstoff als Nebenprodukt wurde so gut wie nicht beobachtet.A translucent fused silica reaction tube with an inner diameter of 28 mm and a length of 600 mm was filled with porcelain Raschig rings of 4x7 mm in size. The Steam of 1,1,1,2-tetrachloroethane with a content of 0.04% iron (IIl) chloride at a reaction temperature of 460 "C and at a speed from 300 NV / h (NV means here and in the following the normal volume, to the normal state of the steam reduced) and reacted for 12 hours. The 1,1,1,2-tetrachloroethane was 99.5%, so almost quantitatively, converted into trichlorethylene. A formation of carbon as a by-product was hardly observed.
Anschließend wurde bei der gleichen Reaktionstemperatur ein eisenchloridfreies 1,1,1,2-Tetrachloräthan in DampfTorm mit einer Geschwindigkeit von 39 NV/h in das Reaktionsgefäß eingeführt und zur Umsetzung gebracht. Trotz der niedrigen Beschikkungsgeschwindigkcit wurde dabei das 1.1,1,2-Tctrachloräthan nur zu 95,2% umgesetzt.A 1,1,1,2-tetrachloroethane free of iron chloride was then obtained at the same reaction temperature introduced in DampfTorm at a rate of 39 NV / h into the reaction vessel and to Implementation brought. Despite the low loading speed was the 1.1,1,2-Tctrachloräthan only 95.2% implemented.
In das gleiche Reaktionsrohr wie im Beispiel 1 wurde der Dampf einer Mischung von mehrfach «o chlorierten Athanen (39% M.U-Tetrachloraihan, 45% 1,1.1,2-Tetrachlortthnn und 16% Ptntachlor· athan) mit einem Gehalt von 0,05% Biten(Ut)>chlorid bei einer Temperatur von 410,435,460 bzw. 49O0C mit einer Geschwindigkeit von 150 NV/h eingeleitet «5 und 12 Stunden umgesetzt. Das Ergebnis der Um* Wandlung jedes chlorierten Athan· 1st in Tabelle IIn the same reaction tube as in Example 1, the vapor of a mixture of multiply chlorinated ethanes (39% MU-tetrachloride, 45% 1,1.1,2-tetrachloride and 16% pttachloroethane) with a content of 0.05% Biten (Ut)> chloride initiated at a temperature of 410,435,460 or 49O 0 C at a rate of 150 NV / h «5 and implemented for 12 hours. The result of the conversion of each chlorinated athan · 1st in Table I.
Komponentecomponent
|,l,|,2-T-2trachlaräthan |, l, |, 2-T-2trachlarethane
1,1,2,2-Tetrachloräthan 1,1,2,2-tetrachloroethane
Pentachloräthan ..Pentachloroethane ..
KohlenstoffbildungCarbon formation
410410
neinno
Temperatur "C
435 460Temperature "C
435 460
9797
8383
6161
neinno
100100
9696
7575
neinno
490490
100100
Anm. 1Note 1
Anm. 1: Die Raschigringe in dem Reaktionsrohr waren mit Kohlenstoff bedeckt und schwarz gefärbt.Note 1: The Raschig rings in the reaction tube were with Carbon covered and colored black.
Die Gesamtausbeute an Trichlorethylen und Tetrachlorethylen betrug 98,8 Molprozent (Nebenprodukte: 0,2% Vinylidenchlorid, 0,4% Dichloräthylen, 0,1% Hexachloräthan, 0,5% höhersiedende Bestandteile). The total yield of trichlorethylene and tetrachlorethylene was 98.8 mol percent (by-products: 0.2% vinylidene chloride, 0.4% dichloroethylene, 0.1% hexachloroethane, 0.5% higher-boiling components).
Ferner wurde nach diesem Beispiel eine Mischung der mehrfach chlorierten Äthane ohne Eisen(III)-chlorid-Zusatz der Reaktion bei 460' C unterworfen. Die dabei erzielte Umwandlung jedes chlorierten Äthans ist in Tabelle 2 angegeben. In diesem Fall war die Erzeugung von Kohlenstoff als Nebenprodukt beträchtlich.Furthermore, a mixture of the polychlorinated ethanes without iron (III) chloride addition was made according to this example subjected to the reaction at 460 ° C. The resulting conversion of each chlorinated Ethans is given in Table 2. In this case, the generation of carbon was a by-product considerably.
Umsatz (%)Sales volume (%)
1,1,1,2-Tetrachloräthan 791,1,1,2-tetrachloroethane 79
1,1,2,2-Tetrachloräthan 901,1,2,2-tetrachloroethane 90
Penlachloräthan 55Penlachloroethane 55
Ein durchscheinendes Quarzgutrohr mit einem Innendurchmesser von 28 mm und einer Länge von 850 mm wurde mit Porzellan-Raschigringen von 5x5 mm Größe gefüllt. Unter Einstellung der Temperatur im Rohrinneren auf 460X wurde sym.-Tetrachloräthan oder/und Pentachloräthan mit einer Geschwindigkeit von 140 NV/h 20 Stunden in das Reaktionsrohr eingeleitet, um die Pyrolyse zu bewirken. Tabelle 3 zeigt die Ergebnisse mit und ohne Zusatz von Eisend 11 Vchlorid-Dampf. Das Symbol ( + ) in den Spalten »KohlenstofTbildung« in Tabelle 3 gibt an, daß die Porzellan-Raschigringe in dem Reaktionsrohr mit Kohlenstoff bedeckt und schwarz gefärbt waren, während das Symbol (-) umgekehrt bedeutet, daß die Porzellan-Raschigringe so weiß wie vor der Reaktion blieben, eine Entstehung von Kohlenstoff als Nebenprodukt also nicht beobachtet wurde. In Versuch 5 wurde jedoch eine Spur Kohlenstoff feat* gestellt (*·*). Versuch 6 (·) zeigt ein Beispiel 1"Ur die Mitverwendung von Chlor in euer Menge von 0,5%, bezogen auf das t,lJ^2*Tetraehlor&than; Versuch 7 (·*} wurde unter Zusatz von Hexachlorophen in einer Menge von 1 %, bezogen auf das 1,1,24-TetrachlorSthan, durchgeführt. A translucent fused quartz tube with an inside diameter of 28 mm and a length of 850 mm was filled with porcelain Raschig rings 5 × 5 mm in size. While the temperature inside the tube was set to 460X, sym.-tetrachloroethane and / or pentachloroethane were introduced into the reaction tube at a rate of 140 NV / h for 20 hours in order to effect the pyrolysis. Table 3 shows the results with and without the addition of iron chloride vapor. The symbol (+) in the "Carbon Formation" columns in Table 3 indicates that the porcelain Raschig rings in the reaction tube were covered with carbon and colored black, while the symbol (-), conversely, means that the porcelain Raschig rings were as white as remained before the reaction, so the formation of carbon as a by-product was not observed. In experiment 5, however, a trace of carbon feat * was found (* · *). Experiment 6 (·) shows an example 1 "Ur the use of chlorine in your amount of 0.5%, based on the t, lJ ^ 2 * tetra-chlorine; Experiment 7 (· *} was with the addition of hexachlorophene in an amount of 1%, based on the 1,1,24-tetrachloroethane, carried out.
Die Ergebnisse zeigen, daß Bisen(IIl)-chlorid einen merklichen Einfluß auf die Verhinderung-der Bildung von Kohlenstoff ab Nebenprodukt der pyrolyse vtn 1,1,2,2'Tetrachloräthan und Pentaehlortthan zeigt und ferner die Umsetzung relativ itark fördert.The results show that bis (IIl) chloride has a noticeable influence on the prevention of the formation of carbon from by-product of pyrolysis vtn 1,1,2,2'Tetrachloräthan and Pentaehlortthane shows and also promotes the implementation of relatively itark.
! 943 614 I! 943 614 I.
Tfiboile 3Tfiboile 3
bildungeducation
Konz.,chloride-
Conc.,
bildungeducation
Die Trichloräthylenausbeuten und Nebenprodukte
bei den in Tabelle 3 angegebenen Versuchen sind in
Tabelle 4 angegeben:The trichlorethylene yields and by-products
in the tests given in Table 3, in
Table 4 indicated:
Nr.No.
ausbeutcnexploit
(Molprozent)(Mole percent)
Versuch
Nr. T
attempt
No.
ausbcutenexploit
(Molprozent)(Mole percent)
(Molprozent)(Mole percent)
76th
7th
98,597.8
98.5
Tetrachloräthylen 1,2
höhcjrsiedendc Best. 0,5
Dichloräthylen 0,5
Tetrachloräthylen 0,5
höhersiedende Best. 0,5Dichloroethylene 0.5
Tetrachlorethylene 1,2
higher boiling point 0.5
Dichloroethylene 0.5
Tetrachlorethylene 0.5
higher-boiling stock 0.5
Claims (2)
Family
ID=
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