DE2137499A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CHLORINE METHANES BY THERMAL CHLORINATION - Google Patents

PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CHLORINE METHANES BY THERMAL CHLORINATION

Info

Publication number
DE2137499A1
DE2137499A1 DE19712137499 DE2137499A DE2137499A1 DE 2137499 A1 DE2137499 A1 DE 2137499A1 DE 19712137499 DE19712137499 DE 19712137499 DE 2137499 A DE2137499 A DE 2137499A DE 2137499 A1 DE2137499 A1 DE 2137499A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
reactor
gas
chlorine
chlorination
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19712137499
Other languages
German (de)
Other versions
DE2137499B2 (en
Inventor
Alberto Dr Bergdolt
Hermann Dr Clasen
Dieter Houben
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to BE786848D priority Critical patent/BE786848A/en
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Priority to DE19712137499 priority patent/DE2137499B2/en
Priority to NL7210116A priority patent/NL7210116A/xx
Priority to ES405032A priority patent/ES405032A1/en
Priority to IT2739472A priority patent/IT963342B/en
Priority to CA147,975A priority patent/CA989878A/en
Priority to GB3496572A priority patent/GB1400855A/en
Priority to FR7226876A priority patent/FR2147207B1/fr
Priority to BR504072A priority patent/BR7205040D0/en
Publication of DE2137499A1 publication Critical patent/DE2137499A1/en
Publication of DE2137499B2 publication Critical patent/DE2137499B2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/10Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens of hydrogen atoms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Description

FARBVrERKEHOECHSTAKTIENGESELLSCILiFT 2137499FARBVrERKEHOECHSTAKTIENGESELLSCILiFT 2137499

vormals Meister Lucius & Brüningformerly Master Lucius & Brüning

Aktenzeichen: - HOE 71/F 186File number: - HOE 71 / F 186

Datum: 23. Juli 1971 - DPh.HS/schDate: July 23, 1971 - DPh.HS / sch

Verfahren zur Herstellung von Chlormethanen durch thermische Chlorierung - Process for the production of chloromethanes by thermal chlorination -

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Chlormethanen durch thermische Chlorierung.The invention is a process for the production of Chloromethanes by thermal chlorination.

Es ist bekannt, daß man Methan oder Gasgemische aus Methan und Chlormethanen mit Chlor im Volumenverhältnis 10 bis 4 : 1 mischt und in einem Schlaufenreaktor oder einer ausgemauerten Kammer bei 4000C zur Reaktion bringt. Soll Dichlormethan erzeugt werden, so wird das Reaktor-Ausgas abgekühlt, das nicht umgesetzte Methan sowie das Monochlormethan werden abgetrennt und zur Gemischbildung mit dem Chlor zurückgeführt. Soll Tetrachlormethan erzeugt werden, so wird das Reaktor-Ausgas nach hinreichender Abkühlung erneut und wiederholt mit Chlor gemischt und in nachgeschalteten Reaktoren weiterchloriert; dabei entfällt die Rückführung. Methan wird auch mit überschüssigem Chlor und bei höherer Temperatur umgesetzt, allerdings entsteht dabei zugleich Tetrachloräthylen, und das überschüssige Chlor wird in einer Nachreaktion mit Methan aufgebraucht.It is known that methane or gas mixtures of methane and chloromethanes with chlorine in a volume ratio of 10 to 4: 1 and shaping in a loop reactor or a walled chamber at 400 0 C for reaction. If dichloromethane is to be produced, the reactor outgassing is cooled, the unconverted methane and the monochloromethane are separated off and returned to form a mixture with the chlorine. If carbon tetrachloride is to be produced, the reactor outgassing is mixed again and repeatedly with chlorine after sufficient cooling and chlorinated further in downstream reactors; there is no return. Methane is also reacted with excess chlorine and at a higher temperature, but tetrachlorethylene is formed at the same time, and the excess chlorine is used up in a post-reaction with methane.

Zur Verbesserung der Temperaturführung wurde vorgeschlagen, Tetrachlormethan zuzumischen oder im Kreislaufgas viel Chlorwasserstoff zu belassen.To improve the temperature control, it has been proposed to add carbon tetrachloride or a lot of hydrogen chloride in the circulating gas to leave.

Bei allen ausgeübten Verfahren zur thermischen Chlorierung von Methan sind der Druck im Reaktor auf 4 ata und der Chlorgehalt des Eingases im ersten Reaktor auf ca. 10 bis 20 Vol.% begrenzt. Der niedrige Chlorgehalt setzt eine Vorwärmung des Eingases voraus, was durch Wärmeaustausch zwischen heißem Reaktorgas und ankommendem Eingasgemisch erreicht wird. Ein niedriger Chlorgehalt und damit hoher Kreisgasballast muß z.B. in Kauf genommenIn all the processes used for the thermal chlorination of Methane, the pressure in the reactor is limited to 4 ata and the chlorine content of the gas in the first reactor is limited to approx. 10 to 20% by volume. The low chlorine content requires preheating of the gas, which is achieved by heat exchange between the hot reactor gas and incoming single gas mixture is reached. A low chlorine content and thus high circulating gas ballast, for example, must be accepted

209888/1347 BAD ORIGINAL' 209888/1347 BAD ORIGINAL '

_ 2 - i I -j / 4 .' ei_ 2 - i I -j / 4. ' egg

werden, um die Ausbeute an Dichlormethan zu steigern.to increase the dichloromethane yield.

Wegen der Einzelheiten der genannten Verfahren wird auf Ullmann Encyklopädie der technischen Chemie, 3. Auflage, Band 5, 1954, Seiten 400 bis 413, verwiesen.For the details of the processes mentioned, reference is made to Ullmann Encyklopadie der technischen Chemie, 3rd Edition, Volume 5, 1954, Pages 400-413.

Weiterhin ist versucht worden, Methan in hintereinander geschalteten U-Rohren, die in einer ruhenden Salzschmelze temperiert werden, durch Injizieren von Chlor in jedes U-Rohr, zu chlorieren, Vorgeschlagen wurde auch ein hohlzylindrischer Reaktor mit radialem Temperaturgefälle. Ferner wurde ein Wirbelbett für die thermische Methanchlorierung vorgeschlagen.Attempts have also been made to use methane in series U-tubes, which are tempered in a resting molten salt, by injecting chlorine into each U-tube, to be chlorinated, A hollow cylindrical reactor with a radial temperature gradient was also proposed. Furthermore, a fluidized bed was created for the thermal methane chlorination proposed.

Technisch brauchbare Ausfuhrungsformen dieser Verfahren sind bisher nicht bekannt geworden. Allen Reaktorvorschlägen ist selbstverständlich das Ziel gemeinsam, die Temperaturführung der stark exothermen Chlorierungsreaktion zu beherrschen.Technically useful embodiments of these processes are so far not known. Of course, all reactor proposals have one goal in common, the temperature control of the strong to control exothermic chlorination reaction.

Alle bekannt gewordenen thermischen Chlorierungsverfahren weisen den Nachteil auf, daß Monochlormethan im unverdünnten Zustand nicht chlorierbar ist, weil bei nennenswerten Chlorgehalten störende Zersetzungen unter starker Rußbildung auftreten.All known thermal chlorination processes have the disadvantage that monochloromethane is used in the undiluted state Cannot be chlorinated because significant chlorine levels cause disruptive decomposition with strong soot formation.

Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung van Chlormethanen durch thermische Chlorierung gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man Chlor mit CH Cl mit η = 1 bis 4 und m = 4 - η und .A process for the preparation of chloromethanes by thermal chlorination has now been found, which is characterized is that chlorine with CH Cl with η = 1 to 4 and m = 4 - η and.

η mη m

gegebenenfalls Inertgas und/oder Chlorwasserstoff gasförmig unter Druck von 2 bis zu 25 ata in solchem Mengenverhältnis mischt, daß der Volumenanteil des Chlors im Gesamtgasgemisch 10 % bis 50 % sowie auf die Summe der Volumenanteile der chlorierbaren Komponenten bezogen mindestens 14 % beträgt, daß man dieses Reaktoreingasgemisch in einem schlanken Rohr bei einer Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 3 m/s mittels eines das Rohr umströmenden 270 bis 400°C warmen Wärmeübertragungsmediums, dessen höchste und tiefste Temperatur innerhalb des Umlaufs sich um nicht mehr als 400C unterscheiden, aufwärmt und zur Reaktion, bringt, wobei man eine Gastemperaturspitze von 330 C bis 600 Coptionally inert gas and / or hydrogen chloride is mixed in gaseous form under pressure of 2 to 25 ata in such a proportion that the volume fraction of chlorine in the total gas mixture is 10% to 50% and based on the sum of the volume fractions of the chlorinable components is at least 14 % that this is Reaktoreingasgemisch flowing around in a slender tube at a flow rate of at least 3 m / s by means of the pipe 270 to 400 ° C warm heat transfer medium, whose highest and lowest temperature indistinguishable within the circulation at 40 0 C, warming up and to the reaction, brings, with a gas temperature peak of 330 ° C to 600 ° C

20988G/134720988G / 1347

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

2137/»932137 / »93

aufrecht erhält und daß man das den Reaktor verlassende Gasgemisch einer Aufarbeitungs- und Trennanlage zuführt.maintained and that the gas mixture leaving the reactor a processing and separation plant.

Schlanke Rohre mit Weiten zwischen ca. 20 und 100 ram, die bei 20 mm Weite, mindestens 6 m lang und bei 100 mm Weite, mindestens 60 m lang sind, haben sich als besonders brauchbar
erwiesen.
Slender pipes with widths between approx. 20 and 100 ram, which are at least 6 m long with a width of 20 mm and at least 60 m with a width of 100 mm, have proven to be particularly useful
proven.

2 09886/13Λ72 09886 / 13Λ7

. INSPECTED. INSPECTED

? - 7137499 ? - 7137499

In der Aufbereitungs- und Trennanlage werden die bei der Chlorierung entstandenen Produkte und das mit den Reaktionskomponenten eingebrachte Inertgas vom Reaktorausgas abgetrennt und das übrigbleibende Gemisch in denselben oder einen anderen Chlorierungsreaktor wiedereingesetzt.In the processing and separation plant, the chlorination resulting products and the inert gas introduced with the reaction components are separated from the reactor exhaust gas and the remaining mixture in the same or a different chlorination reactor reinstated.

Es können auch mehrere Chlorierungsschritte die jeweils durch -L Chlorzumischung eingeleitet werden, im selben Reaktor oder in verschiedenen Reaktoren, die hintereinander geschaltet sind, in erfindungsgemäßer Weise erfolgen, ohne daß jedoch zwischen den Chlorierungsschritten eine Abkühlung tint er 270°C und eine Aufarbeitungs- oder Trennanlage erforderlich sind.Also, several chlorination each represented by - are introduced L Chlorzumischung, carried out in the same reactor or in different reactors which are connected in series, in the inventive manner, without, however, between the chlorination steps, cooling it tint 270 ° C and working up or Separation plant are required.

Der Grundgedanke dieser Verfahrenserfindung liegt in der sicheren Gastemperaturbeherrschung durch Schaffung geeigneter Wärmeübertragungsverhältnisse sowie der Begrenzung «äer temperatur abhängigen Reaktionsgeschwindigkeit auf einen bezüglich explosionsartiger Zersetzung gefahrlosen Bereich, und er basiert auf den Erkenntnissen, daß die Reaktionsgeschwindigkeiten bei den Chlorierungsreaktionen von der Chlorkonzentratiors im Gasgemisch, in jeweils unterschiedlichem Maße von den Konzentrationen der im Gasgemisch vorhandenen chlorierbaren Komponenten, vom Gasdruck, von der mittleren Gästeraperatur, von der Grenzschichttemperatur, von, der - z.B. durch Ruß, Graphit oder Koks - aktivierten Oberfläche sowie vom Aktivierungsgrad der belegten Oberfläche abhängen und daß sich überraschenderweise trotz des bekanntermaßen rasanten Reaktionsablaufs die durch freiwerdende Reaktionswärme und Wärmeabfuhr bedingte Gastemperatur durch richtige Wahl der Wärmeaustauschbedingungen (Strömungsführung, Strömungsgeschwindigkeiten, Temperaturen, Austauschfläche) in einem Raforreaktor innerhalb gewünschter Grenzen auch bei solchen Chlorltonzentr at ionen und in solchen Druckbereichen beherrschen läßt, die in bekannten Verfahren nicht realisiert werden können, so ilaß sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Reihe von Vorteilen gegenüber denThe basic idea of this process invention lies in the safe control of the gas temperature by creating suitable heat transfer conditions as well as the limitation of the temperature-dependent reaction rate to an area that is safe with regard to explosive decomposition, and it is based on the knowledge that the reaction rates in the chlorination reactions depend on the chlorine concentration in the gas mixture in each case depend to a different extent on the concentrations of the chlorinable components present in the gas mixture, on the gas pressure, on the average guest temperature, on the boundary layer temperature, on the surface activated - e.g. by soot, graphite or coke - and on the degree of activation of the surface covered and that, surprisingly, despite of the known rapid course of the reaction, the gas temperature caused by the released heat of reaction and heat dissipation through the correct choice of heat exchange conditions (flow guidance, flow speeds, temperatures, exchange area) in a Raforreactor can be controlled within desired limits even with such chlorine concentrations and in such pressure ranges that cannot be achieved in known processes, so the process according to the invention offers a number of advantages over the

209886/1347209886/1347

bekannten Verfahren ergibt. Überraschenderweise wurde auch gefunden, daß sich erstmalig auch solche Gasgemische, die nur geringe oder gar keine Anteile von Methan, Chlorwasserstoff und Inertgas enthalten und vorzugsweise überwiegend aus Monochlormethan bestehen, rußfrei chlorieren lassen, womit sich zusätzliche Vorteile ergeben, außer denen, die durch höhere Chlorkonzentration und höheren Druck bedingt sind.known method results. Surprisingly, it was also found that, for the first time, there are also gas mixtures that contain little or no amounts of methane, hydrogen chloride and inert gas contain and preferably consist mainly of monochloromethane, can be chlorinated soot-free, which offers additional advantages except for those caused by higher chlorine concentration and higher pressure.

Bei den bekannten Verfahren tritt wegen mangelhafter Temperaturführung zu starke Bildung von Ruß auf, wenn das Eingas mehr Volunienanteile Monochlormethan als Methan enthält. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren tritt Ruß selbst bei der Chlorierung reinen Monochlormethans nur spurenweise auf. Die Menge abfiltrierbaren, kohlenstoffreichen Feststoffs beträgt weniger als 1,5 .In the known method occurs because of inadequate temperature control excessive formation of soot occurs if the gas contains more volume fractions of monochloromethane than methane. In the inventive In this process, soot occurs only in traces, even with the chlorination of pure monochloromethane. The amount of filterable, high carbon solid is less than 1.5.

—4
10 Gewichtsteile pro Gewichtsteil umgesetzten Chlors. Teerige Produkte werden nur zu ca. 10~ Gewichtsteilen pro Gewichtsteil Chlor gefunden. Die Abscheidung von Koks und Pyro^segraphit an *
—4
10 parts by weight per part by weight of chlorine reacted. Tarry products are found only to about 10 ~ parts by weight per part by weight of chlorine. The deposition of coke and pyro ^ segraphite on *

der Rohrinnenwand beträgt weniger als 10 Gewichtsteile pro Gewichtsteil Chlor. Der Pyrolysegraphit tritt in sehr dichter Form auf, die den Wärmeaustausch kaum ungünstig beeinflußt.the pipe inner wall is less than 10 parts by weight per Part by weight of chlorine. The pyrolysis graphite occurs in a very dense form, which hardly affects the heat exchange unfavorably.

Besonders vorteilhaft ist z.B. ein Reaktoreingasgemisch, in dem die Summe der Volumenanteile von Methan, Chlorwasserstoff und Inertgas weniger als 15 % beträgt.For example, a reactor gas mixture in which the sum of the volume fractions of methane, hydrogen chloride and inert gas is less than 15 % is particularly advantageous.

Das methan- und inertgas-arme Reaktorausgas wird vorzugsweise vor seiner Zerlegung in der Trennanlage durch ein- oder mehrstufige Kondensation zu mehr als 90 Gew.% verflüssigt.The reactor exhaust gas, which is poor in methane and inert gas, is preferably present its decomposition in the separation plant by single or multi-stage condensation to more than 90 wt.% liquefied.

Insbesondere wird der Chlorwasserstoff aus dem verflüssigten Gemisch abgetrennt und in einer Methanolveresterungsanlage mit Methanol zu Monochlorraethan umgesetzt.In particular, the hydrogen chloride is derived from the liquefied mixture separated and reacted in a methanol esterification plant with methanol to monochloroethane.

Am günstigsten ist es, nur Monochlormethan aus der Methanolveresterung für die Chlorierung einzusetzen, so daß ein Verbund entsteht; dem außer Chlor und Methanol kein weiterer Rohstoff zugeführt wird.It is best to use only monochloromethane from the methanol esterification to be used for the chlorination, so that a composite is formed; Apart from chlorine and methanol, no other raw material is added will.

2 098 S G /Λ3 A.7 ORIGINAL INSPECTED2 098 S G / Λ3 A.7 ORIGINAL INSPECTED

-jg- . 2137/.99 -jg-. 2137 / .99

Die Gemischbildung, insbesondere des Monochlormethans mit dem Chlor erfolgt vorzugsweise nur 5 bis 5i Gemisches bei dem jeweiligen Gasdruck.The mixture formation, in particular of the monochloromethane with the chlorine, is preferably only 5 to 5% Mixture at the respective gas pressure.

Chlor erfolgt vorzugsweise nur 5 bis 50°C über dem Taupunkt desChlorine is preferably only 5 to 50 ° C above the dew point of the

Es kann vorteilhaft sein, die Chlorierungsreaktion in mehreren parallelen zu Rohrbündeln zusammengefaßten Rohren durchzuführen. Auf der Rohraußenseite kann das Wärmeübertragungsmedium ganz oder teilweise verdampft werden, um den Wärmeaustausch günstig zu gestalten.It can be advantageous to carry out the chlorination reaction in several parallel tubes combined to form tube bundles. On the outside of the tube, the heat transfer medium can be completely or partially evaporated in order to facilitate the heat exchange to design.

Das flüssige Wärraeübertragungsraedium kann in mancherlei Schaltung zur Anwendung kommen. Am einfachsten ist es, die Flüssigkeit im Gegenstrom zu dem Gasstrom über die ganze Reaktorlänge zu führen. Man läßt diese Flüssigkeit zweckmäßigerweise so schnell strömen, daß die Temperaturveränderungen über die Reaktorlänge nur einige Grade betragen. In diesem Falle kann die Flüssigkeit ohne weiteres auch im Gleichstrom statt im Gegenstrom strömen.The liquid heat transfer medium can be used in many different ways come into use. It is easiest to lead the liquid in countercurrent to the gas flow over the entire length of the reactor. This liquid is expediently allowed to flow so rapidly that the temperature changes over the length of the reactor are only a few Degrees. In this case, the liquid can easily flow in cocurrent instead of countercurrent.

Im Hinblick z.B. auf die Wärmeverwertung kann es zweckmäßig sein, mehrere Flüssigkeitskreisläufe verschiedenen Temperaturniveaus abschnittweise über die Reaktorlänge zu installieren.With regard to heat recovery, for example, it can be useful to have several liquid circuits with different temperature levels to be installed in sections over the length of the reactor.

Zum Zwecke des Anfahrens wird der Kreislauf der Wärmeübertragungsflüssigkeit elektrisch oder durch Verbrennungswärme aufgeheizt. Ist der Reaktor auf diese Weise auf 270 bis 320°C temperiert, so kann das Gasgemisch sofort eingespeist werden. Das Gasgemisch reagiert sofort. Eine Ansammlung eines explosiblen Gasgemisches bei Zündtemperatur ist somit ausgeschlossen.For the purpose of start-up, the circuit of heat transfer fluid heated electrically or by combustion heat. If the reactor is heated to 270 to 320 ° C in this way, so the gas mixture can be fed in immediately. The gas mixture reacts immediately. An accumulation of an explosive gas mixture at ignition temperature is therefore excluded.

Es wurde weiterhin gefunden, daß die Chlorierung stark katalysiert wird, wenn die Wandungen des Reaktors mit einer Kohlenstoffschicht belegt sind. Die Ausbildung dieser Schicht tritt unter den erfindungsgemäßen Verfahrensbedingungen im Laufe einiger Tage von selbst ein. Während dieser Formierungszeit kann die Raum-Zeit-Belastung stetig erhöht werden.It has also been found that the chlorination is strongly catalyzed when the walls of the reactor are covered with a carbon layer. The formation of this layer is undermined the process conditions according to the invention in the course of some Days by itself. During this formation time, the space-time load can be steadily increased.

Der Reaktor als ilauptteil der Vorrichtung zur Durchführung: des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Einzelrohr oder alsThe reactor as the main part of the device for carrying out: the The method according to the invention is used as a single tube or as

209886/1347 ^ INSPECTED209886/1347 ^ INSPECTED

213213

Rohrbündel und so konstruiert, daß der Wärmeaustausch möglichst weitgehend auf der ganzen Reaktionsstrecke gewährleistet ist. Denn v/o der Wärmeaustausch nicht ausreichend ist, kommt es zur Überhitzung der Vfand, deren Folge die Koksabscheidung ist. Vermehrte Koksabscheidung tritt auch an Schattenstellen der Strömung in Spalten, nicht fluchtenden Röhrverbindungen und Erweiterungen auf, so daß konstruktiv solch'e Stellen weitestgehend vermieden werden.Tube bundle and constructed in such a way that the heat exchange is possible is largely guaranteed over the entire reaction path. Because v / o the heat exchange is not sufficient, it comes to Overheating of the Vfand, the consequence of which is the deposition of coke. Increased Coke deposition also occurs at shadow spots in the flow in crevices, misaligned pipe connections and extensions so that constructively such places largely avoided will.

Es haben sich bereits 4 m lange Rohre als brauchbar erwiesen, deren Endflansche, gegebenenfalls für mehrere Rohie gemeinsam, dicht aneinander geschraubt und so weit wie möglich am Wärmetausch der im Hüllrohr strömenden Wärmetauschflüssigkeit beteiligt sind oder ersatzweise durch andere Maßnahmen, z.B. Luftkühlung, an der Überhitzung gehindert werden und die mit einem Versalz von höchstens 2 mm fluchten.4 m long pipes have already proven to be useful, the end flanges of which, if necessary for several pipes, Tightly screwed together and involved as much as possible in the heat exchange of the heat exchange fluid flowing in the cladding tube or are prevented from overheating by other measures, e.g. air cooling, and those with a Align excess salt of at most 2 mm.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht neben dem als Wärmetauscher konstruierten Rohrreaktor und dem Gasmischer weiterhin aus dem Rußfilter, einer Gastrocknung, gegebenenfalls der stufenweise-n Verflüssigung, und aus den trennenden Rektifikationai . Im Falle der partiellen Chlorierung besteht eine Rückführung der nicht umgesetzten und abgetrennten Eingaskoraponenten. Soweit das Monochlormethan nicht durch partielle Chlorierung von Methan erzeugt wird, entstammt es - vorzugsweise - einer Methanölveresterungsanlage. Letzterer wird der Chlorwasserstoff aus dem Kopf der ersten Rektifizierkolonne für die Aufarbeitung des total verflüssigten Reaktorausgases zugeführt.The device for carrying out the method according to the invention consists of the tubular reactor constructed as a heat exchanger and the gas mixer, as well as the soot filter, a gas drying system, optionally the gradual liquefaction, and from the separating rectification ai. In the case of partial chlorination there is a return of the unreacted and separated single gas components. As far as the monochloromethane not through partial Chlorination of methane is produced, it comes from - preferably - a methane oil esterification plant. The latter becomes the Hydrogen chloride fed from the top of the first rectification column for processing the totally liquefied reactor exhaust gas.

Mit den.wie vor gekennzeichneten Verfahren werden im Vergleich zu den bekannten Verfahren zahlreiche überraschende Vorteile erzielt:With the methods identified as above, a comparison achieved numerous surprising advantages in addition to the known processes:

Es werden aufgrund der unterdrückten Rückvermischung und bedingt durch die zeitlichen Abläufe der Chlorierungs- und -folgereaktionen höhere Ausbeuten an den gewünschten teilchlorierten Methanen erreicht.It is due to the suppressed backmixing and due to the timing of the chlorination and subsequent reactions higher yields of the desired partially chlorinated methanes achieved.

20988G/13A7 r BAD ORIGINAL20988G / 13A7 r BAD ORIGINAL

/ 2137439/ 2137439

Die Raum-Zeit-Leistung erreicht ein Vielfaches, weil mit steigender Chlorkonzentration .und mit steigendem Druck die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wird, weil der Mengenballast kleiner ist und weil der Chlorumsatz an der Rohrwand katalytisch beschleunigt wird. Nach Überschreiten einer Gastemperatur von 300 C werden innerhalb höchstens 5 see mindestens 98% der Chlormenge, die bei 300°C noch vorhanden ist, umgesetzt.The space-time performance reaches many times over, because with increasing Chlorine concentration and, with increasing pressure, the rate of reaction is increased because the amount of ballast is smaller and because the chlorine conversion is accelerated catalytically at the pipe wall will. After exceeding a gas temperature of 300 C, at least 98% of the amount of chlorine that is used at 300 ° C is still present, implemented.

Die gesarate Produktionsanlage ist bei hohem Chlorgehalt und Druck viel kleiner und infolgedessen billiger.The entire production plant is at high chlorine content and pressure much smaller and, as a result, cheaper.

Der Energieaufwand ist geringer.The energy expenditure is lower.

Die Inbetriebnahme ist einfacher, ungefährlicher und schneller. Das Aufheizen des Reaktors mittels Gasflamme entfällt.Commissioning is easier, less dangerous and faster. There is no need to heat the reactor using a gas flame.

Der kleinvolumige Rohrreaktor kann wegen der günstigen Abmessungen (sehr schlanke Rohre!) ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand druckfest und explosionssicher ausgeführt werden.The small-volume tubular reactor can because of the favorable dimensions (very slim pipes!) can be made pressure-resistant and explosion-proof without significant additional effort.

Da keine Vorwärmung der zu mischenden Komponenten des Eingases stattfindet und der Mischer und die Verbindungsleitung zum Reaktor vorzugsweise auf niedriger Temperatur gehalten werden, die wenige Grade über dem Taupunkt des Gemisches liegt, entfällt die Gefahr eines Mischerbrandes.Since the components of the gas to be mixed are not preheated takes place and the mixer and the connection line to the reactor are preferably kept at a low temperature, which is a few degrees above the dew point of the mixture, does not apply Risk of mixer fire.

Der Hauptteil der freiwerdenden Reaktionswärme wird in dem als Wärmetauscher ausgebildeten Reaktor unter sehr guten Wärmeaustauschbedingungen, d.h. mit relativ kleiner Austauschfläche, abgeführt, so daß ein großer Teil der üblicherweise für die Abfuhr der Reaktionswärme benötigten Apparatur entfällt.The main part of the heat of reaction released is in the reactor designed as a heat exchanger under very good heat exchange conditions, i.e. with a relatively small exchange area, discharged, so that a large part of the apparatus usually required for removing the heat of reaction is dispensed with.

Mittels des erfindungsgemäß schnellströmenden oder verdampfenden Wärmeübertragungsmediums kann die Reaktionswärme leicht an Verbraucher, z.B. Sumpfkocher der Rektifikationskolonnen, abgegeben werden.By means of the fast-flowing or evaporating according to the invention Heat transfer medium can easily transfer the heat of reaction to consumers, e.g. sump boilers of the rectification columns will.

Unter Einbeziehung der Möglichkeiten, chlorierte Gemische in einfacher Weise ein- oder mehrmals nachzuchlorie-Including the possibilities of chlorinated mixtures in easier Way to re-chlorinate one or more times

209888/1347 BAD ORIGINAL209888/1347 BAD ORIGINAL

ren und nicht erwünschte Chlorierungsprodukte in beliebiger Gemischzusammensetzung -wieder in den Chlorierungsreaktor zurückzuführen, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erstmalig eine Endproduktpalette aller Chlormethane in nahezu beliebiger Mengenkombination gewählt werden, z.B. muß bei der Methylenchloridherstellung im ungünstigsten Fall "ein Zwangsanfall von ca. 3 Gew.% an höher chlorierten Chlorraethanen in Kauf genommen werden. Im Falle der ausschließlichen Tetrachlorkohlenstoffherstellung aus Methan kommt man mit 2-maligem Nachdosieren von Chlor aus; dabei werden Chlor und Methan praktisch vollständig umgesetzt, so daß - wie bei der herkömmlichen-Methanstufenchlorierung - eine Gasrückführung entfällt.ren and undesired chlorination products in any mixture composition - returned to the chlorination reactor, can with the inventive method for the first time a End product range of all chloromethanes in almost any combination of quantities can be selected, e.g. in the case of methylene chloride production, in the worst case, "an inevitable amount of approx. 3% by weight higher chlorinated chloroethanes have to be accepted. In the case of exclusive carbon tetrachloride production Methane can be done with two additional doses of chlorine; chlorine and methane are practically completely converted so that - as with the conventional methane stage chlorination - a gas recirculation not applicable.

Das bisher für die Gasrückführung notwendige, leistungsstarke und energetisch aufwendige Kreisgasgebläse kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wegen der geringeren Kreisgasmenge und des höheren Drucks durch ein viel kleineres Gebläse ersetzt werden;The high-performance and energetically expensive circulating gas fan previously required for the gas recirculation can be used in the case of the Process can be replaced by a much smaller fan because of the lower amount of circulating gas and the higher pressure;

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet erstmalig, reines Monochlormethan zu chlorieren. Damit ergeben sich insbesondere für die vorzugsweise Herstellung von Dichlormethan folgende zusätzliche bzw. spezielle Vorteile:For the first time, the process according to the invention permits pure monochloromethane to chlorinate. This results in the following additional ones, in particular for the preferred production of dichloromethane or special advantages:

Das Reaktorausgas ist durch mäßige Abkühlung total kondensierbar. Die Abtrennung des Chlorwasserstoffs erfolgt aus dem Kondensat ebenso wie die Auftrennung der Chlormethane durch Rektifikation unter Druck. Der abgetrennte -Chlorwasserstoff wird unmittelbar in die Methanolveresterungsanlage eingesetzt, in der er mit Methanol zu Monochlormethan umgesetzt wird. Gegenüber der Methanbasis nach CH4 + 2 CIo ** CH2Cl2 + 2 HCl wird bei der reinen Methanolbasis gemäßThe reactor exhaust gas can be totally condensed through moderate cooling. The hydrogen chloride is separated off from the condensate and the chloromethanes are separated by rectification under pressure. The separated hydrogen chloride is used directly in the methanol esterification plant, in which it is reacted with methanol to form monochloromethane. Compared to the methane base according to CH 4 + 2 CIo ** CH 2 Cl 2 + 2 HCl, the pure methanol base according to

CH3Cl + Cl2 = CH2CL2 + HCl HCl + CH3OH = CH3Cl + H3OCH 3 Cl + Cl 2 = CH 2 CL 2 + HCl · HCl + CH 3 OH = CH 3 Cl + H 3 O

-nur die halbe Menge Chlor verbraucht und keine Salzsäure erzeugt, deren Gutschriftwert nur. einen Bruchteil der Chlorkosten decken würde.-only uses half the amount of chlorine and does not generate hydrochloric acid, their credit value only. would cover a fraction of the chlorine costs.

209886/1347209886/1347

A9A9

Das Kreisgasgebläse entfällt ganz.The circulating gas fan is completely eliminated.

Bei dieser Verfahrensweise ist die erzielbare Ausbeute an Dichlormethan wesentlich höher als z.B. beim Schlaufenreaktor: sie kann ohne weiteres 97 Gew.% bezogen auf die Summe der Chlorierungsprodukte, betragen. With this procedure, the achievable yield of dichloromethane is significantly higher than, for example, with the loop reactor: it can easily amount to 97% by weight based on the sum of the chlorination products.

Erfindungsgemäß kann der Chlorgehalt sogar über der unteren Explosionsgrenze liegen. Ein solcher hoher Chlorgehalt wäre z.B. bei den voluminösen Schlaufenreaktoren nicht zu verantworten und kann auch sonst nicht beherrscht werden, da zu hohe Temperaturen und demzufolge Zersetzungsprodukte wie C2CIg und Kohlenstoffabschei— düngen auftreten würden.According to the invention, the chlorine content can even be above the lower explosion limit. Such a high chlorine content would not be justifiable in the voluminous loop reactors, for example, and cannot otherwise be controlled, since excessively high temperatures and consequently decomposition products such as C 2 CIg and carbon deposits would occur.

Infolge der Möglichkeit, erfindungsgemäß Monochlormethan bei sehr hoher Chlorkonzentration zu chlorieren, ist auch die mit einer Chlorierungsstufe erzielbare Ausbeute an Trichlormethan höher als beim Schlaufenreaktor.As a result of the possibility of using monochloromethane according to the invention Chlorinating very high chlorine concentrations is also the yield of trichloromethane that can be achieved with one chlorination step higher than with the loop reactor.

Die Raum-Zeit-Leistung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht bei einem Gasdruck am Reaktoreintritt von 8 ata und bei einer Gaseintrittstemperatur von 50 C ca. 12 t CHgCl^/h/m Reaktorvolumen. Die Leistung des bekannten Schlaufenreaktors beträgt . dagegen bei einem Reaktionsdruck von 4 ata und einer Gasein-The space-time performance achieved by the method according to the invention at a gas pressure at the reactor inlet of 8 ata and at a gas inlet temperature of 50 C approx. 12 t CHgCl ^ / h / m reactor volume. The performance of the known loop reactor is. on the other hand, at a reaction pressure of 4 ata and a gas inlet

trittstemperatur von 2000C bei größtmöglicher Monochlormethankon-entry temperature of 200 0 C with the greatest possible monochloromethane con-

zentration ca. 0,05 t CHLClg/h/m Reaktorvolumen.concentration approx. 0.05 t CHLClg / h / m reactor volume.

Für die Herstellung von Dichlormethan aus Monochlormethan sind die vorzugsweisen Verfahrensbedingungen:For the production of dichloromethane from monochloromethane are the preferred process conditions:

Druck an Reaktor eintritt: 6 bis 15 ataPressure at reactor inlet: 6 to 15 ata

Temperatur des GasgemischesTemperature of the gas mixture

hinter dem Mischer: 20 bis 80behind the mixer: 20 to 80

Chlorgehalt des Eingases: 15 bis 30 Vol.%Chlorine content of the single gas: 15 to 30 vol.%

Temperatur des Wärmeübertragungsmediums: 320 bis 360 CHeat transfer medium temperature: 320 to 360 ° C

Erwärmung des Wärmeübertragungsmediums während des Durchströmens des Reaktors: 3 bis 15 CHeating of the heat transfer medium while flowing through the reactor: 3 to 15 ° C

209386/1347209386/1347

3749937499

Maximale Gastemperatur-: Lichte Rohrweite:, Verweilzeit im Reaktor: Druck am Reaktoraustritt:Maximum gas temperature: Inner pipe width :, Residence time in the reactor: Pressure at the reactor outlet:

360 bis 48O°C 20 bis 80 mm 1 bis 6 see 5 bis 13 ata360 to 480 ° C 20 to 80 mm 1 to 6 seconds 5 to 13 ata

Das erfindungsgemäße Verfahren wird anhand der Figuren 1-13 und in den folgenden Beispielen näher erläutert:The method according to the invention is illustrated in FIGS. 1-13 and explained in more detail in the following examples:

Figuren 1-3 zeigen für 3 verschiedene Betriebszustände A, B und C jeweils das Temperaturprofil das sich bei der Chlorierung von reinem Methan in einem 25 mm weiten Rohrreaktor einstellt. Aufgetragen ist die Temperatur über der Reaktorlänge»FIGS. 1-3 show the temperature profile during the chlorination for 3 different operating states A, B and C of pure methane in a 25 mm wide tubular reactor. The temperature is plotted over the length of the reactor »

Figuren 4-6 zeigen für 3 verschiedene Betriebszustände A, B und C jeweils das Konzentrationsprofil das sich bei der Chlorierung von reinem Methan in einem 25 mm weiten Rohrreaktor einstellt. Aufgetragen ist die Konzentration über der Reaktorlänge,FIGS. 4-6 show the concentration profile during the chlorination for 3 different operating states A, B and C of pure methane in a 25 mm wide tubular reactor. The concentration is plotted over the length of the reactor,

Figuren 7-9 zeigen die betreffenden Chlordurchflußmengen im Reaktor der drei verschiedenen Betriebszustände A, B und C.Figures 7-9 show the respective chlorine flow rates in Reactor with three different operating states A, B and C.

Figur 10 zeigt eine schematische Darstellung einer Chlorierungsanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit anschließender Aufarbeitungs- und Trennanlage.FIG. 10 shows a schematic representation of a chlorination plant for carrying out the method according to the invention subsequent processing and separation plant.

Figur 11 zeigt für den im Beispiel 3 beschriebenen Betriebszustand das Temperaturprofil, das sich bei der Chlorierung von reinem Monochlormethan in einem 24 mm weiten Rohrreaktor einstellt«,FIG. 11 shows the operating state described in Example 3 the temperature profile that occurs during the chlorination of pure monochloromethane in a 24 mm wide tubular reactor «,

Figur 12 zeigt die Gehalte an Di, Tri- und Tetrachlormethan im Ausgas bei Einsatz von Monochlormethan.Figure 12 shows the contents of di, tri- and carbon tetrachloride in Outgassing when using monochloromethane.

Figur 13 zeigt, daß beim Herstellen von Dichlormethan aus Monochlormethan wesentlich weniger Trichlormethan anfällt als bei optimaler Betriebsweise des Schlaufenreaktors bei der Herstellung von Dichlormethan.Figure 13 shows that when preparing dichloromethane from monochloromethane significantly less trichloromethane is obtained than with optimal operation of the loop reactor during production of dichloromethane.

209886/1347209886/1347

Beispiel 1example 1

Methan und Chlor werden gemischt und mit einer Mischtemperatur von 28°C in ein Reaktionsrohr aus Reinnickel geleitet. Das Reaktionsrohr ist insgesamt 12 m lang und 24 mm weit. Die ersten 8,2 jn sind ummantelt und werden im Gegenstrom zum Eingas gemisch mit schnell strömenden flüssigen Wärmeübertragungsmedium (Gemisch isomerer Dibenzylbenzole) temperiert.Methane and chlorine are mixed and fed into a reaction tube made of pure nickel at a mixed temperature of 28 ° C. The reaction tube is a total of 12 m long and 24 mm wide. The first 8.2 jn are jacketed and are mixed in countercurrent to the single gas temperature controlled with fast flowing liquid heat transfer medium (mixture of isomeric dibenzylbenzenes).

Für beispielsweise 3 verschiedene Betriebszustände A, B und C wird der Chlorierungsablaui jeweils durch die über der Reaktorlänge aufgetragenen Temperatur-, Konzentrations- und Chlormengenprofile (Figuren 1 bis 9) wiedergegeben. Die analytisch ermittelten Konzentrationen sind als Molenbrücke m./ m. (i=0 für 1 für CH3Cl, 2 für CH2Cl2, 3 für CHCl3, 4 für CCl4) dargestellt.For example, for 3 different operating states A, B and C, the chlorination output is shown in each case by the temperature, concentration and chlorine quantity profiles plotted over the length of the reactor (FIGS. 1 to 9). The analytically determined concentrations are shown as mole bridges m / m (i = 0 for 1 for CH 3 Cl, 2 for CH 2 Cl 2 , 3 for CHCl 3 , 4 for CCl 4 ).

Die Betriebszustände sind durch folgende Reaktionsdrücke, Eingasmengenströme und Temperaturen des Wärmeübertragungsmediuras gegeben:The operating states are indicated by the following reaction pressures, Single gas flows and temperatures of the heat transfer medium given:

209886/1347209886/1347

CD CO CT>CD CO CT>

Betriebszustand Operating condition

Reaktionsdruck Reaction pressure

ataata

4,24.2

Methan-EinsatzMethane use

raol/sraol / s

0,162380.16238

0,155670.15567

0,205110.20511

Chlor-EinsatzUse of chlorine

mol/smol / s

0,04736 0,047020.04736 0.04702

0,056650.05665

WärmeübertragungsinedienHeat transfer media

Eintrittstemperatur Inlet temperature

304304

299299

294294

Austritts temperatuOutlet temperatu

306306

301301

292292

COCO

COCO

AHAH

Beispiel 2Example 2

In einer Methanolveresterung (1), Figur ΙΟ, werden 2211 kg/h Methanol mit 3286 kg/h HCl in Monochlormethan umgesetzt. Das aus der Methanolveresterung (1) kommende Monochlormethan wird in (2) getrocknet und im Gasmischer (3) mit 5371 kg/h Chlor vermischt. Das Eingas, bestehend aus 13 976 kg/h CH3Cl, 300 kg/h HCl und 5371 kg/h Cl2 weist eine Temperatur von 33°C auf und wird über Leitung (19) unter 5 ata in den Reaktor (4) geleitet. Das Reaktorausgas von 340° gelangt über Leitung (2O) in den Gaskühler (5) wird hier auf 150 C abgekühlt und danach über Leitung (21) inIn a methanol esterification (1), Figure ΙΟ, 2211 kg / h of methanol are reacted with 3286 kg / h of HCl in monochloromethane. The monochloromethane coming from the methanol esterification (1) is dried in (2) and mixed with 5371 kg / h of chlorine in the gas mixer (3). The input gas, consisting of 13 976 kg / h CH 3 Cl, 300 kg / h HCl and 5371 kg / h Cl 2 has a temperature of 33 ° C and is fed into the reactor (4) via line (19) at 5 atmospheres. directed. The reactor exhaust gas at 340 ° passes through line (2O) into the gas cooler (5) is cooled here to 150 ° C. and then into the gas cooler (5) through line (21)

weitergeleitet οforwarded ο

den Gaskühler (6>f über Leitung (22) wird es mit 50 C einem Rußfilter (7) in dem 0,2 kg/h Ruß abgeschieden werden und von da über Leitung (23) einem Gastrockner (8) (H2SO4, 96 %) zugeleitet. Über Leitung (24) gelangt das getrocknete Ausgas in die Gasverflüssigungsanlage (9), die aus Kondensatoren (107, Kühler (11) (-450C) und Absorptionskolonne (12) besteht. Das aus den Kondensatoren (10) ablaufende Kondensat wird über einen Kühler (11) geleitet und am Kopf einer Absorptionskolonne (12) aufgegeben. Das Restgas wird über Leitung (25) in die Absorptionskolonne (12) geleitet. Über Pumpe (26) und Leitung (27} wird das die Absorptionskolonne verlassende verflüssigte Ausgas in die erste Rektifizierkolonne (13) gefördert. In dieser Kolonne (13) werden 3139 kg/h Chlorwasserstoff abgetrennt und über Leitung (28) in die Methanolveresterung (1) geführt. In der zweiten Rektifizierkolonne (14) wird das nicht umgesetzte Monochlormethan abgetrennt und über Leitung (29) in den Gasmischer (3) geleitet. In den weiteren Rektif izierkolonnen 15, 16 und 17 wird das Restgemisch in Di-(5260 kg/h) Tri- (611 kg/h) und Tetrachlormethan (40 kg/h) zerlegt. Reaktor (4) und Gaskühler (5) weisen einen gemeinsamen oder getrennten Kreislauf (18) des Wärmeübertragungsmediums ("Diphyl"-eutektisches Gemisch von Diphenyl und Diphenyloxyd) auf. Mit dem Diphylkreislauf (18) können die Sumpfkocher der Rektifizierkolonnen oder sonstige Verbraucher gekoppelt sein (nicht dargestellt). Über Leitung (31) verlassen 45 kg/h Abgas die Absorptionskolonne (12). Das Abgas besteht hauptsächlich aus Stickstoff (Stickstoffgehalt des technisch reinen Chlors). Über Leitung (30) wird derthe gas cooler (6> f via line (22) it is at 50 C a soot filter (7) in which 0.2 kg / h soot are separated and from there via line (23) to a gas dryer (8) (H 2 SO 4 , 96%) supplied. via line (24) the dried off gas enters the gas liquefaction plant (9) composed of capacitors (107, cooler (11) (-45 0 C) and the absorption column (12). the from the capacitors ( 10) running condensate is passed through a cooler (11) and fed at the top of an absorption column (12). The residual gas is passed via line (25) into the absorption column (12). This is via pump (26) and line (27} Liquefied exhaust gas leaving the absorption column is conveyed into the first rectification column (13). In this column (13), 3139 kg / h of hydrogen chloride are separated off and passed via line (28) into the methanol esterification (1). In the second rectification column (14) the Unreacted monochloromethane is separated off and gel via line (29) into the gas mixer (3) expires. In the other rectifying columns 15, 16 and 17, the residual mixture is broken down into di- (5260 kg / h) tri- (611 kg / h) and carbon tetrachloride (40 kg / h). Reactor (4) and gas cooler (5) have a common or separate circuit (18) of the heat transfer medium ("diphyl" -eutectic mixture of diphenyl and diphenyl oxide). The sump boilers of the rectification columns or other consumers can be coupled to the diphyl circuit (18) (not shown). 45 kg / h of offgas leave the absorption column (12) via line (31). The exhaust gas mainly consists of nitrogen (nitrogen content of technically pure chlorine). Via line (30) is the

schwerf lüchtige Rückstand (3 kg/h), in der Hauptsache C2C16) vonhardly volatile residue (3 kg / h), mainly C 2 C1 6) of

2 0 988 6/13472 0 988 6/1347

der'Rektifizierkolonne 17 abgezogen.der'Rektisierungskolonne 17 withdrawn.

Beispiel 3Example 3

In einen Mischer (3) strömen ein 816 kg CHoCl/h von 52°C undA 816 kg CHoCl / h at 52 ° C. and flow into a mixer (3)

«j«J

7,8 ata sowie 385 kg Cl2/h von 56 C und 9,8 ata.7.8 ata and 385 kg Cl 2 / h at 56 ° C. and 9.8 ata.

Das so erzeugte Gasgemisch strömt über eine 5 m lange Rohrleitung, die warmwasserbeheizt ist auf 50 C, in den Wärmetauscher (4). Am Eingang des Wärmetauschers (4) beträgt der Gasdruck 7,0 ata, am Ausgang 6,0 ata. Er besteht aus 21 je 3 m langen Schüssen, die in 7 Etagen zu je 3 Schüssen untereinander mit Hilfe von 6 Rohrkrümmern angeordnet sind. Schüsse und Krümmer enthalten je 7 Rohre aus Reinnickel von 24 mm lichter Weite und 3 mm Wandstärke. Die 7 Rohre sind in hexagonaler Symmetrie parallel im gleichen Abstand voneinander angeordnet mit Hilfe von 2 Rohrboden, die entsprechend gebohrt und verschweißt sind. Die Nickelrohre sind bis nahe an die Flansche der Rohrboden mit 125 mm weiten Hüllrohren aus wärmebeständigem Stahl umgeben. Während die Nickelflansche der Schüsse und Krümmer in bezug auf die einzelnen Nickelrohre fluchtend und dicht aneinandergeschraubt sind, sind die Hüllrohre ebenfalls hintereinander geschaltet, und zwar mit Hilfe passender Rohrbogen. Durch die Nickelrohre strömt das Gas, durch die Hüllrohre der oberen 5 Etagen in Gegenrichtung zum Gas das Wärmeübertragungsmedium (= Gemisch isomerer Dibenzylbenzole). Durch die Hüllrohre der unteren 2 Etagen strömt im Gleichstrom Kühlwasser.The gas mixture generated in this way flows through a 5 m long pipe, the hot water is heated to 50 C in the heat exchanger (4). At the inlet of the heat exchanger (4) the gas pressure is 7.0 ata, am Output 6.0 ata. It consists of 21 sections, each 3 m long, which are arranged in 7 levels of 3 sections each with the help of 6 elbows are arranged. The sections and elbows each contain 7 tubes made of pure nickel with a clear width of 24 mm and a wall thickness of 3 mm. the 7 tubes are arranged in hexagonal symmetry parallel at the same distance from each other with the help of 2 tube sheets, which correspond accordingly are drilled and welded. The nickel tubes are close to the flanges of the tube sheet with 125 mm wide cladding tubes Surrounded by heat-resistant steel. While the nickel flanges the sections and bends are screwed flush and tightly together with respect to the individual nickel tubes, are the cladding tubes also connected in series, with the help of suitable pipe bends. The gas flows through the nickel tubes and through the cladding tubes of the top 5 floors in the opposite direction to the gas the heat transfer medium (= mixture of isomeric dibenzylbenzenes). Through the Cladding tubes of the lower 2 floors flows in cocurrent cooling water.

Die Nickelflansche sind im Hauptreaktionsbereich nicht wie die Hüllrohre wärmeisoliert, sondern luftgekühlt. Die Wärmeübertragungsflüssigkeit wird im Kreislauf von einer ZentrifugalpumpeThe nickel flanges are not like that in the main reaction area Cladding tubes are thermally insulated, but air-cooled. The heat transfer fluid is circulated by a centrifugal pump

gefördert, die bei 5 atü Förderdruck ca. 50 m /h umwälzt. Dabei beträgt die Oeltemperatur am Eintritt (am Ende der 5. Etage von oben) 328°C, am Austritt (am Anfang der 1. Etage) 335°C. Diese Temperaturen sind auf - 0,5°C konstant durch Regelung mit dem Wärmeverbraucher.promoted, which circulates approx. 50 m / h at 5 atmospheric pressure. The oil temperature at the entrance (at the end of the 5th floor from above) is 328 ° C, at the exit (at the beginning of the 1st floor) 335 ° C. These temperatures are constant at - 0.5 ° C through control with the heat consumer.

20988S/134720988S / 1347

Die Gastemperaturen in Achsenmitte der Nickelrohre sind in Figur 11 in Abhängigkeit von der passierten Nickelrohrlänge aufgetragen. Sie sind stationär.The gas temperatures in the center of the axis of the nickel tubes are plotted in FIG. 11 as a function of the length of the nickel tube passed. You are stationary.

Das Kühlwasser ist so einreguliert, daß das Gas mit einer Temperatur von 600C den Wärmetauscher (4) verläßt. Es enthält nur noch 0,02 Vol.% nicht umgesetztes Chlorgas.The cooling water is regulated so that the gas having a temperature of 60 0 C leaving the heat exchanger (4). It only contains 0.02% by volume of unconverted chlorine gas.

Im Falle dieses Beispiels übernimmt der Wärmetauscher (4) zugleich die Funktionen der in der Figur 10 dargestellten Kühler (5) und (6).In the case of this example, the heat exchanger (4) takes over at the same time the functions of the cooler (5) and (6) shown in Figure 10.

Der 60 C heiße Gasstrom passiert 2 parallel geschaltete Sackfil-The 60 C hot gas flow passes through 2 parallel-connected bag fil-

2
ter (7) von je 0,6 m Oberfläche (10 cm 0, ISO cm hoch) aus dickem Polytetrafluoräthylenmaterial. In den Filtern wird der · Flugruß vollständig bei einem Druckabfall von 325 mm WS und einer
2
ter (7) each 0.6 m surface (10 cm 0, ISO cm high) made of thick polytetrafluoroethylene material. In the filters the soot becomes completely with a pressure drop of 325 mm water column and one

—5-5

Menge von 4 · 10 g Ruß/g eingespeistes Chlor abgefangen. Der Ruß wird über Bodenschieber den Filtern entnommen. Er ist spezifisch so schwer, daß er sich ohne besondere Haßnahmen am Filtergefäßboden ablagert.
Die Analyse des Ausgases ist in Vol.%:
Trapped amount of 4 x 10 g soot / g of chlorine fed in. The soot is removed from the filters via bottom slides. Specifically, it is so heavy that it is deposited on the bottom of the filter vessel without any particular hatred.
The analysis of the outgassing is in vol.%:

HCl 26HCl 26

52
20
2,2 0,2 0,02 Inerte (N3) ' 0,03
52
20th
2.2 0.2 0.02 Inerts (N 3 ) '0.03

Der Chlorumsatz ist besser als 99,9 %.The chlorine conversion is better than 99.9%.

Beim Start wird die Wärraeübertragungsflüssigkeit mit einer elektrischen Heizung auf 32O°C aufgeheizt. Dann wird der Monochlormethanstrom angestellt.When starting the heat transfer fluid with an electric Heater heated to 320 ° C. Then the monochloromethane stream employed.

Wird der Chlorgehalt des Eingases und außerdem der Druck, die Strömungsgeschwindigkeit sowie die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums variiert, so ergeben sich bei Einsatz von Monochlormethan die in Figur 12 aufgetragenen Gehalte des Reaktorausgases an Di-, Tri- und Tetrachlormethan. Aus den eingetragenen Kurvenzügen ergibt sich die in Figur 13 dargestellte Ausbeute an Trichlormethan. Zum Vergleich sind 2 Arbeitspunkte des Schlaufen-The chlorine content of the gas and also the pressure, the flow rate and the temperature of the heat transfer medium varies, the use of monochloromethane results in the contents of the reactor exhaust gas plotted in FIG. 12 of di-, tri- and carbon tetrachloride. From the curves entered the yield of trichloromethane shown in FIG. 13 results. For comparison, 2 working points of the loop

209886/1347209886/1347

CH3 CH 3 ClCl 44th CH2 CH 2 C12 C1 2 CHCI3CHCI3 CClCCl C12 C1 2

reaktors eingetragen, und zwar für Methaneinsatz mit Monochlormethan-Rückführung und für maximal mögliche Monochlormethanzumischung .reactor registered, namely for methane use with monochloromethane recirculation and for maximum possible monochloromethane admixture.

Der erzielbare Chlorumsatz nimmt mit der einregulierten Temperatur der Wärmeübertragungsflüssigkeit und mit der Chloranfangskonzentration zu. Er beträgt z.B. bei einem Eingas von 27 Vol.% Cl0 plus 73 Vol.% CHQC1 und einer Temperatur der Wärmeübertragungsflüssigkeit von 340 C 99,99 %, bei 335°C 99,9 %, bei 33O°C 99,5 %. Es läßt sich erfindungsgemäß stets ein so niedriger Restchlorgehalt erreichen, daß keine besonderen Maßnahmen für die Restchlor,abtrennung erforderlich sind.The achievable chlorine conversion increases with the regulated temperature of the heat transfer fluid and with the initial chlorine concentration. For example, with an input gas of 27 vol.% Cl 0 plus 73 vol.% CH Q C1 and a temperature of the heat transfer fluid of 340 C 99.99%, at 335 ° C 99.9%, at 330 ° C 99.5 %. According to the invention, it is always possible to achieve such a low residual chlorine content that no special measures are required for separating off residual chlorine.

209886M347209886M347

Claims (10)

Patentansprüche :Patent claims: ( 1 .\ Verfahren zur Herstellung von Chlormethanen durch thermische ^— Chlorierung, dadurch gekennzeichnet, daß man Chlor mit CH Cl(1. \ Process for the production of chloromethanes by thermal ^ - Chlorination, characterized in that chlorine with CH Cl mit η = 1 bis 4 und m = 4- η und gegebenenfalls Inertgas und/oder Chlorwasserstoff gasförmig unter Druck von 2 bis zu 25 ata in solchem Mengenverhältnis mischt, daß der Yolumenanteil des Chlors im Gesamtgasgemisch 10 % bis 50 % sowie auf die Summe der Volumenanteile der chlorierbaren Komponenten bezogen mindestens 14 % beträgt, daß man dieses Reaktoreingasgemisch in einem schlanken Rohr bei einer Strömungsgeschwindigkeit von mindestens 3 m/s mittels eines das Rohr umströmenden 270 bis 400°C warmen Wärmeübertragungsmediums, dessen höchste und tiefste Temperatur innerhalb des Umlaufs sich um nicht mehr als 40°C unterscheiden, aufwärmt und zur Reaktion bringt, wobei man eine Gastemperaturspitze von 33O°C bis 600°C aufrecht erhält und daß man das den Reaktor verlassende Gasgemisch einer Aufarbeitungs- und Trennanlage zuführt.with η = 1 to 4 and m = 4-η and optionally inert gas and / or mixes hydrogen chloride in gaseous form under pressure of 2 up to 25 ata in such a proportion that the volume fraction of the chlorine in the total gas mixture 10% to 50% and the sum of the proportions by volume of the chlorinable components based on at least 14% is that this reactor gas mixture is in a slim tube at a flow rate at least 3 m / s by means of a heat transfer medium with a temperature of 270 to 400 ° C flowing around the pipe, whose highest and lowest temperature within the circulation differ by no more than 40 ° C, warms up and for Bringing reaction, maintaining a gas temperature peak of 330 ° C. to 600 ° C. and leaving the reactor Gas mixture feeds a processing and separation plant. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in einer Aufarbeitungs- und Trennanlage die bei der Chlorierung entstandenen Produkte und das mit den Reaktioriskoraponenten eingebrachte Inertgas vom Reaktorausgas abtrennt und das übrigbleibende Gemisch in denselben oder einen anderen Chlorierungsreaktor wiedereinsetzt. 2. The method according to claim 1, characterized in that one in a processing and separation plant in the chlorination resulting products and that with the reactive components introduced inert gas is separated from the reactor exhaust gas and the remaining mixture is reused in the same or a different chlorination reactor. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Chlorierungsschritte, die jeweils durch Chlorzumischung eingeleitet werden, im selben Reaktor oder in verschiedenen Reaktoren hintereinander erfolgen, ohne daß zwischen den Chlorierungsschritten eine Abkühlung unter 270 C3. The method according to claim 1, characterized in that several chlorination steps, each initiated by adding chlorine be carried out in the same reactor or in different reactors in succession, without any between the chlorination steps cooling below 270 ° C tungs- oder Trennanlage erforderlich sind.processing or separation system are required. rungsschritten'eine Abkühlung unter 270 C und eine Aufarbei-cooling steps' cooling to below 270 C and a work-up 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktoreingasgemisch die Summe der Volumenanteile an Methan, Chlorwasserstoff und Inertgas weniger als 15 % beträgt.4. Process according to claims 1-3, characterized in that the sum of the volume fractions in the reactor gas mixture Methane, hydrogen chloride and inert gas is less than 15%. 209886/ 1347209886/1347 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktorausgas vor seiner Zerlegung in der Trennanlage durch ein- oder mehrstufige Kondensation zu mehr als 90 Gew.% verflüssigt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the reactor exhaust gas through before its decomposition in the separation plant One or more stage condensation to more than 90 wt.% Liquefied will. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem verflüssigten Gemisch (der) Chlorwasserstoff abgetrennt und in einer Methanolveresterungsanlage mit Methanol zu Monochlormethan umgesetzt wird.6. The method according to claim 5, characterized in that from separated from the liquefied mixture (s) of hydrogen chloride and in a methanol esterification plant with methanol to form monochloromethane is implemented. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Methanolveresterungsanlage erzeugte Monochlormethan in den Chlorierungsreaktor eingesetzt wird und daß außer Chlor und Methanol dem Prozeß kein weiterer Rohstoff zugeführt wird.7. The method according to claim 6, characterized in that the monochloromethane produced in the methanol esterification plant in the Chlorination reactor is used and that apart from chlorine and methanol, no further raw material is fed to the process. 8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischbildung bei Temperaturen unter 1000C erfolgt.8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that the mixture is prepared at temperatures below 100 0 C. 9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorierungsreaktion in mehreren parallelen, zu Rohrbündeln zusammengefaßten Rohren durchgeführt wird.9. Process according to Claims 1 to 8, characterized in that the chlorination reaction takes place in several parallel tube bundles combined pipes is carried out. 10. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärmeübertragungsmedium auf der Rohraußenseite ganz oder teilweise verdampft wird.10. The method according to claims 1-9, characterized in that the heat transfer medium is completely or partially evaporated on the outside of the tube. 6/13476/1347 IOIO LeerseiteBlank page
DE19712137499 1971-07-27 1971-07-27 Process for the production of chloromethanes by thermal chlorination Withdrawn DE2137499B2 (en)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE786848D BE786848A (en) 1971-07-27 PROCESS FOR PREPARATION OF CHLORINATED METHANES BY THERMAL CHLORINATION
DE19712137499 DE2137499B2 (en) 1971-07-27 1971-07-27 Process for the production of chloromethanes by thermal chlorination
NL7210116A NL7210116A (en) 1971-07-27 1972-07-21
ES405032A ES405032A1 (en) 1971-07-27 1972-07-21 Process for the manufacture of chloromethanes by thermal chlorination
IT2739472A IT963342B (en) 1971-07-27 1972-07-25 PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CHLOROMETANES BY THERMAL CHLORINATION
CA147,975A CA989878A (en) 1971-07-27 1972-07-26 Process for the manufacture of chloromethanes by thermal chlorination
GB3496572A GB1400855A (en) 1971-07-27 1972-07-26 Process for the manufacture of chloromethanes by thermal chlorination
FR7226876A FR2147207B1 (en) 1971-07-27 1972-07-26
BR504072A BR7205040D0 (en) 1971-07-27 1972-07-27 PROCESS FOR THE PREPARATION OF CHLOROMETANS THROUGH THERMAL CHLORATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19712137499 DE2137499B2 (en) 1971-07-27 1971-07-27 Process for the production of chloromethanes by thermal chlorination

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2137499A1 true DE2137499A1 (en) 1973-02-08
DE2137499B2 DE2137499B2 (en) 1975-08-14

Family

ID=5814944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19712137499 Withdrawn DE2137499B2 (en) 1971-07-27 1971-07-27 Process for the production of chloromethanes by thermal chlorination

Country Status (9)

Country Link
BE (1) BE786848A (en)
BR (1) BR7205040D0 (en)
CA (1) CA989878A (en)
DE (1) DE2137499B2 (en)
ES (1) ES405032A1 (en)
FR (1) FR2147207B1 (en)
GB (1) GB1400855A (en)
IT (1) IT963342B (en)
NL (1) NL7210116A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2933691B1 (en) * 2008-07-10 2012-11-09 Arkema France HYDRO (CHLORO) FLUOROOLEFINS AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION

Also Published As

Publication number Publication date
ES405032A1 (en) 1975-07-16
BE786848A (en) 1973-01-29
GB1400855A (en) 1975-07-16
CA989878A (en) 1976-05-25
FR2147207A1 (en) 1973-03-09
DE2137499B2 (en) 1975-08-14
FR2147207B1 (en) 1977-08-26
IT963342B (en) 1974-01-10
BR7205040D0 (en) 1973-07-03
NL7210116A (en) 1973-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010037441A1 (en) Method and system for the production of methanol
DE69930402T2 (en) HIGH-ELECTIVE METHOD FOR THE PRODUCTION OF PHENOL AND ACETONE
DE69823824T2 (en) MELAMINE SYNTHESIS PLANT AND MELAMINE SYNTHESIS
DE2427045A1 (en) PROCESS FOR PRODUCING ETHYLENE DICHLORIDE
DE69801392T2 (en) Manufacture of methyl chloride
DD232487A5 (en) METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING NITROMETHANE
DE2224253A1 (en) Process and apparatus for the production of ethylene dichloride
EP0907626A1 (en) Process for preparing 1,2-dichloroethane by direct chlorination
EP0031895B1 (en) Process for the preparation of 1,2-dichloroethane
EP0021381B1 (en) Process for the recovery of pyrolysis energy in the preparation of vinyl chloride through thermal cracking of 1.2-dichloroethane
DE3604968A1 (en) METHOD FOR PRODUCING DICHLORETHANE
DE69131769T2 (en) Process for the preparation of ethylbenzene
DE2137499A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF CHLORINE METHANES BY THERMAL CHLORINATION
EP0000698A1 (en) Apparatus for preparing hexagonal phosphorous pentoxide
DE19641562A1 (en) Process for the preparation of 1,2-dichloroethane by direct chlorination
EP0005176A1 (en) Process for the preparation of dichloroethane
DE1793051C3 (en) Process for working up the reaction mixtures obtained in the production of 1,2-dichloroethane by oxychlorination of ethylene
DE2652332C2 (en) Process for the production of 1,2-dichloroethane
DE2024292C3 (en) Process for the preparation of halomethyldihalophosphines
DE3334223A1 (en) Process for the preparation of 1,2-dichloroethane
DE1618249B1 (en) Process for separating bromine-containing cocatalyst from crude phthalic anhydride
DE2805441A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF ALKANES SUBSTITUTED BY CHLORINE ATOMS AND / OR SULFOCHLORIDE GROUPS
DE1960063C3 (en) Process for the production of allyl chloride
DE2024292A1 (en)
DE1542592B2 (en) Process for the production of superphosphoric acid

Legal Events

Date Code Title Description
8230 Patent withdrawn