DE2651974A1 - Katalysator und verfahren zur herstellung von 1,2-dichloraethan durch oxichlorierung von aethylen - Google Patents

Katalysator und verfahren zur herstellung von 1,2-dichloraethan durch oxichlorierung von aethylen

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DE2651974A1 DE19762651974 DE2651974A DE2651974A1 DE 2651974 A1 DE2651974 A1 DE 2651974A1 DE 19762651974 DE19762651974 DE 19762651974 DE 2651974 A DE2651974 A DE 2651974A DE 2651974 A1 DE2651974 A1 DE 2651974A1
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Description

  • Katalysator und Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxlchlorierung von Äthylen Die Erfindung betrifft einen Katalysator auf Basis von Kupferchlorid zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxichlorierung von Äthylen sowie ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Umsetzung von Äthylen mit Chlorwasserstoff und Sauerstoff in mehreren Reaktionszonen in Gegenwart dieses Katalysators.
  • Die Oxichlorierung von Äthylen ist ein bekanntes, in der Technik ausgeübtes Verfahren0 Nach der britischen Patentschrift 1 104 666 wird die Umsetzung des Äthylens mit Chlorwasserstoff und Sauerstoff in mehreren hintereinander angeordneten Reaktoren durchgeführt, wobei der Sauerstoff, in mehrere Ströme aufgeteilt, jedem Reaktor gesondert zugeführt wird0 Die Reaktoren sind mit einem Katalysator beschickt, der aus Kupferchlorid besteht, welches auf einen Träger niedergeschlagen ist0 Innerhalb eines Reaktors soll die Katalysatorkonzentration in Produktflußrichtung zunehmen, Eine besondere Ausführungsform des Verfahrens besteht darin, daß die Reaktoren in Zonen aufgeteilt sind, wobei die Konzentration des Kupferchlorids auf dem Träger zunimmt, Die bei diesem Verfahren eingesetzten Katalysatoren werden üblicherweise durch Tränken eines Trägermaterials mit einer Kupferchlorid-Lösung, im allgemeinen einer wäßrigen Kupfer(II)-chlorid-Lösung, hergestellt0 Gemäß der DT-PS 23 56 549 hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen Katalysator auf Basis von Kupfer(II)-chlorid als katalytisch aktiver Komponente zu verwenden, der durch Tränken eines Trägermaterials mit einer wäßrigen Lösung von Kupfer(II)-oxichlorid und Chlorwasserstoff im Gewichtsverhältnis von Kupferionen zu Chlorwasserstoff von 2 : 1 bis 1 : 1 und anschließendes Behandeln bei Temperaturen zwischen 150 und 3000C unter Ausschluß wesentlicher Mengen an Sauerstoff erhalten worden ist, Als Trägermaterial für die katalytisch aktive Komponente des Katalysators werden dabei im allgemeinen Stoffe wie Diatomeenerde, Bims, Ton, Kieselgur, Kieselerde, Silikagel, Kieselsäure, Silikate und ähnliches verwendet0 Bevorzugt wurde bisher als Trägermaterial Tonerde in Form von t°Aluminiumoxid herangezogen0 Die bekannten und handelsüblichen Katalysatoren für die Herstellung von Dichloräthan durch Oxichlorierung von Äthylen haben sich in vieler Hinsicht bewährt und zufriedenstellende Ergebnisse geliefert. Es besteht jedoch das Verlangen, die Oxichlorierung von Äthylen weiter zu verbessern, insbesondere den Anteil der sich bei der Oxichlorierung biidenden Nebenprodukte zu reduzieren und die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan zu erhöhen, Außerdem will man den Gehalt an unerwünschten Chlorkohlenwasserstoffen in den Restgasen aus Umweltgründen möglichst niedrig halten, Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, einen Katalysator und ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxichlorierung von Äthylen zu schaffen, mit denen eine wesentliche Verbesserung der Selektivitst, d0h eine Erhöhung der Ausbeute an 1,2-Dichloräthan und Reduzierung der Bildung von Nebenprodukten erzielt werden kann0 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Katalysator auf Basis von Kupfer(II)-chlorid, bei dem die katalytisch aktive Komponente auf einem Trägermaterial verteilt ist, das aus den sogenannten Übergangsoxiden des Aluminiums besteht und dessen Gehalt an t-A1203 unter 10 Gew.% liegt0 Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Katalysator zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxichlorierung von Äthylen auf Basis von Kupfer(II)-chlorid als Katalytisch wirksamer Komponente, welche in einer Konzentration von 1 bis 20 Gew.% Kupfer auf einem Träger aus Aluminiumoxid verteilt ist. Der Katalysator ist dadurch gekennzeichnet, daß der Träger im wesentlichen aus t -Aluminiumoxid, -Alumlniumoxid, X-Aluminiumoxid, #-Aluminiumoxid, X-Aluminiumoxid oder Gemischen dieser Oxide in beliebigem Verhältnis miteinander besteht.
  • Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxichlorierung von Äthylen in Gegenwart eines Katalysators auf Basis von Kupfer(II)-chlorid als katalytisch wirksamer Komponente, welche in einer Konzentration von 1 bis 20 Gew.% Kupfer aus einem aus Aluminiumoxid bestehenden Träger verteilt ist, in einem oder in mehreren Reaktoren, von denen mindestens einer in aufeinanderfolgende Reaktionszonen aufgeteilt ist, wobei die Katalysatoraktivität in den Reaktionszonen in Produktstromrichtung zunimmt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß in dem oder den in Reaktionszonen aufgeteilten Reaktoren mindestens in der in Produktstromrichtung gesehen ersten Reaktionszone ein Katalysator eingesetzt wird, dessen katalytisch wirksame Komponente auf einem Träger verteilt ist, der im wesentlichen aus #-Aluminiumoxid, #-Aluminiumoxid, -Aluminiumoxid, S§-Aluminiumoxid, )5-Aluminiumoxid oder Gemischen dieser Oxide im beliebigen Verhältnis miteinander besteht0 Wesentlich für die vorliegende Erfindung ist1 daß die aktive Komponente des Katalysators auf einem Trägermaterial verteilt ist, das aus den sogenannten übergangsoxiden des Aluminiums besteht.
  • Unter übergangsoxiden des Aluminiums" sollen dabei alle zwischen 600 und 1.100°C auftretenden, thermodynamisch instabilen Formen des Al203 mit Ausnahme des t-Al203 verstanden werden. Bei diesen übergangsoxiden des Aluminiums handelt es sich vor allem um das t-Aluminiumoxid, das -Aluminiumoxid, das #-Aluminiumoxid, das # -Aluminiumoxid sowie das # -Aluminiumoxid. Die einzelnen Aluminiumoxide sind durch ihre Kristallstrukturen definiert und werden durch ihre Röntgendiagramme charakterisiert. Für die vorliegende Erfindung sind dabei die Charakterisierung und Bezeichnung der Aluminiumoxide gemäß der ASTM-Kartei (X-Ray Powder Data File, Published by ASTM) maßgebend Die Röntgendiagramme und Kristallstrukturen der Aluminiumoxide sind in der ASTM-Kartei unter folgenden Bezeichnungen registriert: #(eta)-Al2O3 4/875 c»(theta)-Al203 11/517 #(kappa)-Al2O3 4/875 #(delta)-Al2O3 4/877 und 16/394 #(chi)-Al2O3 13/373 γ(gamma)-Al2O3 10/425 o(,(alpha)-Al203 10/1730 Das Trägermaterial für die Herstellung des erfindungsgemäßen Katalysator soll im wesentlichen aus #-Aluminiumoxid, #-Aluminiumoxid, Xe Aluminiumoxid, d bAluminiumoxid, X-Aluminiumoxid oder Gemischen dieser Oxide miteinander bestehen. Das Verhältnis, in dem diese Oxide miteinander gemischt vorliegen können, ist nicht kritisch und kann beliebig variiert werden0 Die erfindungsgemäß als Trägermaterial einzusetzenden übergangsoxide des Aluminiums werden in bekannter Weise durch Erhitzen von t-Aluminiumoxid oder von Aluminiumoxidhydraten auf Temperaturen im Bereich von 600 bis 1 1.100°c, vorzugsweise von 900 bis 1,100°C, erhalten.
  • Bei Temperaturen unter 6000C erhält man vornehmlich #-Aluminiumoxid, bei Temperaturen über 101O00C entsteht das thermodynamisch stabile o9-Aluminiumoxid. Es ist wünschenswert, daß der erfindungsgemäß einzusetzende Aluminizumoxyd-Träger keine wesentlichen Mengen an α-Aluminiumoxyd und # -Aluminiumoxid enthält. Der Gehalt an α-Alumuniumoxyd soll dabei weniger als 30 Gew.%, vorzugsweise weniger als 10 Gew.% bezogen auf das eingesetzte Trägermaterial, betragen0 Der Gehalt des Trägers an g Aluminiumoxid soll unter 10 Gew., bezogen auf das eingesetzte Trägermaterial, liegen. Da 10 Gew.% t-Aluminiumoxid etwa der röntgenografischen Nachweisgrenze entsprechen, soll in dem erfindungsgemäß für die Herstellung des Katalysators eingesetzten Aluminiumoxid-Träger vorzugsweise röntgenografish kein #-AL2O3 mehr nachzuweisen sein.
  • Als Trägermaterial geeignete Aluminiumoxide werden beispielsweise bei Temperaturen von mehr als 6000C, vorzugsweise bei Temperaturen von 900 bis lo 100°Cg aus den Aluminiumoxidhydraten Böhmit und Bayerit bzv. aus dem Aluminiumoxidtrihydrat Hydrargillit erhalten (vgl. Journal Chi.mO Physv, Band 55 (1958) Seiten 341 bis 353) Die Aluminiumoxidhydrate werden so lange bei den genannten Temperaturen getempert, bis die Umwandlung in die gewünschten übergangsoxide des Aluminiums vollzogen ist0 Dies ist im allgemeinen nach 0,5 bis 3 Stunden der Fall. Vorzugsweise für die Katalysatorherstellung eingesetzte Trägermaterialien bestehen im wesentlichen aus #-Aluminiuoxyd, -Aluminiumoxid und/oder t-AluminSumoxid D Zur Herstellung der Katalysatoren wird der Träger aus den erfindungsgemäß zu verwendendens speziellen Aluminiumoxiden in an und für sich bekannter Weise in Form von Stücken mit einem Durchmesser zwischen 1 und 20 mm, zoBo als Tabletten Kugeln oder Ringe, eingesetzt0 Das Schüttgewicht liegt im allgemeinen zwischen 500 und 1,000 g/l. Die Träger-Partikel besitzen im 2 allgemeinen eine spezifische Oberfläche zwischen 30 und 300 m vorzugsweise zwischen 50 bis 100 m2/gO Die spezifische Oberfläche wird nach der BET-Methode ($. Brunauer, P.H: Emmet und Eo Tellers Journal of American Chemical Soc., Band 60 (1938), Seiten 309 bis 319) gemäß DIN 66 131 mit Stickstoff bei der Temperatur des flüssigen Stickstoffs bestimmt, Der Flächenbedarf der Stickstoff-Molekel wird dabei mit 0,162 nm2 angenommen0 Die Proben werden vorher 3 Stunden bei 150°C getrocknet Träger-Partikel mit hoher spezifischer Oberfläche eignen sich vorzugsweise für die Herstellung von Katalysatoren mit hoher Aktivität wie sie in den Reaktionszonen mit einer niedrigen Sauerstoff Konzentration im Reaktionsgemisch eingesetzt werden. Träger-Partikel mit niedriger spezifischer Oberfläche werden insbesondere für die Herstellung von Katalysatoren mit niedriger Aktivität verwendet und im Reaktorbereich, in dem das Reaktionsgemisch eine hohe Sauerstoff-Konzentration besitzt, verwendet. Dabei hat s sich für die Katalysatoren allgemein ein Verhältnis von spezifischer Oberfläche in m2/g) zu Kupfer-Konzentrationen (in Gew.% Kupfer) zwischen 10 und 40, vorzugsweise zwischen 15 und 25, als gUnstig erwiesen.
  • Das Aufbringen und Verteilen des Kupferchlorids als katalytisch wirksamer Komponente auf den Träger kann nach den gewöhnlichen Techniken, insbesondere durch Imprägnieren der Trägerteilchen mit einer Kupferchlorid-Lösung und nachfolgendes Trocknen gescheren. Zur Tränkung des Trägers können wäßrige oder auch andere, zoBo alkoholische Lösungen von Chloriden und/oder Oxichloriden des Kupfers verwendet werden. Im allgemeinen wird der Träger mit wäßrigen Kupfer(II ) - chlorid-Lösungen getränkt Bevorzugt enthält die Lösung noch Kaliumchlorid in Mengen von bis zu 1/5 Kaliumionen, bezogen auf Kupferionen. Konzentration und Menge der Kupferchlorid-Lösung, die zur Tränkung des Trägers verwendet wird, richtet sich nach der gewünschten Konzentration des Kupfers auf dem Träger0 Ferner soll beim Tränken des Trägers mit der Kupferchlorid Lösung die Gesamtmenge der Lösung etwa der Wasserauf nahmefähigkeit des Trägermaterials entsprechen; auf 100 g Aluminiumoxid nimmt man beispielsweise zwischen 20 und 80 ml einer wäßrigen Kupfer chlorid-Lösung0 Das Tränken des Trägers mit der Lösung wird zweckmäBigerweise in einer rotierenden Trommel vorgenommen, Dabei kann entweder der Träger vorgelegt und mit der Lösung besprüht, oder die Lösung vorgelegt und der Träger so lange darin bewegt werden, bis die Lösung aufgesaugt isto Die Temperatur beim Tränkvorgang soll vorzugsweise zwischen +10 und +70°c liegen. Das Trockenen des mit der Kupferchlorid-Lösung imprägnierten trägers erfolgt üblicherweise bei erhöhten Temperaturen zwischen 100 und 3000C, vorzugsweise durch langsames Erhitzen auf die Trocknungstemperatur und anschließendes mehrstündiges Tempern bei dieser Temperatur.
  • Vorzugsweise wird das Aufbringen des Kupferchlorids als katalytisch wirksamer Komponente auf den Träger nach der in der DT-PS 23 56 549 beschriebenen Methode durch Tränken des Trägers mit einer wäßrigen Lösung von Kupferoxichlorid und Chlorwasserstoff vorgenommen. Der Chlorwasserstoff wird als konzentrierte, etwa 30 %ige Salzsäure eingesetzt. Das Gewichtsverhältnis von Kupferionen zu Chlorwasserstoff in der wäßrigen Lösung soll vorzugsweise zwischen 2 : 1 und 1 : 1 liegen. Auch hier ist die Mitverwendung von Kaliumchlorid bei der Herstellung des Katalysators vorteilhaft. Es ist günstig, wenn beim Tränken des Trägers unter Ausschluß von Sauerstoff gearbeitet wird. Die anschließende Wärmebehandlung des Katalysators zur Trocknung und Temperung muß unter Ausschluß wesentlicher Mengen Sauerstoff durchgeführt werden und erfolgt zweckmäßigerweise unter Durchströmen eines Inertgases, z.B. Stickstoff, durch die Katalysatorschüttung.
  • Die Herstellung von 1>2-Dichloräthan erfolgt erfindungsgemäß durch Umsetzung von Äthylen mit Chlorwasserstoff und Sauerstoff im Festbett in Gegenwart des oben beschriebenen Katalysators, bei dem Kupferchlorid als katalytisch wirksame Komponente auf einen Träger aus den speziellen übergangsoxiden des Aluminiums verteilt ist. Das Öxichlorierungsverfahren selbst ist in der GB-PS 1 104 666 beschrieben, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Auch nach der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt in mehreren, insbesondere in 3 Reaktoren gearbeitet, wobei Sauerstoff, vorzugsweise in Form von Luft, jedem Reaktor gesondert zugeführt wird. Die Temperatur in den Reaktoren liegt im allgemeinen zwischen 220 und 320°c, der druck zwischen 2 und 10 bar.
  • Mindestens einer der Reaktoren, bei Verwendung von 2 Reaktoren vorzugsweise der erste, bei Verwendung von 3 Reaktoren vorzugsweise der erste oder der erste und der zweiteS ist in mehrere aufeinanderfolgende Reaktionszonen aufgeteilt, wobei die Katalysatoraktivität in den Reaktionszonen in Produktstromrichtung zunimmt.
  • Es ist im allgemeinen nicht notwendig, die Zonen räumlich voneinander zu trennen; man füllt zweckmäßigerweise die Katalysatoren mit abgestufter Aktivität einfach nacheinander in den Reaktor ein. Die Zahl der Reaktionszonen in den einzelnen Reaktoren sowie die relative Größe der Zonen ist von Fall zu Fall verschieden.
  • Die günstigsten Bedingungen lassen sich durch prinzipiell einfache Optimierungsversuche ermitteln. Bevorzugt wird das Verfahren in drei hintereinander geschalteten Reaktoren durchgeführt, von denen die beiden ersten Reaktoren in 2 oder 3 Zonen unterteilt sind und wobei das Volumen jeder einzelnen Zone in diesen beiden ersten Reaktoren mindestens 1/10 des mit Katalysator gefüllten jeweiligen Reaktorvolumens betragen soll.
  • In dem oder den Reaktoren, die in aufeinanderfolgende Reaktionszonen mit abgestufter Katalysatoraktivität aufgeteilt sind, muß mindestens in jeweils - in Produktstromrichtung gesehen -der ersten Reaktionszone ein Katalysator gemäß der Erfindung, bei dem die katalytisch aktive Komponente auf einem Träger aus den speziellen übergangsoxiden des Aluminiums verteilt ist, eingesetzt werden. In den folgenden Reaktionszonen und in einem gegebenenfalls zusätzlich verwendeten Reaktor, der nicht in Reaktionszonen mit abgestufter Katalysator-Aktivität aufgeteilt ist, können dann übliche Katalysatoren, beispielsweise solche mit einem Träger aus -Aluminiumoxid, eingesetzt werden. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn in möglichst vielen aufeinanderfolgenden Reaktionszonen der Reaktoren, beispielsweise bei einem in 3 Zonen unterteilten Reaktor in der ersten und der zweiten Reaktionszone, ein erfindungsgemäßer Katalysator eingesetzt wird. Beste Ergebnisse wurden erzielt, wenn der erfindungsgemäße Katalysator in allen Reaktionszonen eines Reaktors und in allen Reaktoren, auch in denen ohne abgestufter Katalysator-Aktivität, eingesetzt wird.
  • Beim Einspeisen in den oder die Reaktoren wird dem Reaktionsgemisch Sauerstoff zugeführt. Da der Sauerstoff im Verlauf der Reaktion verbraucht wird, nimmt die Sauerstoff-Konzentration im Reaktionsgemisch entlang eines Reaktors in Produktstromrichtung ab. In den Reaktoren mit abgestufter, in Produktstromrichtung ansteigender Katalysator-Aktivität werden dabei in der in Produktstromrichtung ersten Reaktionszone, d.h. der Stufe mit hoher Sauerstoff-KonzentrationX im Reaktionsgemischo vorteilhaft Katalysatoren eingesetzt, deren spezifische Oberfläche im Bereich von 40 bis 90 m2/g, vorzugsweise im Bereich von 60 bis 70 m2/g, liegt und bei denen die Konzentration des Kupfers auf dem Träger von 2 bis 5 Gew.%, vorzugsweise von 2,5 bis 3,5 Gew.%, beträgt.
  • Ist ein Reaktor in 3 Reaktionszonen mit abgestufter Katalysator-Aktivität aufgeteilt, so soll in der mittleren Stufe insbesondere ein Katalysator verwendet werden, dessen spezifische Oberfläche 60 bis 120 m2/g, vorzugsweise 80 bis 90 m2/g, und dessen Kupfer-Konzentration 3 bis 7 Gew.%, vorzugsweise 4 bis 5 Gew.%, betragen. In der letzten Reaktionszone mit niedriger 02-Konzentration ist es günstig, wenn die spezifische Oberfläche des eingesetzten Katalyzators größer als 100 m²/g, vorzugsweise 150 bis 300 m²/g, und die Konzentration des Kupfers auf dem Trägermaterial größer als 6 Gew.%, vorzugsweise 7 bis 9 Gew.%, sind.
  • Im Vergleich zu den bekannten Oxichlorierungsverfahren unter Verwendung von Kupferchlorid-Katalysatoren auf einem t-Aluminiumoxid-Träger wird erfindungsgemäß bei der Herstellung von Dichloräthan durch Oxichlorierung von Äthylen die Selektivität erheblich verbessert. Das bedeutet, daß erfindungsgemäß der Anteil an chlorierten Nebenprodukten und der Äthylenoxidation zu Gunsten der Ausbeute an 1,2-Dichloräthan abgesenkt wird. Insbesondere wird erfindungsgemäß die Bildung des Äthylchlorids um ca. 30 bis 50 Gew.% vermindert.
  • Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.
  • Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht.
  • Beispiel I) Katalysator-Herstellung a) Erfindungsgemäß: Aus Böhmit wurden unter Zusatz von geringen Mengen Salpetersäure kugelförmige Formkörper mit einem Durchmesser von- 5 bis 8 mm hergestellt. Diese Formkörper wurden zunächst bei 2000C getrocknet und dann 1 Stunde bei 1.0000C getempert. Die röntgenografische Untersuchung (Pulver-Aufnahme) ergab, daß danach die Formkörper aus q,-Aluminiumoxid als Hauptbestandteil mit geringen Anteilen an γ-Aluminiumoxyd bestanden.
  • t-Aluminiumoxid und o(,-Aluminiumoxid konnten hingegen nicht nachgewiesen werden5 so daß ihr Anteil in den Formkörpern unter 10 Gew.% lag. Die spezifische Oberfläche der Formkörper betrug 75 m2/g, gemessen nach DIN 66 131 in der oben beschriebenen Art und Weiser Das Porenvolumen der kugelartigen Formkörper betrug 0,55 ml/g. Jeweils 2.000 g dieses Trägers wurden gemäß dem Beispiel der DT-PS 23 56 549 mit 900 ml einer wäßrigen Lösung von Kupfer(II)-oxichlorid, Salzsäure und Kaliumchlorid getränkt, in der das Gewichtsverhältnis von Kupfer zu Kalium 10 : 1 betrug und deren Kupferoxichlorid/Kaliumchlorid -konzentration jeweils so bemessen war, daß bei einmaliger Tränkung des Trägers mit der Lösung ein Katalysator resultierte, der etwa 2,9 % Kupfer, 3,8 % Kupfer bzw.
  • 7,1 , Kupfer enthielt Anschließend wurden die Formkörper bei 1200C getrocknet und dann bei 2000C 10 Stunden im Stickstoff-Strom getempert b) Nach dem Stand der Technik: Gemäß dem Beispiel der DT-PS 23 56 549 wurden Formkörper aus γ-Aluminiumoxyd mit einer spezifischen Oberfläche von 300 m2/g in gleicher Weise wie bei der Herstellung des erflndungsgemäßen Katalysators mit sal zs aurer Kupferoxichlori d/ Kali umch lo rid-Lö sung getränkt, getrocknet und getempert.
  • II) Herstellung von 1,2-Dichloräthan Es wurde gemäß der Vorschrift des Beispiels der DT-PS 23 56 549 wie folgt gearbeitet: Drei beheizbare Rohrreaktoren aus Nickel mit einem Innendurchmesser von 3,2 cm und einer Länge von 3,60 m wurden in Reihe hintereinander angeordnet0 Die drei Reaktoren wurden folgendermaßen mit Katalysatoren gefüllt, wobei bei den Katalysatoren die Konzentration an Kupfer auf dem Träger so abgestimmt wurde, daß unter den Reaktionsbedingungen für die eingesetzten Katalysatoren jeweils optimale Temperaturprofile erreicht wurden: Reaktor 1: a) Erfindungsgemäßes Beispiel 3/4 des Volumens Katalysator mit 2,9 a Kupfer 1/4 des Volumens Katalysator mit 7,1 r3 Kupfer b) Nach dem Stand der Technik 3/4 des Volumens Katalysator mit 2,3 iS Kupfer 1/4 des Volumens Katalysator mit 7,1 % Kupfer Reaktor 2: a) Erfindungsgemäßes Beispiel 2/3 des Volumens Katalysator mit 3,8 % Kupfer 1/3 des Volumens Katalysator mit 7,1 jO Kupfer b) Nach dem Stand der Technik 2/3 des Volumens Katalysator mit 2,8 % Kupfer 1/3 des Volumens Katalysator mit 7,1 % Kupfer Reaktor 3: a) Erfindungsgemäßes Beispiel 3/3 des Volumens Katalysator mit 7,1 % Kupfer b) Nach dem Stand der Technik 3/3 des Volumens Katalysator mit 7,1 % Kupfer Dem ersten Reaktor wurden 90,2 g Mol/h Chlorwasserstoff, 49,8 g Mol/h Äthylen und 50,2 g Mol/h Luft zugeführt; in den zweiten Reaktor wurden weitere 51,3 g Mol/h Luft und in den dritten Reaktor 27,1 g Mol/h Luft eingeführt. Der Druck am Eingang des ersten Reaktors betrug 5 bar; die Temperatur in allen drei Reaktoren lag zwischen 240 und 300°c III) Ergebnisse Unter den oben angegebenen Bedingungen wurden zwei kontinuierliche, jeweils 20 Tage dauernde Versuche durchgeführt, wobei einmal der erfindungsgemäße und einmal der Katalysator nach dem Stand der Technik eingesetzt wurde0 Gemessen wurden der Anteil an 1,20Dichloräthan sowie der Anteil an Nebenprodukten im Reaktionsgemisch' Als Maß für die Selektivität des Katalysators können die in der Tabelle angegebene Ausbeute an 122-Dichlorathan bzw. die esamtmenge an gebildeten Nebenprodukten, jeweils bezogen auf das umgesetzte Äthylen herangezogen werden0 Ein wichtiges, die Selektivität des Katalysators kennzeichnendes Nebenprodukt ist das f'thylchlorid Es ist deshalb in der Tabelle gesondert angegeben und zwar in Prozent3 bezogen auf umgesetztes Äthylen, Tabelle Gebildste Reaktionsprodukte a) erfindungsgemäß b) Stand der Technik 1,2-dichloräthan, bezongen 96,0% 94,5% auf umgesetztes Äthylen Nebenproducte insgesamt, 4,0% 5,5% bezogen auf umgesetztes Äthylen Ausbeute an Äthylchlorid, 1,2% 2,5% bezogen auf umgesetztes Äthylen Die Versuche zeigen, daß der erfindungsgemäße Katalysator in dem Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan eine wesentlich höhere Selektivität aufweist als ein Katalysator nach dem Stand der Technik zu dessen Herstellung als Träger ein γ-Aluminiumoxid eingesetzt worden istO Wird in dem Verfahren ein Katalysator verwendet, bei dem der Gehalt an α-Aluminiumoxid im Trägermaterial 30 Gew.% übersteigt, dann sinkt die Aktivität des Katalysators so stark ab> daß nur noch geringe Umsätze erzielt werden0

Claims (1)

  1. Patentansprüche 1. Katalysator zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxichlorierung von Äthylen auf Basis von Kupfer(Ii)-chlorid als katalytisch wirksamer Komponente, welche in einer Konzentration von l bis 20 Gew.% Kupfer auf einem Träger aus Aluminiumoxid verteilt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger im wesentlichen aus #-Aluminiumoxid, #-Aluminiumoxid, H-Aluminiumoxid, # -Aluminiumoxid, -Aluminiumoxid oder Gemischen dieser Oxide in beliebigem Verhältnis miteinander besteht 2. Katalysator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger im wesentlichen aus # -Aluminiumoxid, 3-Aluminiumoxid, X-Aluminiumoxid oder Gemischen dieser Oxide im beliebigen Verhältnis miteinander besteht0 30 Katalysator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Trägers an g Aluminiumoxid weniger als 10 Gew, beträgt, Katalysator nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt des Trägers an α-Aluminiumoxid weniger als 30 Gew.% beträgt.
    So Katalysator nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine spezifische Oberfläche zwischen 30 und 300 m2/g aufweist, 6. Katalysator nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus spezifischer Oberfläche (in m²/g) und Kupfer-Konzentration (in Gew.% Kupfer) einen Wert zwischen 10 und 40 besitzt.
    7. Verfahren zur Herstellung von 1, 2-Dichloräthan durch Oxichlorierung von Athylen in Gegenwart eines Katalysators auf Basis von Kupfer(II)-chlorid als katalytisch wirksamer Komponente, welche in einer Konzentration von 1 bis 20 Gew.% Kupfer auf einem aus Aluminiumoxid bestehenden Träger verteilt ist, in einem oder in mehreren Reaktoren, von denen mindestens einer in aufeinanderfolgende Reaktionszonen aufgeteilt ist, wobei die Katalysatoraktivität in den Reaktionszonen in Produktstromrichtung zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oder den in Reaktionszonen aufgeteilten Reaktoren mindestens in der in Produktstromrichtung gesehen ersten Reaktionszone ein Katalysator eingesetzt wird, dessen Träger im wesentlichen aus qJ-Aluminiumoxid, -Aluminiumoxid, ) Aluminiumoxid, (£-Aluminiumoxid, α -Aluminiumoxid oder Gemischen dieser Oxide im beliebigen Verhältnis miteinander besteht 8 Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem verwendeten Katalysator der Gehalt des Trägers an r -Aluminiumoxid weniger als 10 GewOX beträgt, 9. Verfahren nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Katalysator der Gehalt des Trägers an o5-Aluminiumoxid weniger als 30 GewOS beträgt 10. Verfahren nach Anspruch 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Oberfläche des Katalysators zwischen 30 und 300 m2/g liegt.
    11. Verfahren nach Anspruch 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Reaktoren in drei Reaktionszonen mit abgestufter, in Produktstromrlchtung ansteigender Katalysator-Aktivität aufgeteilt ist, wobei in der ersten Reaktionszone niederer Katalysator-Aktivität ein Katalysator mit einer spezifischen Oberfläche von 40 bis 90 m2/g und einer Kupfer-Konzentration von 2 bis 5 Gew.%, in der zweiten Reaktionszone mit mittlerer Katalysator-Aktivität ein Katalysator mit einer spezifischen Oberfläche von 60 bis 120 m2/g und einer Kupfer-Konzentration von 3 bis 7 Gew.% und in der dritten Reaktionszone mit hoher Katalysator-Aktivität ein Katalysator mit einer spezifischen Oberfläche größer als 100 m2/g und einer Kupfer-Konzentration größer als 6 Gew.'% eingesetzt wird0
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DE19762651974 Pending DE2651974A1 (de) 1976-11-15 1976-11-15 Katalysator und verfahren zur herstellung von 1,2-dichloraethan durch oxichlorierung von aethylen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0054674A1 (de) * 1980-12-10 1982-06-30 BASF Aktiengesellschaft Kupfer- und Alkalimetalle enthaltender Trägerkatalysator
EP0058644A1 (de) * 1981-02-12 1982-08-25 ENICHEM SYNTHESIS S.p.A. Verfahren zur Herstellung eines Oxychlorierungs-Kalatysatorvorläufers
EP0208180A1 (de) * 1985-06-22 1987-01-14 BASF Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichlorethan durch Oxichlorierung von Ethylen an Kupfer enthaltenden Trägerkatalysatoren

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US4740644A (en) * 1985-06-22 1988-04-26 Basf Aktiengesellschaft Preparation of 1,2-dichloroethane by oxychlorination of ethylene over a copper-containing supported catalyst

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BE860669A (fr) 1978-05-09
JPS5361586A (en) 1978-06-02

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