DE2742409C3

DE2742409C3 - Verfahren zur Herstellung von 1,2 Dichloräthan

Info

Publication number: DE2742409C3
Application number: DE19772742409
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing. 5303 Bornheim Hoeller; Guenter Dipl.-Chem. Dr. 5040 Bruehl Legutke; Guenter 5042 Erftstadt Liesenfelder; Gerhard Dipl.-Chem. Dr. 5042 Erftstadt Rechmeier; Harald Dipl.-Chem. Dr. 5042 Erftstadt Scholz; Kurt 5040 Bruehl Schuchardt
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1977-09-21
Filing date: 1977-09-21
Publication date: 1980-06-19
Also published as: DE2742409A1; DE2742409B2

Description

dadurch gekennzeichnet, daß man

g) den Gesamtgehalt des Kreislaufgases an den brennbaren Komponenten Äthylen, 1,2-Dichloräthan, Kohlenmonoxid und organischen ⁴" Nebenprodukten auf Werte unterhalb der zwischen 3 und 6 Volumprozent (bei Sauerstoffgehalten von 25 bis 12 Volumprozent) liegenden unteren Explosionsgrenze einstellt, indem man

h) die Ausgangsstoffe Äthylen, Sauerstoff und ^4Γ> Chlorwasserstoff im Molverhältnis (1,00 bis 1,10): (0,50 bis 0,70) : 2,00 einsetzt,
i) Kohlenmonoxid am Katalysator zu 50 bis 100, vorzugsweise 60 bis 90, Molprozent zu Kohlendioxid oxidiert, und ^r'"

k) den erforderlichen Gehalt des Kreislaufgases an Inertgas durch Zufuhr der berechneten Menge Luft und/oder Inertgas aufrechterhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- γ, zeichnet, daß man, anschließend an die 3. Kondensationsstufe, die brennbaren Komponenten Äthylen, 1,2-Dichloräthan, Kohlenmonoxid und organische Nebenprodukte in an sich bekannter Weise mit üblichen Absorptionsmitteln einzeln oder gemein- ω> sam, teilweise oder vollständig, als dem Kreislaufgas vor Zugabe des reinen Sauerstoffs entfernt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Konstanthalten der Menge des Kreislaufgases eine gleichmäßige Durch- .,-> wirbelung des Katalysatorbettes gewährleistet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Katalysatorleistung durch Veränderung des Sauerstoffgehalts im Kreislaufgas vor dem Reaktor zwischen 12 und 25 Vol.-% steuert

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zusammensetzung des Kreisiaufgases nach der Sauerstoffzugabe vor dem Reaktor laufend analytisch überwacht

Die bekannte Oxychlorierung erfolgt nach der Reaktionsgleichung

2 C₂H₄ + O₂ + 4 HCI-2 CH₂Cl-CH₂Cl + 2 H₂O.

Die DE-AS 16 18 701 beschreibt bereits ein derartiges Verfahren, bei dem 1,6 bis 2,5 Mol Äthylen mit 2 Mol Chlorwasserstoff und 0,6 bis 1,0 Mol Sauerstoff in Gegenwart von 0,5 bis 3,0 Mol Kohlenmonoxid an einem Kupfer-Aluminiumoxid-Katalysator umgesetzt werden, an dem gleichzeitig ein Teil des CO zu CO₂ oxidiert wird.

Nach der Kondensation der Reaktionsprodukte müssen die nichtumgesetzten Ausgangsstoffe zur Erhaltung der Wirtschaftlichkeit im Kreislauf geführt werden. Für die Aufrechterhaltung der Wirbelbettschicht ist ein konstanter CO-Spiegel im Kreislaufgas erforderlich, der über dem besonders hergestellten Katalysator durch Oxidation von CO zu CO2 und Entfernung des Kohlendioxids durch eine Wäsche mit Natronlauge erreicht wird.

Nachteilig ist bei jenem Verfahren die Einhaltung besonderer Sicherheitsvorkehrungen bei der Zugabe des reinen Sauerstoffs zwecks Vermeidung spontaner Zersetzungen infolge des hohen Gehaltes an Äthylen und Kohlenmonoxid. Weiterhin ist es nachteilig, daß das durch Oxidation gebildete Kohlendioxid aus dem Kreislaufgas ausgewaschen werden muß. Anschließend müssen Dichloräthan und andere chlorierte Kohlenwasserstoffe in gesonderten Verfahren aus dem Waschwasser entfernt werden.

In den DE-AS 15 18 930, 15 18 931 und 15 18 932 sind Verfahren beschrieben, bei denen Äthylen, Sauerstoff und Chlorwasserstoff im Molverhältnis (1,02 bis 1,2): (0,5 bis 1,0) : 2,0 bei 200 bis 250⁰C und 0,7 bis 3,5 bar Überdruck an einem CuCb/AhOi-Katalysator im Wirbelbett umgesetzt werden. Die Reaktionsgase werden gemäß dem Verfahren der DE-AS 15 18 932 in einer 1. Kondensationsstufe auf 70 bis 100⁰C und in einer 2. Kondensationsstufe auf 0 bis 40⁰C abgekühlt. Aus den nicht kondensierbaren Gesanilteilen wird restliches 1,2-Dichloräthan mit einem organischen Lösungsmittel herausgewaschen, aus dem in einer Desorptionskolonne Dichloräthan abgetrennt wird. Die gewaschenen Gase, die immer noch Anteile chlorierter Kohlenwasserstoffe und das organische Lösemittel enthalten, werden entweder verbrannt oder direkt ins Freie geleitet.

Die Menge des Abgases ist bei dem bevorzugten Einsatz von Luft als Sauerstoffträger so groß und der Gehalt an brennbaren Verbindungen so klein, daß Fremdheizmittel, z. B. Heizöl, aufgewendet werden müssen, um die für die Verbrennung erforderliche Temperatur einzuhalten.

Eine direkte Ableitung der Abgase ind Freie ist angesichts des Gehaltes an chlorierten und anderen Kohlenwasserstoffen, z. B. Lösemittel, aufgrund bestehender Gesetze heute kaum noch zu verwirklichen.

Neben diesen Schwierigkeiten bei der Handhabung

so großer Abgasmengen treten zwangsweise auch Verluste an Äthylen, Dichloräthan und organischen Lösemitteln auf.

Schließlich beschreibt die DE-OS 26 26 133 ein zyklisches Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxychlorierung von Äthylen, bei dem 80 bis 98 Volumen% der nicht kondensierbaren Gase ohne Wäsche im Kreislauf geführt werden. Das Kreislaufgas enthält je etwa 0,1 bis 10 Volumen% Äthylen und Sauerstoff und weniger als 20 Volumen% 1,2-DichIoräthan. 2 bis 20 Volumen°/o des Kreislaufgases werden jeweils aus dem System ausgeschleust Die Reaktionsgase werden nacheinander in einem Kühlturm auf 82 bis 121°C, in einem 1. Kondensator auf 32 bis 49°C und in einem 2. Kondensator auf 27 bis 38⁰C gekühlt, um Dichloräthan und Wasser im wesentlichen daraus zu entfernen. Als Oxidationsgas wird bei diesem Verfahren im wesentlichen reiner Sauerstoff verwer det.

Die Sauerstoffzugabe erfolgt beim Verfahren der DE-OS 26 26 133 mit dem Strom der Ausgangsstoffe unmittelbar in die Reaktionszone und stellt damit ein Sicherheitsrisiko dar, da ein Zusammentreffen von im wesentlichen reinem Sauerstoff und Äthylen kaum zu vermeiden ist. Die Zugabe von im wesentlichen reinem Sauerstoff zum Kreislaufgas vor dem Reaktor ist bei der im Beispiel der DE-OS 26 26 133 angegebenen Gaszusammensetzung des Kreislaufgases wegen der Zündgefahr auch nicht möglich. Die untere Explosionsgrenze derartiger Gasgemische liegt sehr niedrig und zwar je nach dem Sauerstoffgehalt im Gasgemisch bei 3,0 bis 6,0 Vol%, gerechnet als Summe der brennbaren Gase Äthylen, 1,2-Dichloräthan, Kohlenmonoxid und organische Nebenprodukte. Aus dieser niedrigen Explosionsgrenze der Stoffe Äthylen, Kohlenmonoxid, 1,2-Dichloräthan und organische Nebenprodukte ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten, die wohl auch der Grund dafür sind, daß alle bisherigen Kreislaufgasverfahren technisch keine Bedeutung erlangt haben.

Gegenstand der Erfindung ist nun das in den vorstehenden Patentansprüchen aufgezeigte Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Oxychlorierung von Äthylen.

Weiterhin kann das Verfahren der Erfindung vorzugsweise dadurch gekennzeichnet sein, daß man

ix) anschließend an die 3. Kondensationsstufe die brennbaren Komponenten Äthylen, 1,2-Dichloräthan, Kohlenmonoxid und organische Nebenprodukte in an sich bekannter Weise mit üblichen Absorptionsmitteln einzeln oder gemeinsam, teilweise oder vollständig, aus dem Kreislaufgas vor Zugabe des reinen Sauerstoffs entfernt.

ß) durch Konstanthalten der Menge des Kreislaufgases eine gleichmäßige Durchwirbelung des Katalysatorbettes gewährleistet.

)') die Katalysatorleistung durch Veränderung des Sauerstoffgehalts im Kreislaufgas vor dem Reaktor zwischen 12 und 25 Vol.-°/o steuert.

(5) die Zusammensetzung des Kreislaufgases nach der Sauerstoffzugabe vn Ij... Reaktor laufend analytisch überwacht.

Das molare Verhältnis der Ausgangsgase Äthylen : Sauerstoff: Chlorwasserstoff beträgt vorzugsweise (1,00 bis 1,04) :(0,50 bis 0,60) :2,00. Die Umsetzung wird vorzugsweise bei einem Druck von 0,7 bis 3,5 bar durchgeführt. Derselbe Druckbereich ist dann auch bei den drei Kondensationsstufen wirksam. Als Katalysator kann beispielsweise der in der DE-AS 15 18 932

beschriebene CuCVAbOa-Katalysator verwendet werden. Das Kreislaufgas wird nicht mit Natronlauge gewaschen, sondern direkt in den Reaktor zurückgelcitet

Das im Kreislaufgas verbleibende 1,2-Dichloräthan steigert den Äthyienumsatz im Reaktor, ohne daß die Verbrennung von Äthylen zu CO und CO2 zunimmt Dies bedeutet, daß weiteres Äthylen zu 1,2-Dichloräthan umgesetzt wird. Doch stellt 1,2-Dichloräthan neben Äthylen, Kohlenmonoxid und organischen Nebenprodukten eine Belastung der unteren Explosionsgrenze dar, da die Summe aller dieser Stoffe je nach Sauerstoffgehalt 3 bis 6 Volumen% nicht übersteigen darf.

Der verwendete CuCb A^Oj-Katalysator oxidiert CO zu 50 bis 100 Mol%, insbesondere zu 60 bis 90 MoI⁰ZO, zu CO2 unter den angegebenen Reaktionsbedingungen, so daß sich der CO-Gehalt des Kreislaufgases bald auf einen konstanten Gehalt von 0,5 bis 2,5 Volumen% einstellt. Kohlendioxid kann im Gegensatz zu DT-AS 16 18 701 im Kreislauf geführt werden, ohne daß die Wirksamkeit des Katalysators dadurch beeinträchtigt wird.

Für die Aufarbeitung der nichtkondensierbaren Gase sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden. So wurde z. B. beschrieben, das Gas katalytisch zu verbrennen und Chlorwasserstoff wiederzugewinnen, oder es mit Chlor weiterzubehandeln und 1,2-Dichloräthan zu gewinnen, oder es als Gesamtmenge über eine Absorptionsanlage zu führen und die Reste von Kohlenwasserstoffen herauszuholen, oder es mit einem organischen Lösemittel zu waschen und anschließend zu verbrennen. Alle diese Verfahren sind sehr aufwendig.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung brauchen aus dem Kreislaufgas zur Mengeneinhaltung nur die Mengen Co und COi entfernt zu werden, die durch Verbrennung von Äthylen bei jedem Durchgang durch den Wirbelbettreaktor neu entstehen. Diese Abgasmenge entspricht 1 bis 10 Volumen°/o der Menge des Kreislaufgases. Um die bei dieser Menge noch auftretenden geringen Verluste zu vermeiden, kann dieses Abgas über Absorptionsmittel, ζ. Β. Aktivkohle, geleitet werden, wobei das bei der Wiederbelebung der Aktivkohle anfallende Wasser-Kohlenwasserstoffgemisch dem in der 2. Kondensationsstufe anfallenden Kondensat zugesetzt werden kann. Man kann aber auch die geringe Menge an Abgas über eine Verbrennungsanlage leiten.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß es erlaubt, mit der Menge an Sauerstoff, der ergänzt wird, die Katalysatorleistung zu variieren. Bei gleichbleibender Kreislaufgasmenge und damit Aufrechterhaltung des Katalysatorwirbelbettes kann die Frischzugabe an Sauerstoff so weit verändert werden, daß 10 bis 100% der Raum-Zeit-Ausbeute einstellbar sind. Diese Möglichkeit erlaubt es. Reaktoren in diesem weiten Bereich zu benutzen.

Gemäß dem Verfahren der Erfindung werden Ausbeuten an 1,2-Dichloräthan erreicht, die, bezogen auf eingesetztes Äthylen, um den Betrag höher liegen, der bisher im Abgas verbrannt wurde. Es treten Verbesserungen um 2,5 bis 5% d. Th. ein. Die Ausbeute, bezogen auf eingesetzten Chlorwasserstoff, liegt bei 98 bis 100% d. Th.

Anhand der Zeichnung sei das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutert. Ober Leitung 1 und Vorwärmer 2 wird Äthylen gleichzeitig mit Chlorwasserstoff über Leitung 3 und Vorwärmer 4 dem

Wirbelbettreaktor 7 zugeführt. Über Leitung 5 und Vorwärmer 6 wird Luft in den Reaktor 7 geleitet. Im Reaktor 7 befindet sich ein Kupfer(II)-chlorid-Katalysator. Die Oxychlorierung ist exotherm, die Temperatur wird durch einen Heißwasserkreislauf z. B. auf 220 bis 235° C gehalten. Der Druck im gesamten System beträgt dabei 3 bar. Über einen Zyklon gelangt das Gas über Leitung 8 in die erste Kondensationsstufe 9, wo das Gas mit Reaktionswasser aus Trennbehälter 12 über Pumpe 17 und Leitung 18 auf etwa 80⁰C gekühlt wird. Dabei kondensieren nichtverbrauchter Chlorwasserstoff und die größte Menge an Reaktionswasser. Über Leitung 10 und Kühler 11 (2. Kondensationsstufe) wird das Gas auf etwa 4O⁰C gekühlt. 1,2-DichIoräthan und restliches Wasser kondensieren und werden im Trenngefäß 12 grob getrennt. Das Wasser wird zur 1. Kondensationsstufe 9 zurückgeführt und über Leitung 26 zur Aufarbeitung abgezogen. Rohdichloräthan wird aus dem Trenngefäß 12 über Leitung 15 und Pumpe 16 zur Reinigungsstufe abgezogen. Die nicht kondensierten Gasanteile werden im Kühler 13 (3. Kondensationsstufe) soweit auf eine zwischen 5 und 18⁰C liegende Temperatur gekühlt, daß 0,5 bis 3 Volumen% 1,2-Dichloräthan im Gas verbleiben. Im Abscheider 14 wird nachkondensiertes 1,2-Dichloräthan aufgefangen und zum Trenngefäß 12 zurückgeleitet. Das verbleibende Gas wird über Leitung 20, Kompressor 21, Leitung 22, Vorheizer 24 und Leitung 25 zum Reaktor 7 zurückgeführt.

Vorher wird dem Kreislaufgas in Leitung 22 über Leitung 23 soviel Sauerstoff unter intensiver Durchmischung zugeführt, daß die Gesamtmenge O2 im Kreislaufgas einen zwischen 12 und 25 Volumen% liegenden erforderlichen Wert annimmt. Vor der Sauerstoffzugabe in Leitung 22 kann nach Kompressor 21 auch noch eine Absorptionsanlage 27 mit flüssigen oder festen Absorptionsmitteln zwischengeschaltet werden, über die man dann zweckmäßig das gesamte nicht kondensierbare Gas leitet. Die Gaszusammensetzung wird nach der Sauerstoffzugabe vor dem Reaktor laufend analytisch überwacht, um das Auftreten zündfähiger Gemische im Kreislaufgas zu vermeiden. Nach Erreichen der notwendigen Gasmenge wird die Zuführung von Luft über Leitung 5 eingeschränkt, d. h. es wird nur noch soviel Luft zugeführt, daß der Stickstoffgehalt im System in etwa konstant bleibt. Zur Konstanthaltung der Gasmengen wird über Leitung 19 bzw. 28 die Menge an Gas abgenommen, die der Verbrennung von Äthylen zu CO und CO2 entspricht, und in an sich bekannter Weise aufgearbeitet. Über Leitung 29 kann inertgas zugesetzt werden.

In den nachfolgenden Beispielen 1 bis 6 sind alle Ergebnisse in einem Wirbelbettreaktor mit einem Innendurchmesser von 3,0 m und einer Gesamthöhe von 2S,9 m erzielt worden. Als Katalysator wurde Kupfer(II)-chlorid, aufgetragen auf Aluminiumoxid, mit etwa 4 Gewichts-% Kupfer eingesetzt. Die Katalysatormenge betrug im Durchschnitt 48 700 kg.

Beispiel 1

(gemäß dem Stand der Technik;

Betriebsweise bei einmaligem Gasdurchgang

mit Luft als Sauerstoffträger)

Äthylen und Chlorwasserstoff werden im Molverhältnis 1,05 :2,00 getrennt auf 145 bis 150⁰C erwärmt und dann gemeinsam dem Verteilerboden des Reaktors zugeführt. Gleichzeitig wird Luft auf 150 bis 160⁰C vorgewärmt und unterhalb des Reaktorbodens eingelei-

tet. Im Reaktor liegen Äthylen, Chlorwasserstoff und Sauerstoff um Molverhältnis 1,05:2,00:0,63 vor und setzen sich hauptsächlich zu 1,2-Dichloräthan unter Wärmeentwicklung um. Die freiwerdende Wärme wird in bekannter Weise mit Hochdruckwasserkühlung unter Dampfgewinnung abgeführt. Die Temperatur im Reaktor ist 223⁰C, der Druck 3 bar. Durch 2stufige Kondensation (1. Stufe 90⁰C; 2. Stufe 1O⁰C) wird 1,2-Dichloräthan abgeschieden. Das nicht kondensierbare Gas wird über eine Absorptionswäsche mit aromatischen Kohlenwasserstoffen als Absorptionsmittel geleitet und einer Verbrennungsanlage zugeführt. Hinter der Wäsche hatte das Gas folgende Zusammensetzung:

Sauerstoff

Stickstoff

Kohlenmonoxid

Kohlendioxid

1,2-Dichloräthan

Äthylen

Aromatische

Kohlenwasserstoffe

9 Volumen%
87,75 Volumen%
0,5 Volumen%
l,5Volumen%
50 bis 100 ppm
l,2Volumen%

20 ppm

Da dieses Gas nur einen geringen Heizwert hat, muß seine Verbrennungstemperatur durch Fremdheizmittel, z. B. Heizöl erreicht werden.

Das aromatische Absorptionsmittel wird in einer getrennten Desorptionsanlage von den gelösten Kohlenwasserstoffen befreit. Das Absorptionsmittel wird wieder der Wäsche aufgegeben, die desorbierten Kohlenwasserstoffe werden in die 2. Kondensationsstufe zurückgeführt.

Der Äthylenumsatz beträgt 95,9%, die Kontaktleistung 255 g 1,2-Dichloräthan/kg Katalysator und Sarnie de. Die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan liegt bei 92,1% d. Th., berechnet auf eingesetztes Äthylen.

Die Beispiele 2 bis 6 sind Beispiele gemäß der Erfindung.

Beispiel 2

Äthylen, Chlorwasserstoff und Luft werden im Mol verhältnis 1,04 : 2,00 :0,55 O₂ (in Form von Luft) wie in Beispiel 1 dem Reaktor zugegeben. Nach der ersten Reaktorfüllung wird anstelle der Zufuhr von Luft das nicht kondensierbare Reaktionsgas, ohne über eine Absorptionswäsche geleitet zu werden, auf 5,5 bar komprimiert und mit reinem Sauerstoffgas auf einen Sauerstoffgehalt von 21 Vol% aufkonzentriert. Nach Vorheizung auf 150 bis 160⁰C wird es unter dem Verteilerboden dem Reaktor zugegeben. Die Abführung der Reaktionswärme und die Kondensation erfolgen wie in Beispiel 1, jedoch wird das Reaktionsgas in der 2. Kondensationsstufe auf 37 bis 40° C und in der 3. Kondensationsstufe auf 7° C abgekühlt

Vor der Sauerstoffzugabe hat das Kreislaufgas folgende Zusammensetzung im Volumen%:

Sauerstoff	10,3
Stickstoff	32,70
Kohlenmonoxid	2,5
Kohlendioxid	52^
1,2-Dichloräthan	0,81
Äthylen	0,62
Sonstige
brennbare Bestandteile	0,5

Da nur geringe Mengen dieses Gases ausgeschleust wurden, beträgt der Äthylenumsatz 99,81%. Zur Ausschleusung gelangen nur die Gasmengen, die durch

Verbrennung von Äthylen zu Kohlenmonoxid und Kohlendioxid entstehen. Die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan beträgt 96,48% d. Th., bezogen auf den ÄthyleneinsatZ. Die Kontaktleistung liegt bei 280 g/kg Katalysator und Stunde.

Beispiel 3

Äthylen, Chlorwasserstoff und Luft werden wie in Beispiel 2 dem Reaktor zugeführt. Die Sauerstoffzugabe erfolgt soweit, daß das Kreislaufgas nur auf 16,5 Volumen% Sauerstoff angereichert wird.

Die Kontaktleistung beträgt 166 g 1,2-Dichloräthan/kg Katalysator und Stunde.

Der Äthylenumsatz liegt bei 99,78% und die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan bei 96,52% d. Th., bezogen auf den Äthyleneinsatz.

Das Kreislaufgas hat vor der Sauerstoffzugabe folgende Zusammensetzung in Volumen%:

Sauerstoff	10,5	4
Stickstoff	55.4
Kohlenmonoxid	2,2
Kohlendioxid	30,0
1,2-Dichloräthan	0,8
Äthylen	0,6
Sonstige
brennbare Bestandteile	<0,5
Beispiel

Beispiel 5

Man arbeitet wie in Beispiel 2 mit einer Sauerstoffanreicherung auf 21 Volumen% im Kreislaufgas. In der 3. Kondensationsstufe wird das Reaktionsgas auf 14⁰C gekühlt (Druck: 3 bar), so daß das Kreislaufgas vor der Sauerstoffzugabe folgende Zusammensetzung in VoIumen% hat:

10

15

20

J(I

Wird bei sonst gleichen Arbeitsbedingungen wie in den Beispielen 2 und 3 die Sauerstoffanreicherung des Kreislaufgases nur auf 13,0 Volumen% durchgeführt, dann sinkt bei gleicher Katalysatormenge und gleicher Kreislaufgasmenge die Katalysatorleistung auf 84 g 1,2-Dichlorüthan/kg Katalysator und Stunde ab.

Der Umsatz und auch die Ausbeute sind kaum verändert. Der Äthylenumsatz beträgt 99,71%, die 4» Ausbeute an 1,2-Dichloräthan 96,49% d. Th., bezogen auf den Äthyleneinsatz. Das Kreislaufgas hat vor der Sauerstoffzugabe folgende Zusammensetzung im VoIumen%:

•π

Sauerstoff 11

Stickstoff 70,10

Kohlenmonoxid 1,72

Kohlendioxid 15.3

1.2-Dichloräthan 0.79

Äthylen 0.6

Sonstige

brennbare Bestandteile <0,5

Sauerstoff	10,3
Stickstoff	32,50
Kohlenmonoxid	2,40
Kohlendioxid	52,00
1,2-Dichloräthan	1,20
Äthylen	0,38
Sonstige
brennbare Bestandteile	<0.5

Der Äthylenumsatz beträgt 99,86%, die Ausbeute an 1,2-Dichlorälhan, bezogen auf den Äthyleneinsatz, 96,62% d. Th. Ohne daß die Verbrennung von Äthylen zugenommen hat (siehe Tabelle), ist der Äthylenanteil im Kreislaufgas zurückgegangen.

Die Katalysatorleistung beträgt 280 g 1,2-Dichloräthan/kg Katalysator und Stunde.

Das über Leitung 19 ausgeschleuste Gas wird zur Wiedergewinnung von 1,2-Dichloräthan über ein Aktivkohlefilter geleitet.

Beispiel 6

Man arbeitet wie in Beispiel 2 mit einer Sauerstoffanreicherung auf 21 Volumen% im Kreislaufgas. Nach der Kondensation wird das gesamte Gas über die Absorptionsanlage 27 mit aromatischen Kohlenwasserstoffen (Alkylbenzole) als Absorptionsmittel geleitet, wodurch 1,2-Dichloräthan und organische Nebenprodukte aus dem Gas entfernt werden. Der überwiegende Teil des Gases wird dann wie beschrieben im Kreislauf geführt. Vor der Sauerstoffzugabe hatte das Kreislaufgas folgende Zusammensetzung im Volumen%:

Sauerstoff	10,6
Stickstoff	32,8
Kohlenmonoxid	2,5
Kohlendioxid	52,5
Äthylen	0,63

Das Restgas aus Leitung 28 wird direkt einer Verbrennung zugeführt. Die in der Absorptionsanlage absorbierten gasförmigen Kohlenwasserstoffe werden desorbiert und dem Trenngefäß 12 zugegeben.

Die Katalysatorleistung beträgt 280 g 1.2-Dichloräthan/kg Katalysator und Stunde. Die Ausbeute an 1,2-Dichloräthan beträgt 96.49% d.Th., der Äthylenumsatz liegt bei 99,82%.

Beispiel
Nr.

U-Dichloräthan-Ausbeute, bezogen
auf eingesetztes Äthylen

(% d. Th.)

92_rl

96,48

96.52

Äthylenumsatz

95,9
99,81
99.78

Katalysator- Verbrennung 1.2-Dichlor- Umsatz

leistung von C2H4 zu

(g 1,2-Dichlor- CO und CO₃ äthan/kg Katalysator
und Stunde)

äthan vor CO zu

Sauerstoff- CO2
zugabe bei 23

255
280
166

3.3 3,3 3,26 σ,9

0.80

70
60

Summe aller brennbaren Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid vor Sauerstoffzugabe bei 23

(Gewichts-%) (VoIumen-%) (Moi-%) (VoIumen-%)

1,712

4,43

4.1

Fortsetzung

ίο

Beispiel

1,2-Dichlor- Äthylen- Katalysator- Verbrennung 1,2-Dichlor- Umsatz

äthan-Ausbeu- Umsatz leistung vonCiHjzu älhan vor CO zu

te, bezogen (g 1,2-Dichlor- CO und CO_: Sauerstoff- CO₂

auf cingcselz- ä'than/kg Ka- zugabe bei 23

tes Äthylen lalysalor

und Slunde)

(¹Ki d. Th.) (%) (Gewichts-"/,,) (Volumen-%) (Mol-%)

Summe aller brennbaren Kohlenwasserstoffe und Kohlenmonoxid vor S;:ucrstoffzugabe bei

(Voiumen-%)

96,49 96,62 96,49

99,71 99,86 99,82

84

280

3,27
3,24
3,28

0,79 1,20 0

3,61 4,48 3,13

Hierzu 1 Blatt Zeiehtiiinneii

Claims

Patentansprüche: ίο

1. Verfahren zur Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch

a) Oxychlorierung von Äthylen mit Chlorwasserstoff und einem molekularen Sauerstoff enthaltenden Gas, vorzugsweise Luft, in der Gasphase bei 200 bis 250⁰C in Gegenwart eines aus Kupfer(II)-chlorid auf einem Träger bestehenden Katalysators im Wirbelbett,

b) Abkühlung der Reaktionsgase unter Druck in einer 1. Kondensationsstufe auf 70 bis 100⁰C,

c) desgleichen in einer 2. Kondensationsstufe auf 37 bis 40° C,

d) Abziehen von auskondensiertem 1,2-DichIorät-han und Wasser,

e) Abkühlung der nichtkondensierten Reaktionsgase in einer 3. Kondensationsstufe unter Druck auf eine zwischen 5 und 18°C liegende Temperatur, so daß noch 0,5 bis 3 Volumprozent, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 Volumprozent, 1,2-Dichloräthan im Kreislaufgas verbleiben,

f) überwiegende Kreislaufführung der nicht umgesetzten Ausgangsgase, von Kohlenmonoxid, nichtkondensierten Reaktionsprodukten und Inertgasen, Ergänzung des verbrauchten Sauerstoffs durch Zuleiten reinen Sauerstoffs direkt zum Kreislaufgas vor dem Oxychlorierungsreaktor bis zu einem Gehalt von 12 bis 25 Volumprozent, vorzugsweise 15 bis 21 Volum- ^!() prozent, und Entfernung aus dem Kreislaufgas nur der Mengen CO und CO₂, die durch Verbrennung von Äthylen bei jedem Durchgang durch den Wirbelbettreaktor neu entstehen, "