DE734024C

DE734024C - Verfahren zur Herstellung von Perchloraethylen

Info

Publication number: DE734024C
Application number: DED83082D
Authority: DE
Inventors: Dr Otto Fruhwirth; Dipl-Ing Heinrich Walla
Original assignee: Donau Chemie AG
Current assignee: Donau Chemie AG
Priority date: 1940-08-07
Filing date: 1940-08-07
Publication date: 1943-04-07
Also published as: US2538723A

Description

Verfahren zur Herstellung von Perchloräthylen Die technische Herstellung von Perchloräthylen mußte bisher nach umständliche Verfahren vorgenommen werden. Man hat bisher Acetylen mit Chlor zu Tetrachloräthan umgesetzt, hieraus durch Abspaltung von Chlorwasserstoff Trichloräthylen hergestellt, dieses durch Chlorieren in Pentachloräthan Übergeführt und hieraus schließlich durch Chlorwasserstoffabspaltung Perchloräthylen gewonnen.
Es wurde nun gefunden, daß man Perchloräthylen auch durch Verbrennen von Acetylen mit Chlor in einem Arbeitsgang mit sehr guter Ausbeute gewinnen kann. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß man ein inniges Gemisch von etwa i Volumteil Acetylen und mindestens 3, aber weniger als 3,5 Volumteilen Chlor im wesentlichen unter Flammenerscheinung verbrennt, wobei man darauf achtet, daß innerhalb der Reaktionszone - von der Eintrittsstelle des Gasgemisches in den Verbrennungsraum gesehen,-ein langsamer Temperaturanstieg erfolgt. Die Umsetzung soll am Austritt des Gasgemisches in den Verbrennungsraum noch ohne Flammenerscheinung, also bei Temperaturen, die knapp unter 6oo° liegen, durchgeführt und die Temperatur im weiteren Verlauf der Reaktionszone auf Flammenendtemperatur, d.h. etwa 750 bis 950°, gesteigert werden. Die Flammenendtemperatur hängt von der durchgesetzten Menge Gasgemisch und dessen Zusammensetzung ab.
Die Regelung des TemperaturanstieZes in der Reaktionszone kann auf verschiedene Art erfolgen. Wesentlich ist vor allem eine möglichst hohe Austrittsgeschwindigkeit des Gasgemisches aus der Düse in den Verbrennungsraum. Diese beträgt zwecks möglichster Einschränkung der Bildung von Nebenprodukten zweckmäßig über 2o m/s. Durch diese große _Nustrittsgeschwindigkeit des Gasgemisches wird zwangsläufig die Reaktionszone (Flamme)-; in, die Länge gezogen, so daß von der trittsstelle des Gemisches bis zum Flamr@cii->;; ende ein verhältnismäßig langsamer Temperaturanstieg erfolgt.
Ein weiteres Mittel zur Verlangsamung des Temperaturanstiegs, das zweckmäßig in Verbindung mit der vorgenannten Maßnahme angewandt '-wird, ist die Vermeidung einer Wärmerückstrahlung von der Wand des Verbrennungsraumes auf die Flamme, insbesondere auf den Anfang der Reaktionszone. Man kann hierzu die Wände des Verbrennungsraumes in ihrer ganzen Länge oder örtlich begrenzt kühlen, muß jedoch die Kühlung so bemessen. daß keine Ausscheidungen von minderchlorierten Reaktionszwischenprodukten an der Innenwand stattfinden. Gleichzeitig ist für einen genügenden Abstand der Wand des Verbrennungsraumes von der Flamme zu sorgen, tun diese stabil zu erhalten. Ist dieser genügend groß, so kann eine Kühlung der Wand entfallen.
Um bei Anwendung größerer Chlormengen eine weitere Chlorierung des durch die Ver; brennung entstandenen Perchloräthylens, die bei niedrigeren Temperaturen zu höheren Prozentsätzen an Hexachloräthan führen würde, hintanzuhalten, ist für eine möglichst weitgehende Abkühlung und Kondensation der Chlorkohleaiwasserstöfe zu sorgen.
Außerdem kann -der Anfang der Reaktionszone z. B. durch Verdampfen von Flüssigkeiten, im besonderen durch Eindüsen von flüssigen Reaktionsprodukten, nie Perchloräthylen, gekühlt werden. Die Verdüsung erfolgt vorteilhaft durch Verwirbeltuig mittels des aus der Düse austretenden Gasgemisches.
Es hat sich gezeigt, daß bei dieser Arbeitsweise Perchlorätliylen kontinuierlich in Ausbeuten von 8o bis 85 o;ä hergestellt werden kann. Weiterhin werden etwa i o bis 15 % Hexachloräthan, entsprechend dem Gleichgewicht: Perchloräthylen/H.exachloräthanbeider jeweiligen Verbrennungstemperatur dfitrchweitereChlorierung gebildet. Durch die geschilderten besonderen Maßnahmen wird die Zersetzung von Acetylen überhaupt verhindert, während die sonst auftretende gleichzeitige Bildung von Chlorbenzolen und Tetrachlor'methan weitgehend zurückgedrängt wird. Beispiel i In einem Rohr von 2 m Länge und 25 cm Durchmesser, das von außen mit Wasserkühlung versehen ist, wird ein Gemisch aus 4. cbm Acetylen und 13 cbm Chlor je Stunde mit einer Geschwindigkeit von i oo m/s eingeblasen und entzündet. In der Austrittsdüse ist ein Rohr zur Einleitung von Perchloräthylen ange-,bracht, das in einer Menge von 4.1 je Stunde ';,durch den Gasgemischstrom zerstäubt wird. eUin eine Weiterchlorierung des durch Ver-Annung :entstandenen Perchloräthylens zu vermeiden, werden die Verbrennungsgase sogleich nach vollständiger Verbrennung abgekühlt, wodurch der größte Teil der Chlorkohlenwasserstoffekondensiert wird. Den Rest trennt man aus der in der nachfolgenden Absorptionsanlage anfallenden Salzsäure ab. Beispiel 2 Über eine Gasmischdüse werden einerseits 8 cbmih eines technischen Gasgemisches, bestehend aus 5o0,0 Acetylen, 300;'o Stickstoff, iooio Kohlendioxyd und ioofo Wassetstoff, andererseits 14 cbm/h Chlor in ein von außen mit Kühlwasser berieseltes Verbrennungsrohr von 3o cm Durchmesser und 3 m Länge mit einer Geschwindigkeit von 6o mls eingeblasen und entzündet. An das Verbrennungsrohr schließt sich ein Gaskühler, in dem die austretenden Gase auf Raumtemperatur gebracht werden, wodurch der größte Teil des Perchloräthylens kondensiert wird, während der Rest bei der nun folgenden Absorption des Verbrennungschlorwasserstoffs abgeschieden wird.
Beispiel 3 Eininniges Gasgemisch aus .cbm Acetylen je Stunde und 23 cbm je Stunde Abchlor mit einem Gehalt von 6o% Cl--, 5% H., i6aoC0., i6o'o i T., und 30;o 0. wird mit einer Geschwindigkeit von 6o m/s in ein von außen gekühltes Verbrennungsrohr von 25 cm Durchmesser und 4 in Länge eingeblasen und entzündet. Aus den Verbrennungsgasen wird das gebildete Perchloräthylen durch Kühlung auf o" abgeschieden. Der bei der Verbrennung gebildete Chlor~vasserstoff im Gemisch mit wasserstofffreiem Restgas wird einer anderen Verwertung zugeführt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Percliloräthylen aus Acetylen und Chlor, dadurch gekennzeichnet, daß ein inniges Gemisch aus i Volumteil Acetylen und mit:-destens 3, aber weniger als 3,5 Volumteil.en Chlor im wesentlichen unter Flammenerscheinung verbrannt wird, wobei man darauf achtet. daß innerhalb der Reaktionszone - von der Eintrittsstelle des Gasgemisches in den Verbrennungsraum gesehen - ein verhältnismäßig langsamer Temperaturanstieg erfolgt. 2. 'rerfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch mit einer hoffen Austrittsgeschwindigkeit, zweckmäßig über 2o m/s, in den Verbrennungsraum geprgßt wird. _3. Verfahren nach Anspruch i und z, dädurch gekennzeichnet, " daß man eine Wärmerückstrahlung von der Wand des Verbrennungsraumes auf die Flamme, insbesondere den Beginn der Reaktionszone, z. B. durch Kühlung der Wand und bzw. oder genügenden Abstand der Wand von der Flamme verhindert. q.. Verfahren nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Flüssigkeit zweckmäßig Reaktionsprodukt, in den Anfang der Reaktionszone, z. B. durch Eindüsen, einbringt.