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Verfahren zur Herstellung von Perchloräthylen, gegebenenfalls im Gemisdi
mit Hexachloräthan Es ist bekannt, aus niedrig chlorierten C,-Kohlenwasserstoffen
am Katalysator Chlorwasserstoff abzuspalten und Chlor anzulagern, um Perchloräthylen
bzw. Hexachloräthan zu erhalten. Zur Vereinfach-:ng dieses etwas langwierigen Verfahrens
hat man von der Herstellung und Isolierung dieser niedrig chlorierten Kohlenwasserstoffe,
wie Dichloräthylen oder Tetrachloräthan, abgesehen und ist unmittelbar vom Acetylen
ausgegangen. Beispielsweise hat man Acetylen und Chlor im Verhältnis von etwa i
: 3 bis i : 4 gemischt, gleichzeitig mit einem inerten Gas, wie Chlorwasserstoff,
verdünnt und dieses Gemisch über heiße Kontakte bei Temperaturen von etwa 25o bis
400' geleitet. Durch Kühlen der Gase hat man Perchloräthylen neben anderen Chlorkohlenwasserstoffen
gewonnen. Es ist auch bekannt, Olefinchloride, wie Äthylenchlorid, mit Chlor in
Gegenwart von Katalysatoren mit großer Oberfläche bei Temperaturen von 3oo bis 500°
zu Perchloräthylen umzusetzen. Die Reaktion wurde so gesteuert, daß eine Flammenbildung
verhindert wurde.
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Es wurde nun gefunden, daß man Perchloräthylen, gegebenenfalls im
Gemisch mit Hexachloräthan, in einfacher Weise aus Gasgemischen von Äthan oder Äthylen
oder wasserstoffhaltigen Chlorderivaten derselben dadurch herstellen kann, daß man
sie mit
mindestens der theoretischen ,Menge :Chlor uritei Flammenerscheinung
verbrennt. Zu diesem Zweck. werden die gegebenenfalls chlorierten Kohlenwasserstoffe,
falls notwendig, nach vorherigem Verdampfeninnig mit Chlor, z.B. in einer Gasmischdüse,gemischt,
in einen Verbrennungsraum geblasen und entzündet.
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Als chlörieite --wasserstoffhaltige Abkömmlinge des Äthäns öder Ä
:thylens eignen sich für das Verfahren nach der Erfindung beispielsweise Äthylchlorid---oder
Vinylchlorid. Dieselben können in reinem Zustand oder durch andere Gase verdünnt
zur Anwendung kommen. Ein besonderer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin,
daß technische Gasgemische verwendet werden können, die verschiedene gesättigte.
oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe finit 2 C»Atomeh, gegebenenfalls in verschiedenen
chlorierten Stufen, enthalten. Diese werden sämtlich zu einem hauptsächlich aus
Perchloräthylen -(gegebenenfalls im, Gemisch mit Hexachloräthan) bestehenden Endproukt
verbrannt. So kann man für das Verfahren nach der Erfindung Abgase verwenden, wie
sie beispieIsweise aus der Vinylchlorid- oder Äthylchloxidherstellung abfallen.
Auch Kokereigase oder andere Abgase aus Spalt- bzw. Hydrieranlagen, die Äthylen
oder Äthan enthalten, sind als Ausgangsprodukte für das Verfahren nach der Erfindung
geeignet.
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Das Chlor kann in reinem oder auch in verdünntem Zustand Verwendung
finden.
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Dis Verbrennung unter Flammenbildung verläuft bei Temperaturen zwischen
etwa 6oo bis g5o°Die Flammenendtemperatur hängt von der durchgesetzten Menge Gasgemisch.und
dessen-Zusanunensetzung-ab. Bezüglich der Wahl des zur Umsetzung kommenden Gasgemisches
ist darauf zu achten; daß-man - die zur Flammenbildung erforderliche Wärmetönung
erhält. Steht z: B. ein stark verdünntes Gasgemisch, d. h: ein Gemisch, in dem das
Mengenverhältnis der mit Chlor verbrennbaren Bestandteile zu dem damit nicht, verbrennbaren
Bestandteilen ungünstig ist, zur Verfügung;-so ist es unter 'Umständen notwendig,,
eine größere Gasmenge zu verbrennen. Andererseits . kann man auch Äthylen zumischen,
dessen Verbrennung mit Chlor zu Perchloräthylen mit größer, Wärmetönung verläuft.
An Stelle von Äthylen kann man auch Acetylen oder andere ungesättigte Kohlenwasserstoffe
zufügen.
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Das Verfahren nach der Erfindung liefert vorwiegend Perchloräthylen.
Dieses wird fast ausschließlich gebildet, . wenn für eine rasche Abkühlung der Flammengase
Sorge getragen wird, da bei der Flammentemperatur das Gleichgewicht '. .. :. . `
-02C14.+ C12 02C16 , _ . sehr weitgehend nach der Seite der Perchlbräthylenbildung
verschoben ist. - Wird diese Maßnahme nicht beachtet und werden gleichzeitig Chlormengen
angewendet, die über die zur Bildung von 'Perchloräthylen theoretisch notwendigen
-hinausgehen, so nimmt die gleichzeitige Bildung von Hexachloräthan zu. -Zur Vermeidung
der Bildung von unerwünschten Nebenprodukten .hat es -sich- als- zweckmäßig-erwiesen;
eine'Wärmeruckstrahlung von den Wänden des Verbrennungsraumes auf die Flamme zu
verhindern. Dies kann z. B. durch Kühlung der Außenwände des Verbrennungsraumes
geschehen. Es kann auch die Entfernung zwischen der Flamme und den Wänden des Verbrennungsraumes
verhältnismäßig groß gehalten werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung liefert, bezogen auf die eingesetzten
Kohlenwasserstoffe mit 2 C-Atömen, Perchloräthylen, gegebenenfalls im Gemisch mit
Hexachloräthan, in einer Ausbeute von 85 bis go°/o.
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Gegenüber den bekannten Verfahren zur Herstellung von Perchloräthylen
zeichnet es sich durch die Einfachheit des Verfahrens und der zur Anwendung kommenden
Vorrichtung, durch den großen Durchsatz in der Zeiteinheit, sowie die Möglichkeit
der Verwendbarkeit technischer Gasgemische als Ausgangsstoffe, ohne nachteilige
Folgen aus.
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Beispiel i g m3/h technischem Äthylen mit einem Gehalt von 7g °/o
C2.Fi, neben io °/o H2 und C02 wird mit 24 m3/h Chlor in einer Düse gemischt und
in einem von außen gekühlten Gußeisenrohr von 30 cm Durchmesser und q. m
Länge verbrannt. Die Verbrennungsgase werden sofort abgekühlt; Perchloräthylen dadurch
kondensiert. Ausbeute go °/o, bezogen auf 02H4. ' Beispiel- 2 12 m3/h - Abgase mit
einem Gehalt von 25 °/o Vinylchlorid, 25 % Dichloräthylen neben H Cl, CO, und N2
werden mit 15 m3/h Chlor gemisbht und nach Einblasen in ein von außen gekühltes
Rohr von 3o.cm Durchmesser und. q. m Länge verbrannt. Durch -Kondensation aus den
Verbrennungsgasen wird das Perchloräthylen mit einer Ausbeute von 87 6/a, bezogen
auf C2 H3 Cl und C2 H2 Q12, erhalten. - Beispiel 3 8 m3/h eines Gasgerilisches aus
8o 0/a Äthan und 20 °/0,Äthylchlorid werden mit 4.o m3/h Chlor gemischt und verbrannt.
Durch Kondensation erhält man gö °/o des-berechneten- Perchloräthylens. Beispiel
q. -.. .$ m3/h eines Abgases, bestehend aus 40 °/o Acetylen, 3o 6/o Dichloräthylen
und 30 °/a Trichloräthylen, werden mit 28 m3/h -Abchlor mit 7o % C12 neben 3 % H2,
C02 und N2 gemischt und verbrannt. Durch Absorption des bei der Verbrennung entstehenden
Chlorwasserstoffes°'wird gleichzeitig das entstandene Perchloräthylen ausgeschieden
und als speiifisch schwerere Flüssigkelt@abgetrennt.--Ausbeüte -853 °/o der berechneten-
Menge.- -