DE893946C - Verfahren und Vorrichtung zur Chlorierung von Methan in der Gasphase - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Chlorierung von Methan in der GasphaseInfo
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Description
(WiGBl. S. 175)
AUSGEGEBEN AM 22. OKTOBER 1953
D 10685 IVd1'12
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Chlorierung von Methan in der Gasphase,
bei dem schwebende oder flüssigkeitsartige Katalysatoren verwendet werden.
Es sind bereits schon verschiedene Verfahren für die durch Hitzeeinwirkung eingeleitete Chlorierung
von Methan in der Gasphase, auch erschöpfende Chlorierung von Methan genannt, in Vorschlag gebracht
worden, von denen jedoch kein Verfahren in der Technik eine weitergehende Anwendung gefunden
hat. Dieser Umstand ist scheinbar durch die Art der Reaktion von Chlor mit Kohlenwasserstoffen im allgemeinen
bedingt, insbesondere bei der Reaktion von Chlor mit Methan, bei dem ja alle Wasserstoffatome
an dem einzigen Kohlenstoffatom sich in primärer Stellung befinden. Bei der Chlorierung von
Kohlenwasserstoffen, bei denen Wasserstoffatome sich in primärer, sekundärer und tertiärer Stellung
am Kohlenstoffatom befinden, wird bei den primären Wasserstoffatomen bei ihrer Umsetzung mit Chlor
der größte Energiebetrag frei. Dieses Freiwerden von Energie kann unter gewissen Umständen so heftig
werden, daß eine von Explosionen begleitete thermische Zersetzung der Reaktionsprodukte der Chlorierung
die Folge ist, wodurch sich niedrige Ausbeuten an erwünschten, höher chlorierten Derivaten des
Methans ergeben. Zum Beispiel kann die Reaktion bei der Chlorierung des Methans so heftig werden,
daß anscheinend eine völlige Zersetzung der chlorierten Produkte stattfindet, wodurch wesentlich nur
Kohlenstoff in Form von Ruß sowie Chlorwasserstoff als Reaktionsprodukt erhalten wird.
Verschiedene Versuche, diese Probleme zu lösen,
bestanden unter anderem darin, daß die Reaktions-
bestanden unter anderem darin, daß die Reaktions-
mischungen von Methan und Chlor mit geeigneten Materialien, z. B. mit inerten Gasen, gemischt wurden,
wobei man ein Katalysatormaterial benutzte, das eine fortschreitend zunehmende katalytische
S Aktivität während der Chlorierungsreaktion zeigte und bei dem man eine zunehmende Chlorierung von
Methan dadurch herbeiführte, daß man gasförmiges Chlor in voneinander entfernten Stellen innerhalb
eines rohrförmigen Reaktionsgefäßes einführte, wodurch die Konzentration des Chlors in der Chlormethanmischung
oder der Mischung von Chlor und chloriertem Methan stets unterhalb der Konzentration
gehalten wurde, die bei Reaktionstemperaturen zu Explosionen führt. So wurde vorgeschlagen, das
Reaktionsgemisch von Chlor und Kohlenwasserstoff mit einem Teil des Chlorwasserstoffs, der bei der Chlorierungsreaktion
entwickelt wird, zu verdünnen. ■
Ein weiterer Vorschlag besteht darin, eine Mischung von Kohlenstofftetrachlorid und Perchloräthylen herzo
zustellen, in der der eine oder der andere Bestandteil vorwiegt, wenn man das Reaktionsgemisch von
Methan und Chlor mit einem der gewünschten Endprodukte, d. h. entweder mit Kohlenstofftetrachlorid
oder Perchloräthylen, verdünnt und die Reaktion oberhalb 500° in einer Reaktionszone ablaufen läßt,
. in der sich kein katalytisches Material befindet. Weitere Vorschläge sehen vor, ein Reaktionsgemisch von 4 Volumen Chlor und 1 Volumen Methan
bei der Chlorierung durch eine Reaktionszone zu führen,
in welcher sich eine Packung eines Katalysatormaterials, bestehend aus Schichten von Substanzen
von weitgehend verschiedener chemischer Natur und verschiedenen Graden katalytischer Aktivität, befindet.
Bei diesem Verfahren wird die Mischung von Chlor und Methan durch das Katalysatormaterial
durch Zonen zunehmend wachsender katalytischer Aktivität geführt, wodurch angeblich eine Flammenausbreitung
und Explosionen innerhalb der Katalysatorpackung verhindert werden. Es wurde nun festgestellt, daß man bei der Chlorierung
des Methans überraschende Ergebnisse erhält, wenn ein gasförmiger Strom von Chlor und Methan
mit schwebenden oder flüssigkeitsartigen Teilchen eines Oberflächenkatalysators in einer Reaktionszone
bei einer Temperatur, die sich hauptsächlich auf das Gebiet von 300 bis 370" erstreckt, in Berührung
gebracht wird. Die Masse der Teilchen wird in der Reaktionszone durch den Gasstrom und den Strom
der Reaktionsprodukte gleichsam wie schwimmend gehalten, wobei das molekulare Verhältnis von Methan
zum Chlor in dem Strom zwischen 1 : 3,6 bis zu ι : 4 gehalten wird. Die Reaktionsprodukte in jener
Mischung enthalten annähernd 90 °/0 einer Mischung, die aus Kohlenstoff tetrachlorid und.Perchloräthylen
besteht. Im Gegensatz zu dem, was bei den oben beschriebenen Bedingungen zu erwarten gewesen wäre
und auch aus der bekannten Tatsache zu erwarten war, daß die Zersetzungstemperatur von Kohlenstofftetrachlorid
bei Einwirkung von Hitze etwa bei 4500 liegt, fällt der Anteil an Perchloräthylen in den Reaktionsprodukten,
und der Anteil von Kohlenstofftetrachlorid steigt an in dem Verhältnis, in dem die Temperatur
der Chlorierungsreaktion ansteigt, und zwar innerhalb des oben angeführten Gebietes bis zu einem
Betrage von etwa 3600. Bei Temperaturen von etwa
3700 und darüber fällt der Anteil dieser beiden Verbindungen
den Reaktionsprodukten in hohem Maße ab. Zusätzlich, wurde gefunden, daß bei einem solchen
Verfahren für die Chlorierung von Methan mit flüssigkeitsartigem Katalysator in festliegender Packung
und die Vermischung der reagierenden Substanzen vorzugsweise in der fiüssigkeitsartigen Packung von
Oberflächenkatalysatorteilchen erfolgt. Bei der Vermischung der Reaktionsteilnehmer ist es vorteilhaft,
Chlor und Methan in gesonderten Strömen zuzuführen, die innerhalb der Packung flüssigkeitsartig gemachter
Oberflächenkatalysatorteilchen aufeinanderstoßen, wodurch hohe Ausbeuten an den Chlorierungsprodukten
Kohlenstofftetrachlorid und Perchloräthylen erhalten werden und wodurch eine Ausbreitung von
Flammen innerhalb der Reaktionszone und somit auch Explosionen vermieden werden.
Das Verfahren der Erfindung wird in geeigneter Weise in Verbindung mit einer Vorrichtung beschrieben,
die in den Zeichnungen erläutert ist, von denen
Fig. ι eine Seitenansicht in teilweisem Schnitt darstellt,
Fig. 2 ein Schnitt längs der Linie II-II der
Fig. ι ist und
Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie ITI-III der Fig. 2 ist.
In der Vorrichtung ist das Reaktionsgefäß 2 mit Zuleitungen 16 und 18 für die reagierenden Substanzen
versehen, deren Öffnungen· unmittelbar einander gegenüber und in kurzer Entfernung voneinander sich
befinden sowie unterhalb des Höhenstandes, den die Masse der Katalysatorteilchen im Reaktionsgefäß
einnimmt, wenn sich diese in Ruhe befinden. In der dargestellten Ausführungsform (s. Fig. 3) ist das Reaktionsgefäß
2 mit Leitungen 16 und 18 für die reagierenden Substanzen versehen, die in das Reaktionsgefäß durch die Grundplatte 20 führen, die am
Reaktionsgefäß 2 mittels Flanschen 21 und Schraubbolzen
22 befestigt ist. Die Verlängerungen 16' und 18' der Leitungen 16 und 18 sind von der vertikalen
Richtung derart abweichend zueinander gerichtet worden, daß die Gasströme, die dort austreten, gegeneinandergerichtet
sind, so daß eine gründliche Mischung der reagierenden Gase und eine Überführung
der Katalysatorteilchen in einen flüssigkeitsartigen Zustand herbeigeführt wird. Die Endungen
der Ausdehnungsstücke 16' und 18' sind vorzugsweise leicht abgeplattet, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, so
daß verhältnismäßig lange, enge Öffnungen erhalten werden, um die Geschwindigkeit der für die Umsetzung
bestimmten Gase, die in die Reaktionskammer eintreten, zu erhöhen.
Das Reaktionsgefäß 2 steht mit der Abführungsleitung 4 in Verbindung, und es sind Temperaturanzeiger
28 an dieser· Stelle angebracht, um die Temperatur der aus dem Reaktionsgefäß 2 entweichenden
Gase zu messen. Die Leitung 6 führt von der Leitung4 zu dem Kondensator 8, der wiederum mit dem Sammelgefäß
10 verbunden ist, das eine Entlüftung 12 aufweist, um den während der Chlorierung gebildeten
'.hlorwasserstoff von den kondensierten Reaktions-
produkten abzutrennen. Das Sammelgefäß io hat
eine Leitung 14, um die kondensierten Reaktionsprodukte geeigneten Vorachtungen zu ihrer Abtrennung
und Reinigung zuzuführen, Wärmemeßvorrichtungen 24 und 26 zur Bestimmung der Temperatur
der flüssigkeitsartig gemachten Katalysatormasse innerhalb des Reaktionsgefäßes und zur Beobachtung
des Fortschreitens der Chlorierungsreaktion während des Reaktionsablaufs.
Bei praktischer Ausführung des Verfahrens vorliegender Erfindung unter Anwendung der Vorrichtung
nach Fig. 1, 2 und 3 wird das Reaktionsgefäß 2 teilweise mit einem geeigneten Oberflächenkatalysator
gefüllt, vorzugsweise mit einer Teilchengröße, die Sieböffnungen von 0,246 bis 0,147 entspricht. Die
Höhe, bis zu der das Reaktionsgefäß 2 mit Katalysatormaterial gefüllt wird, ist durch die Linie 34
in Fig. 10 angezeigt. Diese Höhenlage entspricht annähernd einem Drittel der Gesamthöhe des Reaktionsgefäßes.
Die Masse der Katalysatorteilchen wird auf eine Temperatur vorerhitzt, die auf wenige Grade
an die gewünschte Reaktionstemperatur herankommt. Diese Vorerhitzung kann in geeigneter Weise ausgeführt
werden, wenn man einen Strom erhitzter Gase durch die Leitungen für die reagierenden Substanzen
16 und 18 hindurchleitet und in die Masse
der Katalysatorteilchen einführt, bis in dieser die erwünschte Temperatur erreicht worden ist, oder man
benutzt eine Mischung miteinander reagierender Gase, die sowohl bei Raumtemperaturen als auch bei höheren
Temperaturen miteinander unter Freiwerden von Wärme reagieren, um die erwünschten Temperaturen
in der Katalysatormasse zu erhalten.
Nach der Vorwärmung des Oberflächenkatalysators werden gesonderte Ströme von Chlor und Methan durch die Zuführungsleitungen 16 und 18 zugeführt in das Reaktionsgefäß 2, wobei die Gasströme wesentlich in der gleichen Höhenlage, etwas oberhalb der Grundplatte 20 des Reaktionsgefäßes 2, gegeneinandergerichtet sind. Die Chlorierungsreaktion wird in Gang gesetzt und durch die Bewegung der schwebenden oder flüssigkeitsartigen Oberflächenkatalysatorteilchen gemäßigt, wodurch eine schnelle Wärmeübertragung innerhalb der Gesamtmenge an reägierenden Substanzen und Reaktionsprodukten herbeigeführt wird. Molekulare Zerstörungen und die Wiedervereinigung der molekularen Bruchstücke von Kohlenstofftetrachlorid oder von niedrig chlorierten Methanderivaten finden statt, und es werden erhebliehe Beträge an Perchloräthylen zusammen mit dem Kohlenstofftetrachlorid hergestellt.
Nach der Vorwärmung des Oberflächenkatalysators werden gesonderte Ströme von Chlor und Methan durch die Zuführungsleitungen 16 und 18 zugeführt in das Reaktionsgefäß 2, wobei die Gasströme wesentlich in der gleichen Höhenlage, etwas oberhalb der Grundplatte 20 des Reaktionsgefäßes 2, gegeneinandergerichtet sind. Die Chlorierungsreaktion wird in Gang gesetzt und durch die Bewegung der schwebenden oder flüssigkeitsartigen Oberflächenkatalysatorteilchen gemäßigt, wodurch eine schnelle Wärmeübertragung innerhalb der Gesamtmenge an reägierenden Substanzen und Reaktionsprodukten herbeigeführt wird. Molekulare Zerstörungen und die Wiedervereinigung der molekularen Bruchstücke von Kohlenstofftetrachlorid oder von niedrig chlorierten Methanderivaten finden statt, und es werden erhebliehe Beträge an Perchloräthylen zusammen mit dem Kohlenstofftetrachlorid hergestellt.
Die Temperatur, bei der die Chlorierung ausgeführt wird, kann in geeigneter Weise geändert werden und
erstreckt sich wesentlich auf das Gebiet zwischen 300 und 3700. Der Anteil an Kohlenstofftetrachlorid
in den Reaktionsprodukten, die in diesem Temperaturgebiet anfallen, schwankt zwischen etwa 40 % an der
unteren Grenze und etwa 80 % an der oberen Grenze dieses Gebietes, dementsprechend beträgt der Anteil
an Perchloräthylen etwa 45 % an der unteren und etwa 14 % an der oberen Grenze des Gebietes. Die
angegebenen Temperaturen in der Reaktionszone sind Durchschnittstemperaturen der in Bewegung
befindlichen Katalysatoren, und es wurde gefunden, daß die Temperaturdifferenzen innerhalb der Katalysatorschichten
in extremen Fällen 5 bis io° betragen. Überdies ist es möglich, in der Zone des Aufeinariderstoßens
der Gasströme, in der eine hohe momentane Konzentration der reagierenden Substanzen besteht,
so zu arbeiten, daß hier die.momentanen Temperatüren
bis an die Temperaturen herankommen, bei denen das Molekül des Kohlenstofftetrachlorids und
das einiger niedrigerchlorierter Derivate des Methans zerbricht. Es ist auch ersichtlich, daß bei der Chlorierung
von Methan in gasförmigen Mischungen, die Methan und Chlor in nahezu theoretischen Mengen
enthalten, die erforderlich sind, eine vollkommene Substitution von Wasserstoff durch Chlor in dem
Methanmolekül herbeizuführen, ein dynamisches System vorliegt. Aus diesem Grunde werden die
Ausdrücke momentane Konzentration der reagierenden Substanzen und momentane Temperaturen gebraucht,
um die Bedingungen, die in der Zone der maximalen Konzentration von Methan und Chlor
vorliegen, zu kennzeichnen.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung bewirken Temperaturen oberhalb von 3700 (dies
dürfte die genaue Grenze sein) Explosionen der reagierenden Substanzen, es sei denn, daß verdünnende
Gase, z. B. inerte Gase oder eines der Endprodukte der Reaktion in Gasform, in der Mischung
der reagierenden Substanzen zugegen sind. Die Vermeidung von Explosionen bei Temperaturen oberhalb
3700 ist jedoch nicht ausreichend, um hohe Ausbeuten in den gewünschten Endprodukten herbeizuführen,
da gefunden wurde, daß bei praktischer Ausführung vorliegender Erfindung die Ausbeute an
Kohlenstofftetrachlorid und Perchloräthylen ausgesprochen absinkt, wenn die Reaktionstemperatur mit
oder ohne Anwendung von Verdünnungsmitteln in der Mischung der reagierenden Substanzen über 360°
gesteigert wird, wobei oberhalb 3700 Methylchlorid und Methylenchlorid in merklichen Beträgen gebildet
werden. Es ist daher vorzuziehen, die Reaktion hauptsächlich innerhalb des Gebietes von 340 bis
3600 auszuführen, da in diesem Gebiet Verdünnungsmittel
nicht erforderlich sind und eine maximale Chlorierung mit einem Minimum an höhermolekularen
Nebenprodukten (Hexachloräthan und Hexachlorbenzol) erzielt werden kann.
Das Oberflächenkatalysatormaterial, das man bei dem Verfahren vorliegender Erfindung anwendet,
kann eines von vielen Oberflächenkatalysatormaterialien sein, vorzugsweise ein Material, das eine Teilchengröße
in der Größenordnung, die Sieböffnungen von 0,246 bis 0,147 entspricht, hat, ein Material, das
im Hinblick auf die Beschaffenheit der Oberfläche gewählt wird, z. B. im Hinblick auf hohe Adsorptionsfähigkeit sowie auf Eigenschaften, die eine gute Fließbarkeit
betreffen und die ein verhältnismäßig niedriges Schüttgewicht haben. Zum Beispiel wurden Kohle,
Holzkohle, synthetisches Aluminiumsilicat, synthetisches Silicium-Aluminium-Gel, Silicagel und die
Hydrate natürlicher Aluminium-Magnesium-Silicate, die als Fullererden bekannt sind, hierfür geeignet
befunden. Ein Oberflächenkatalysator aus Fullererde
ist besonders für das Verfahren vorliegender Erfindung brauchbar, da dieses Material eine hohe Oberflächenadsorptionsfähigkeit
mit verhältnismäßig niedrigem Schüttgewicht vereint und leicht in schwebenden
Zustand übergeführt werden kann.
Das Molverhältnis von Methan zu Chlor wird innerhalb eines Gebietes gehalten, bei dem es ι : 3,6 bis
ι : 4 beträgt, um die Chlorierung von Methan bei den oben gegebenen Temperaturen zu bewirken, vorzugsweise
jedoch innerhalb von 1 : 3,7 bis 1 : 3,9, um ein Minimum höhermolekularer Produkte zu
erhalten. Liegt die Anfangskonzentration an Chlor in der Mischung mit Methan und Chlor unter etwa
3,6 Mol Chlor auf 1 Mol Methan, enthalten die Endprodukte untunlich große Anteile leichter Produkte,
z. B. an Methylchlorid und Methylenchlorid, während bei Konzentrationen über 3,9 Mol auf 1 Mol Methan
im Reaktionsgemisch solche Endprodukte untunlich große Anteile an höhermolekularen Produkten enthalten,
die die Ableitungen verstopfen und die Produktion dadurch unterbrechen.
Erfahrungen mit verschiedenen Oberflächenkatalysatoren
haben ergeben, daß die Überführung in den schwebenden oder flüssigkeitsartigen Zustand von der
Teilchengröße und dem Schüttgewicht des jeweiligen Materials abhängig ist und in einem etwas geringeren
Maße von der Grundfläche des Reaktionsgefäßes. • Im allgemeinen können Oberflächenkatalysatoren
mit einer Teilchengröße, die Sieböffnungen von 0,246 bis 0,147 entspricht, und einem Schüttgewicht von
etwa 13 kg auf 281 bei Durchlaufgeschwindigkeiten
der reagierenden Gase von 3 bis 50 cm in der Sekunde, wobei diese Geschwindigkeiten für die an der Reaktion
teilnehmenden - Gase für die Reaktionstemperaturen berechnet sind und sich auf das leere Reaktionsgefäß
beziehen, wirksam in einen flüssigkeitsartigen Zustand gemäß vorliegender Erfindung übergeführt werden.
Das Verfahren vorliegender Erfindung wird durch
folgende spezielle Beispiele näher erläutert,
Man schickt eine Mischung von Chlor und Methan durch ein vertikales rohrförmiges Reaktionsgefäß, das
einen Durchmesser von 7,5 cm hat und 3,35 m lang ist und das zu ungefähr 1In seines Volumens mit
Fullererde gefüllt ist. Dieses Material hat eine Teilchengröße von 60 bis 100 Maschen, ein Schüttgewicht
von etwa 13 kg auf 281 und wird dadurch, daß man
heiße Gase hindurchleitet, auf eine Temperatur von 300° vorerhitzt. Die Geschwindigkeit der Gase ist
dabei so bemessen, daß die Teilchen in einen flüssigkeitsartigen Zustand übergeführt werden. Die Mischung
von Chlor und Methan wird durch voneinander getrennte Ströme von gasförmigem Chlor und Methan
hergestellt, die mittels zweier Rohrleitungen durch den Boden der Reaktionszone eingeleitet werden und
die sich in die Reaktionszone so ergießen, daß sie in einer Höhe von etwa 10 cm über dem Boden unmittelbar
gegeneinanderströmen. Die Geschwindigkeit der Gase wird so eingestellt, daß 1,37 kg Chlor und J,6jg
Methan in der Stunde eingeleitet werden.. Während des Reaktionsablaufes beträgt der maximale Temperaturunterschied
in der Reaktionszone 5 bis 70 bei einer Reaktionstemperatur von 315°. Die folgenden
Ergebnisse werden erhalten:
Gasgeschwindigkeit in Zentimeter in der
Sekunde 7,5 cm
Zusammensetzung des Produktes in °/0:
leichtsiedende Anteile (Methylchlorid,
Methylenchlorid usw.) 0,45 %
Perchloräthylen 45,8 °/0
Kohlenstofftetrachlorid 44,7 %
höhersiedende Anteile (Hexachlorbenzol
und Hexachloräthan) 9,13 %
Wirkungsgrad der Umsetzung für:
Methan 31,9 %
Chlor 67,4 °/0.
Die Verfahrensweise nach Beispiel 1 wurde befolgt, ausgenommen, daß die Katalysatorlagerung auf 325 °
vorerhitzt wurde. Der Strom der Gase wurde auf 1,36 kg Chlor in der Stunde und_$/g Methan in der
Stunde eingestellt. Während des Reaktionsablaufes hielt man die Temperatur in der Reaktionszone auf
3400, wobei Abweichungen innerhalb des in Beispiel 1 angeführten Spielraumes zugelassen wurden. Man
erhielt folgende Ergebnisse:
Gasgeschwindigkeit in Zentimeter in der Sekunde 7,5 cm
Analyse des Produktes:
leichtsiedende Anteile (Methylchlorid, Methylenchlorid usw.) 2,13 °/0
Perchloräthylen 30,3 %
Kohlenstofftetrachlorid 64,2 %
höhersiedende Anteile (Hexachlorbenzol
und Hexachloräthan) 3,42 %
Wirkungsgrad der Umsetzung für:
Methan 91,9 °/o
Chlor 80,8 %.
Die Verfahrensweise nach Beispiel 1 wurde befolgt, ausgenommen, daß die Katalysatorlagerung auf 3400
vorerhitzt wurde. Der Strom der Gase wurde auf 1,36 kg Chlor in der Stunde und_S,g Methan in der
Stunde eingestellt. Während des Reaktionsablaufes hielt man die Temperatur in der Reaktionszone auf
355°. wobei Abweichungen innerhalb des in Beispiel 1
angeführten Spielraumes zugelassen wurden. Man erhielt folgende Ergebnisse:
Gasgeschwindigkeit in Zentimeter in der
Sekunde 7,5 cm
Analyse der Produkte:
leichtsiedende Anteile (Methylchlorid, Methylenchlorid usw.) 1,0 %
Perchloräthylen 26,9 °/0
Kohlenstofftetrachlorid 70,0 %
höhersiedende Anteile (Hexachlorbenzol und Hexachloräthan) , 2,1 %
Wirkungsgrad der Umsetzung für:
Methan 81,0 %
Chlor 72,9 %.
Die Verfahrensweise nach Beispiel 1 wurde befolgt,
ausgenommen, daß die Katalysatorlagerung auf 3600 vorerhitzt wurde. Der Strom der Gase wurde auf
1,3 kg Chlor in der Stunde und 8 g Methan in der Stunde eingestellt. Während des Reaktionsablaufes
hielt man die Temperatur in der Reaktionszone auf 3700, wobei Abweichungen innerhalb des in Beispiel 1
ίο angeführten Spielraumes zugelassen wurden. Man
erhielt folgende Ergebnisse:
Gasgeschwindigkeit in Zentimeter in der
Sekunde 7,5 cm
Analyse der Produkte:
leichtsiedende Anteile (Methylchlorid,
leichtsiedende Anteile (Methylchlorid,
Methylenchlorid usw.) 1,0 %
Perchloräthylen 14,4 %
Kohlenstofftetrachlorid 82,4 %
höhersiedende Anteile (Hexachlorbenzol
und Hexachloräthan) 2,2 °/0
Wirkungsgrad der Umsetzung für:
Methan 37,75 %
Chlor 39,15 %.
Claims (7)
- Patentansprüche:i. Verfahren zur Chlorierung von Methan in der Gasphase bei höheren Temperaturen und in Gegenwart von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß ein gasförmiger Strom von Chlor und Methan mit auf annähernd die Reaktionstemperatur vorgewärmten schwebenden oder flüssigkeitsartigen Oberflächenkatalysatoren bei vorzugsweise zwischen 300 und 3700 liegenden Temperaturen in Berührung gebracht wird, wobei die Katalysatoren durch die Bewegungskraft des Stromes der Reaktionsmittel in schwebendem Zustand gehalten werden und das molekulare Verhältnis von Methan zu Chlor im wesentlichen zwischen ι : 3,6 und 1 : 4 eingestellt wird, worauf die Reaktionsprodukte aus der Reaktionszone entfernt und Kohlenstofftetrachlorid und Perchloräthylen von den anderen Bestandteilen des Reaktionsproduktes abgetrennt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom von Chlor und Methan in die bereits schwebenden oder flüssigkeitsartigen Katalysatoren geleitet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Chlor und Methan durch getrennte entgegengesetzt gerichtete Ströme an der Zusammenflußstelle gemischt werden.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Gasstromes 3 bis 30 cm in der Sekunde, berechnet auf die Reaktionstemperatur und unter Zugrundelegung eines leeren Reaktionsgefäßes, in dem die Größe der Oberflächenkatalysatorteilchen Sieböffnungen von 0,246 bis 0,147 mm entspricht, beträgt.
- 5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Reaktionskammer (2), Leitungen zur Einführung von gasförmigem Chlor und gasförmigem Methan (16,18), Ableitungen (4,6) mit Kühler (8) und Auffanggefäß (10) mit Ableitungen (12, 14).
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine zylindrische Kammer mit oberen und unteren Verschlüssen.
- 7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (16, 18) innerhalb der Kammer an ihren Endpunkten (16', 18') abgeflacht sind.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 5480
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GB701244A (en) | 1953-12-23 |
US2676998A (en) | 1954-04-27 |
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