DEP0023124DA - Verfahren zur Herstellung von Hexachlorcyclohexan - Google Patents

Description

Bekanntlich wird Hexachlorcyclohexan durch Anlagerung von Chlor an Benzol entsprechend der Gleichung

C(sub)6H(sub)6 + 3 Cl(sub)2 = C(sub)6H(sub)6Cl(sub)6

hergestellt. Von den theoretisch möglichen 9 stereoisomeren Formen des Hexachlorcyclohexans, die bei dieser Reaktion entstehen können, sind bisher 5 gefunden worden, nämlich die beiden spiegelbildlich gleichen (Alpha)-Formen sowie die (Beta)-, (Gamma)- und (Delta)-Form. Von diesen Stereoisomeren hat besonders die (Gamma)-Form wegen ihrer hervorragenden insektiziden Wirkung grosse wirtschaftliche Bedeutung gewonnen.

Die Chloranlagerung kann durch Einwirkung von Licht, z.B. durch Bestrahlen mit einer Quecksilberdampflampe beschleunigt werden. Da die Anlagerung mit stark positiver Wärmetönung verbunden ist, müssen zur Einhaltung einer bestimmten Reaktionstemperatur erhebliche Wärmemengen durch Kühlung abgeführt werden. Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens ergeben sich insofern beträchtliche Schwierigkeiten, als sich bei fortschreitender Chloranlagerung Kristallkrusten auf den Kühlflächen, eigentümlicherweise aber auch innerhalb der Gaseintrittsöffnungen abscheiden. Diese Kristallkrusten machen in kurzer Zeit die Kühlung unwirksam und führen zu einer völligen Verstopfung der Gaseintrittsöffnungen und damit zum Stillstand der Chlorierung.

Erfindungsgemäss werden diese Störungen dadurch vermieden, dass in einem umlaufenden Benzolstrom nur so viel Chlor eingeleitet wird, dass im Reaktionsgefäss gerade noch keine Kristallabscheidungen stattfinden. Der Benzolumlauf wird dadurch bewirkt, dass an das Chlorierungsgefäss ein Verdampfer angeschlossen ist, in den das mit Chlorierungsprodukt angereicherte Benzol eintritt und in dem das nicht umgesetzte Benzol verdampft wird. Das abgedampfte Benzol wird in einem Kühler niedergeschlagen und in das Reaktionsgefäss zurückgeführt. Das durch die Chlorierung verbrauchte Benzol kann periodisch oder fortlaufend durch frisches Benzol ersetzt werden. Die Erfindung beruht auf der neuen Erkenntnis, dass anscheinend die Chloraddition überraschenderweise ohne Bildung niederer Chlorierungsprodukte als Zwischenstufe unmittelbar zum Hexachlorcyclohexan führt, andernfalls müssten sich im Verdampfer neben dem Hexachlorid auch niedere Chlorierungsprodukte anreichern, was aber nicht der Fall ist.

Die Absorption des Chlors im Benzol erfolgt zwar sehr rasch; hingegen erfordert die Addition des Chlors an den Benzolring eine gewisse Zeit. Es hat sich daher als zweckmässig erwiesen, zwischen das Chlorierungsgefäss und den Verdampfer noch einen Reaktionsraum zu schalten, in welchem die Chloraddition restlos vor sich gehen kann. Auf diese Weise wird vermieden, dass freies Chlor in den Verdampfer gelangt. Vorteilhaft ist der zwischengeschaltete Reaktionsraum zur Beschleunigung der Chloranlagerung mit geeigneten Bestrahlungseinrichtungen, wie Quecksilberdampflampen versehen. Bei ausreichender Bestrahlung reicht eine Verweilzeit von nur wenigen Minuten zur restlosen Umsetzung des Chlors aus.

Um eine stärkere Anreicherung des Benzols mit Chlorprodukt zu ermöglichen, ist es zweckmässig, die Eintrittsöffnung für Chlorgas in an sich bekannter Weise innerhalb einer Sperrschicht von Wasser anzubringen. Man braucht dann nur durch Regelung des Chlorstroms oder des Benzolumlaufs dafür zu sorgen, dass das spezifische Gewicht des mit Chlorprodukt angereicherten Benzols nicht über 1 steigt. Andernfalls würde die Benzollösung untersinken und die Sperrwirkung des Wassers aufheben.

Die Erfindung sei nachstehend anhand der beigefügten schematischen Zeichnung beispielsweise erläutert.

Die in Abb. 1 veranschaulichte Apparatur besteht aus dem Chlorierungsgefäss A, mit Quecksilberdampflampe B, dem Verdampfer E und dem Kühler F. Beim Betrieb dieser Anlage wird durch die Leitung C Chlorgas in das in dem Chlorierungsgefäss A befindliche Benzol eingeleitet. Die Temperatur des Benzols wird z.B. mit Hilfe einer (nicht gezeichneten) Kühlschlange auf 30° gehalten. Das mit Chlorprodukt angereicherte Benzol fliesst durch das Regelventil D in den Verdampfer E, woselbst das nicht umgesetzte Benzol verdampft und im Kühler F niedergeschlagen wird. Das kondensierte Benzol fliesst durch die Leitung G in das Chlorierungsgefäss zurück. Aus dem Vorratsgefäss H wird das verbrauchte Benzol durch frisches über das Regelventil J kontinuierlich oder periodisch zugeführtes Benzol ersetzt. Die mit Chlorprodukt weitgehend gesättigte Lösung wird aus dem Verdampfer durch Ventil K abgelassen. Von den Chlorierungsgefäss führt eine Entlüftungsleitung L zur Esse. Die Abtreibung des Benzols aus dem Verdampfer E kann durch indirekte Beheizung oder auch durch Einleiten von Wasserdampf erfolgen. In diesem Fall muss zwischen dem Kühler und dem Chlorierungsgefäss noch ein Abscheider für das im Kühler kondensierte Wasser vorgesehen sein.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 2 wird das Chlor durch Leitung C nicht unmittelbar in das im Reaktionsgefäss A befindliche Benzol, sondern in eine unterhalb des Benzols befindliche als Sperrflüssigkeit dienende Wasserschicht eingeleitet.

Weiterhin ist bei dieser Ausführungsform noch ein mit einer Quecksilberdampflampe B ausgerüsteter und mit einer Abgasleitung N versehener Reaktionsraum M vorgesehen, der zwischen das Reaktionsgefäss A und den Verdampfer E geschaltet ist.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Hexachlorcyclohexan durch Einleiten von Chlorgas in Benzol, gegebenenfalls unter Einwirkung von Licht, dadurch gekennzeichnet, dass das Benzol im Kreislauf durch das mit Kühlflächen versehene Chlorierungsgefäss, einen Verdampfer für das nicht umgesetzte Benzol und einen Kühler für die Verflüssigung des Benzoldampfes geführt und in das im Chlorierungsgefäss befindliche Benzol immer nur so viel Chlor eingeleitet wird, dass innerhalb des Chlorierungsgefässes noch keine Kristallabscheidungen stattfinden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Chlorierungsgefäss abgehende, die gebildeten Chlorierungsprodukte enthaltende Benzol zur Vervollständigung der Reaktion durch ein vorteilhaft mit einer Lichtquelle versehenes Reaktionsgefäss geführt und erst dann in den Verdampfer weitergeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Chlorgas nicht unmittelbar in das Benzol eingeführt, sondern in eine unterhalb des Benzols befindliche als Sperrflüssigkeit dienende Wasserschicht eingeleitet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-3, bestehend aus einem mit Kühlflächen und gegebenenfalls Bestrahlungseinrichtungen ausgerüsteten Chlorierungsgefäss, einem Verdampfer und einem Kühler, die so ausgerüstet und miteinander verbunden sind, dass das Chlorgas in den Unterteil des Reaktionsgefässes eingeführt, das mit Chlorierungsprodukt angereicherte Benzol in den Verdampfer geführt, das verdampfte Benzol dem Kühler zugeführt und das dort verflüssigte Benzol in das Reaktionsgefäss zurückgeleitet wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das Chlorierungsgefäss und den Verdampfer ein vorteilhaft mit Bestrahlungseinrichtung versehenes Reaktionsgefäss eingeschaltet ist.