JPH06157365A - 二塩化エタンの製造方法 - Google Patents

二塩化エタンの製造方法

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JPH06157365A
JPH06157365A JP31875392A JP31875392A JPH06157365A JP H06157365 A JPH06157365 A JP H06157365A JP 31875392 A JP31875392 A JP 31875392A JP 31875392 A JP31875392 A JP 31875392A JP H06157365 A JPH06157365 A JP H06157365A
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ethylene
ethane dichloride
reactor
chlorine
dichloride
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JP31875392A
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Katsunori Nahara
克典 名原
Taku Fujii
卓 藤井
Katsuyasu Yamashita
勝靖 山下
Takeshi Kawamura
毅 河村
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明の目的は、エチレンを分割供給すること
により、ジクロロブタン類の副生を抑え、品質的に優れ
た二塩化エタンを製造する方法を提供する。 【構成】液相に保持された二塩化エタンを主成分とする
反応媒体中でエチレンと塩素とを反応させて二塩化エタ
ンを製造する方法において、エチレンを導入する位置を
反応器の高さ方向に少なくとも2カ所以上設けて、それ
ぞれの位置にエチレンを分割して供給することを特徴と
する二塩化エタンの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二塩化エタン反応媒体
中で、エチレンと塩素とを反応させて品質的に優れた二
塩化エタンを工業的に有利に製造する方法に関するもの
である。二塩化エタンは塩化ビニルモノマーあるいはエ
チレンアミン類等の原料として広く利用されている、工
業的に極めて有用な化合物である。
【0002】
【従来の技術】エチレンと塩素を二塩化エタン中におい
て反応させ、二塩化エタンを製造する方法は、一般的
に、二塩化エタンを満たした反応器において、エチレン
及び塩素を各々1カ所のノズルから導入する方法がとら
れている。
【0003】この時、二塩化エタン媒体の循環方向は、
反応器内を基準として上昇流または下降流のいずれかの
方法が行われている。原料を導入する位置は、上昇流
では、反応器の下部から塩素、エチレンの順番で導入
し、塩素が二塩化エタン媒体に急速に溶解し、反応器内
を上昇する一方、エチレン気泡は浮力によって上昇しな
がら徐々に溶解して反応する、下降流では、塩素は反
応器中間部から導入されて二塩化エタン媒体に急速に溶
解し、反応器内を降下する一方、反応器下部から導入さ
れたエチレン気泡は浮力によって上昇しながら徐々に溶
解して反応する。
【0004】反応温度による分類としては、二塩化エタ
ンの沸点温度以下、即ち83℃以下で反応を行う低温法
と、83℃以上で反応を行う高温法とが知られている。
高温法は、反応熱の有効利用が可能であること、触媒を
除去するための洗浄操作が不要であるという利点を有す
るが、反応圧力及び反応温度が高いために、塩素を圧
縮するための設備費及び動力費がかかる、1,1,2
−トリクロロエタンに代表される高次塩素化物の副生量
が多い、設備材質が低温法より高級材質を必要とす
る、高圧ガス取締法、または労働安全衛生法の第1種
圧力容器などの厳しい法規制を受ける等の欠点を有す
る。一方、低温法はこれらの欠点が無く、二塩化エタン
の反応選択率が極めて高く、エチレンや塩素の原単位面
で優れているという特徴を有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】エチレンや塩素を各々
1段の導入部より液相媒体中に吹き込む形式の従来技術
では、生成物中にジクロロブタン類を含むという欠点を
生ずることが確認された。ジクロロブタン類は上昇流・
下降流、高温法・低温法のいずれの方式によっても生成
するが、上昇流よりも下降流、高温法よりも低温法にお
いて現れ易い現象であることが確認された。ジクロロブ
タン類とは1,1−ジクロロブタン、1,2−ジクロロ
ブタン、1,3−ジクロロブタン、1,4−ジクロロブ
タンの総称である。
【0006】二塩化エタンに含まれるジクロロブタン類
は、塩化ビニルモノマー製造設備の熱分解過程において
ブタジエンに代表される不純物を生成し、これが塩化ビ
ニルモノマーの品質を低下させることが懸念される。従
って、蒸留精製工程に於けるジクロロブタン類の分離に
係わる負担を軽減すべく、これらの副生をあらかじめ抑
制し、品質的に優れた二塩化エタンの製造技術が望まれ
る。
【0007】特開昭61−28号公報では、高温法にお
ける副生物抑制のための工夫された反応方法が提案され
ている。即ち、塩素を多段にて分割供給することによ
り、1,1,2−トリクロロエタンのような多塩素化物
の副生量を低減できる技術である。しかしながら、本発
明の副生物の対象となるジクロロブタン類には上記反応
方法は何ら有効性を示さなかった。
【0008】そこで、本発明の目的はエチレンを分割供
給することにより、ジクロロブタン類の副生を抑え、品
質的に優れた二塩化エタンを製造する方法を提供するも
のである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、上記のよ
うな従来法の問題点を解決して、ジクロロブタン類含有
量の少ない二塩化エタンの製造方法を鋭意検討した結
果、エチレンを導入する位置を反応器の高さ方向に少な
くとも2カ所以上設けて、それぞれの位置にエチレンを
分割して供給することにより、従来の一カ所から供給す
る場合に比べて、ジクロロブタン類の副生を抑制できる
新規な事実を見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】すなわち、本発明は、液相の二塩化エタン
を主成分とする反応媒体中でエチレンと塩素を反応させ
て二塩化エタンを製造する方法において、エチレンを導
入する位置を、反応器の高さ方向に少なくとも2カ所以
上設けて、それぞれの位置にエチレンを分割して供給す
ることを特徴とする二塩化エタンの製造方法である。以
下、本発明を更に詳しく説明する。
【0011】二塩化エタンを満たした反応器の下部に、
第1番目のエチレンを導入する。第1番目のエチレン量
は、全供給エチレン量の1〜99%であり、好ましくは
20〜50%の範囲にすることが出来る。第2番目のエ
チレンは、第1番目のエチレン導入位置よりも上部であ
って、第1番目に導入したエチレンの大部分が反応する
位置に導入することが好ましい。第2番目のエチレン導
入位置は、第1番目に導入したエチレンの20〜200
cm上部とすることが好ましい。エチレン供給を3分割
以上にする場合には、第2番目の導入位置よりも上の位
置に同様にして導入する。好ましくは2〜5分割にする
ことが出来る。エチレンを分割する比率は、ほぼ等分に
分割することが出来る。
【0012】塩素の供給は、上昇流では、反応器の下
部であって、最下部のエチレン導入位置よりも下に、
下降流では、反応器の中間部であって、最上部のエチレ
ン導入位置よりも上に、全量を供給する。また、塩素の
一部分を、分割したエチレン導入位置の間から供給する
ことにより、代表的な高次塩素化物である1,1,2−
トリクロロエタンを抑制することもできる。即ち、エチ
レンの多段分割フィードと、塩素の多段分割フィードを
組み合わせることにより、望ましくない副生物類の生成
を抑制することも可能である。
【0013】この様な本発明によるエチレンの分割供給
方法によって、ジクロロブタン類の副生を著しく抑制す
ることが出来る。
【0014】以下に、本発明を実施する事が出来る反応
諸条件の範囲について記載する。
【0015】エチレンと塩素を反応器へ供給する量は
任意であるが、反応転化率の低下を抑えるため、好まし
くは、各々、反応器の単位断面積当りにして0〜2,5
00Nm3/m2・hの範囲にすることが出来る。
【0016】反応器に供給する全塩素量/全エチレン
量モル比は工業的に意味のある範囲として、0.9〜
1.1の範囲にすることが出来るが、副生成物を極力抑
制するため、好ましくは0.95〜1.05の範囲にす
ることが出来る。
【0017】反応温度は、二塩化エタンが液相に保持
される温度であれば実施することが出来るが、工業的に
好ましい条件として、除熱上の観点から40℃以上、副
生物の許容される範囲として150℃以下の条件で実施
することが出来る。
【0018】反応圧力は、反応温度に於ける二塩化エ
タンが液相に保持される圧力であれば、実施することが
出来るが、一般的には、工業的に好ましい反応温度に対
応する圧力として、0〜5Kg/cm2Gで反応するこ
とが出来る。
【0019】触媒は、ルイス酸触媒として知られてい
る金属塩素化物を用いることができ、通常は、二塩化エ
タン選択率及び触媒費用の面から有利な、塩化第二鉄を
用いる。
【0020】二塩化エタン媒体中に存在せしめる触媒
濃度は、1〜5,000重量ppmの範囲にすることが
出来る。好ましくは、100〜500重量ppmの範囲
にすることにより、副生する1,1,2−トリクロロエ
タンを最小にすることが出来る。
【0021】1,1,2−トリクロロエタンに代表さ
れる高次塩素化物を抑制するために、任意の量の酸素を
供給することが出来るが、酸素による抑制効果が高い範
囲として、好ましくは供給塩素量に対して1〜2モル%
の範囲にすることが出来る。2モル%以上の添加は抑制
効果が低く、爆発性雰囲気の廃ガスを形成させないため
に必要な不活性ガスの増加を招く。
【0022】本発明の具体的実施様態の一例を図面に基
づき説明する。図1は下降流による実施様態の一例であ
り、塔型反応器Aに二塩化エタン液を満たし、エチレン
を吹込管1,2,3の3カ所から分割して供給し、塩素
は吹込管6から供給する。反応熱によって温度上昇した
二塩化エタン液は、循環ライン7を通って熱交換器Bに
おいて冷却されて、大部分が反応器Aに戻り、生産量に
相当する部分が抜出ライン8より取り出される。図2は
上昇流による実施様態の一例であり、エアリフト循環型
反応器Aに二塩化エタン液を満たし、エチレンを吹込管
1,2,3の3カ所から分割して供給し、塩素は吹込管
4から供給する。反応熱によって温度上昇した二塩化エ
タン液は、循環ライン7を通って熱交換器Bにおいて冷
却されて、大部分が反応器Aに戻り、生産量に相当する
部分が抜出ライン8より取り出される。
【0023】
【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を詳細
に説明するが、本発明はこれらの実施例にのみ限定され
るものではない。
【0024】実施例1 図1に示す様な直径10cm、高さ7mの円筒型反応器
Aに二塩化エタンを液面高さ6.5mまで入れて、塔底
の上部50cmから150cm間隔で設けた吹込管1,
2,3にエチレンをそれぞれ5Nm3/h、吹込管3よ
りも100cm上部に設けた吹込管6に塩素を約15N
3/h導入した。供給塩素中には1モル%の酸素が含
まれていた。二塩化エタン媒体は、循環ポンプEによ
り、反応器内で下降流となるように4m3/hの流量で
循環させた。この時、反応器Aの底部より抜き出される
二塩化エタン中の溶存塩素濃度が1,500重量ppm
となる様に塩素量を制御した。二塩化エタン媒体中に
は、触媒として塩化第二鉄が約150重量ppm存在す
るようにした。反応器底部より抜き出される二塩化エタ
ン液体の温度が65℃の一定温度を保つように熱交換器
Bに供給する冷却水の流量を制御した。反応器塔頂部付
近の気相部には、爆発性ガスの形成を避けるために必要
量の窒素を吹込管9より導入した。反応器上部配管10
より排出されるガスは熱交換器Cにより−20℃に冷却
して二塩化エタンを凝縮させて反応器Aに還流した後、
圧力調節弁Dを経由して除害塔に導き、アルカリ水溶液
による洗浄処理を施した後に大気放出とした。本実施例
では、反応器内圧力をほぼ大気圧に保つために、圧力調
節弁Dは全開で操作した。生成した二塩化エタンは、反
応器内液面高さを一定に保つように抜出ライン8より連
続的に取り出した。
【0025】2時間毎に抜出液の分析を行い、系内の組
成が定常状態になるまで以上の操作を継続した。定常状
態における抜出液の塩化第二鉄、溶存塩素及び、溶存エ
チレンを除く生成物組成は以下の通りであった。
【0026】 ジクロロブタン類 60重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 190重量ppm その他副生物 760重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 実施例2 塩素を吹込管6に全量導入する代わりに、吹込管1、2
のそれぞれ100cm上部に設けた吹込管4、5並びに
6にそれぞれ5Nm3/h導入した他は、実施例1と同
じ条件で操作した時の抜出液の生成物組成は以下の通り
であった。
【0027】 ジクロロブタン類 80重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 140重量ppm その他副生物 700重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 比較例1 実施例1と同じ装置を用いて、エチレンを吹込管1にの
み15Nm3/h、塩素を吹込管6にのみ15Nm3/h
導入し、その他の条件については実施例1と同じ操作で
反応を行ったときの抜出液の生成物組成は以下の通りで
あった。
【0028】 ジクロロブタン類 280重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 180重量ppm その他副生物 740重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 実施例3 図2に示す様な直径10cm、高さ7mのエアリフト型
反応器Aに二塩化エタンを液面高さ6.5mまで入れ
て、塔底の100cm上部から150cm間隔で設けた
吹込管1,2,3にエチレンをそれぞれ5Nm3/h、
吹込管1よりも50cm下部に設けた吹込管4に塩素を
約15Nm3/h導入した。二塩化エタン媒体は、エア
リフトにより、反応器内で上昇流となるように4m3
hの流量で循環させた。この時、反応器Aの上部より抜
き出される二塩化エタン中の溶存塩素濃度が1,500
重量ppmとなる様に塩素量を制御した。反応器上部よ
り抜き出される二塩化エタン液体の温度が65℃の一定
温度を保つように熱交換器Bに供給する冷却水の流量を
制御した。その他の条件については実施例1と同じ操作
で反応を行ったときの抜出液の生成物組成は以下の通り
であった。
【0029】 ジクロロブタン類 40重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 180重量ppm その他副生物 740重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 実施例4 塩素を吹込管4に全量導入する代わりに、吹込管2、3
のそれぞれ50cm下部に設けた吹込管5、6並びに4
にそれぞれ5Nm3/h導入した他は、実施例3と同じ
条件で操作した時の抜出液の生成物組成は以下の通りで
あった。
【0030】 ジクロロブタン類 60重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 130重量ppm その他副生物 680重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 比較例2 実施例3と同じ装置を用いて、エチレンを吹込管1にの
み15Nm3/h、塩素を吹込管4にのみ15Nm3/h
導入し、その他の条件については実施例3と同じ操作で
反応を行ったときの抜出液の生成物組成は以下の通りで
あった。
【0031】 ジクロロブタン類 170重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 170重量ppm その他副生物 720重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 実施例5 反応器圧力を3Kg/cm2Gに保持し、反応温度を1
00℃に制御した以外は、実施例1と同じ条件で操作し
た時の抜出液の生成物組成は以下の通りであった。
【0032】 ジクロロブタン類 30重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 480重量ppm その他副生物 1,060重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 比較例3 実施例5と同じ装置を用いて、エチレンを吹込管1にの
み15Nm3/h、塩素を吹込管6にのみ15Nm3/h
導入し、その他の条件については実施例5と同じ操作で
反応を行ったときの抜出液の生成物組成は以下の通りで
あった。
【0033】 ジクロロブタン類 140重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 450重量ppm その他副生物 1,040重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 実施例6 反応器圧力を3Kg/cm2 Gに保持し、反応温度を1
00゜Cに制御した以外は、実施例3と同じ条件で操作
した時の抜出液の生成物組成は以下の通りであった。
【0034】 ジクロロブタン類 20重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 450重量ppm その他副生物 1,040重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量 比較例4 実施例6と同じ装置を用いて、エチレンを吹込管1にの
み15Nm3/h、塩素を吹込管4にのみ15Nm3/h
導入し、その他の条件については実施例6と同じ操作で
反応を行ったときの抜出液の生成物組成は以下の通りで
あった。
【0035】 ジクロロブタン類 90重量ppm 1,1,2−トリクロロエタン 430重量ppm その他副生物 1,010重量ppm 1,2−ジクロロエタン 残量
【0036】
【発明の効果】以上のように本発明に従ってエチレンを
分割供給した場合、ジクロロブタン類の副生を抑え、不
純物分離のための蒸留塔負荷の軽減並びに塩化ビニルモ
ノマーの品質向上を達成することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するための二塩化エタ
ン製造装置の概略図である。
【図2】本発明の別の実施例を説明するための二塩化エ
タン製造装置の概略図である。
【符号の説明】
A 反応器 B 熱交換器 C 熱交換器 D 圧力調節弁 E 循環ポンプ 1〜3 エチレン吹込管 4〜6 塩素吹込管 7 循環ライン 8 抜出ライン 9 窒素吹込管 10 廃ガス排出ライン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液相に保持された二塩化エタンを主成分と
    する反応媒体中でエチレンと塩素とを反応させて二塩化
    エタンを製造する方法において、エチレンを導入する位
    置を反応器の高さ方向に少なくとも2カ所以上設けて、
    それぞれの位置にエチレンを分割して供給することを特
    徴とする二塩化エタンの製造方法。
JP31875392A 1992-11-27 1992-11-27 二塩化エタンの製造方法 Pending JPH06157365A (ja)

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