JPH08243376A

JPH08243376A - 塩素ガスの供給方法

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Publication number: JPH08243376A
Application number: JP7049519A
Authority: JP
Inventors: Itaru Okabe; 至岡部
Original assignee: Tokuyama Corp
Current assignee: Tokuyama Corp
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1996-09-24
Anticipated expiration: 2017-01-15
Also published as: JP3246705B2; ES2165469T3; KR960034071A; CN1059193C; CN1137510A; EP0730902B1; EP0730902A1

Abstract

(57)【要約】【目的】塩素化反応の反応器に塩素ガスを供給するに際
し、該塩素ガスを少ない負荷で安定的に反応器に供給で
き、また、その過程において、含有される塩素化反応に
望ましくない不純物も低減化できる簡便な方法を開発す
ること。【構成】反応器に塩素ガス効果的には鉄や三塩化窒素を
多く含む塩素ガスを供給するに際し、該塩素ガスを一旦
冷却して液化塩素とし、次いでこの液化塩素を反応器近
傍まで圧送した後、加温して塩素ガスとし該反応器に供
給することを特徴とする反応器への塩素ガスの供給方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反応器への塩素ガスの
供給方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、メチルクロライドを塩素化して
塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素を製造する反
応など、種々の塩素化反応が知られている。こうした塩
素化反応を大規模なプラントで実施する場合、反応器へ
の原料の塩素ガスの供給は、通常、塩素ガスの供給施設
から送られてきた該塩素ガスを往復動型等の圧縮器を用
いて反応器へ圧入するのが一般的である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この圧縮器
を用いての塩素ガスの反応器への圧入は、ガスを圧縮す
ることに起因して負荷が大きく、特にかかる塩素化反応
を高圧下で行う場合においては、上記負荷の大きさから
圧縮器に故障が生じ易く、安定して塩素ガスを供給する
ことに難があった。

【０００４】また、この供給される塩素ガスには、通
常、種々の不純物が含有されており、塩素化反応に悪影
響を与えることが多々あった。例えば、この塩素ガスが
食塩の電気分解プラント等の施設から送られてくる場合
には、該塩素ガスには一般的に数ｐｐｍ程度の鉄等のラ
ジカルの発生を抑制する作用を有する金属粒子が含有さ
れている。しかして、この鉄等は、実施する塩素化反応
がラジカル反応である場合には、目的物の反応率を低下
させ、反応中の圧力変動や温度変動を引き起こしてしま
う。また、この塩素ガスには、多いときには数ｐｐｍ程
度の三塩化窒素が含まれていることもあるが、該三塩化
窒素はほとんどの有機化合物と激しく反応し爆発の危険
性がある。また、三塩化窒素は、塩素化反応において
は、これが分解して発生する窒素と塩素が反応し、塩化
アンモニウムのスケールを発生する。こうしたスケール
は、例えば反応が光化学反応で実施される場合において
は、紫外線ランプの表面を汚し反応を不安定にする。従
って、三塩化窒素が含まれている塩素ガスを塩素化反応
の反応器に供給することは極力抑制することが望ましい
ものであった。

【０００５】以上の背景から、塩素化反応の反応器に塩
素ガスを供給するに際し、該塩素ガスを少ない負荷で安
定的に反応器に供給でき、また、その過程において、含
有される塩素化反応に望ましくない不純物も低減化でき
る簡便な方法を開発することが望まれていた。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に鑑み鋭意研究を続けてきた。その結果、塩素ガスを一
旦冷却して液化塩素とし、次いでこの液化塩素を反応器
近傍まで圧送した後、加温して塩素ガスとすれば上記課
題が解決できることを見いだし、本発明を完成するに至
った。

【０００７】即ち、本発明は、反応器に塩素ガスを供給
するに際し、該塩素ガスを一旦冷却して液化塩素とし、
次いでこの液化塩素を反応器近傍まで圧送した後、加温
して塩素ガスとし該反応器に供給することを特徴とする
反応器への塩素ガスの供給方法である。

【０００８】本発明では、まず、塩素ガス供給施設から
送られてきた塩素ガスを一旦冷却して液化塩素とする。
そうして、この液体塩素を反応器近傍まで圧送する。そ
れにより、塩素は、圧縮器でガスとして反応器まで圧送
する場合に比較して、より少ない負荷で圧を高め反応器
近傍まで簡単に送ることが可能になる。また、この塩素
ガスを一旦冷却することにより、該塩素ガスに含有され
ている酸素等のかかる塩素ガスよりも沸点が低く、塩素
化反応中においてラジカルの発生を阻害して悪影響を及
ぼす不純物ガスを除くことができる。

【０００９】ここで、塩素ガスを冷却して液化塩素とす
る方法は、公知の方法が特に制限されることなく採用し
得る。一般には、１〜１５ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力下で、
該圧力での塩素ガスの沸点以下の温度に冷却させる方法
により実施されるのが好ましい。その際、冷却器の冷媒
としては、水等を用いても良いが、塩素ガスの圧力を低
くできることから、通常は、フッ化炭化水素類系冷媒を
用いて−２０〜０℃で冷却する方法により行うのが好ま
しい。

【００１０】一方、このようにして液化された塩素を反
応器近傍まで圧送するポンプは、公知の形式のポンプが
制限されることなく使用される。その際、圧送する圧力
は、１０〜４０ｋｇ／ｃｍ²Ｇが一般的である。また、
この液化塩素は、通常、前記−２０〜０℃の温度に維持
されている。

【００１１】次に、本発明では、上記反応器近傍まで圧
送した液化塩素を、加温して再度塩素ガスとし、蒸気圧
を利用してこれを反応器に供給する。そうして、本発明
では、こうした液化塩素を気化させる工程で、鉄等の不
純物金属粒子が除去できる。また、三塩化窒素が含有さ
れている場合においてもかかる加温、好適には８０℃以
上での加温により、熱分解させその含有量を低減させる
ことができる。

【００１２】本発明において、上記液化塩素の加熱は、
特に制限されるものではなく公知の気化器が適用でき
る。具体的には、多管式などの各種形式の蒸発器、フラ
ッシュ蒸発器等により実施するのが好ましい。通常、加
熱温度は、８０〜１５０℃である。以上の液化塩素の加
熱により、通常、１０〜４０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力を有
する塩素ガスが得られる。

【００１３】なお、本発明の方法は、公知の塩素化反応
に特に制限なく採用できる。好ましくは、ラジカル反応
による塩素化反応に採用するのが好適である。具体的に
は、メチルクロライドを塩素化して塩化メチレン、クロ
ロホルム、四塩化炭素の高次塩素化メタンを製造する反
応、二塩化プロパンを塩素化して四塩化炭素、パークロ
ロエチレンを製造する反応、プロピレンを塩素化してア
リルクロライドを製造する反応等の塩素化反応が挙げら
れる。最も好適には、前記メチルクロライドを塩素化し
て高次塩素化メタンを製造する反応に採用するのが好ま
しい。この場合、かかる塩素化反応は、高次塩素化メタ
ンを製造する塩素化反応として公知の方法が、何ら制限
されることなく採用できる。特にメチルクロライドと塩
素とをラジカル開始剤及び／または紫外線により発生さ
れるラジカルの存在下で且つ、メチルクロライドが液相
の状態で反応させる方法が好ましい。

【００１４】また、本発明において、使用される塩素ガ
スは、如何なるものを用いても良いが、特に、鉄の含有
量が１〜２０ｐｐｍであるものに対して適用するのが効
果的である。また、この塩素ガスは、三塩化窒素の含有
量が０．５〜３０ｐｐｍであるものに対して適用するの
が効果的である。一般には、食塩の電気分解プラントで
生成され送気され、上記不純物濃度にある塩素ガスに対
して適用するのが好適である。

【００１５】以下、本発明を図面に基づきさらに詳細に
説明する。

【００１６】図１は、本発明の代表的な態様にある塩素
ガスの供給方法をメチルクロライドを塩素化して塩化メ
チレン、クロロホルム、四塩化炭素の高次塩素化メタン
を製造する反応に適用した場合の概略図である。図１に
おいて、配管１により塩素ガス供給施設より送気されて
きた塩素ガスは、まず塩素ガス冷却器２に供給され液化
される。その際、塩素ガスよりも沸点が低い不純物ガス
を除くことができる。そうして、得られた液化塩素は、
配管３により液化塩素受液槽４に送られる。そして、こ
の液化塩素は、ポンプ５により少ない負荷で配管６内を
効率的に圧送され、高次塩素化メタンの反応器７の近傍
に位置する気化器８まで送られる。しかして、この液化
塩化は気化器８で加温されて、高い圧を有する塩素ガス
となり、配管９により前記反応器７に供給される。その
際、上記加温による気化の過程で、鉄等の不純物金属粒
子が除去され、また、三塩化窒素等の不純物も熱分解さ
れる。一方、反応器７には、配管１０よりメチルクロラ
イドも供給されており、該反応器７では、前記供給され
た塩素ガスとこのメチルクロライドとが反応し、高次塩
素化メタンが製造される。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、反応器に塩素ガスを供
給するに際し、塩素ガスを少ない負荷で安定的に反応器
に供給できる。また、鉄や三塩化窒素等の塩素化反応に
悪影響を及ぼす不純物も低減させることができ、圧力変
動や温度変動が小さく、爆発の危険性やスケールの発生
が回避された安定した反応が遂行できる。その結果、目
的とする塩素化物を安定して製造することが可能にな
り、極めて有用である。

【００１８】

【実施例】本発明をさらに具体的に説明するために、下
記に実施例及び比較例を掲げて説明するが、本発明は、
これらの実施例に限定されるものではない。

【００１９】実施例１図１に示した本発明の塩素ガスの供給方法を採用した高
次塩素化メタンの製造プロセスにより、高次塩素化メタ
ンを製造した。配管１より供給される塩素ガスは、食塩
の電気分解プラントで生成された塩素ガスであり、２ｋ
ｇ／ｃｍ²Ｇの圧力を有し、鉄が５ｐｐｍ、三塩化窒素
が１ｐｐｍ含有されているものである。塩素ガス冷却器
２では、冷媒として冷凍機で−１５℃に冷却されたフロ
ンを使用し、この塩素ガスを冷却し液化塩素にした。こ
の液化塩素は、−１５℃の温度に維持したまま、ポンプ
５により３３ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力で多管式蒸発器から
なる気化器８に圧送した。次いで、この気化器８では、
３０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力下、１３０℃の水蒸気を熱源
として用いて該液化塩素を気化させ塩素ガスとした。得
られた塩素ガスの鉄含有量は０．１ｐｐｍであり、三塩
化窒素含有量は０．３ｐｐｍであった。また、この塩素
ガスの圧力は、３０ｋｇ／ｃｍ²Ｇであり、これを２７
ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力下にある反応器７に供給した。か
かる塩素ガスの反応器７への供給量は、２３００Ｎｍ³
／時であった。

【００２０】一方、反応器７への配管１０からのメチル
クロライドの供給量は、８．３ｍ³／時とした。そうし
て、反応器７中では、上記供給されたメチルクロライド
と塩素ガスとを、ラジカル開始剤の存在下、１００℃の
温度で液相反応にて反応させた。

【００２１】以上の高次塩素化メタンの製造を１年間実
施したが、反応器７への塩素の供給は、安定して継続で
きた。また、かかる高次塩素化メタンの製造中におい
て、反応器７中の鉄濃度を１回／１０日の割合で分析し
たが、全ての分析値は０．５ｐｐｍ以下であった。その
結果、１年間を通じて、反応器７の圧力変動は、０．０
１ｋｇ／ｃｍ²以内であり、また、温度変動は０．２℃
以内であった。

【００２２】比較例１実施例１において、反応器７への塩素ガスの供給を、配
管１より送られてきた塩素ガスを往復動型圧縮機にて３
０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力で反応器７へ直接供給した以外
は、実施例１と同様にして、高次塩素化メタンを１年間
製造した。その結果、１年間の運転中において、上記往
復動型圧縮機が２４回故障し、多額の修理費を要した
他、その都度、予備の圧縮機に切り替えなければならな
くなり、一時的に運転が不安定になった。

【００２３】また、定常状態で反応が実施されている場
合においても、塩素ガスは、鉄が５ｐｐｍ、三塩化窒素
が１ｐｐｍ含有されたままで、反応器７へ供給されてお
り、そのため、１回／１０日の割合で測定する分析反応
器７中の鉄濃度は、７ｐｐｍであった。また、圧力変動
は、最大で０．７ｋｇ／ｃｍ²Ｇあり、また、温度変動
も最大で３．０℃あり、反応制御が難しい時があった。

【００２４】実施例２実施例１において、配管１より供給される塩素ガスを鉄
が１０ｐｐｍ、三塩化窒素が２ｐｐｍ含有され、圧力が
３ｋｇ／ｃｍ²Ｇであるものに変えた。塩素ガス冷却器
２では、冷媒として冷凍機で−１０℃に冷却されたフロ
ンを使用し、この塩素ガスを冷却して液化塩素にした。
この液化塩素は、−１０℃の温度に維持したまま、ポン
プ５により３０ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力で多管式蒸発器か
らなる気化器８に圧送した。次いで、この気化器８で
は、２７ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力下、１００℃の水蒸気を
熱源として用いて該液化塩素を気化させて塩素ガスにし
た。得られた塩素ガスの鉄含有量は０．１ｐｐｍであ
り、三塩化窒素含有量は０．７ｐｐｍであった。また、
この塩素ガスの圧力は、２７ｋｇ／ｃｍ²Ｇであり、こ
れを２４ｋｇ／ｃｍ²Ｇの圧力下にある反応器７に供給
した。かかる塩素ガスの反応器７への供給量は、１５０
０Ｎｍ³／時であった。

【００２５】一方、反応器７への配管１０からのメチル
クロライドの供給量は、４．８ｍ³／時とした。そうし
て、反応器７中では、上記供給されたメチルクロライド
と塩素ガスとを、ラジカル開始剤の存在下、１００℃の
温度で液相反応にて反応させた。

【００２６】以上の高次塩素化メタンの製造を１年間実
施したが、反応器７への塩素の供給は、安定して継続で
きた。また、かかる高次塩素化メタンの製造中におい
て、反応器７中の鉄濃度を１回／１０日の割合で分析し
たが、全ての分析値は０．５ｐｐｍ以下であった。その
結果、１年間を通じて、反応器７の圧力変動は、０．０
１ｋｇ／ｃｍ²以内であり、また、温度変動は０．２℃
以内であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の代表的な態様にある塩素ガス
の供給方法をメチルクロライドを塩素化して高次塩素化
メタンを製造する反応に適用した場合のの概略図であ
る。

【符号の説明】

１；塩素ガス供給施設より塩素ガスが送気される配管２；塩素ガス冷却器３；塩素ガス冷却器と液化塩素受液槽を繋ぐ配管４；液化塩素受液槽５；ポンプ６；液化塩素受液槽と気化器を繋ぐ配管７；反応器８；気化器９；気化器と反応器を繋ぐ配管１０；メチルクロライドが供給される配管

【手続補正書】

【提出日】平成７年３月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】図１は、本発明の代表的な態様にある塩素
ガスの供給方法をメチルクロライドを塩素化して塩化メ
チレン、クロロホルム、四塩化炭素の高次塩素化メタン
を製造する反応に適用した場合の概略図である。図１に
おいて、配管１により塩素ガス供給施設より送気されて
きた塩素ガスは、まず塩素ガス冷却器２に供給され液化
される。その際、塩素ガスよりも沸点が低い不純物ガス
を除くことができる。そうして、得られた液化塩素は、
配管３により液化塩素受液槽４に送られる。そして、こ
の液化塩素は、ポンプ５により少ない負荷で配管６内を
効率的に圧送され、高次塩素化メタンの反応器７の近傍
に位置する気化器８まで送られる。しかして、この液化
塩素は気化器８で加温されて、高い圧を有する塩素ガス
となり、配管９により前記反応器７に供給される。その
際、上記加温による気化の過程で、鉄等の不純物金属粒
子が除去され、また、三塩化窒素等の不純物も熱分解さ
れる。一方、反応器７には、配管１０よりメチルクロラ
イドも供給されており、該反応器７では、前記供給され
た塩素ガスとこのメチルクロライドとが反応し、高次塩
素化メタンが製造される。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】また、定常状態で反応が実施されている場
合においても、塩素ガスは、鉄が５ｐｐｍ、三塩化窒素
が１ｐｐｍ含有されたままで、反応器７へ供給されてお
り、そのため、１回／１０日の割合で測定する反応器７
中の鉄濃度は、７ｐｐｍに達した。また、圧力変動は、
最大で０．７ｋｇ／ｃｍ²Ｇあり、また、温度変動も最
大で３．０℃あり、反応制御が難しい時があった。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の代表的な態様にある塩素ガス
の供給方法をメチルクロライドを塩素化して高次塩素化
メタンを製造する反応に適用した場合の概略図である。

【符号の説明】１；塩素ガス供給施設より塩素ガスが送気される配管２；塩素ガス冷却器３；塩素ガス冷却器と液化塩素受液槽を繋ぐ配管４；液化塩素受液槽５；ポンプ６；液化塩素受液槽と気化器を繋ぐ配管７；反応器８；気化器９；気化器と反応器を繋ぐ配管１０；メチルクロライドが供給される配管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】反応器に塩素ガスを供給するに際し、該塩
素ガスを一旦冷却して液化塩素とし、次いでこの液化塩
素を反応器近傍まで圧送した後、加温して塩素ガスとし
該反応器に供給することを特徴とする反応器への塩素ガ
スの供給方法。