JPS60156625A - エチレンのオキシクロル化法 - Google Patents

エチレンのオキシクロル化法

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JPS60156625A
JPS60156625A JP59269674A JP26967484A JPS60156625A JP S60156625 A JPS60156625 A JP S60156625A JP 59269674 A JP59269674 A JP 59269674A JP 26967484 A JP26967484 A JP 26967484A JP S60156625 A JPS60156625 A JP S60156625A
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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/15Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination
    • C07C17/152Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons
    • C07C17/156Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons of unsaturated hydrocarbons

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本□発明は、一系列”に連結′された少なくとも2つの
反応器よシ成る固定床武装装置において塩化′第二fA
′を基礎とする担持触□媒の存在下K“エチレンをオキ
シクロル化し、その際エチレンおよび酸素をそれぞれ全
体量に関して塩化水素に比べて過剰に用いる、エチレン
のオキシクロル化法に関する。
ディーコン(D@aeon)−タイプの触□媒の存在下
でのオキシクロル化反応は約200〜350℃の温度範
囲′内″で実施するのが有利である。充分な反応速度を
得る為に一方では約200℃の温度を士−わるべきでな
く、もう」方では、約350℃゛の温度を超え□ると触
、媒の損傷、選択率i失ま赳は一発の危□険のある運転
□状態を伴な”わざるを得ないので、これを超えてはな
らな□い。
−オキシクロル化反応の著しい発熱′特性およびこれ゛
に関連して触媒床におい′ct端に過剰加熱された領域
(ホット・スポラ))>1m成゛さ′れる傾向の為畝上
記温度範゛囲の上限を厳辱するとし5重大な課題が生ず
る。
それ故に、゛ドイツ特許出願公−第1,493.21’
 3号公報によって、一系列に連結された複数の反応器
より成るシステムにてオキシフo −’(Eを実施しそ
してオキシクロル化に必要とされる酸素の全体量を、相
応する反応器数に分割すること 。
が、既に提案されている。更に、触媒床における過剰加
熱を避ける為に、ディーコン触媒を不活性材料の添加に
よって貧弱化(低活性化)させることも提案されている
米国特許第3,892,816号明細書によると、オキ
シクロル化は大過剰のエチレンの存在下で多反応器系で
実施される。この運転方式の場合には純粋の酸素を用い
なければならず且つ該酸素を塩化水素と一緒に相応する
反応器数に分けて導入する。過剰の未反応エチレンが循
環系に供給される。しかしこの独の循環法は極めて費”
1用が掛かり且つ障害が起シ易い。更に、この方法の経
済性には、必要とされる全ての酸素を純粋な酸素の形で
用いなければならないことにも問題がある。
これらの従来技術の方法は、例えば反応混合物を多量の
不活性ガス(例えば空気中の窒素)で希釈したり、反応
成分の1種類(例えはエチレン)を大過剰に用いたシ、
触媒に不活性物質を加えたシして反応系な貧弱化(低活
性化)することによって激しい発熱を伴なうオキシクロ
ル化反応を制御する点で共通している。
それ故に反応の制御は与えられた装置の空時収率を犠牲
にして行なわれる。与えられた装置において選択率の損
失等の□如き欠点ケ伴なうことなく出来るだけ高い生産
速度を得るとい5二律背反の課題は、公知の方法によっ
て経済的に解決されてない。
、本発明者は、それぞれ全体iを禁準とし且つ塩化水素
に比べてエチレンを10〜20 mol %過剰に、酸
素を5〜15mo1%過剰に用いそして酸素源として2
8〜60容量−の、酸素含有量に酸素を富化した空気を
用いた場合に、自体公知の多反応系の空時収率が高めら
れそしてそれにも拘かわらずホット争スポット温度は依
然として制御可能であることを見出した”。
篤ろくべきことに、反応成分の舎体量、に関して酸素の
割合が多い場合にも岬化速度(、Vl! r b r 
ennungs−yate )を低く維持することに成
功した。
本発明の方法の場合には接触時間がその方法に起因して
短縮されたにも拘かわらず、触蝉固有の塩化水垢転化率
が扁められる。更に、不活性カスの割合が少なく且つ年
率速度が速い、にも拘小わらず触媒床において許容、し
難い高いホットスポット温度が生じないことも予期でき
なかったことである。
従って本発明の対象は、一系列に連結された少なくとも
2つの反応器よ)惑る固定床式装置において塩化第二銅
を基礎とする担持触媒の存在下にエチレンをオキシクロ
ル化し、その際エチレンおよび酸素をそれぞれ全体量に
関して塩化沓索に比べて過剰に用いる、エチレンのオキ
シクロル化法において、エチレンの過剰蓋が。
10〜20モルチで、酸素の蝉!量が5〜15モル−で
ありそして酸素を28〜60容itsの酸素含有MK酸
素を富化した空気として用いることを特徴とする、上記
エチレンのオキシクロル化法である。
酸素を富化した空気2酸素含有量は30〜35容量−で
ある、のが好ましい。
オキシクロル化ホ、一系列に、連結された少4くとも2
つの反応器より惑る固定一式装置中で実施する。。2ま
たは3つ、特に3つの、反応器より成る。装置ρI有利
である。縦置きに配置さ、れて、い、る場合に金目、的
に上か!下に流れる、はぼ同じ大きさの複数のつ筒長管
式反応器を用いる・管式反応器は冷却用ジャケットを備
えている。
冷却媒体とし、てi裏、高圧下にある水を用いるのが特
に好ましい。 。
、管5.は、伸性成分と、して、の塩化第二銅と、、担
体物質としての酸化アルミニウム、珪酸ゲル、アルミノ
、珪、酸塩、等とを有する担持、触媒が含まれている。
、担体物質は球、円帷1.立方体、中空紐状物等の形で
存在、している。触媒は、触媒の全体重量に対する活性
物質の量を流れ方向に増加、させやととkよって実現さ
れる、流れ方向に増加する活性プoフィールを各反応器
が示すのが好ましい。反応器入口の与えられた活性物質
濃度が5〜7重量%である場合には、活性物質濃度を反
応器出口まで2.5〜4倍に連続的にまたは不連続的に
増加させる。
触媒は活性物質である塩化第二銅の他に更に促進剤、例
えばカリウム−、マグネシウム−、カルシウム−および
銀塩化物を含有していてもよい。促進剤の濃度は多くの
場合一様に触媒の全重量を基準として1.5〜3.5重
量−である。
反応成分のエチレン、酸素および塩化水素は、オキシク
ロル化反応の化学量論量に関し、用いる塩化水素の全体
量をそれぞれ基準として全部で10〜20モルチのエチ
レン過剰および5〜15モル−〇酸素過剰となる様な量
で用いる。
酸素すなわち28〜6o容景チ酸素含有量に酸素を富化
した空気を個々の反応器にほぼ等分に供給する。これに
対してエチレンは、一系列に連結された反応器の最初の
ものにその全体量を供給する。2つの反応器からなる装
置の場合には塩化水素の全体量を同様に最初の反応器に
供給し、一方3つ以上の反応器からなる装置の場合には
塩化水素を一系列に連結された反応器の前の2つに等分
に分配する。
反応成分を次の図式に従って、2つおよび3つの反応器
よシ成る装置に供給するのが特に好ましい。但しチ表示
は、それぞれ個々の反応成分の総量に関する。
第1反応器 第2反応器 100容量−のエチレン − 100容量チの塩化水素 − 40〜45容量−の酸素 55〜60容量−の酸素反応
用混合物に第1反応器の前で僅かな量の水蒸気を加えて
もよい。それの導入は、例えば塩化水素の全体量を基準
として0.05〜0.20mo19Jの量で酸素高含有
量空気と一緒に行なう。
各反応成分は個々にまたは混合状態で前述の供給図式に
従って100〜200℃の温度に予備加熱した後に導入
する。
反応器中の反応温度は200〜350℃、殊に200〜
300℃である。反応器中の系圧力は3〜8バール(絶
対圧)である。
反応系を出た反応混合物の後処理は、冷却、凝縮、有槻
相と無機相とへの分離に・よって公知の様に行なう。
本発明の方法によって、周囲の#囲気の空気を用いて運
転される装置に比較して、既存の装fM(の生産能力を
5′0チの程度まで、□多大の投資経費なしに増加きせ
ることに成功した。工業的に慣用の円筒多管式反応器(
25〜30mの管内径を有する)の場合には通常の方法
では1本の管当り2.2〜2.4 Nn17時のHα導
入量しか達成されないのに、本発明の方法によ・れば1
本の管当り3.5〜3.7 N???/時の1(α導入
量を達成し得る。不活性成分が僅かである為に、反応装
置を出る反応混合物の後処理、特に凝縮段階″において
更忙有利であることが判っている。
実施例 一系連に連結された同じ大きさの3つの円筒多管式反応
器より成る反応装置を用いた。各反応器は、1570本
の27.5 mの内径なMするニッケル製管を有してい
た。ニッケル製管の中には、流れ方向に増加する活性プ
ロフィールを有する触媒が存在している。担体物質とし
ては、3〜5mの大きさの球状酸化アルミニウムを用い
た。流れ方向に増加する活性プロ7・イールは、各反応
器の初めの1/3では塩化抛二銅の濃度を6.5重量%
に、中間の173では11重量%にそして最後の1/3
では19重、量チにすることによって実・・現された。
活性成分の塩化第二・銅の・他にこの触媒には更に一様
に2重IB: %の塩化カリウムが含まれていた。触媒
体積は10.2−であった。
ニッケル製管は外側ジャケットで取巻かれておシ、その
ジャケット中には放出される反応熱を除去する為の冷却
媒体として、最初の反・応器中には19バールの絶対圧
、第2番目の反応器中には21バールの絶対圧そして第
3番目の反応器中には24バールの絶対圧を有する水が
存在した。
酸素源としては、純粋酸素を加えることによって30容
量チの酸素含有量にされた空気を用いた。
最初の反応器中には、8バール(絶対圧)に調整された
圧力のもとで175 Kmol/時の塩化水素、144
 Kmol/時のエチレンおよびc34Kmol/時の
、30容量チ酸素含有量の空気よシ成る混合物を導入し
た。この酸素高含有量の空気に、該空気を他の反応成分
と混合する以前□に180℃に予備加熱した後で、28
 Kmol/時の水蒸気を供給した。この反応器に入る
前の反応混合物の温度は130℃であった。
最初の反応器を出た反応混合物は、第2番目の反応器に
入る前に180℃の温度に予備加熱した後で、75 K
mol/時の塩化水素および90Kmol/時の、30
容量饅酸素含有量の空気よシ成る混合物と混入した。最
後に第2番目の反応器と第、3番目の反応器との間の反
応混合物に更に51 Kmol/時の、30容量チ酸素
含有量の空気を供、給した。
最初の反応器の前の系圧力は6.5バール(絶対圧)で
あった。各反応器での圧力降下は、最初の反応器では0
.28バール、第2番目の反応器では0.38パールそ
して第3番目の反応器では0.41 バールであった。
ホット・スポット温度は、最初の反応器では28,2℃
に1第2番目の反応器では275℃にそして第3番目の
反応器では260℃であった。
220℃の温度を有して第3番目の反応器を出る反応混
合物を冷却し、凝縮した。液状凝縮物を後に連結された
デカンタ−中で有機相・と水性相とに分離した。
有機相は次の組成を有、していた。
エチレンクロライド 0.29Jltif蚊1.1−ジ
クラ冴クン 0.01重都・チクロロホルム 0.04
重iチ 四塩化炭素 0.09重景俤 ジクロルエチレン o、oi重量% 1・、1.2−)ジクロルエタン 0.40重tチクロ
ラール 0.26重量% l′、2−ジクロルエタン 98.75重量%そ゛ の
 他 0.10重量% 凝縮した水性相の分析結果は以下の通シであった。
塩化水素 1.94重ilチ タロラール水和物 0.45重量− 1,2−ジクロルエタ/ 0.83重量%従つ゛C1塩
化水素含有量□から99.4−の塩化水素転化率が算出
された。
非凝縮性の排ガス流の分析結果は以下の通シであった(
同伴される水蒸気、・エチルクロライドおよび1.2−
ジクロルエタンは存在しない)。
窒 素 87.10容量チ 酸 素 2.l O容量チ エチレン 8.07容量− 一酸化炭素 1.53容量− 二酸化炭素 1.30容量チ 排ガスの量は4050 Nn11時であった。
−酸化炭素−および二酸化炭素含有撞から1、生産され
る粗1,2−ジクロルエタン1000〜当J) 9.4
 Nml (CO+CO,)の酸化速度(Warbre
nnungs rate)であることが判、明した。 
1生産速度は、時間当り1.2−ジクロルエタン、12
,200Kf、、であった。空時収率は、3つの反応益
金1に関し1・ txc+5Kf(1・2−.。
りpルエタン)/l(触媒)X時であった。
比較例 実施例の操作を、30容昔チQ酸素含有量に酸素を富化
し・た空気の代りに周囲の謬囲気の空気(20,9容i
%の空気含有量に相当する)を用いた点を除きab返え
した。
最初の反応器には98 Kmol/時のエチレン、17
9Kmol/時の塩化水素およびg 8 Kmol/時
の空気を1、.9 、Kmol/時の水蒸気と一緒に供
給し、第2番目の反応器には51 Kmol/Beの塩
化水素および90 Kmol の空気をそして第3番目
の反応器には45Kmolの空気を供給した。反応器中
での圧力損失が大きい為に、最初の反応器中の系圧力を
6.8バール(4!3対圧)に調整しなければならなか
った。初めの流れに対する圧力差が小さ過ぎる為に、後
からの尋入量を増1−ことが出来なかった。
塩化水素の転化率は98.9%であった。
酸化速度は、生蝋される粗ジクロルエタン1000Kf
lJ+ 9.3 Nm’ (CO+CO,)であった。
1.2−ジクロルエタンの生産速度は8260Kf/時
であった。空時収率は、3つの反応益金てに関して、8
10Kf(1,2−ジクロルエタン)/n?(触媒)X
時であった。
排カス量は4310 Nn/7時であシ、これは生産さ
れるジクロルエタン1oooKf当、9521.8N2
2/の排ガス1iJ:に相当する。一方実施例に従う場
合にはたった332Nmである。
代理人 弁理士 栄 原 英 明 第1頁の続き 0発 明 者 クラウス・ハセルバル ドイツ連邦共和
国 フテル レルシュトラーセ 7 0発 明 者 ゲルハルト・ドユマー ドイツ連邦共和
国 フシュトラーセ 12

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)一系列に連結された少なくとも2つの反応器よt成
    る固定床式装置において塩化第二銅を基礎とする□担持
    触媒の存在□下にエチレンをオキシクロル化し、その際
    エチレンおよび酸素をそれぞれ全体量に関して塩化水素
    に比べて過剰に用いる、エチレンの□オキシクロル化法
    において、エチレンの過□剰量が10〜20molチで
    、酸素の過剰量が5〜15 mol−であ〕、そしそ酸
    素を28〜60容量−の酸素高含有量の空気として用い
    ることを特徴と′す゛る、上記エチレンのオキシクロル
    化法。 2)30〜35容量−の酸素高含有量の空気を用人・る
    特許請求の範囲第1墳□記載の方法=
JP59269674A 1983-12-22 1984-12-22 エチレンのオキシクロル化法 Granted JPS60156625A (ja)

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DE19833346464 DE3346464A1 (de) 1983-12-22 1983-12-22 Verfahren zur oxichlorierung von ethylen

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