KR810000375B1 - 1, 2-디클로로에탄을 제조하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

1,2-디클로로에탄을 제조하는 방법

제1도는 1,2-디클로로에탄을 제조하는 에틸렌 염소치환의 일반 공정에 본 발명의 방법을 적용한 공정도.

제2도는 종전예인 서독특허출원에 기재된 방법에 본 발명을 적용한 더욱 상세한 실시 공정도.

본 발명은, 염소와 에틸렌을 액체 매간 중에서 85 내지 약 160범위내의 온도에서 반응시킴으로써 1,2-디클로로에탄을 제조하는 방법의 개량에 관한 것이다.

이와 같은 형의 공법은 예를 들어 서독특허원 제2,427,045호(1975년 1월 2일 공고)에 기재된 바 있는데, 이를 본 발명에 대한 종전 방법으로 참조키로 한다. 이와 같은 일반형의 또 다른 공법은 영국특허 제1,231,127호(특허권자 Solvayet cie)에 기재된 바 있다.

상기 서독특허원 제2,427,045호에 기재된 공법에 있어서는 염소치환 반응을 위한 액체매간은 2개의 탄소원자를 갖는 액상 염소치환 탄화수소 또는 이와 같은 화합물의 2개 이상의 혼합물로 구성되는데, 이러한 액체매간은 가급적 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 또는 이들 2화합물의 혼합물로 구성하는 것이 바람직하다.

상기한 서독특허원이나 또는 영국특허에 기재된 한 실시예에 있어서, 1,2-디클로로에탄을 열분해하여 염화비닐을 제조하는 공정의 분류구분(分留區分)에서 회수한 1,2-디클로로에탄의 흐름을 염소치환 반응시스템에 도입한다. 상기 서독특허출원의 공정에 있어서 1,2-디클로로에탄은 액체매간을 순환시키기 위한 조직으로 도입되고 있다. 더구나 염소치환반응기와 결합된 분류탑은 염소 치환 반응기내에서 1,2-디클로로에탄을 분류하는 역할을 함과 동시에 열분해 공정에서 재순환되거나 또는 기타 급원에서의 1,2-디클로로에탄으로부터 불순물을 제거하는 역할을 한다. 이와 같은 분류탑에서 나오는 정제된 1,2-디클로로에탄은 다시 열분해로(熱分解爐)에 되돌릴 수 있다.

열분해 분류구분에서 염소치환 반응기로 재순환될 디클로로에탄 흐름은 흔히 클로로푸렌을 미소하지만 그래도 문제가 될 만큼의 양으로 함유할 수 있고 또한 소량의 기타 염소치환 C₄탄화수소를 함유할 수 있다. 예를 들면, 이 흐름에는 0.01 내지 약 0.3몰 퍼센트의 클로로푸렌이 함유될 수 있는데, 이 클로로푸렌은 이 공정에서, 특히 분류탑의 정상부(頂上部)에서 더욱 중합될 수 있고, 그 결과 분류탑 및 /또는 이에 연결된 수송관을 막아 버리게 된다.

상기 서독특허출원을 보면, 이와 같은 중합은 디클로로에탄의 재순환 흐름을 주(主) 염소치환 반응 시스템에 도입하기 앞서 사전 염화과정에 붙여 클로로푸렌을 염화시킴으로써 방지할 수 있다 하고, 그 이유로 클로로푸렌은 중비등염화물(重沸謄鹽化物)로 변환되어 중합하지 않으며 또한 주염소치환 반응기에 연결된(서독특허출원에서는 분류탑 저부에서 나오는 노선(19) 분류탑내에서나 아니면 염소치환반응기 자체의 저부로부터(노선 33) 분리될 수 있다고 기재되어 있다.

영국특허 제1,266,676호(특허권자 Knapsack A. G)는 조합공정에 있어서의 1,2-디클로로에탄에서 클로로푸렌 등의 생성물을 제거하는 방법을 기재하고 있는데 여기서는 에틸렌이 먼저 염소치환되어 디클로로에탄을 생성하고, 이 디클로로에탄이 분해 증류되어 염화비닐을 생성하고, 분해된 디클로로에탄을 염소치환 반응기로 재순환시킬 수 있으며, 클로로푸렌은 이를 염화 제2철의 존재하에 염소치환하여 디클로로에탄에 대한 고(高) 비등물을 형성시킴으로써 디클로로에탄에서 분리 제거(장치의 막힘을 방지)할 수 있다고 기재되어 있다. 이 영국특허는 클로로푸렌의 염소치환 방법을 세가지 들고 있다. 즉,

a) 클로로푸렌을 함유하는 디클로로에탄을 주염소치환 반응기에 도입하여, 클로로푸렌을 염소와 염화 제2철로 염소치환케 하고 동시에 에탄을 염소치환하여 디클로로에탄을 생성하는 방법.

b) 탑의 정상에서 나오는 가벼운 몫의 적어도 일부를 염소치환하여 클로로푸렌을 중비등 화합물로 변환하고, 염소치환된 상층을 탑으로 재순환시키고, 고비등 화합물을 저부로부터 제거하여 무거운 몫의 탑으로 이송하는 방법, 및

c) 가벼운 몫의 탑의 상층을 염소치환하고, 이 염소치환된 상층을 탑에 재순환시킴과 동시에 디클로로에탄을 이 탑으로부터 지류(支流)로서 제거하는 방법인데, 주염소치환반응기는 약 50℃의 온도에서 조작한다.

그러나, 영국특허 제 1,266,676호에 제시된 것과 같은 클로로푸렌이나 또는 상기 서독특허출원에 제시된 바와 같은 클로로푸렌의 염소치환 유도체를 약 85℃의 온도에서 조작되는 염소치환 반응기에 도입하면 85℃ 이상의 온도에서의 염소 기준으로 바아 1,2-디클로로에탄의 수율에 손실을 보게 되는 결과가 되고, 특히 85℃ 내지 약 160℃ 범위의 온도에서는 더욱 그러하다는 사실이 밝혀졌다. 놀랍게도 주염화 반응기에 있어서, 클로로푸렌이 다음 가는 고비등 유도체(주로 트리클로로부텐)로 염소치환될 뿐 아니라 더욱 염소치환되어 완전 염화된 부탄에 속하는 정도의 보다 높은 비등유도체를 형성한다. 그리고 또 클로로푸렌의 부분적으로 염소치환된 유도체들은 이와 같은 조건하에 더욱 염소치환되어 염소치환도가 높은 화합물로 되는데, 이와 같은 염소치환도가 높은 화합물은 염소치환반응기로부터 무거운 몫으로 제거되고 폐기물로서 처리되기 때문에 염소의 손실로서 간주된다. 서독특허출원은 주염소치환 반응기에 디클로로에탄의 재순환 몫을 도입하기에 앞서 클로로푸렌의 몰당 3몰까지의 염소가 사용된다는 것을 시사하고 있는데, 클로로푸렌의 몰당 3몰의 염소가 염소가 사용된다는 것은 공정에 있어서 염소의 과도사용을 나타내는 것이고, 그와 같은 염소치환도가 높은 화합물이 아직도 주염소치환 반응기 내에서 더욱 치환됨으로써 염소사용량이 추가된다는 것이다.

부분적으로 염소치환된 1,2-디클로로에탄 재순환 몫을 반응기 자체에가 아니고 상기 인용예에 제안되듯이 주염소치환 반응기에 연결된 분류탑에 도입하는 것은 사태를 호전시켜 주는 것이 되지 못한다. 즉 클로로푸렌의 부분적 염화유도체들은 상층에나 지류로서 탑을 떠나가는 것이 아니고 오히려 탑을 아래로 거쳐 내려와 결국은 염소치환 반응기에 들어가게 되고 따라서 더욱 더 염소치환되어 버리는 것이다.

상기한 바와 같은 종전 방법의 결함을 감안한 본 발명의 목적은 1,2-디클로로에탄에서 클로로푸렌을 제거하고 이 제거 몫을 반응기에 재순환시켜 85℃ 이상의 온도에서 에틸렌의 염소치환에 작용케 하는 1,2-디클로로에탄에서 클로로푸렌을 제거하는 개량방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 하나의 목적은, 염소를 사용하여 에틸렌을 염소치환하는 방법에 있어, 1,2-디클로로에탄을 반응기에 재순환시켜 염소의 손실을 최소한도로 억제하는 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 기타 목적과 수반되는 이점을 명백히 하기 위하여 본 발명을 상술하면 아래와 같다.

본 발명에 의한 방법은 에틸렌을 액체매간중에서 약 85℃ 내지 약 160℃ 범위내의 온도에서 반응시켜 1,2-디클로로에탄을 제조하고, 미소량의 클로로푸렌을 함유하고 있는 1,2-디클로로에탄의 흐름을 에틸렌 염소치환 반응영역을 도입하는 방법에 있어서,

a) 1,2-디클로로에탄 흐름으로 하여금 염소치환제와 접촉케 하여 그 중에 함유된 클로로푸렌을 부분적으로만 염소치환하고 이어 더욱 염소치환된 유도체를 생성토록 하고,

b) 상기 클로로푸렌의 더욱 염소치환된 유도체를 1,2-디클로로에탄에서 분리하고,

c) 상기 공정(b)에서 정제된 1,2-디클로로에탄 흐름을 에틸렌 염소치환 영역에 도입하는,

3단계 공정으로 이루어지는 개량방법인 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 개량방법은, 85℃ 이상되는 온도에서 에틸렌과 염소를 반응시켜 1,2-디클로로에탄을 제조하는 여러 방법의 어느 공정에도 적용할 수 있는데, 편의상 본 발명에 의한 개량방법을 상술한 서독특허출원 제2,427,045호에 기재된 방법의 공정에 적용시킨 경우를 들어 첨부 도면에 의거하여 더욱 상세히 설명한다.

먼저 제1도에 의한 일반 공정도에 의거하여, 노선(5)의 에틸렌과 노선(6)의 염소가 염소치환영역(1)에 도입되는데, 이 영역(1)은, 일반적으로 이 분야에서 공지된 각종 형식의 염소치환 반응기로서, 이 반응기에 의한 생성물을 2개 이상의 유분(留分)으로 분리하는데 필요한 분류장치가 결합된 것으로 이루어지는데, 이와 같은 염소치환영역(1)에서 적어도 아래와 같은 3가지 주요유분(主要留分)이 회수된다.

즉,

1) 1,2-디클로로에탄 유분(흐름 7)

2) 주로 1,2-디클로로에탄 이하에서 비등하는 성분으로 구성된 가벼운 몫의 유분(흐름 8)

3) 주로 1,2-디클로로에탄 이상에서 비등하는 성분으로 구성되는 무거운 몫의 유분(흐름 9)

일반적으로 염소치환 반응기는 85℃ 내지 약 160℃, 가급적 85℃ 내지 140℃, 가장 바람직하게는 85℃ 내지 120℃에서 조작된다. 상술한 바와 같이, 염소치환이 시행되는 액체는 주로 한 개 또는 그 이상의 염소치환 탄화수소, 가급적 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리-클로로에탄 또는 이들 혼합물로 구성된다. 이와 같은 액체매간의 약간은 염소치환 반응기에 결합된 분류 구분내의 생성물 1,2-디클로로에탄과 함께 제거된다.

예를 들어 만약 염소 치환 반응기가 1,2-디클로로에탄의 열분해에 의한 염화비닐 제조공장에 설치될 것 같으면, 미(未) 열분해 디클로로에탄의 일부 또는 전부를 분류탑 또는 염소치환 반응기에 연결된 탑내에서의 분류 및 정제(精製)를 위한 염소치환 구분에 재순환시키는 것이 이로운 것으로 생각되고 있다.

이러한 미분해 1,2-클로로에탄 흐름은 흔히 소량, 보통 0.1 내지 약 0.3몰 퍼센트의 클로로푸렌을 함유하는 동시에 불순물로서 1,4-디클로로부탄-2 등의 기타 불완전 염소치환된 C₄탄화수소의 미소량을 함유할 수 있다. 상술한 바와 같이 클로로푸렌 및 /또는 기타 불완전 염소치환된 C₄탄화수소(즉 클로로푸렌의 부분적 염소치환된 유도체)를 85℃ 이상으로 조작되는 염소치환 영역에 도입하면, 폐기물로 처분될 수 밖에 없는 고도로 염소치환된 C₄탄화수소류가 생성되는데 과다량(過多量)의 염소가 사용되는 결과가 된다.

이와 마찬가지로 상기 서독특허출원 제2,427,045호에 제안되었듯이 클로로푸렌을 사전 염소치환 단계에서 염소치환하는 것은, 이 사전 염소치환단계의 생성물을 주염소치환 반응기로 도입하는 경우 역시 폐기물의 제조에 추가 염소가 사용되는 결과 밖에 안된다.

본 발명에 의한 방법에 따르면, 노선(10)의 미열분해 1,2-디클로로에탄 흐름은 염소치환제와 후술하는 방식으로 접촉케 되어 부분적 염소치환에 의하여 클로로푸렌을 1,2-디클로로에탄에 대한 높은 비등물인 화합물로 변환시키는 것이다.

이와 같은 부분적 염소치환은 목적한 바에 적합한 이 분야의 여하한 방식으로 시행할 수 있으나, 사용되는 방식이 흐름의 소망구성분에 중대한 영향을 주지 않고 기타 원치 않는 불순물을 도입하는 일이 없어야 한다. 바람직한 염소치환제는 염소인데, 이를 액체상태 또는 기체상태로 도입한다. 클로로푸렌을 염소 치환하는 기타 염소치환제로서 염화알루미늄도 사용할 수 있다. 클로로푸렌 외에 1,2-디클로로에탄 중에 불순물로서 존재하는 기타 C₄염소치환 탄화수소류도 역시 이 단계에서 더 한층 염소치환된다.

일반적으로 부분적 염소치환은 0℃ 내지 100℃ 범위내 가급적 20℃ 내지 60℃ 범위내의 온도에서 시행된다. 100℃를 넘어선 온도하에서는 염소치환의 선택성이 해이되기 쉽고 따라서 1,2-디클로로에탄의 일부가 더욱 염소치환되게 된다. 만약 염소가 염소치환제로 사용될 경우는, 염소치환의 시행에 염화제2철과 같은 공지의 염소치환 촉매를 사용하거나 또는 하지 않아도 된다. 그리고 염소의 사용량은 클로로푸렌의 몰당 약 0.85 내지 약 1.75몰 범위인데, 이 중에서도 약 0.95 내지 1.3몰의 염소량이 가장 바람직하다. 이 치환반응은 보통 대기압에서 시행하되 압력은 필요에 따라 변동해도 된다.

다음의 본 발명의 상세한 설명에서는 클로로푸렌의 부분적 염소치환을 염소를 사용하여 이루는 것으로 되어 있지만, 상술한 바와 같이 염소외의 기타 염소 치환체를 같은 방식으로 사용할 수도 있는 것이다.

상기한 부분적 염소치환은 별개의 사건 염소치환 영역(3)에서 시행할 수도 있고, 또는 별개장치를 사용할 것 없이 단순히 1,2-디클로로에탄 노선(10)에 염소나 기타 염소치환제를 도입함으로써 시행할 수 있다. 이제 클로로푸렌의 염소치환된 유도체와 기타 C₄화합물(만약 존재하면)을 함유하는 1,2-디클로로에탄은 노선(13)을 통과하여 증류장치(4)에 수송된다. 이 증류장치는 단일관 증발기라도 좋은데 여기서 1,2-디클로로에탄이 클로로푸렌의 염소치환된 유도체에서 용이하게 분리된다.

즉 1,2-디클로로에탄은 탑의 상층으로 제거되고 노선(14)을 통해 주염소치환반응기(1)에 이송된다. 클로로푸렌의 염소치환 유도체(와 만약 존재하면 기타 C₄화합물)는 장치의 밑바닥 생성물로서 노선(15)으로 제거되는데, 이것은 가급적 염소치환 영역(1)의 무거운 유분과 노선(9)에서 합류시키고, 이 합류된 생성물은 무거운 몫/타트 증류기(2)에 들어가 여기서 1,2-디클로로에탄은 제거되고 노선(16)의 염소치환 반응기에 반송된다. 클로로푸렌의 염소치환 유도체를 함유하는 무거운 몫은 노선(17)의 타트증류기에서 제거되어 폐기물 처리 또는 회수로 이송된다.

이제 제2도의 공정도를 참조하면, 염소치환 반응기(20)는 하각(下脚), (21), 상각(上脚), (23) 및 측각(22)과 (24)를 갖는 가급적 순환루우프 반응기인 것이 바람직하다. 이 염소치환 반응기(20)는, 상기 서독특허출원 제2,427,045호의 제2도에 개요가 도시된 것과 이와 동등한 공지의 것을 이용하여 사용할 수도 있다. 노선(25)의 염소와 노선(26)의 에틸렌의 반응기(20)의 적절한 점에 도입된다. 반응기(20)는 순환액체매간을 함유하는데, 이것은 1,2-디클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄 또는 이들 혼합물일 수 있고, 또 예컨대 염화제2철 등의 적당한 촉매를 함유할 수도 있다. 여기에는 서독출원에 기재됐듯이 염소와 반응하기에는 에틸렌이 약간 과량으로 존재한다. 그러나 염소를 과다량으로 존재시킬 수 있다. 염소치환 반응기의 온도는 순환액체매간이 채택된 조건하에 반응영역내에서 증발하지 않을 정도의 범위로 하는데, 보통온도는 85℃ 내지 약 180℃ 범위내, 가급적 85℃ 내지 160℃ 범위내에서 시스템 내압력을 적당히 선정하여 1,2-디클로로에탄 액체매간(통상 약 83.5℃에서 비등함)이 반응기영역(20)내에서 증발하지 않도록 하는 것이 바람직하다. 따라서 시스템 압력은 반응영역내의 온도하에 1,2-디클로로에탄의 증발을 방지할 수 있는 한 변동하여도 좋다.

상기 염소치환 반응기(20)에 연결되게 분류 또는 증류탑(30)이 위치하는데 이것은 염소치환 반응의 생성물과 후술하는 기타 물질의 분류로 사용된다. 염소치환영역(20)과 분류탑(30) 사이의 압력차는 채택한 온도하에 에틸렌의 염소치환반응열이 분류영역내의 순환액체매간의 일부를 증발하는데 사용함으로서 액체매간, 반응생성물 및 미반응 출발물질의 분류가 시행될 수 있도록 유지해 나간다. 분류영역은 상층으로 가벼운 분류몫(29)을 생성하는데 이 가벼운 분류몫은 노선(29)으로 그 이상 염소치환하는 장치(도시 않음)로 보내어 1,2-디클로로에탄과 가벼운 탄화수소를 회수할 수 있다. 지류(28)는 염소치환반응의 1,2-디클로로에탄 생성물로 구성되는데 염화비닐제조공장에서는 이를 분해공정으로 이송하여 열분해시킨다.

한편 무거운 유분 즉 1,2-디클로로에탄보다 비등점이 높은 성분몫은, 분류탑의 저부에서 염소치환 반응기로 돌려져 결국 이 반응기로부터 노선(27)을 통해 제거된다.

동일공장 또는 별개공장에 설치된 열분해 유니트의 분류구분에서는 회수된 1,2-디클로로에탄 흐름은 소량의 클로로푸렌과 기타 불완전염소치환된 C₄탄화수소를 함유할 수 있는데 이 흐름은 노선(40)의 시스템에 도입되어 노선(41)으로 도입되는 염소(또는 기타 염소치환체)와 접촉케 된다. 제1도에서 보듯이, 이 염소는 사전 염소치환영역(42)의 디클로로에탄과 혼합되는지, 아니면 이 염소는 다만 노선(40)의 도입되어 이 노선내의 디클로로에탄과 혼합할 수도 있는 것이다. 이 디클로로에탄 흐름은, 염소와 접촉한 후 노선(44)를 통해, 가급적 노선(46)의 재순환분과 혼합되어서 증류장치(45)로 도입된다. 이 증류장치(45)는 단일판 증발기라도 좋고 더 복잡한 시스템이라도 좋은데 여기서의 생성물은 상층 노선(47)으로 나가서 녹아우트드럼(48)으로 들어가 여기서 액상 및 기상(氣相) 생성물로 각각 분리된다. 이 가상생성물은 클로로푸렌 또는 클로로푸렌의 염소치환된 유도체를 미소량 함유하든지 아니면 전혀 함유하지 않는 주로 정제된 1,2-디클로로에탄으로 구성되어 있는데, 이 기상생성물은 노선(49)을 통해 냉축기(49a)에 이송되고 여기를 거쳐 액체-가스분리기(52)로 들어간다. 이 액체-가스분리기(52)는 대기압으로 조작되고 여기서 기상생성물은 노선(52)을 통해 나가게 되고 한편 주로 1,2-디클로로에탄으로 구성되어 있는 액상생성물은 노선(53)을 통해 분류탑(30)으로 도입된다. 여기서 만일 원한다면 노선(53)의 디클로로에탄의 일부를 노선(54)으로 돌려서 노선(28)의 탑생성물인 디클로로에탄과 합류시키고, 이 합류된 디클로로에탄 흐름을 열분해 유니트로 이송하여도 된다. 상기 녹아우트드럼(48)에서 나오는 액상생성물은 노선(50)으로 제거되고, 이 제거분의 일부는 노선(46)으로 증발장치(45)에 되돌아가고 그 나머지 몫은 노선(51)을 통해 나가서 가급적 노선(27)을 통한 염소 치환 반응기에서 나온 무거운 몫과 합류하여 타트증발장치(32)에 도입된다. 노선(27)과 (51)에 함유된 1,2-디클로로에탄은 합류된 무거운 몫의 흐름을 증류시킴으로써 제거되는데 여기서 제거된 디클로로에탄은 노선(34)을 거쳐 염소치환 영역으로 되돌아간다. 그리고 이타트증발기(32)에서 제거되는 무거운 몫은 노선(36)을 통해 폐기물 처리되든지 또는 차후 공정으로 들어가게 된다.

한 실시형태에 있어서 증류장치(45) 내에서의 분리시행에 사용되는 열로, 염소치환반응기(20)에서 나오는 반응열을 공급하도록 할 수 있다. 이것은 염소치환반응기(20)의 정상에서 노선(55)으로 빠지는 증기와 열치환시킴으로서 유리하게 시행할 수 있는데, 합류 공급분과 간접열 치환으로 증류탑(45)에 도입하여 액체로서 회수하고 이를 노선(56)으로 염소치환 반응기(20)로 되돌려 주면 된다. 이와는 달리 증류탑(45)의 조작을 위한 열을 전부 또는 일부를 증기나 기타 고온가스로 공급하여 이를 증류탑에서 증류되는 생성물과 간접열 치환케 하여 냉각 또는 냉축할 수도 있다.

노선(50) 및 (51)로 제거되는 무거운 몫은 1,2-디클로로에탄 외에 클로로푸렌의 염소치환된 유도체 및 /또는 존재할 수 있는 기타 C₄탄화수소류로 구성된다. 노선(40) 내의 클로로푸렌의 약 95%와 애초 디클로로에탄 흐름 중에 존재할 수 있는 기타/염소치환된 탄화수소류는 부분염소치환과 증류의 조합조작으로 제거된다. 이 증류장치(45)에서 노선(49)으로 나가는 증기상생성물은 도입노선(40)의 흐름의 약 90 내지 98% 구성이다. 따라서 노선(51) 내의 클로로푸렌의 염소치환된 유도체와 그 유사화합물로 구성되는 흐름은 공급원 노선(40) 내의 1,2-디클로로에탄의 약 2 내지 10%에 해당되는 것이다.

상기한 제1도 및 제2도의 공정실행에 있어서 펌프, 공기압축기, 열교환기 및 동등한 기기장치가 사용된다는 것은 이 분야에 있어서 공지의 것이므로 도면에 도시를 생략한다.

본 발명에 의한 방법의 특징과 이점을 더욱 명백히 하기 위하여 아래에 제2도에 관해 상술한 본 발명의 방법과 서독특허출원의 방법의 비교 실시예를 든다.

[실시예 1(종래예)]

본 실시예는 제1도에 도시한 서독특허출원 제2,427,045호의 공정조작을 나타내는 것으로, 노선(40)의 재순환 클로로에탄을 염소와 접촉시키고 이 생성물을 염소치환 반응기(20)로 도입한다.

클로로푸렌을 2700ppm로 함유하는 재순환 1,2-디클로로에탄은 클로로푸렌의 단위 몰당 1.10몰의 염소(즉 염소 0.0246 1b/디클로로에탄 1gal)을 사용하여 부분 염소치환된다. 이 반응을 주의 온도(20℃)에서 펌프로 디클로로에탄을 재순환시키고 펌프 배출에 염소를 가스체로 분사함으로써 시행된다. 이 염소첨가가 완료되었을 때의 클로로푸렌의 농도는 10ppm 이하가 된다.

이 부분적으로 염소치환된 재순환 디클로로에탄은 염소치환기(20)의 증발탑(30)에 20갤론/시간의 속도로 공급된다. 염소치환기(20)은 아래와 같은 조건으로 조작된다.

C₂H₄공급속도 534g몰/시간

C₂H₄/Cl₂공급비 1.05

염소중의 산소% 1.0%

반응기 정상압(頂上壓) 11Psig

반응온도 111℃(최고)

염화수소 발생율은 19g몰/시간이었다. 염소치환 후의 결과 물질 잔고(殘高)는 아래와 같았다.

생성된 1,2-디클로로에탄의 몰/공급염소의 몰=0.958

반응한 에틸렌중에서 99.1%는 1,2-디클로로에탄으로 변환되었음.

이리하여 1,2-디클로로에탄의 수율은 염소의 전공급량(주염소치환기와 부분염소치환기의 양쪽에 공급된 양) 기준의 95.8%였다.

[실시예 2]

본 실시예는 본 발명에 의한 방법에 따라 얻어진 결과를 예시하는 것으로, 클로로푸렌의 부분적 염소치환을 염소로 시행하고, 클로로푸렌의 염소치환된 유도체를 염소치환 반응기(20)에 도입하기 전에 1,2-디클로로에탄에 분리시킨다.

재순환 1,2-디클로로에탄은 실시예 1의 절차를 사용하여 부분적으로 염소치환된다. 이 재순환 몫은 본래 클로로푸렌을 1130ppm로 함유하고 있는데, 염소 1.10몰/쿨로로푸렌 1몰(즉 염소 0.0103b/디클로로에탄 1갤론)과 반응함으로써 그 클로로푸렌 함유량은 10ppm 이하로 떨어졌다.

이리하여 염소치환된 재순환 디클로로에탄은 단일판 증발유니트로 공급되는데, 이 유니트는 대기압과 85℃의 기내 온도하에서 조작된다. 이 유니트의 단위 공급몫에서 95%가 증발 생성물로서 나가고 나머지 5%는 무거운 몫 흐름으로서 제거되었다. 상기 증발생성물은 농축되어 수집되어서 실시예 1에 기재한 바와 같이 염소치환기(20)에 공급되는데, 이 염소치환기는 실시예 1에 기재한 조건으로 조작되었다. 염화수소 발생율은 5g몰/시간이었고, 결과물질잔고는 아래와 같았다.

생성된 EDC의 몰/공급염소의 몰=0.986

반응된 에틸렌 중에서 99.2%는 1,2-디클로로에탄으로 변환되었음.

이리하여 1,2-디클로로에탄의 수율은, 부분염소치환기와 주염소치환기의 양자에 도입된 염소 전공급량 기준의 98.6%였다.

상술한 바와 같은 본 발명에 의한 방법을 연 생산고 10억파운드의 염화비닐공장에 적용하면 연간 1750만 파운드의 염소절약을 가져오게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 에틸렌을 액체매간중에서 약 85℃ 내지 약 160℃ 범위내의 온도에서 염소와 반응시켜 1,2-디클로로에탄을 제조하고, 미소량의 클로로푸렌을 함유하고 있는 1,2-디클로로에탄의 흐름을 에틸렌 염소치환 반응영역을 도입하는 방법에 있어서, a) 1,2-디클로로에탄 흐름으로 하여금 염소치환제와 접촉케 하여 그 중에 함유된 클로로푸렌을 부분적으로만 염소치환하고 이어서 더욱 염소치환된 유도체를 생성토록 하고, b) 상기 클로로푸렌의 더욱 염소치환된 유도체를 1,2-디클로로에탄에서 분리하고, c) 상기 공정(b)에서 정제된 1,2-디클로로에탄 흐름을 에틸렌 염소치환 영역에 도입하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 1,2-디클로로에탄을 제조하는 방법.

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