PL2270B1 - Sposób chlorowania metanu. - Google Patents

Description

Znane sposoby chlorowania metanu dzialaniem chloru w wyzszych temperatu¬ rach wymagaja celem unikniecia wybuchu uzycia rozpuszczalników, któremi moga byc np. kwas weglowy, azot lub nadmiar któregos ze skladników reakcji. Uzywanie takich rozpuszczalników ma jednak te wa¬ de, ze wymaga wyzszych temperatur, któ¬ re oprócz wiekszego uzycia ciepla sa tak¬ ze powodem tworzenia sie wiekszych ilo¬ sci mniej wartosciowych produktów wyzej chlorowanych. Dalsza wada tego znanego sposobu jest to, ze izolowanie, szczególnie cennego chlorku metylu, z gazów reakcyj¬ nych daje sie uskutecznic tylko z trudno¬ scia i ze stratami.Stwierdzono, ze proces chlorowania mozna przeprowadzic latwo i zupelnie bez niebezpieczenstwa wybuchu, dzialaniem pieciochlorku antymonu na metan; w po¬ równaniu z metodami chlorowania wolnym chlorem niniejszy sposób ma rozmaite za¬ lety. Tak np. stosunek metanu do piecio¬ chlorku antymonu wzgl. ilosc przemienia¬ nego metanu mozna w dowolnych grani¬ cach zmieniac a wskutek tego bez obawy wybuchu wplywac dowolnie na wytworze¬ nie produktów chlorowania. Dalsza zaleta jest, ze, w porównaniu ze znanym sposo¬ bem chlorowania mozna pracowac w niz¬ szych temperaturach np. w 290—350°, wskutek czego, lacznie z niedoprowadza- niem wolnego chloru, obniza sie wytwarza¬ nie produktów wyzej chlorowanych na ko¬ rzysc szczególnie pozadanego chlorku me¬ tylu.Proces mozna przeprowadzac bez po¬ mocy katalizatorów. Obecnosc katalizato¬ rów, nadajacych sie do przeprowadzenia takich reakcyj chlorowania, wiec obecnosc np. chlorków miedzi, zelaza, wapnia, któ¬ re z korzyscia straca sie na cialach o wiel¬ kiej powierzchni np. weglu drzewnym, sza¬ mocie, pumeksie, umozliwia jeszcze wiek¬ sze obnizenie temperatury np. do 250 i nizej. Wedlug niniejszego wynalazku moz¬ na np. postepowac w ten sposób, ze do na¬ czynia reakcyjnego napelnionego cialami rozdzielczemi np. szamota, pumeksem lub t. p. doprowadza sie regulowane ilosci pie¬ ciochlorku antymonu, wprowadzajac rów¬ noczesnie metan przy ogrzaniu do potrzeb¬ nej temperatury reakcji np. 300 — 350°.Wytwarzajacy sie w czasie procesu trój¬ chlorek antymonu poddaje sie celowo skra¬ planiu, przez chlorowanie zamienia na pie- ciochlorek i jako taki znowu wprowadza w reakcje jako cialo dostarczajace chlor.Prodtikty chlorowania metanu uzyskuje sie znanym sposobem. Przeprowadzanie pie¬ ciochlorku i metanu przez naczynie reak¬ cyjne moze sie odbywac w przeciwpradzie lub w zgodnym kierunku.Przyklad I. Rure kwarcowa napelniono luzno kaw&lkami szamoty i przy tempera¬ turze 300°C doprowadzono metan i piecio- chlorek antymonu. Doplyw metanu regu¬ lowano miernikiem pradu gazowego; pie- ciochlorek antymonu splywa z biurety przez cechowany licznik kropel do rury re¬ akcyjnej.Z 0,546 mol. metanu i 0,2 mol. piecio¬ chlorku antymonu otrzymano jako produk¬ ty reakcji 0,0943 mol. chlorku metylu, 0,0073 mol. chlorku metylenu i 0,0026 mol. chloroformu. W odniesieniu do ilosci wpro¬ wadzonego metanu daje to 17,4% CH3 Cl, 1,3% CH2 CH2, 0,5% CHC13; lub w od¬ niesieniu db ilosci metanu, który rzeczy¬ wiscie wiszedl w reakcje: 90, 5% CH3Cl, 7% CH2 Cl2, 2,5% CHCl3.Przyklad II. Z 0,169 mol. metanu i 0,176 mol. pieciochlorku antymonu otrzymano 0,0834 mol. CH3Cl, 0,017 mol. CH2Cl2. 0,006 mol. CHCl3 i nieco CGl4. W stosunku do ilosci wprowadzonego metanu wynosi to 22,8% CH3Cl, 10% CH2 Clv 35% CHCl3, lub w stosunku do ilosci metanu bioracego rzeczywisty udzial w reakcji: 62,4% CH3Cl, 27, 7% CH2Cl2 i 9,7% CHCI3.Przyklad III. W obecnosci CuCl2 jako katalizatora, w temperaturze 285°C otrzy- marfo z 0,41 mol. metanu i 0,124 mol. pie¬ ciochlorku antymonu: 0,0682 CH3Cl, 0,0013 mol. CH2Cl2 i 0,0005 mol. CHCl3. W stosun¬ ku do ilosci doprowadzonego metanu wy¬ nosi to: 16,7% CH3Cl 0,3% CH2Cl2 i 0,1% CHCl3, lub w stosunku do ilosci metanu bioracego rzeczywisty udzial w reakcji: 97,4% CH3Cl, 19% CH2Cl2 i 0,7% CHCl3.Stosowalnosc pieciochlorku antymonu dc pewnych celów chlorowania np. do dola¬ czania chloru do nienasyconych zwiazków jest znana. Tak np., przez wprowadzenie acetylenu w plynny pieciochlorek antymo¬ nu i nastepujacy potem rozklad utworzo¬ nego zwiazku podwójnego wyrabiano zwiazki chlorowe acetylenu. Z gladkiego jak wiadomo przebiegu tych reakcyj nie mozna bylo sadzic o szczególnej zdatno- sci pieciochlorku antymonu do chlorowania metanu, gdzie chodzi o zastapienie chloru.Wniosek taki byl tern mniej dopuszczalny, ze wedlug dawniejszych badan pieciochlo¬ rek fosforu i antymonu nie dzialaja wogó- le na metan. Stwierdzenie, ze pieciochlo¬ rek antymonu w wyzszych temperaturach, np. okolo 300°, jest doskonalym i dajacym szczególne korzysci srodkiem chlorujacym metan, jest w tych warunkach niespodzian¬ ka. Odkrycie zdatnosci pieciochlorku an¬ tymonu do tego celu nie bylo latwem dla fachowca takze i z tego powodu, ze przy chlorowaniu metanu wolnym chlorem, u- zywalo sie tego ciala jako katalizatora, lecz nikt nie wpadl na mysl, ze mozna chlo-fowac metan samym pieciochlorkiem an¬ tymonu uzyskujac duza wydajnosc chlorku metylu.Proponowano juz uzycie fosgenu jako srodka chlorujacego metan. Sposób ten ma te wade, ze wywiazujacy sie z fosgenu tle¬ nek wegla miesza sie z gazami odlotowe- mi, wskutek czego oddzielanie utworzo¬ nych produktów od nadmiaru metanu jako tez regeneracja fosgenu jest bardzo utrud¬ niona. Przedstawiony nowy sposób umoz¬ liwia natomiast latwe oddzielenie produk¬ tów reakcji i latwa przemiane powstajace¬ go chlorku na pieciochlorek, który moze byc znowu uzyty do chlorowania metanu. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób chlorowania metanu, zna¬ mienny tern, ze na metan dziala sie w wyz¬ szych temperaturach pieciochlorkiem an¬ tymonu bez wprowadzania wolnego chlo¬ ru,
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, zna¬ mienny obecnoscia katalizatorów straco¬ nych celowo na cialach o duzej powierzch¬ ni.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze chlorek antymonu opuszcza¬ jacy przestrzen reakcyjna, zamienia sie przez chlorowanie znowu na pieciochlorek antymonu, który wprowadza sie znowu w dzialanie, celem chlorowania nowych ilo¬ sci metanu. Holzverkohlungs-Industrie Aktien-Gesellschaft. Zastepca: M. Kryzan, rzecznik patentowy. bruk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL