PL56768B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 02.VIII.1965 Niemiecka Republika Federalna Opublikowano: 20.11.1969 56768 KI. 12 o, 2/01 MKP C 07 c Mj UKD Wspóltwórcy wynalazku: inz. Hans Leuck, dr inz. Erich Kratz Wlasciciel patentu: Dynamit Nobel Aktiengesellschaft, Troisdorf (Nie¬ miecka Republika Federalna) Sposób wytwarzania 1,2-dwuchloroetanu Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia 1,2-dwuchloroetanu na drodze reakcji etylenu z chlorowodorem i z powietrzem na kontaktach nieruchomych.Stosowanie technicznej metody wytwarzania 5 1,2-dwuchloroetanu z etylenu, chlorowodoru i tle¬ nu zawartego w powietrzu, w obecnosci kataliza¬ torów, charakteryzuje sie zasadniczo dazeniem do prowadzenia procesu w warunkach izotermicznych i uzyskania mozliwie wysokiej wydajnosci oraz 10 niskiego zuzycia kontaktu.Przy prowadzeniu procesu we fluidalnym zlozu kontaktu mozna osiagnac stosunkowo wysokie wspólczynniki oddawania ciepla, a tym samym równomierny rozklad temperatury w przestrzeni 15 reakcyjnej, ale przy tym nie mozna uniknac strat katalizatora. Pomijajac ekonomiczna strone pro¬ blemu utrudnia to równiez w niemalym stopniu prowadzenie procesu, poniewaz narzuca uciazliwa koniecznosc oczyszczania gazu poreakcyjnego od znacznych ilosci katalizatora porwanego w po¬ staci pylu. Trudnosci tych unika sie jezeli syn¬ teze przeprowadza sie w reaktorach o zlozu nie¬ ruchomym. Jednak w tej sytuacji szczególnie wazny problem stanowi opanowanie egzotermicz¬ nego przebiegu reakcji.W znanych metodach problem ten próbowano rozwiazac róznymi sposobami. Na przyklad w celu zmniejszenia szybkosci reakcji, do katalizatora wprowadzano materialy obojetne, albo tez aby 30 20 25 przyspieszyc przenoszenie ciepla stosowano ma¬ terial o wysokim przewodnictwie cieplnym. Jed¬ nak w obu przypadkach wydajnosc reakcji na jednostke objetosci wypelnionej katalizatorem i czasu ulega obnizeniu.Wprowadzenie materialów rozcienczajacych do gazów, na przyklad gazów chemicznie obojetnych w celu prowadzenia reakcji w warunkach izoter¬ micznych, wplywa niekorzystnie zarówno na rów¬ nowage termodynamiczna procesu jak i na prze¬ bieg reakcji przy wchodzacych w gre ilosciach surowców tak, ze w praktyce przemyslowej wy¬ soka wydajnosc reakcji w tym przypadku uzys¬ kuje sie tylko przy znacznych kosztach. Okazuje sie bowiem, ze zwiekszenie lub zmniejszenie cis¬ nien czastkowych reagentów wplywa niekorzyst¬ nie na równowage termodynamiczna powodujac obnizenie stopnia przemiany. Nalezy przy tym wyjasnic, ze izotermiczne prowadzenie procesu oznacza w tym przypadku taki przebieg reakcji, w którym cieplo reakcji odprowadzane jest za posrednictwem produktów reakcji przy utrzyma¬ niu stalej temperatury.W sposobie wedlug wynalazku wytwarzanie 1,2-dwuchloroetanu z etylenu, chlorowodoru i po¬ wietrza na nieruchomych kontaktach polega na tym, ze do rozcienczenia gazu wsadowego, to jest mieszaniny zlozonej z etylenu, chlorowodoru i powietrza, stosuje sie mieszanine pary wodnej i chlorowodoru przeprowadzana w obiegu kolo- 5676856768 4 wym, przy czym stosunek wagowy gazu wsadowe¬ go do mieszaniny rozcienczajacej wynosi od okolo 1: 0,17 do okolo 1 : 0,35, zas szybkosc przeplywu gazów i chlodzenie w reaktorze dobiera sie w taki sposób, aby przemiana odbywala sie na calej dlugosci przestrzeni reakcyjnej w temperaturze od okolo 260° do okolo 280°C.W gazie wsadowym mieszanina gazowa etylenu i chlorowodoru wystepuje w stosunku molowym okolo 1:2 do 1,2:2, która z kolei miesza sie z powietrzem. Na 2 czesci objetosciowe chlorowo¬ doru stosuje sie 2,65 do 3 czesci objetosciowych powietrza, przy czym podana górna wartosc po¬ wietrza nie jest jednak krytyczna.Wprowadzana do reaktora mieszanina gazowa skladajaca sie z gazu wsadowego, obiegowej roz¬ cienczajacej mieszaniny chlorowodoru i wody (o zawartosci HC1 okolo 20% wagowych) i ewen¬ tualnie dodatkowej ilosci pary wodnej, moze za¬ wierac chlorowodór i wode w stosunku wagowym od okolo 1: 0,3 do okolo 1 : 0,5.W sposobie wedlug wynalazku przebieg reakcji jest w wysokim stopniu izotermiczny przy mini¬ malnych ilosciach skladników znajdujacych sie w obiegu kolowym, oraz przy optymalnym stopniu przemiany. Wynik ten uzyskuje sie dzieki temu, ze stezenie skladników w mieszaninie reakcyjnej oraz szybkosc przeplywu gazów w rurach z kata¬ lizatorem reguluje sie za pomoca dodatku miesza¬ niny wody z chlorowodorem znajdujacej sie w obiegu kolowym, w taki sposób, ze synteza prze¬ biega w stalym zakresie temperatury na calej dlugosci przestrzeni reakcyjnej, a w miare rozsze¬ rzania sie strefy reakcyjnej i zwiekszania szyb¬ kosci przeplywu gazu (co powoduje wzrost efek¬ tywnego wspólczynnika przewodzenia ciepla) jest mozliwe odprowadzenie wiekszych ilosci ciepla.Po ochlodzeniu i skropleniu wode powstala z re¬ akcji oraz wprowadzona jako dodatek, latwo od¬ dziela sie od powstalych weglowodorów chloro¬ wanych i nieprzereagowanych, tak wiec faze wodna mozna bez trudnosci oddzielic, a po wy¬ korzystaniu czesci ciepla reakcji mozna zawrócic ja znowu do reaktora w postaci pary. Przy tym na skutek wysokiej ¦ rozpuszczalnosci chlorowodo¬ ru w wodzie, do gazu wsadowego dostaje sie z woda obiegowa tyle chlorowodoru, ze wplyw roz¬ cienczenia mieszaniny wsadowej na równowage termodynamiczna zostaje skompensowany.W sposobie wedlug wynalazku mozna stosowac znane kontakty typowe dla reakcji oksychloro- wania, oparte na halogenkach metali, najkorzyst¬ niej sporzadzone z chlorkiem miedzi. Jako nosnik stosuje sie tlenek glinowy, na przyklad „Alcoa- -Tonerde" typ FI (produkt handlowy firmy Alcoa, USA), nosniki oparte na ogniotrwalych tlenkach i wodorotlenkach glinu.Sposób wedlug wynalazku dokladniej objasnia ponizszy przyklad otrzymywania 1,2-dwuchloro- etanu w oparciu o schemat urzadzenia przedlozo¬ nego przykladowo na rysunku. Przyklad 300 kg etylenu wprowadzanego przewodem 1 i 784 kg chlorowodoru wprowadzanego przewodem 2 laczy sie w temperaturze 40° z mieszanina odprowadza¬ na przewodem 4 z aparatu wyparnego 17 i otrzy- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 mana przez doprowadzenie do tego aparatu prze¬ wodem 3 962 kg powietrza, 360 kg pary wodnej z aparatu wyparnego 19 oraz przewodem 16 chlo¬ rowodoru i wody, tak, ze przez przewód* 5 do¬ plywa do reaktora 6 mieszanina gazowa o skla¬ dzie: etylen chlorowodór powietrze woda 12,5% wagowych 35,0% 40,0% 12,5% Sklad mieszaniny gazów reguluje sie za pomo¬ ca odpowiednich przeplywomierzy.W reaktorze nad nieruchomym kontaktem z chlorku miedzi odbywa sie przemiana etylenu na 1,2-dwuchloroetan. Kontakt stosowany w reakcji wytwarza sie w znany sposób przez naniesienie 16,1 g CuCl2 • H20 na 100 g tlenku .glinowego typ FI (produkt handlowy firmy Alcoa, USA). 1 1 tego kontaktu dostarcza 0,5 kg 1,2-dwuchloroetanu na godzine.Stezenie skladników reakcji, szybkosc przeply¬ wu gazów i pary w rurach z kontaktem oraz chlo¬ dzenie reaktora reguluje sie w taki sposób, aby na calej dlugosci rury z kontaktem temperatura reakcji byla równomierna i wynosila okolo 270°C.Stopien przemiany etylenu na 1,2-dwuchloroetan wynosi 80—90%. Z kolei w reaktorze uzupelniaja¬ cym 8, polaczonym przewodem zasilajacym 7, w warunkach takich samych jak w reaktorze 6, sto¬ pien przemiany etylenu zostaje podwyzszony do okolo 95% tak, ze mieszanina par i gazów doply¬ wajaca przewodem 9 do kolumny oziebiajacej 10 ma sklad w przyblizeniu nastepujacy: etylen chlorowodór azot i tlen tlenek i dwutlenek wegla woda 1,2-dwuchloroetan inne weglowodory chlorowane 0,4% wagowych 4,0% 32,5% 0,6% 20,4% 41,6% 0,5% »» „ » „ i* W wiezy oziebiajacej 10 mieszanina poreakcyj¬ na przeplywa w przeciwpradzie do oziebionego 1,2-dwuchloroetanu, na skutek czego ulega skrop¬ leniu. Gazy nie ulegajace kondensacji odprowadza sie przewodem 11 do drugiej kolumny z wypelnie¬ niem 12, gdzie równiez w przeciwpradzie do 1,2- -dwuchloroetanu oziebionego do temperatury — 20°C zostaja w wysokim stopniu uwolnione od produktów chlorowanych i zostaja usuniete przez przewód 13.Gazy odlotowe, okolo 640 Nm3, maja sklad w przyblizeniu nastepujacy: 65 etylen azot i tlen dwutlenek wegla tlenek wegla weglowodory chlorowane 1,1% objetosciowych 96,9% 0,7% 0,7% 0,6%567<* Natomiast kondensat zbierajacy sie na dnie kolumn 10 i 12 doprowadza sie do rozdzielacza 14, w którym faze organiczna oddziela sie od wo¬ dy obiegowej i otrzymanej w reakcji oraz roz¬ puszczonego w niej chlorowodoru. Otrzymany w ten sposób okolo 20% kwas solny podaje sie na¬ stepnie poprzez pompe 1|5 i przewód 16 do apara¬ tu wyparnego 17, gdzie wykorzystujac cieplo reak¬ cji, odparowuje sie ponownie wode obiegowa oraz rozpuszczony w niej chlorowodór, nastepnie od¬ prowadza je do gazu wsadowego.Z dna 18 aparatu wyparnego 17 odciaga sie wode powstala w reakcji (zawierajaca chlorowo¬ dór) i przepuszcza przez nia powietrze podawane -do reakcji, w celu usuniecia rozpuszczonych w niej weglowodorów chlorowanych. Cieplo reakcji odprowadzane z glównego reaktora odprowadza sie za pomoca wysokotemperaturowego nosnika ciepla Dowtherm, wykorzystuje sie w aparacie 19 dla wytwarzania pary, która z kolei czesciowo zu¬ zywa sie w aparacie wyparnym 17. Reszte pary odprowadza sie przewodem 20 do innych celów.Faze organiczna wydzielona w rozdzielaczu 14 podaje sie pompa 21, jako medium chlodzace, poprzez chlodnice 23 i 24 do kolumn oziebiaja¬ cych 10 i 12. Reszta w ilosci okolo 1 tony, stano¬ wi produkt o nastepujacym skladzie: 1,2-dwuchloroetan chlorek winylu chlorek etylu trans-dwuchloroetan 1,1-dwuchloroetan czterochlorek wegla cis-dwuchloroetylen 98,6% 0,003% 0,019% 0,017% 0,016% 0,040% 0,065% wagowych a *» 10 15 20 25 30 35 chloroform 0,040% 1,1,2-trójchloroetan 1,03% sym-czterochloroetan 0,16% PL

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób wytwarzania 1,2-dwuchloroetanu na drodze reakcji etylenu i chlorowodoru z po¬ wietrzem na kontaktach nieruchomych w obec¬ nosci gazu rozcienczajacego, znamienny tym, ze w celu rozcienczenia gazu wsadowego stosuje sie przeprowadzana w obiegu kolowym miesza¬ nine pary wodnej i chlorowodoru, przy czym stosunek wagowy gazu wsadowego do miesza¬ niny rozcienczajacej wynosi od okolo 1 :0,17 do okolo 1:0,35, a gaz wsadowy zawiera etylen i chlorowodór w stosunku molowym okolo 1:2 do 1,2 :2 oraz powietrze w ilosci korzyst¬ nie 2,65—3 czesci objetosciowych na 2 czesci objetosciowe chlorowodoru, zas szybkosc prze¬ plywu gazów i chlodzenie w reaktorze dobiera sie w taki sposób, aby przemiana odbywala sie na calej dlugosci przestrzeni reakcyjnejjw tem¬ peraturze od okolo 260° do okolo 280°C. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do mieszaniny pary wodnej i chlorowodoru znaj¬ dujacej sie w obiegu kolowym doprowadza sie dodatkowo pare wodna w takiej ilosci, ze sto¬ sunek wagowy chlorowodoru do wody w mie¬ szaninie wprowadzanej do reaktora wynosi od okolo 1: 0,3 do okolo 1: 0,5. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2,znamienny tym, ze stosuje sie kontakt sporzadzony z chlorku mie¬ dzi. W 120 IT -£ 16 b FS » \6 r P fQ33Ó34 i ^7" ¦ . IM <3?Ur *0- T PL