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Description

經濟部中央揉準局月工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 在所謂的直接氯化製法中，1，2 -二氯基乙烷（下 文中稱爲EDC)可藉由乙烯和氯的反應來獲得。該加成 反應可以用如路易士酸作用一般的金屬鹵化物和一在週期 表中之第一主族金屬的鹵化物來催化。 在NL — A6 9 0 1 3 9 8所描述的製法中，該有如 路易士酸作用的金屬鹵化物較佳是爲氯化鐵（I I I )。 週期表中的第一族金屬較佳是原子序最高爲1 2 (鈉）且 特別是鋰。該作用如路易士酸的鹵化物和週期表之第一族 金屬鹵化物之間的莫耳比率是在1:2及2:1之間。 EP 0111 203 B2所描述的製法，其中 所用之催化劑是無水的四氯鐵酸鹽類，例如四氯鐵酸鈉， 或是使用化學計量之用量的對應組成份。在 D E 4 1 0 3 2 8 1 A 1中所用催化劑是氯化鐵（ I I I )和氯化鈉的混合物，而其莫耳比率爲1 : 1 . 5 至 1 : 2 ° 目前發現到該乙烯直接氯化中，當整個反應中氯化鈉 對氯化鐵（I I I )的莫耳比率保持低於0 . 5時此反應 之進行特別有利。維持這條件可讓該反應以此方式來進行 ，並產製具有足夠高純度之E D C而可以直接形成氯乙烯 而不需蒸餾移除高沸點物質。另外，本發明的製法就設備 及能量消耗而言並不昂贵。本發明之更具體部分和綜合的 優點現在將再解釋更詳細。 所用之反應介質較有利的是液體E D C，而反應物則 供入循環流動的E D C中。在這並不需要使用液態氯’因 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）_ 4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 318820 A7 B7 五、發明説明（2 ) 爲本發明的製法可以在溫和條件下來進行，特別是在低壓 下，因此使用氣態氯即可。因此該壓力較有利是在最大爲 1巴（bar)計示壓力下，較佳是在0. 4及0. 6巴計 示壓力之間來進行，此壓力較有利是藉由使用惰性氣體層 (較佳爲氮氣）而設定。 反應溫度是5 0至1 5 G °C，較有利是7 0至9 0 °C 。壓力及溫度要彼此調整，使反應可在低於E D C的沸點 下來進行。 本發明的較佳具體部分中，全部或較好是僅有一些 EDC被送入維持在眞空狀況下的膨脹容器中，而EDC 蒸氣的熱含量使部分的EDC發生蒸發。此蒸發的EDC 是不含催化劑的，且在凝結後其純度可高達9 9. 9 % » 因此便可直接供至裂解反應中以形成氯乙烯。可省略在傳 統製法中對於去除催化劑而言是必須的用水洗滌步驟，且 可在不令壓力減退或E D C蒸發的狀況下來進行，也可省 略其後必須之E D C蒸餾乾燥步驟。 膨脹容器的壓力較佳是〇· 2至0. 7絕對巴。而這 減低的壓力是由慣用的風扇或幫浦（下文中稱爲眞空幫浦 )來產生及維持。假如此眞空幫浦不同時用於傳送氣體 EDC，則該氣體EDC可藉由合適裝置（下文中稱爲冷 凝器）來凝結，並收集於容器中。 利用反應熱做爲E D C的部份蒸發及維持反應溫度於 所設定的較佳範圍內，實質上減低了對冷卻劑的需求。 膨脹容器中未蒸發的E D C部分（其含有催化劑）， 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4规格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣· 訂 經濟部中央標準局負工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（3 ) 被送回E DC回路中。而這是因爲此反應只形成少量副產 物且該回送的E D C只含有微不足道量的氯化氫。 廢氣實際上是不含氯的。在最佳的操作狀況中，其中 只有某些EDC，且較佳是相當少量的EDC被送入該膨 脹容器，如此作另外益處，即不需要用於轉變殘餘乙烯的 第二反應器。然而，用於去除及再循環的設備，因爲不是 很昂貴，甚至可用於本發明的較佳具體部分中。 藉由把膨脹容器中的含乙烯廢氣從眞空幫浦下游某一 點利用合適壓縮機，較佳是液體噴射壓縮機，抽回至反應 器中，而令乙烯和氯氣再反應，如此可更增加乙烯產率或 減低乙烯損失，而該壓縮機較好是設置於反應器的底部。 較佳壓縮機的驅動噴射流較有益處爲一循環E D C的排放 氣流（部分流）。 然而，乙烯的殘餘量也可藉由該廢氣的焚化來用於產 生能量，但較佳是用於氯化氫的回收。 然而本發明也提供一特別合適本發明之製法的設備。 該設備和其較具體部分一同顯示於圖中。 本發明的設備包括： 一 反應器（1)，乙烯及氯的供料管線（2)及（3) 和較佳是用於惰性氣體之管線（4)，一連至低壓膨 脹容器（6)的管線（5)，和 一 移去蒸發產物的管線（7 )和 一 送回未蒸發產物的管線（8 )，較佳是連接有一溶解 容器（9 )且較佳是經由一幫浦來進行，和 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS)A4規格（ 210X297公釐）_ β ： (.本------訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貞工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（4 ) - 用於送回產物部分流的管線（11),而其較佳是經 由一幫浦（1 2 )及一冷卻器或熱交換器（1 3 )來 進行。 該用於EDC蒸氣之管線（7 )較有利是經由一冷卻 器（4)接至眞空幫浦（15)來運行。管線（1 6)導 引液化E D C從冷卻器（1 4 )至接收器（1 7 )。 較有利的是此設備更包括管線（18)，其從眞空幫 浦（1 5 )(的壓力端）經由壓縮機（1 9 )到反應器（ 1 )，此管線是用於送回殘餘的未反應乙烯。（2 0 )及 (2 1 )是用於做廢氣處置的管線。 假如長時間下進行本製法，那就必須確定根據本發明 之氯化鈉對氯化鐵（I I I )的比率是維持著。因此，若 氯化鐵（I I I )被引入工廠（如由於腐蝕關係）則必須 饋入相對量的氯化鈉，而這是從溶解容器（9 )中來做較 合宜，因爲若不如此則蒸餾出來的EDC之純度會惡化或 是所形成的副產物會增加。 循環的E DC具有平均純度超過9 9 %的話，是爲透 明的，也就是沒有固體粒子可被偵測出，且只有淡淡的顏 色。因此在正常之下並不需要截取部分液流以移除不純物 0 經由實施例，例示本發明。所有的分析値係得自毛細 管氣相層析儀，其使用火焰游離偵測器（F I D )。 賨施例1芊4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本夏) 衣· 訂 經濟部中央標準局貝工消费合作社印製 318820 A7 B7 五、發明説明（5 ) 德:接氯化是在一容積爲1 4 . 6 m3及其塡滿程度是 8 1%容稹之反應器（1 )中進行。壓力藉由管線（4 ) 維持於〇· 5 4巴計示壓力下且溫度是維持於7 5 °C。反

應介質爲含7 0 0 p pm氯化鐵（I I I )的液體EDC 0

量取氣化鈉經溶解容器（9 )加至反應介質中，直到 達到希望之氯化鈉對氯化鐵（I I I )的莫耳比率（見下 表）。該比率在反應中從頭到尾都必須維持一定。經由管 線（2 )供入2 0 0 0標準m 3/ h的乙烯及由管線（3 )供入其相對量的氣體氯至反應器（1 )中。產物排放流 (部分流）是經由管線（5)導至下游之壓力爲〇. 3絕 對巴之膨脹容器（6 )中。在其中，8. 9 0噸的EDC 蒸發後，經由管線（7 )流出。此E D C是不含催化劑且 具有示於下表中之純度，而此足以使EDC直接製成氯乙 烯。副產物1 ，1，2 —三氯乙烷的含量也一併示於下表 中。 未蒸發仍留在膨脹容器（6)中的EDC經由管線（ 8)及藉由幫浦（10)送回反應器（1)。主產物流經 由管線（11)及一幫浦（12)供入管線（8)中，且 若需要的話經由一冷卻器（13)送回反應器（1)。 在下表中，實施例1是一對照實施例（不添加 N a C j?)，而實施例2至4是則爲本發明。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS Μ4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) '衣· 、ΤΓ A7 A7 經濟部中央樣準局貝工消费合作社印製 B7 五、發明説明（6 ) 表 實施例 莫耳比率 NaCl ：FeCl3 產物所含 EDC 〔重量百 分率（¾)〕 1，1，2-三氯 乙烷〔重量 百分率（¾)〕 1 0 99.78 0.157 2 0.35:1 99.90 0 .064 3 0.40:1 99.95 0.025 4 0.45:1 99 .94 0.035 ---：------f 求------訂------^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 9 318820 财件 Ά 號專利申請f中文说明畜絛在4jl興86年修 f 82110416 A7 B7 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 五、發明説明（7 ) 圔式簡單說明 第1圖顯示本發明裝置之較佳具體例。 圖號說明 1 ： 反應器 2 乙烯供料管線 3 ; 氯供料管線 4 ： 惰性氣體供料管線 5 ; 管線 6 ; 膨脹容器 7 ; 管線 8 ; 管線 9 • 溶解容器 1 0 :幫浦 1 1 :管線 1 2 :幫浦 1 3 :冷卻器或熱交換器 1 4 :冷卻器 1 5 :真空幫浦 1 6 :管線 1 7 :接收器 1 8 :管線 1 9 :壓縮機 2 0 :管線 2 1 :管線 (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁) 本认张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -10 -

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 附件一A : 第82 1 1 04 16號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國85年8月修正 1 .—種在氯化鈉一氯化鐵（I I I )催化劑存在下 藉由乙烯和氯反應以製備1，2 —二氯乙烷之方法，其改 良部分包括該氯化鈉對氯化鐵（III)的莫耳比率在整 個反應過程中都維持低於0 . 5，以及反應介質爲循環的 1 ，2 —二氯乙烷。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中氯化鈉對氣 化鐵（I I I )的莫耳比率是在0. 3至0. 4 5钧範圍 內。 3 .如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該反應 是在50至150 °C下進行。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中溫度是在 70至90 °C的範圍內。 5. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中反應是 在壓力至高爲1巴（bar)計示壓力下來進行。 6 .如申請專利範園第5項之方法，其中反應是在壓 力爲0. 4至0. 6巴計示壓力下進行。 7. 如申請專利範圍第5項之方法，其中該計示壓力 是由惰性氣體層來設定。 8. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中全部或 部分的1，2 —二氣乙烷被送入一維持在低壓下的容器中 ，而產物是藉蒸皤來分離且殘餘的1，2 -二氣乙烷被送 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐) ' (請先閱讀背面之注意事項再埃寫本頁) 訂 經濟部中央梯準局属工消费合作社印製 318820 ϋ C8 D8 六、申請專利範園 回至製程中。 9 .如申請專利範圍第1或2項之方法，其中該氣是 以氣體狀態來供入。 1 〇. —種用於進行如申請專利範圍第1或2.項之方 法的設備，其特徴爲包括一反應器（1)，乙烯供料管線 (2 )及氣供料管線（3 ).，一通至膨脹容器（6 )之管 線（5)，該容器有一管線（7 )用於移出蒸發的產物及 —管線（8 )用於送回未蒸發的產物，以及一管線（1 1 )用於送回產物部分流至反應器（1 )中。 1 ί .如申請專利範圍第1 '0項的設備，其中似下的 一或多個特徵同時存在： 一用於將惰性氣體送達反應器（1 )之管線（4 ) ’ 一連接至管線（8)的溶解容器（9)， 一在管線（8)中之幫浦（10)， 一在管線（1 1 )中之幫浦（1 2 )， 一位於幫浦（12)及反應器（1)之間的冷卻器或 熱交換器（1 3 ).， 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印装 (請先閱讀背面之注$項存填寫本筲) 在管線（7)中有一冷卻器（14)，且從（14) 有一管線（16 )導至1，2 —二氣乙烷一接收器（1 7 )♦ 在冷卻器（14)下游管線（7)中之眞空幫浦（ 15)， 一管線（18)，其從眞空幫浦（15)經壓縮機（ _19)到達反應器（1) ， _____ 本紙張尺度逋用中國國家揉準（CNS ) Α4规格（210X297公釐）~ _ · 8 888 ABCD 318820 々、申請專利範圍 及廢氣管線（2 0 )和（2 1 )。 / (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) K % 訂 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐）