145863. lajstromszámú szabadalom • Eljárás triklóretán előállítására vinilklorid-gyártás hulladékgázainak felhasználásával

2 145.863 mely mind a töményebb, mind a hígabb, akár 2—10%-os VC tartalmú gázok triklóretánná való klórozását és elkülönítését lehetővé teszi egy ugyanazon berendezésben, változatlan technológiával. Kísérleteink során azt találtuk, hogy a. klór és. a VC között addíciós reakció megfelelően választott reaktor rendszerben még 90—98% inertgáz jelenlétében is igen jó kitermeléssel végbemegy. Míg a VC forrpontja —13,9 C°, a reakció terméke a 113,7 C° forrpontú triklóretán. Ezért, ha a véggázokat a vinilklorid gyártásánál szokásos —45 C° körüli hőmérsékletre hűtjük le az előzetes klórozás után, a benne levő triklóretán teljes egészében lekondenzál. Kísérleteink lényegében annak megállapítására irányultak, hogy milyen technológiai folyamat szükséges a magas és alacsony VC tartalmú gázok triklóretánná való átalakításához. Azt találtuk, hogy a 10% VC tartalmú gázok idomtesttel töltött, folyadékfázisú reaktorban 70—100 C° közötti hőmérsékleten csekély klórfelesleggel 90% feletti kitermeléssel triklóretánt adnak. Az elérhető fajlagos terhelés 1 mól triklóretán/készülék lit./óra 90% feletti kitermeléssel. Alacsonyabb VC tartalmú gázoknál a folyadékfázisú reaktor esetében a kitermelés rohamosan csökken, 5% VC tartalom mellett alig haladja meg az 50%-ot. Az egész alacsony 2—10%) VC tartalmú gázok klórozása tehát folyadékfázisban nem megy végbe kielégítő sebességgel. Sikerült azonban az alábbi elméleti megfontolások alapján oly megoldást kidolgozni, mely lehetővé teszi az egészen híg VC klórozását is. Ismeretes dolog, hogy az aktív szén 100 C°-on kb. 40% klórt és kb. 15% VC-t képes abszorbeálni. Kísérleteink szerint ha a klór csekély feleslegben van a VC-hez képest, az aktív szénen feldúsul. Ezen a klórban dús rétegen halad keresztül az adszorpció következtében ugyancsak feldúsult VC. Ilyen körülmények között a reakció gyorsan és kvantitatív végbemegy, mivel a VC és klór bekoncentrálódása mellett a nagy fajlagos felület is elősegíti az addíció bekövetkeztét. A kísérleteink szerint a 2—10% VC tartalmú gázok csekély klórfelesleggel 90%, feletti kitermeléssel átalakulnak triklóretánná. Az elérhető fajlagos terhelés 0,5 mól triklóretán/liter aktív szén/óra 100—120 C fokon. Kézenfekvőnek látszott a két reaktortípusnak egymás utáni sorban kapcsolása, az 1. ábra szerinti módon. A kivitelezésnek ez a formája lehetővé teszi mind az egész tömény, mind az egész híg VC tartalmú gázok klórozását egy ugyanazon rendszerben. A klórozó rendszer lényegében a híg VC tartalmú gázok hasznosítására szolgál, tehát a VC gyártás, valamint a VC polimerizáció véggázvezetékre van kapcsolva. A klór adagolása a véggázok VC tartalma szerint kb. 10% fölösleggel történik. A helyes gázösszetétel kontrollálása az aktív-szenes reaktorból származó véggázok vizsgálata alapján történhet. Ennek néhány tized százalék klórt kell tartalmaznia. Ha ez 1 tized százalék alá csökken, a klór mennyiségét kis mértékben emelni kell. Amennyiben üzemzavar vagy* egyéb okok következtében tömény VC felhasználása válik szükségessé, a reakció súlya áttolódik a folyadékfázisú reaktorra és ennek intenzív hűtésé válik szükségessé. A találmányban leírt klórozó rendszer a reakcióba lépő gázok koncentráció változásait nagymértékben kiegyenlíteni képes. Az aktív szén ugyanis a hőfokának és a klór koncentrációjának megfelelően klórral van állandóan telítve. Ez az aktív szén súlyának kb. 10—20%Va az üzemileg előfordulható körülmények között. Ha a rendszer nagyobb mennyiségű VC-t, vagy kevesebb klórt kap átmenetileg, akkor az aktív szénen megkötött klór több órán keresztül képes pótolni az adszorptív módon megkötött klór rovására a hiányzó klórmennyiséget. A találmányunkban megadott eljárás újszerűsége és legnagyobb előnye az, hogy alkalmazásával külön anyagfelhasználás nélkül csupán csak a polivinilklorid gyártás véggázaiból, valamint a PVC gyártással kapcsolatos egyéb hulladéktermékekből (pl. karbidiszap, a klórkomprimálás véggázai) az üzem PVC termelés 5—15%-ának megfelelő polimerizációra és kopolimerizációra alkalmas vinilidénklorid állítható elő, és ezzel a PVC üzem gazdaságossága nagy mértékben növelhető. Példák (lásd ábra): A fentebb Összefoglalt folyamat foganatosítására az alábbi példát hozzuk fel: 20 mól inertgáz és 1 mól VC keverékét az a) vezetéken, valamint 1,1 mól klór és 1 mól nitrogén keverékét a b) vezetéken vezetjük bele a vasból készült, Raschig gyűrűket tartalmazó és túlfolyóval ellátott 1. sz. klórozóba, mely triklóretánnal van töltve és hőmérséklete 70 C° körül van. A reaktoron keresztülhaladó gázok a 2. sz. reflux hűtőben 20 C° alá hűlnek és belejutfiak az 1 liter hasznos térfogatú, aktívszénnel töltött 3. sz. reaktorba, melynek hőfoka 100—140 C°. A folyadékreaktoron keresztülhaladt VC és klór között az aktívszenes reaktorban a reakció teljessé válik. A távozó gázokat a 4. sz. véghűtőben legalább —20 C°-ig, de legfeljebb —35 C°-ig hűtve 0,9 mól triklóretán kondenzál le és jut vissza a folyadékfázisú reaktorba, melyből a triklóretán túlfolyón keresztül jut az 5. sz. szedőedénybe. Az inertgázok a 4. sz. mélyhűtőből a c) vezetéken át távoznak a szabadba. Az eljárás kivitelezésére felhozott példa nem szorítkozik csupán a VC gyártás során kapott 5% VC-tartalmú véggázok triklóretánná való átalakítására, hanem a VC gyártás 5%-nál alacsonyabb, vagy magasabb VC-tartalmú véggázainak, valamint egyéb módon előállított, vagy keletkezett VC-tartalmú gázok triklóretánná való átalakítására is. Szabadalmi igénypontok: 1. Eljárás triklóretán előállítására, azzal jellemezve, hogy az előállításhoz a PVC gyártás vinilklorid tartalmú véggázait használjuk fel. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás kiviteli módja, azzal jellemezve, hogy az előállításhoz alacsony (2—10%) vagy magas (30—40%) vinil-