150904. lajstromszámú szabadalom • Eljárás oktaklorciklopentén sugárkatalízis útján való előállítására
2 150.904 is a reakció eredményeképpen magas hozammal kristályos oktaktórciklopentént nyerünk. A reakció kivitelezéséhez szükséges energia bevitele tehát termikus energia helyett sugárzási energia formájában történik. Ez azzal az előnnyel iár, hogy az ily módon iniciált elsődleges reakciók végbemeneteléhez alacsonyabb hőfok is elegendő, mimellett. a kívánt, termék képződik. A nagy energiájú sugárzás áthatoló képességénél fogva biztosítja, szemben a fotokémiai reakcióval, az üzemi viszonyoknak jobban megfelelő, kellő szilárdságú fémszerkezeti anyagból történő reaktor felépítését, valamint lehetőséget teremt az atomreaktorok ..hulladék sugárzásának" hasznosítására, miáltal azok működése gazdaságosabbá tehető. Eljárásunknál sugárforrásként Co—80 izotópot használtunk. A megadott hőfok értékén csak heterogén fázisú reakció jöhet számításba, ennek következménye az, hogy órás nagyságrendű kontaktidő szükséges. Az eljárás kivitelezésére tehát statikus reakciórendszer bizonyul megfelelőnek. Kísérleti berendezésként temperáló köpennyel ellátott, gázáramlást szabályozó- és mérőkészülékkel, teljes visszacsepegést biztosító hűtővel, valamint hőmérséklettartást biztosító termosztáttal felszerelt kb. 10 ml térfogatú, henger alakú üvegreaktort használunk. A reaktorban az egyenletes klörgáz eloszlatását és így a heterogén fázisok közti anyag-átadást magfelelő szűrőbetéttel biztosítjuk, vagy azt keveréssel segítjük elő. Sugárforrásként 2 db 24X24 mm hengergyűrű alakú 420 C (Curie) összaktivitású Co—60 izotópot alkalmazunk. A dózisteljesítmény szabályozását a geometriai viszonyok változtatásával végezzük; a maximálisan biztosítható dózisteljesítmény 105 r/ó nagyságrendű érték. Kiindulási anyagként a nagylaboratóriumi méretben előállított, purum tisztaságú, átlagosan 66% klórtartalmú (elméleti klórtartalom 68,2%) és 1.47 g/ml fajsúlyú tetraklórciklopentánt használunk fel, amely az egyes tetraklórciklopentán izomérek mellett kisebb mennyiségben más klórtartalmú cikloper.tán származékokat is tartalmaz. A fenti reakciórendszerrel elérhető kísérleti eredményeket az alábbi táblázat tartalmazza: 1. táblázat Hőmérséklet: 170 C°. Kiindulási anyag: tetraklórciklopentán. Dózisteljesítmény r/ó 1.104 3.10 4 8.10 4 3.10 3 Oktaklórciklopentén súly% a reakciókeverékben : Kontaktidő, óra 3 9 12 15 16 17 18 11 12 22 3 29 40 55 3 61 74 87 12 71 83 97 13 78 92 99 14 84 15 A kísérleti eredmények jól szemléltetik a növekvő dózisteljesítménynek a reakciósebességre gyakorolt növelő hatását és megállapítható, hogy az optimális dózisteljesítmény 104 r/ó nagyságrendű. Az utóbbi dózisteljesítmény felett a reakció gyorsan letörik. A táblázatból az is megállapítható, hogy megfelelő kontaktidő esetén gyakorlatilag teljes konverzió érhető el, míg a kapott termék hőbontott, polimerizátumos-kátrányós anyagokat nem tartalmaz. A találmány szerinti eljárás kísérleteivel párhuzamosan azonos körülmények között, azonban sugárhatás nélkül, ellenőrző kísérleteket végeztünk. Ezek során azt észleltük, hogy a tetraklórciklopentán, 1,7-fajsúty-érték fölé klórozható, amely fajsúlyértéke alapján legalább 30% oktaklórciklopentén tartalomnak felel meg. Az ilyen elegyből azonban az oktaklórciklopentén kristályosan nem nyerhető ki, mivel utóbbi elegy oktaklórciklopentén koncentrációja valójában mindössze 10—15%. Ha az ilyen módon előklórozott terméket a találmány szerinti eljárással továbbklórozzuk, akkor a sugárkatalízises reakcióidő jelentős megrövidítése válik lehetővé. Eljárhatunk tehát úgy is, a találmány egyik foganatosítási módja szerint, hogy utóbbi termékből kiindulva a továbbklórozást sugárkatalízis útján 170 C-on folytatjuk, amikor is a sugárkatalízis kontaktidő csokkenthetőségének mértékét az alábbi táblázat kísérleti eredményei szemléltetik: 2. táblázat Hőmérséklet: 170 C°„ Dózisteljesítmény: 8.104 r/ó. Kiindulási anyag: 170 C°-on klórozott tetraklórciklopentán; fajsúly 1,70 g/ml kontaktidő oktaklórciklopentán súly% a reakcióelegyben 2,5 6,0 8.5 46 81 95 A 6 órás reakciótermékből az oktaklórciklopentén kristályosan kinyerhető. A találmány szerinti eljárásunk részleteinek megvilágítása céljából alábbi példákat közöljük. 1. példa: A 170 C°-ra előfűtött reaktorba 50 ml 1,49 g/ml faisúlyú 69,6% klórtartalmú tetraklórciklopentánt adagolunk. A klóráramot megindítjuk, sebességét 200 ml /perc értékre állítjuk be és az egész kísérlet időtartama alatt ezen az állandó értéken tartjuk. Az előírt 170°-os hőmérséklet beállása után a reakcióelegyet sugárbehatásnak tesszük ki, 3.104 r/ó dózisteljesítményt biztosítunk. A reakció előrehaladásával a reakcióelegy gőzeinek oktaklórciklopentén tartalma állandóan növekszik, így a visszacsepegő hűtő hőmérsékletét, a kristály kiválás elkerülése céljából, az oktaklórciklopentén olvadáspontja (39 C°) fölé, azaz 40—42 C°-ra ál-
