155138. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés perklór-metil-merkaptán folyamatos előállítására
3 A nagy exoterm hőmennyiség, 60—100 kcal/ mól CS2, folyamatos elvezetése ismert módon, egyszerű hűtőköpeny alkalmazásával nem érhető el, nemcsak a rövid idő alatt fejlődő hő nagy mennyisége miatt, hanem azért sem, mert az alacsony műveleti hőmérséklet csak viszonylag csekély hőlépcsőt enged meg. A feladatot két olyan intézkedéssel sikerült megoldanunk, amelyeket eddig a vegyipari reaktortechnikában nem ismertek és nem alkalmaztak. Egyrészt a reaktorok külső, hőátadó felületét, a hűtőköpenyen belül alkalmazott bordákkal egy nagyságrenddel, s ezzel az eredeti hőátadó felületre vonatkoztatott hőátadási tényezőt mintegy a négyszeresére sikerült növelnünk. Másrészt a filmreaktorban nyugvó, vagy rotációs filmreaktor esetében forgó, üreges tengelyt alkalmaztunk, ezt csőből készítettük és hűtőközeget áramoltattunk át rajta. A berendezés anyagának korrózióállósági vizsgálatai során azt a meglepő felfedezést tettük, hogy a perklórmetil-merkaptánnal szemben eddig kizárólag korrózióállónak vélt nikkel szerkezeti anyag mellett mind a folyadékfázissal, mind a gáztfázissal szemben a könnyebben beszerezhető és könnyebben megmunkálható sárgaréz kellően korrózióállónak mutatkozott, amennyiben vesztesége a perklór-metil-merfeaptán hatására 0,081 ,mm/év-nek adódott. A találmányunk szerinti eljárás lényege tehát, hogy a klórgázt széndiszulfid folyadékfilmjével oly módon érintkeztetjük, hogy a folyadék felülete a gázáramlásra rendelkezésre álló szabad felületihez viszonyítva legalább a hetvenszeres, célszerűen a száz-kétszázszoros. A széndiszulfidot és a klórgázt a reaktoron folyamatos anyagáramban vezetjük át és a reaktorban a hőmérsékletet 10—25 C° közötti hőmérsékleten tartjuk. A találmány foganatosítására szolgáló berendezés lényege, hogy a reaktornak a hűtőközeggel érintkező hőátadó felületén bordák vannak, továbbá a reaktornak üreges tengelye és ehhez csatlakozó hűtőfolyadék bevezető csonkja van. A találmány szerinti eljárás példaképpeni foganatosítási módját a találmány szerinti berendezés egy példaképpeni kiviteli alakjának működésével kapcsolatban ismertetjük.. A reaktor sárgarézből készült 1 testét a 2 duplikátorköpeny veszi körül, amelyen a hűtő, ill. fűtő közeg áramlik át. E közeg bevezetésére szolgálnak a 3 csőcsonkok. A reaktor 1 testének 4 felületén vannak bemunkáiva az 5 hornyok, amelyekbe szorosan illeszkednek a rézvagy alumínium-lemezből készült 6 'bordalemezek. A 6 bordalemezeknek az 5 hornyokba való beillesztése után a reaktort rézlemez bordák alkalmazása esetén célszerűen horganyfürdőbe merítjük, alumínium-lemez borda esetén célszerűen alumínium fémszórást alkalmazunk, miáltal a bordázott készülék felületén összefüggő 7 fémréteg képződik. A reaktor belsejét az álló- vagy rotációs filmreaktor esetén forgó és belülről hűtőközeggel 4 hűtött 8 tengely képezi. A folyadékfilm a D, vagy a D és a d átmérőjű felületen képződik. A gázáram számára rendelkezésre álló szabad felület a D és a d átmérőjű körök között kép-5 ződő körgyűrű felülete. Rotációs filmreaktor esetében ebből a felületből a rotor által elfoglalt keresztmetszetet le kell vonni. A D és a d átmérők közötti különbség nem 10 rotáló filmreaktor esetében a d átmérőnek mintegy 10 ... 70%-a. Rotációs filimreaktor esetében a D átmérő a d átmérőnek 2. .. 4-szerese is lehet. 15 A perklór-metil-merkaptánt a fentiekben ismertetett filmreáktorban állítjuk elő. A sárgarézből készült, 80 mm átmérőjű, 4 mm falvastagságú, hűtőköpennyel ellátott 1 reaktor külső felületén a 2 hűtőköpenyen belül a 6 bor-20 dákat alkalmazzuk. A 8 tengelyen ugyancsak hűtőközeget áramoltatunk át. Bordák nélkül a reaktor testének belső és külső kerülete egyaránt keréken 2160 mm, a hőátadási tényező a film- és a reaktortest belső felülete között ai = „5 = 45(000' kcal/m^ólC 0 , a sárgaréz hővezetési tényezője ^='80 kcal/mó'C°, a hőátadási tényező a reaktortest és a hűtőközeg között a2 = 1200 kcal/m2 óC°. A hőátbocsátási tényező ebben az esetben kt = 1050 kcal/m 2 óC 0 . Ha a reaktor -Q testén egymástól 5 mm távolságban 50 db 20 mm széles, 2 mm vastag rézbordát alkalmazunk, akkor a reaktor külső kerülete az eredeti érték ß^szorosara nő. 35 Az a2 értékét azonban a találmány szerinti megoldásnál az eredeti bordával nem növelt felületre vonatkoztatva, a tapasztalatok alapján nem a 8-szoros, hanem csupán az 5-szörös értékkel vesszük számításba. A réz hővezetési té-40 nyezője 340 fccal/móC°, a rézlemezzel bordázott reáktortestben a réz szerkezeti részek felülete 8-szorosa a sárgaréznek. Az eredő hővezetési tényezőre tehát a réznek van túlnyomó befolyása, ezért az eredő hővezetési tényező l' = 45 =2170 kcal/móC°-ra becsülhető. Az ily módon adódó hőátbocsátási tényező k2 — 4000 kcal/ m2 óC°, vagyis a borda nélkülinek közel a 4-szerese. 50 Az ily módon kivitelezett filrnreaktoilba folyamatosan óránként 2280 gramm (30 mól) 0,5— 1,0 s% jódot tartalmazó széndiszulfidot és 4250 gramm (80 mól) klórt vezettünk, miközben a készülék hőmérsékletét 15—25 C° között tart-55 juk. A filmíreaktorból folyamatosan távozó reakcióelegyből folyamatos leihajtással ledesztilláljuk a 100 C°-nál nem magasabb forráspontú párlatokat. A desztilláció eredményeként fenéktermékként óránként 2840 gramm világos sárga 60 és vöröses színárnyalatok közé eső terméket kapunk, mely 9'6,5% perMór-metil^merkaptánt tartalmaz, 3,5%, dikén-di'klorid szennyezéssel. A széndiszulfid konverziója 56%, a perklór-metil-merkaptán kihozatal a reagált széndiszulfidra 65 vonatkoztatva 91%. ^
