159294. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széntetraklorid előállítására

3 159294 4 módon értük el, hogy a reaktor térfogatának minden literjére vonatkozóan óránként 0,2—4 mól benzolt és/vagy a következőkben kiindulási termékként megjelölt benzolból és klórozott aromás vagy alifás vegyületekből álló keverékeket vagy klórozott aromás vegyületeket és egyidejűleg a sztöchiometrikus arányhoz képest 25—150%~os feleslegben klórt használunk fel. A találmány szerinti eljárás a 2 854 491 sz. USA szabadalomban leírttól továbbá abban különbözik, hogy széntetraklorid folyamatos előállítására katalizátort nem alkalmazunk. Abban különbözik továbbá az USA szabadalom szerinti eljárástól, hogy benzol vagy benzolból és klórozott aromás vegyületekből álló keverékek folyamatos, nem katalitikus reakcióját klórral két reakciós lépésben 6—250 C° között ill. 400—800 C° között gázfázisban és 20—200 att nyomáson hajtjuk végre. További eltérést jelent az USA szabadalom szerinti eljárástól az. hogy a . széntetrakloriddá való átalakítást mind sztöchiometrikus mennyiségű, mind 150 %-ig terjedő előnyösen 25—150%közötti menynyiségű, klórfelesleggel, valamint 0,2—4 mól benzol vagy benzolból és klórozott aromás vegyületekből álló keverékek és 25—150% közötti klórfelesleg felhasználásával végre lehet hajtani. A találmány szerinti eljárás lényeges műszaki haladást jelent abból a szempontból, hogy a kétlépéses reakció segítségével a nemkívánatos szénkiválást megakadályozzuk, és a széntetraklorid folyamatos, katalizátor nélküli előállítása ipari méretekben csak ily módon válik lehetővé. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy benzol kizárólagos felhasználásakor minden mól előállított széntetrakloriddal csak 1 mól sósav képződik, és ezáltal lényegesen jobb klór-kihasználást érünk el, mint a metán klórozási eljárással. Ezenkívül az előreakciós zóna felhasználásával (az eljárás 1. szakasza) elérjük, hogy a benzol és/vagy a kiindulási termékek klórozásának erősen exoterm reakcióját részben az előreakciós zónába visszük át, és ez a teljes reakcióhő jobb elvezatését teszi lehetővé. Összehasonlító kísérleteket végeztünk széntetraklorid előállítására benzol klórozásával a 2 854 491 sz. USA szabadalomban a katalizátor mentes módszerre megadott körülmények között folyamatos üzemű berendezésben. A reakciós zónát 600 C°-ra hevítettük, ily módon a hőmérséklet az USA szabadalmi leírásban megadott tartományában volt. Megállapítottuk azonban, hogy benzol és klór katalizátor mentes átalakítása széntetrakloriddá a megadott hőmérséklettartományban ipari méretekben nem lehetséges. Amint az 1 összehasonlító példa mutatja, benzol ezen a hőmérsékleten szén képződése közben — amely korom formájában kiválik — nagy mértékben elkrakkolódik. Az anyagveszteségtől eltekintve a korom lerakódások a csővezetékek, nyomás leeresztő szelepek, manométerek és a készülék hasonló részei gyors eldugulását okozzák. Ez a folyamatos széntetraklorid előállítást lehetetlenné teszi. 5 Különösen hátrányos, hogy a korom eltávolítása csak mechanikus úton lehetséges, és emiatt nagyon időtrabló művelet. Meglepő továbbá, hogy a találmány szerinti 10 eljárásnál az előreakciós zóna alkalmazása ellenére a széntetraklorid képződési sebessége észrevehetően nagyobb, mint a 2 854 491 sz. USA szabadalom szerinti eljárásnál. Az USA szabadalmi leírás I. példájában, amelyben ka-15' talizátor nélkül dolgoznak, kb. 80Í%~OS átalakuláshoz 600 C°-on hexaklórbenzol kiindulási anyag felhasználása esetén 1 órás reakcióidőt adnak meg. Ha feltételezzük, hogy a találmány szerinti eljárásnál közbenső termékként hex-20 klórbenzol keletkezik, akkor az egész reakció legfeljebb olyan gyorsan mehet végbe, mint a leglassabb reakciólépés. Az előreaktor felhasználásával azonban — összehasonlítíható körülmények között — megállapítható, amint az 1 25 és 2 példákból is kitűnik, hogy a reakciósidő csak kb. 20 perc, tehát 1/3-a az USA szabadalmi leírásban megadott 'reakcióidőnek. A lényegesen rövidebb reakcióidőnek az a döntő előnye, hogy ugyanolyan szintű termeléshez ki-30 sebb térfogatú reaktorok alkalmazhatók. A találmány szerinti 0,2—4 mól benzol és/ /vagy kiindulási termékek 150%-ig terjedő klórfelesleggel együtt való felhasználása meg-3g lepő eredményekhez vezetett olyan értelemben, hogy feltételeztük, hogy azonos reaktor térfogatnál, azonos felépítésű reaktornál és azonos reakciós feltételek mellett a felhasznált benzol és/vagy kiindulási termékek mennyiségének 40 növelésével szükségszerűen az átalakulás és a kitermelés csökkenése következik be. Azt vártuk, hogy a nagyobb mennyiségű kiindulási anyagok jelenléte által okozott rövidebb tartózkodási idő a reakció egyensúlyát a benzol 45 és/vagy kiindulási termékek és klór nyersanyagok felé tolják el, és a reakcióidő a benzol és/vagy kiindulási anyag-molekulák tökéletes klórozásához, és ezzel együtt a széntetrakloriddá történő teljes átalakuláshoz, már nem 5„ lesz elegendő. Ez azonban meglepő módon, amint az 5—9. példákból kitűnik, nem következett be. Ezen túlmenően a találmány szerinti eljárásban a nyersanyagok bevezetésének nagy sebessége az előreakciós zónában a szükséges reakciós hőmérsékletek jobb és állandóbb beállítását teszi lehetővé. A felhasználható benzol és/vagy kiindulási termék mennyiség felső határa egy liter reaktor térfogatra és 1 órára számítva kb. 4 mól. A találmány szerinti eljárásban ezt a felső határt az eljárás minden lehetséges változtatásra vonatkozóan nem lehet teljes pontossággal megadni, mert ez a reaktor építési módjától és a keletkező reakcióhő elvezetésének sebességétől döntő mértékben fia függ. A reakcióhőt megfelelő, ismert módsze-2