173272. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilén-diklorid előállítására etilén szelektív oxiklórozása útján
27 173272 28 ömlő nyílásán tápláljuk be, vagy a reakciótér mentén több ponton adagoljuk be a hidrogén-kloridot. Sőt, a reakciótér kiáramlási helyére (harmadik reakció-szekció) vonatkozó hőmérsékletprofilok (lásd a 2. és 3. ábrát) jelzik, hogy az exoterm reakciónak csak egy viszonylag kis része megy végbe a reakciótér végső szakaszában. Ezzel szemben az 1. ábrán látható hőmérsékletprofil azt illusztrálja, hogy a végbemenő exoterm reakció aránya a reakciótér beömlő (Rí - R'i), középső (R2 - Ri) és kiömlő (R3 - Ra) szakaszában csaknem azonos és a reakció a reakciótér teljes terjedelmében megy végbe. A II—IV. táblázatban ismertetett eredmények azt is jelzik, hogy a reakcióelegyhez a hidrogén-klorid beadagolása a reakciótér mentén több, mint egy ponton előnyös, minthogy ezáltal az etilén megnövelt szelektivitással alakítható át etilén-dikloriddá. A II. táblázatban a 4. és 5. kísérletek, a III. táblázatban a 11. és 12. kísérletek, valamint a IV. táblázatban a 22. és 23. kísérletek összehasonlító oxiklórozási kísérletek a reakciópartnerek azonos átáramoltatási aránya mellett, ahol a hidrogén-kloridot vagy csak a reakciótér beömlő nyíláson át, vagy a találmány értelmében a reakciótér mentén több ponton át tápláljuk be. Minden más reakcióparaméter azonos volt, azaz molekuláris oxigént használtunk, valamint a reakciópartnerek mólaránya a találmány értelmében megadott értékek között volt. A táblázatokban megadott, etilénből-diklorid előállítására vonatkozó szelektivitásértékekből látható, hogy az etilén konverziója etilén-dikloriddá mintegy 2,5—5 szelektivitásegységgel magasaba azokban a kísérletekben, amelyeket a találmány értelmében úgy végeztünk, hogy a hidrogén-kloridot a reakciótér mentén több mint egy ponton adagoltuk be. Végül a II—IV. táblázatokban ismertetett eredmények jelzik azt az előnyt is, hogy a találmány értelmében a reakcióteret elhagyó, de már terméket nem tartalmazó gázelegy csaknem teljes keringtetése csökkenti az atmoszférát szennyező anyagok mennyiségét a hagyományos, oxigénforrásként levegőt használó eljárásokkal szemben. A II. táblázatban ismertetett 1., 2., 7., és 8. kísérletekben, a III. táblázatban ismertetett 15. és 16. kísérletekben, valamint a IV. táblázatban ismertetett 20. és 21. kísérletekben (ezekben a kísérletekben oxigénforrásként levegőt használtunk) összesen lefúvatott gázmennyiségek, illetve a II. táblázatban ismertetett 4. és 6. kísérletekben, a III. táblázatban ismertetett 9., 10., 11. és 13. kísérletekben, valamint a IV. táblázatban ismertetett 18., 19., ' 22. és 24. kísérletekben (ezekben a kísérletekben a találmány szerint jártunk el, vagyis keringtetést alkalmaztunk) összesen lefúvatott gázmennyiségek között végzett összehasonlítás jelzi, hogy a reakciópartnerek közel azonos átáramoltatási aránya mellett a reakciórendszerből lefúvatott anyag mennyisége liter/óra egységben kifejezve a találmány szerinti eljárás esetében a hagyományos eljárásnál lefúvatott anyagmennyiségnek csak mintegy 6-12,5%-a. Sőt, ha a reakciópartnerek átáramoltatási aránya nő, ez a százalékos érték csökkenhet, tekintettel arra, hogy a találmány értelmében a lefúvatott anyagmennyiség aránya még akkor is egy viszonylag állandó szinten tartható, ha a reakciópartnerek átáramoltatását növeljük, anélkül, hogy az etilén-dikloriddá való. átalakításának szelektivitása csökkenne. 25. példa Az előző példában; ismertetett berendezést használva és általában az előző példában ismertetettek szerint eljárva még egy további kísérletet végzünk annak bizonyítására, hogy etilén hagyományos módon végzett oxiklórozásánál, azaz ahol a reakciópartnereket sztöchiometrikus mennyiségekben táplálják be és álló katalizátorágyas, hordozóra felvitt réz/II/-klorid bázisú katalizátort használunk, oxigénforrásként a levegő és a molekuláris oxigén egymással nem egyenértékűek. A kísérletet úgy végezzük, hogy a reakcióhoz szükséges etilén és hidrogén-klorid teljes mennyiségét a reakciótér beömlő nyílásán át (az első reakció-szekció beömlő nyílásán át) betápláljuk, míg az oxigént három ponton (éspedig a három reakció-szekció beömlő nyílásán át) adagoljuk be, miközben a molekuláris oxigén beáramló mennyiségét lassan növeljük. A kísérlet célja végül, hogy a reakciótérbe összesen olyan mennyiségben tápláljunk be molekuláris oxigént, hogy a reakciópartnerek összbeáramlására vonatkoztatva az oxigén áramlásának térfogati aránya egyenlő legyen a levegő térfogati arányával, ha az utóbbit a sztöchiometrikusan szükséges oxigénmennyiség alapján tápláljuk be a reakciótérbe. A kísérlet elvégzése során a molekuláris oxigén áramlási mennyiségét a reakciótérbe egy olyan pontra növeljük, ahol már minden egyes reakció-szekcióban a molekuláris oxigén beáramló mennyisége megfelel a reakció sztöchiometrikus lefolyásához szükséges levegőmennyiség 25—30%-ának. Ennél a pontnál azonban a második reakció-szekcióban a „forró folt” hőmérséklet meghaladja a 382 °C-ot, és így a reagáltatást azonnal le kell állítani a reakció ellenőrízhetet-' lenné válásának elkerülése végett. E hőmérséklet ellenőrizhetősége céljából a molekuláris oxigén említett mennyiségű bevezetése mellett szükséges az etilént és a hidrogén-kloridot olyan mennyiségben beadagolni, hogy vagy a hidrogén-klorid: etilén mólarány 1,3 legyen, vagy az etilénből a sztöchiometrikusan szükségesnél 150 %-kal több gáz kerüljön bevezetésre. Ennek a kísérletnek az eredményeiből kézenfekvő szakember számára, hogy a hagyományos, álló katalizátorágyas, réz/II/-klorid bázisú hordozós katalizátorokat alkalmazó oxiklórozási eljárásokban a levegő és a molekuláris oxigén oxigénforrásként egymással nem egyenértékűek, sőt a molekuláris oxigén alkalmazása lényegesen megnöveli a reakció exoterm jellegét. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás etilén-diklorid előállítására etilén, hidrogén-klorid és molekuláris oxigén gázfázisban, 230°C és 355°C közötti hőmérsékletű reakció térben álló katalizátorágyas, hordozóra felvitt réz/II/-klorid alapú katalizátor jelenlétében végzett reagáltatása és a kapott, etilén-dikloridot tartalmazó gázelegy legalább egy, etilén-dikloridot tartalmazó folyékony fázisra, valamint szerves gázfázisra való szeparálása útján, azzal jellemezve, hogy az etilént a reakciótér beömlő nyílásán át a sztöchiometrikusan szükséges mennyiséghez képest fölöslegben tápláljuk be, a hidrogén-kloridot és a molekuláris oxigént a reakciótér mentén több ponton át adagoljuk be, és a reakcióelegyben annak a reakciótéren való áthaladása során a hidrogén-kloridnak az etilénre vonatkoztatott mólarányát 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 14
