174152. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2-diklóretán előállítására etilén katalitikus oxidatív klórozás útján
3 174152 4 A találmány szerint javasolt katalizátor nagy aktivitása annak köszönhető, hogy a szintetikus alumíniumszilikát a katalizátorban nemcsak a hordozóanyag szerepét tölti be, hanem kémiai összetételénél és a belső felületek szerkezeténél fogva katalitikus hatással is rendelkezik. Ez a katalitikus itatás fenti alumíniumszilikátnak réz(II)-kloriddal és káliumkloriddal való kombinálása esetén érvényesül. A találmány szerinti katalizátor a nagy aktivitás mellett nagy szelektivitással, valamint mechanikai szilárdsággal és hosszú élettartammal rendelkezik. Célszerűen olyan katalizátort alkalmazunk, amelyben a szintetikus alumíniumszilikát 10súly%nál nagyobb, előnyösen 18súly%-nyi mennyiségű zeolitot tartalmaz. Az alumíniumszilikátban levő zeolit a katalizátor szelektivitását és aktivitását növeli és lehetővé teszi az igen drága réz(ll)-klorid mennyiségének csökkenését a katalizátorban. 1.2- diklóretánnak a találmány szerinti katalizátoron való előállítása azzal jellemezhető, hogy az etilént 250—320 °C közötti hőmérsékleten 1—'7 ata nyomáson a katalizátor órvényrétegében oxidativ klórozásnak vetjük alá. Abban az esetben, ha zeolit mentes katalizátort alkalmazunk, úgy a katalizátor hordozóanyaga célszerűen 100—250 ^m szemcseátmérőjű és 260m2/g specifikus felületű szintetikus alumíniumszilikát, és az etilén oxidativ klórozását 260—270 °C hőmérsékleten 4 ata nyomáson végezzük. Abban az esetben, ha zeolit-tartalmú katalizátort alkalmazunk, úgy a katalizátor hordozóanyaga célszerűen 100-250 Mm szemcseátmérőjű és 250 m2/g specifikus ieiüietű szintetikus alumíniumszilikát, és az etilén oxidativ klórozását 260—270 °C hőmérsékleten 1 ata nyomáson hajtjuk végre. 1.2- diklóretánnak a találmány szerinti katalizátoron történő előállítását az alábbiak szerint kivitelezzük: A szintézist megelőzően katalizátort készítünk oly módon, hogy 120—150 °C hőmérsékleten meghatározott szemcseátmérőjű és specifikus felületű szintetikus alumíniumszilikátot réz(lI)-kloridból és káliumkloridból álló keverék vizes oldatával átitatunk, vagy pedig ugyanolyan hőmérsékleti értékek mellett fent megadott mennyiségben zeolitot tartalmazó szintetikus alumíniumszilikátot azonos összetételű oldattal átitatunk. A sókat számított mennyiségben vesszük. Az átitatott hordozóanyagokat 120 °C hőmérsékleten konstans súly eléréséig szárítjuk. Az ily módon elkészített katalizátort reaktorba tesszük. A reaktor alsó részébe meghatározott arányban a kiindulási reagenseket, etilént, klórhidrogént és oxigént vagy levegőt adagolunk. Az etilén oxidativ klőrozását 250—320 °C közötti hőmérsékleten, 1 -7 ata nyomáson a katalizátor örvényrétegében hajtjuk végre. A reakciótermékekből és reagálatlan kiindulási reagensekből álló reakciókeverék a reaktorból a kondenzáló rendszerbe kerül, ahonnan a kondenzátum a florentinedénybe folyik. A florentinedényben diklóretán szerves klórozott alkotórészeinek és a vízben oldott reagálatlan klórhidrogénnek fajsúly szerinti szétválasztása történik. Az etilén oxidativ klórozása közben a nyers diklóretán összetételét és a kiindulási reagensek átalakulási fokát időről-időre kromatográfiásan vizsgáljuk. A találmányt közelebbről az alábbi példák szemléltetik: 1. példa Katalizátort készítünk oly módon, hogy szintetikus mikroszférikus alumíniumszilikátot 150 °C hőmérsékleten réz(II)-klorid és káliumklorid keverékének vizes oldatával átitatunk. A réz(II)-kloridot és káliumkloridot számított mennyiségben vesszük. A felhasznált alumíniumszilikát szemcseátmérője 100—250 Mm, specifikus felülete 260m2/g. Az átitatott alumíniumszilikátot 120 °C hőmérsékleten konstans súly eléréséig szárítjuk. A kapott katalizátor az alábbi összetétellel rendelkezik: réz(II)-klorid 12,75 súly%, káliumklorid 7 súly%, szintetikus mikroszférikus alumíniumszilikát 80,25 súly%. A katalizátor szemcse-összetétele 100—250 f/m. A katalizátort reaktorba visszük. A reaktor alsó részén adagoljuk be a kiindulási reagenseket, etilént, klórhidrogént és levegőt. Ezek térfogati arányát 1 :2 :2,39 értékre állítjuk be. Az oxidativ klórozást a katalizátor örvényrétegében 320 °C hőmérsékleten 1 ata nyomáson és 480 Sf1 térfogati sebesség mellett (normál körülmények) végezzük. A reakciókeverék, ami a reakciótermékekből és a reagálatlan kiindulási reagensekből áll, a reaktorból a kondenzáló rendszerbe kerül. A kondenzátumot florentinedényben fogjuk fel, ahol a nyers diklóretán szerves klórozott alkotórészeinek és a vízben oldott reagálatlan klórhidrogénnek fajsúly szerinti szétválasztása történik. A szerves klórozott alkotórészek lényegében 1,2-diklóretánból állnak. Az etilén oxidativ klórozása folyamán a nyers diklóretán összetételét és a kiindulási reagensek átalakulási fokát kromatográfiásan, időről-időre ellenőrizzük. Az eredményeket az 1. táblázatban foglaltuk össze. 2. példa Az etilén oxidativ klórozásához az 1. példában előállított katalizátort alkalmazzuk. A folyamatot a hőmérséklet kivételével az 1. pádéval analóg körülmények között végezzük. A hőmérsékleti értékeket a 2. táblázat tartalmazza. A kísérleti eredményeket szintén ebben a táblázatban foglaltuk össze. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 6S 2
