180789. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2-diklór-etán előállítására
3 180789 4 etán előállítására. Ennél az ismert eljárásnál az etilén oxiklórozását úgy végzik, hogy a gázelegy nem kondenzálható részének 80—98 térfogat%-át mosás nélkül vezetik vissza a folyamatba. A visszavezetett gáz 0,1—10 térfogat% etilént, ugyanennyi oxigént és 20 térfogat%-nál kevesebb diklóretánt tartalmaz. A visszavezetett gáz 2—20 térfogat% menynyiségét mindig eltávolítják a rendszerből. A reakció lejátszódása utáni gázelegyet hűtőtoronyban 82—121 C-ra, az első kondenzátorral 32—49 C-ra, a második kondenzátorral pedig 27—38 C’-ra hűtik le, hogy ilyen módon eltávolítsák belőle a diklóretánt és a vizet. Az oxidációhoz ennél az ismert eljárásnál lényegében tiszta oxigént használnak. A 2 626 133 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratban ismertetett eljárásnál az oxigén hozzáadása a kiindulási anyagokat tartalmazó gázáramhoz közvetlenül a reakciószónában történik, és ez a biztonság szempontjából jelentős kockázatot jelent, hiszen a lényegében tiszta oxigén és az etilén érintkezése aligha kerülhető el. Ez utóbbi anterioritás példájában megadott gázösszetétel esetén a gyulladási veszély miatt nincs is lehetőség arra, hogy a lényegében tiszta oxigént a reaktorba való belépés előtt adják hozzá a visszakeringtetett gázhoz. Az ilyenfajta gázelegyek alsó robbanási határértéke rendkívül kis érték, mégpedig a gázelegy oxigéntartalmától függően 3,0—6,0 térfogat% (ez a jelenlevő éghető gázok — etilén, 1,2-diklóretán, szénmonoxid és szerves melléktermékek — összege). A jelenlevő etilén, szénmonoxid, 1,2-diklóretán és szerves melléktermékek e csekély alsó robbanási határértékéből jelentős nehézségek adódnak. Elsősorban ez az oka annak, hogy egyik korábbi gázvisszavezetéses eljárás sem tudott technikailag jelentőssé válni. Az ismert eljárásokkal kapcsolatos hátrányokat kiküszöbölik a 27 18 878.9 és 27 42 409.5 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratban leírt eljárások. Ezek szerint az 1,2-diklóretánt etilénnek sósavval és molekuláris oxigént tartalmazó gázzal, előnyösen levegővel, gázfázisban, emelt hőmérsékleten, réz(II)klorid katalizátort tartalmazó hordozóból álló örvényágyban történő oxiklórozásával állítják elő. A reakció lejátszódása után a gázelegyet nyomás alatt két szakaszban hűtik le, a kivált 1,2-diklóretánt és vizet eltávolítják, az átalakulatlan kiindulási gázok és az inert gázok főtömegét pedig a körfolyamatba visszavezetik. A fenti eljárásokat lényegében az jellemzi, hogy a reakció utáni gázokat egy harmadik kondenzálási szakaszban nyomás alatt csak addig hűtik le 5—18 C közötti hőmérsékletre. hogy még 0,5—1,5 térfogat% 1,2-diklóretán maradjon vissza a visszaáramoltatott gázban, és az elhasznált oxigént úgy pótolják, hogy tiszta oxigént vezetnek közvetlenül a reaktor előtt a visszaáramoltatott gázelegybe. A 27 18 878.9 és 27 42 409.5 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratban ismertetett megoldások további jellemzői az alábbiak: a) a körfolyamatban áramoltatott gázelegy teljes éghető komponenstartalmát (etilén, 1,2-diklóretán, szénmonoxid és szerves melléktermékek) a 25—12 térfogat% oxigénkoncentráció esetén 3—6 térfogat% közötti alsó robbanási határértéknél kisebb értékre állítják be, úgy, hogy 1. az etilén, oxigén és sósav mólaránya (1,00—1,10): : (0,50—0,70) : 2,00 legyen, 2. a szénmonoxidot a katalizátoron 50—100, célszerűen 60—90 mól% mennyiségben széndioxiddá oxidálják, és 3. a körfolyamatban áramoltatott gázelegy inertgáztartalmát a számított mennyiségű levegő és/vagy inert gáz hozzáadásával biztosítják; b) a tiszta oxigén hozzáadása előtt a körfolyamatban áramoltatott gázelegyből részben vagy egészen eltávolítják önmagában ismert módon abszorbensekkel az éghető anyagokat, azaz az etilént, 1,2-diklóretánt, szénmonoxidot és a szerves melléktermékeket; c) a körfolyamatban áramoltatott gázelegy mennyiségét állandó értéken tartják, és ezáltal biztosítják a katalizátorágy egyenletes örvénylését; d) a katalizátor teljesítményét a körfolyamatban áramoltatott gázelegy oxigéntartalmának 12—25 térfogat% közötti változtatásával szabályozzák; e) a körfolyamatban áramoltatott gázelegy összetételét a reaktor előtti szakaszban történő oxigénbevezetés után folyamatosan ellenőrzik; 0 a reakció utáni gázelegyet nyomás alatt az 1. kondenzálási szakaszban 70—100 C’-ra, a második szakaszban pedig 37—40 C-ra hűtik le. A 27 18 878.9 és 27 42 409.5 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratok egy speciális eljárásmódot is magukban foglalnak. Ennek megfelelően úgy állítják elő az 1,2-diklóretánt etilénnek sósavval és molekuláris oxigént tartalmazó gázzal, előnyösen levegővel, gázfázisban, 200— 250 C közötti hőmérsékleten, réz(Il)klorid katalizátor jelenlétében történő oxiklórozása útján - amelynél a reakció utáni gázelegyet nyomás alatt egy első kondenzálási szakaszban 70—100 C-ra, egy második szakaszban pedig 0— 40 C-ra hűtik le, és a kivált 1,2-diklóretánt és vizet eltávolítják, az átalakulatlan kiindulási gázok és az inert gázok főtömegét pedig a körfolyamatba visszavezetik -, hogy a reakció utáni gázelegyet a második kondenzálási szakaszban 37—40 C-ra hütik le, egy harmadik kondenzálási szakaszban pedig csak addig hütik nyomás alatt 5—18 C közötti hőmérsékletre, hogy a diklóretánnak még 0,5—3 térfogat%-a, előnyösen 0,5—1,5 térfogat%-a visszamaradjon a körfolyamatban áramoltatott gázelegyben, és az elhasznált oxigént tiszta oxigéngáznak a körfolyamatban áramoltatott gázelegybe történő reaktor előtti bevezetésével pótolják. Az etilén, oxigén és sósav mólaránya előnyösen (1,00— 1,04) : (0,50—0,60) : 2,00. A reagáltatást előnyösen 0,7— 3,5 bar közötti nyomáson végzik. Ugyanezt a nyomástartományt alkalmazzák a három kondenzálási szakaszban is. Katalizátorként például az 1 518 932 számú német szövetségi köztársaságbeli közzétételi iratban leírt réz(II)klorid/ alumíniumoxid katalizátort használják. A körfolyamatban áramoltatott gázt nem mossák nátriumhidroxiddal, hanem közvetlenül visszavezetik a reaktorba. A 27 18 878.9 és 27 42 409.5 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratban foglalt eljárások biztosítják az 1,2-diklóretántól megszabadított, reakció utáni gázelegy körfolyamatban történő áramoltatását, valamint a reakció folyamán elhasználódott oxigénnek tiszta oxigéngáz hozzáadásával történő pótlását. A megadott eljárási körülmények betartásával biztosított, hogy a tiszta oxigéngáznak a hozzáadása, valamint az oxigéntartalmú gázelegynek körülbelül 150 C-ra történő melegítése után nem érik el a gázelegy alsó robbanási határértékét. Tekintettel arra, hogy a gázelegy alsó robbanási határértéke igen alacsony, csak korlátozott mértékben használható ki az az előny, amelyet a körfolyamatban áramoltatott gázelegynek a reaktorba való belépése előtti nagyobb 1,2-diklóretán-tartalma kínál. Ezért a 27 42 409.5 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat eljárásánál már javasolják a körfolyamatban áramoltatott gázelegy aromás szénhidrogénekkel történő mosását. Az adott, igen alacsony alsó robbanási határérték mellett arra sincs mód, hogy a körfolyamatban áramoltatott gáz5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
