180789. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2-diklór-etán előállítására
5 180789 6 elegy oxigéntartalmának növelésével megnöveljék a reakciókomponenseknek a reaktoron átvezetett mennyiségét, mivel ekkor gyorsabban elérnék a körfolyamatban áramoltatott gázok kritikus összetételét. Azt találtuk, hogy jelentős előnyökkel jár az 1,2-diklóretán előállításánál és az eljárás biztonságos kivitelezésénél a 27 18 878.9 és 27 42 409.5 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási iratok szerinti eljárásokhoz képest az, ha megváltoztatjuk a sósav és a tiszta oxigén hozzáadásának helyét. Így a találmány szerint javított eljárást biztosítunk 1,2- -diklóretánnak etilén sósavval és molekuláris oxigént tartalmazó gázzal történő oxiklórozása útján való előállítására, amelynek során az előmelegített sósavgázáramot teljesen vagy részlegesen a 150—200 C°-ra felmelegített, körfolyamatban áramoltatott gázáramba vezetjük, majd pedig a tiszta oxigént a sósav beadási helye és a köráramban áramoltatott gáznak a reaktorba való belépési helye közötti részen vezetjük be a gázáramba. Az oxigént általában 20—150C° közötti hőmérsékleten vezetjük a körfolyamatban áramoltatott gázba, a sósav előmelegítése pedig 150—200 C° közötti hőmérsékletre történik. A találmány szerinti eljárás előnyös foganatosítási módja szerint a tiszta oxigént olyan mennyiségben adjuk hozzá a köráramban áramoltatott gázhoz, hogy az összes gázmenynyiség (körfolyamatban áramoltatott gáz, sósav és oxigén) 10—30 térfogat%-át képezze. A sósavgáznak a körfolyamatban áramoltatott gázba történő találmány szerinti bevezetése nem változtatja meg a katalizátorágyon végbemenő reakciók lefolyását. Másrészt viszont a találmány szerinti megoldás csökkenti valamennyi, a körfolyamatban áramoltatott gázban jelenlevő komponens és éghető anyag koncentrációját, és ezáltal kisebb lesz a robbanási veszély is. A találmány szerinti eljárás további előnye, hogy alkalmazásával növelhető a bevezetendő tiszta oxigén mennyisége, és így egy adott létesítménynél kapacitásnövelés hozható létre. Az oxigénmennyiség növelésével csak jelentéktelen mértékben növekszik a visszaáramoltatott gázból és sósavból álló elegy oxigénkoncentrációja, tekintettel arra, hogy az oxigént és a sósavat meghatározott mólarányban adjuk a gázelegyhez. Elhagyható az a korábbi gyakorlat, amely szerint a tiszta oxigént előmelegítésnek vetették alá a gázelegygyel való egyesítés előtt, mivel a találmány szerinti eljárásnál az oxigént hidegen is hozzáadhatjuk a visszaáramoltatott gázokból és sósavból álló gázelegyhez, ha azt megfelelően előmelegítettük. Az elegyítés önmagában ismert módon, például venturi-cső segítségével történhet. A találmány szerinti eljárást a folyamatábra és a példák segítségével részletesen ismertetjük. Az 1 vezetéken és a 2 előmelegítön keresztül etilént vezetünk a 7 örvényágyas reaktorba. Egyidejűleg az előre meghatározott mennyiségű sósavgáz egy részét a 3 vezetéken és a 4 előmelegítön keresztül, az etiléngázárammal történő összekeverés után a 7 reaktorba vezetjük, a sósavgáz többi részét pedig a 30 vezetéken keresztül egyesítjük a 25 vezetékben áramló gázeleggyel. Úgy is eljárhatunk, hogy a sósavgáz teljes mennyiségét a 3 és 30 vezetékeken keresztül hozzáadjuk a 25 vezetékben áramoltatott gázelegyhez. Az 5 vezetéken és a 6 előmelegítön át levegőt vezetünk a 7 reaktorba. A 7 reaktorban foglal helyet a réz(ll)klorid katalizátor. Az oxiklórozási reakció exoterm, a hőmérsékletet forró víz áramoltatásával például 220—235 C°-on tartjuk. A nyomás az egész rendszerben körülbelül 3 bar. A gáz ciklonon és a 8 vezetéken keresztül éri el a 9 első kondenzálási szakaszt, ahol a gázt a reakció során korábban képződött, a 12 választóedényben elhelyezett, a 17 szivattyún és a 18 vezetéken átvezetett vízzel körülbelül 80 C°-ra hűtjük. Ekkor cseppfolyósodik a reagálatlan sósav és a reakcióban képződő víz legnagyobb mennyisége. A 10 vezetéken keresztül a gázt a 11 hűtőbe vezetjük (2. kondenzálási szakasz), ahol a gázt körülbelül 40 C°-ra hűtjük le. Ekkor kiválik az 1,2-diklóretán és az első kondenzálási szakasznál még a gázelegyben maradt víz. A diklóretánt és a vizet a 12 választóedényben szétválasztjuk, a vizet a 9 első kondenzálási szakaszhoz visszavezetjük és a 26 vezetéken át feldolgozáshoz elvezetjük. A nyers diklóretánt a 12 választóedényből a 15 vezetéken és a 16 szivattyún keresztül tisztításhoz továbbítjuk. A nem kondenzált gázkomponenseket addig hűtjük a 13 hűtőben (harmadik kondenzálási szakasz) 5—18 C közötti hőmérsékleten, hogy 0,5—3 térfogat% 1,2-diklóretán maradjon a gázban. A kivált 1,2-diklóretánt a 14 leválasztóban fogjuk fel és visszavezetjük a 12 választóedénybe. A visszamaradó gázt a 20 vezetéken, a 21 kompresszoron, a 22 vezetéken, a 24 előmelegítön és a 25 vezetéken keresztül visszavisszük a 7 reaktorba. Mielőtt az előmelegített visszaáramoltatott gázból és sósavgázból álló gázelegy a 25 vezetékből belépne a 7 reaktorba, a 23 vezetéken át annyi 20 —150 C° közötti hőmérsékletű oxigént vezetünk a 25 vezetékben áramló gázelegybe intenzív keveredés biztosítása közben, hogy a sósavból, visszaáramoltatott gázokból és oxigénből álló gázelegyben az oxigén teljes mennyisége 10 —30 térfogat% legyen. A 21 kompresszor után még egy 27 abszorpciós berendezést is elhelyezhetünk, amely folyékony vagy szilárd abszorbenst tartalmaz, és amelyen célszerűen a nem kondenzálható gáz teljes mennyiségét átvezetjük. A gázelegy összetételét az oxigén hozzáadása után, a reaktorba való belépés előtt folyamatosan ellenőrizzük, hogy elkerüljük olyan összetételű gázelegy kialakulását, amelyben robbanás következhet be. A szükséges gázmennyiség elérése után csökkentjük a levegőnek az 5 vezetéken keresztül történő bevezetését, azaz csak annyi levegőt adagolunk, hogy a rendszerben a nitrogéngáz-tartalom lényegében állandó értéken maradjon. A gázmennyiség állandó értéken tartása érdekében a 19, illetve 28 vezetékeken keresztül eltávolítjuk azt a gázmennyiséget, amely az etilén szénmonoxiddá és széndioxiddá történő elégésének felel meg. Az így eltávolított gázmennyiséget önmagában ismert módon feldolgozzuk. A 29 vezetéken keresztül inert gázt adhatunk a rendszerbe. Az inert gáz bevezetését az analitikailag ellenőrzött gázösszetételtől függően automatikusan szabályozhatjuk. Az alábbi példákban leírt eredményeket 3,0 m átmérőjű és 29,9 m magasságú, örvényágyas katalizátort tartalmazó reaktor alkalmazásával értük el. Katalizátorként alumíniumoxidra felvitt réz(II)kloridot használtunk, körülbelül 4 súly% rézzel együtt. A katalizátor mennyisége átlagosan 48 700 kg volt. 1. példa Etilén, sósav és oxigén (ez utóbbit levegő alakjában alkalmazzuk) 1,04:2,00:0,55 mólarányú elegyét vezetjük be, 145—150 C°-ra történő előmelegítés után a reaktor elosztóval ellátott aljára. A reakciókomponensek a katalizátor felületén hőfejlődés közben átalakulnak, és túlnyomórészt 1,2-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
