186295. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2-diklór-etán előállítására
19 186295 20 Összehasonlító kísérlet Az 1. példában leírthoz hasonló készüléket alkalmazunk, csupán azzal az eltéréssel, hogy a készülék reaktorcső-köpenyén oldalt, kevéssel a második zsugorított üveglemez felett egy csőcsonk van, míg a köpenyen levő további 6 csőcsonk dugóval le van zárva. Ezen az egy csőcsonkon keresztül egy gázbevezetőcső lép be a készülékbe, amely a reaktorcső közepéig nyúlik be a reaktorba, ott függőlegesen lefelé hajlik és alul egy Iyuggatott gömbben végződik. A gázbevezető cső alsó végén levő Iyuggatott tömb és a második zsugorított üveglemez közötti távolság csupán a reaktorcsőben levő reakciótér teljes hosszának 4%-át teszi ki. A kísérlethez az 1. példa szerintivel azonos katalizátort alkalmazunk. A kísérlet kezdetén az alul levő első zsugorított üveglemezhez vezető gázbevezető csövön keresztül óránként 60 normálliter levegőt vezetünk a reaktorba és a reaktorban elrendezett fűtőkígyót egy fűtőfolyadékkal melegítjük úgy, hogy a reaktortérben a levegő hőmérséklete körülbelül 25 perc alatt 185 °C-ot érjen el és ez a hőmérséklet a további 5 perc folyamán is megmaradjon. Ekkor a befúvatott levegő mennyiségét óránként 90 normálliterre növeljük és egyidejűleg megkezdjük óránként 45 normálliter etilén bevezetését a második zsugorított üveglemezen keresztül. Közvetlenül ezután megkezdjük óránként 44 normállíter hidrogén-klorid-gáz és 22 normálliter klórgáz elegyének a bevezetését is a Iyuggatott gömbbel ellátott és a második zsugorított üveglemeztől viszonylag kis távolságra elrendezett gázbevezetőcsövön keresztül. Mindezeket a gázokat 60 °C-ra előmelegített állapotban vezetjük be a reaktorcsőbe. A reagáló gázok bevezetésével egyidejűleg a vízhűtőbe + 12 °C hőmérsékletű vizet, a sóléhűtőbe pedig —15 °C hőmérsékletű sóoldatot vezetünk. A hulladékgáz mosására szolgáló gázmosók vizet tartalmaznak mosófolyadékként. Rövid idő elteltével a hőmérséklet a reaktorcsőben 222 °C-ra emelkedik. A kísérlet hátralévő részében ezt a hőmérsékletet tartjuk fenn, olyan módon, hogy hűtőfolyadékot vezetünk a csőkígyóba. A sóléhűtőből távozó hulladékgáz hőmérséklete +10 °C. A kísérletet 4 órán át folytatjuk. Amikor ennek az időnek az 1/3 és 2/3 része eltelt, gázkromatográfiás úton meghatározzuk a mosott hulladékgáz összetételét. Az oxigén, széndioxid, szén-monoxid és etilén méréséhez hővezetőképességi detektort, az összes többi, a későbbiek során megadott gáz méréséhez lángionizációs detektort alkalmazunk. A két analízis átlagát a IIA táblázatban foglaljuk össze, ahol az oxigénre vonatkozó értékből már levontuk a levegővel együtt bevitt nemesgáz hányadot. A kísérlet végén leállítjuk a gázbevezetést a reaktorcsőbe, és a katalizátort levegővel lehűtjük (körülbelül szobahőmérsékletre). A vízhűtéssel és sóléhűtéssel kapott kondenzátumot egyesítjük, lemérjük, és gázkromatográfiás elemzésnek vetjük alá Iángionízáciős detektor alkalmazásával. A kapott értékeket az IA táblázatban mutatjuk be. Az összehasonlító kísérletben az alábbi értékeket kapjuk : HC1 : C2H4 : Cl2 : ö2 mólarány=2 : 2,05 :1: 0,86. Termelés: hidrogén-kloridra 79%, klórra 100%, etilénre 89%. Tér-idő hozam (3,86 liter reakciótérre vonatkoztatva) : 45,0 g nyers 1,2-diklór-etán/óra • liter. A gázok közepes tartózkodási ideje a reakciótérben: 36,6 s. IA táblázat A kondenzált nyers 1,2-diklór-etán gázkromatográfiás analízise Komponens súly% 1,2-diklór-etán 97,805 CoHi, CiFL, C?H< összesen 0,021 vinil-klorid 0,005 C2H5C1 0,088 transz-1,2-diklór-etiIén 0,012 1,1-diklór-etán 0,007 CC14 0,068 cisz-1,2-dikIór-etilén 0,076 CHCI3 0,045 1,1,2-triklór-etilén 0,005 1,1,2-triklór-etán 1,234 2-klór-etanol 0,009 1,1,2,2-tetraklór-etán 0,344 klorál 0,205 IIA táblázat A hidrogén-klorid kimosása utáni hulladékgáz gázkromatográfiás analízise Komponens súly% o2 9,4 co 0,80 co2 0,95 c2h4 5,9 vinil-klorid 1,006 C2H5C1 0,036 alacsony forráspontú frakció 0,005 1,2-diklór-etán 2.4 magas forráspontú frakció 0,001 1,1,2-triklór-etán 0,003 Cl2 a hulladékgázban nincs Cl2 a vízben nincs Cl2 a nyers 1,2-diklór-etánban nincs A fenti kísérleti eredmények világosan mutatják, hogy az etilén klórozási és oxiklórozási reakciójának az egyidejű lefolytatása esetén számottevően kisebb az 1,2- -diklór-etán hozama és nagyobb mennyiségben képződnek nem kívánatos melléktermékek, mint a találmány szerinti eljárásban. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás 1,2-diklór-etán előállítására etilénből klórt, hidrogén-kloridot és oxigént tartalmazó közömbös gázokkal 180—300 °C hőmérsékleten, 0,09—1,1 MPa nyomáson gázfázisban, rézsót vagy réz- és vassót tartalmazó szilárd katalizátor jelenlétében történő reagáltatás, a reakcióelegy lehűtése és desztillációval történő szét-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 11
