191189. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2-diklór-etán előállítására
t 191 189 2 A találmány tárgya eljárás 1,2-diklór-ctán előállítására cs tisztítására etilen cs klór folyékony 1,2-diklóretánná történő átalakításával a szokásos katalizátorok jelenlétében, ahol a reakció közben keletkező reakcióhőt hasznosan felhasználjuk és a nem kívánatos magasabb klórszámú, így tri-, tetra- és pentaklóretán képződését a reaktorban messzemenően megakadályozzuk, valamint ilyen termékek kumulálódását a reakciózónában meggátoljuk. Olefinek klórral történő klórozása mint ismeretes exoterm reakció. Etilén klórral történő klórozása esetén a reakcióhő 2 200 kJ/kg 1,2-diklór-etán. Egy tonna 1,2-diklór-etán előállításakor tehát olyan mennyiségű hő keletkezik, amely elegendő mintegy egy tonna gőz előállításához. A diklór-ctán előállítására szolgáló ismert eljárásoknál a reakcióhőt vagy a reaktor hűtésével elvezetik vagy részben a reakció közben keletkező diklór-etán közvetlen el párologtatására és a reakcióelegyből, illetve a reaktorból történő kiűzésére vagy egyes esetekben csupán a más eljárással előállított 1,2-diklór-etán rektifikálására hasznosítják többé vagy kevésbé. Az. etilén klórral történő klórozásakor keletkező reakcióhő kombinált elvezetését ismerteti a 15 43 108 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás. Itt a reakció foganatosításához használt vasreaktort hütőzónával látták el a reakció közben keletkező hő elvezetésére és az átalakításhoz előre meghatározott 50 — 70 °C közötti hőmérséklet beállításához. Az 1,2-diklór-etán forráspontja alatt levő reakcióhőmérséklet beállítását úgy szabályozzák, hogy a képződő 1,2-diklór-etánt gőz formájában folyamatosan eltávolítják a reakciótérből. Bár ennél a munkamódszernél magasabb klórszámú termékek nem kumulálódnak a reaktorban, mégis képződik 3,3 % triklór-etán és a reakcióhő nincs hasznosítva, mert a kondenzált 1,2-diklór-etánt még meg kell szabadítani az említett mellékterméktől. A 15 43 108 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás szerinti eljárással lényegében azonos eljárást ismertet a 29 35 884 számú német szövetségi köztársaságbcli közrcbocsátási irat, mely eljárás jellemzője, hogy a reaktortöltetet a reakció alatt a reaktorhoz csatlakozó körvezetéken keringtetik és a reaktor tetején gőz halmazállapotban távozó termékből egy rektifikálókolonnában az 1,2-diklór-etánt elválasztják. Az eljárás hátránya, hogy a magasabb forráspontú melléktermékeket a rcktifikálókolonna aljáról a reaktorba visszavezetik, és így a szakaszosan elvett fenékterméket külön fel kell dolgozni és a reakcióhő csak részben hasznosítható. További eljárást ismertet etilén-klorid előállítására a 24 27 045 számú német szövetségi köztársaságbeli közrebocsátási irat, amely szerint a) etilént és klórt vezetnek be egy nyomás alatt levő reakciózónába, amely kél szénatomos klórozott szénhidrogént vagy ilyen szénhidrogének elegyét tartalmazó átfolyó folyékony közeget tartalmaz, mely közeg hőmérsékletét a reaktorban uralkodó nyomáshoz tartozó forráspont alatt tartják és ily módon nyers folyékony clilén-kloridot kapnak; b) a nyers folyékony clilén-kloridot az átfolyó közeggel együtt egy alacsonyabb nyomású zónába vezetik, ahol a nyomást és a hőmérsékletet olyan értéken tartják, ahol a szennyezett etilén-klorid a klór és etilén reakciója közben keletkezett reakcióhő által elpárolog és c) a gőz. halmazállapotú szennyezett etilén-kloridot egy reklifikálózónába vezetik és a klór és etilén reakciója közben keletkezett reakcióhő segítségével rektifikálják, ahol a tisztított etiléndiklorid a rektifikálózónából eltávozik, míg a rektifikálózóna fenéktermékét az alacsonyabb nyomású zónába visszavezetik és az átfolyó közeggel tisztítják. A fenéktermék visszavezetése a reaktorba azért hátrányos, mert az átfolyó közeget magasabb forráspontú klórozott termékekkel szennyezi, melyet abból el kell távolítani. A 24 27 045 számú német szövetségi köztársaságbeii közrebocsátási irat 4. példája szerint az 1, 1,2-triklór-ctán mennyisége az átfolyó közegben mintegy út) %. Ez. azt jelenti, hogy az ismert klórozási reakció jelentős mennyiségű nem kívánatos melléktermék képződése mellett játszódik le. A feladat tehát az ismert eljárások javítása volt, oly módon, hogy a melléktermékek képződését messzemenően elkerüljük és a reakció közben keletkező rcakeióhőt optimális mértékben kihasználjuk. Ezt a feladatot első megközelítésben úgy oldottuk meg, hogy a reakcióelegyből a reakciókomponensek előre megadott tartózkodási ideje után a termelt nyers diklóretánt gőz formájában folyamatosan eltávolítjuk és egy külön rektifikálókolonnában tisztítjuk. A fenéktermékként esetleg keletkező magasabb klórszámú melléktermékeket a rcktiíik ílókolonnából a reakciózónába történő visszavezetés nélkül eltávolítjuk és más célokra felhasználjuk. A nyers diklór-etán rektifikálását végezhetjük az etilén és klór reakciója közben keletkező reakcióhő segítségével, melynek során azt csak részben használjuk fel és a maradék hőt a szóban forgó eljárástól független célokra, így például gőztermelésre felhasználjuk. A találmány tárgya tehát eljárás 1,2-diklór-etán előállítására etilén és klór reakciójával egy reakciózónában, amely két szénatomos klórozott szénhidrogént tartalmazó keringtetett folyékony közeget tartalmaz, a folyékony közegnek a reakciózónában uralkodó nyomáshoz tartozó forráspontjánál alacsonyabb hőmérsékleten a klórátvitclhcz szokásos katalizátor jelenlétében és adott esetben a melléktermékek képződését meggátló inhibitor jelenlétében nyers 1,2-diklóretán képződése közben, melyet a reakciózónából eltávolítunk és egy külön frakcionálókolonnában tisztítunk. Az eljárás jellemző vonása, hogy a) ekvimoláris mennyiségű etilént és klórt vezetünk a keringtetett folyékony közegbe és egy keverőzónában végzett intenzív keverés után a reakcióelegyet a mintegy 75-200°C hőmérsékletű és mintegy 1-15 bar nyomású reakciózónában reagáltatjuk, ahol a reakcióelegy közepes tartózkodási ideje a keverő- és rcakciózónában mintegy 1 — 15 óra; b) a reakciózónából a folyékony közeg egy részét elvezetjük és két rész áramra osztjuk, ahol az egyik részáramot hőenergiája leadása céljából egy hőcserélőbe vezetjük, majd csökkentett hőmérsékleten a keverő- és rcakciózónába visszavezetjük, míg a másik részáramot egy nyomásmcnlesílőbe vezetjük, ahol a reakciózónában képződött reakciótermék, valamint adott esetben a reakciózónába vezetett és más eljárással előállított 1,2-diklór-etán megfelelő része a máso-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
