202470. lajstromszámú szabadalom • Eljárás diklór-acetil-klorid előállítására triklór-etilén katalitikus fotooxidációjával
3 HU 202470 B 4 vitható a fényenergia hasznosulása. Ilyen szenzibilizátor lehet a metilénkék, illetve a kongóvörös. Ezek színes, festékszerű anyagok, amelyek alkalmazása a hasznosítható spektrumtartományt a láthatóba terjesztik ki. 5 Ezek az anyagok hatásukat valószínűleg energiaátadási folyamatokban fejtik ki. Halogéntartalmú iniciátorok mellett azonban nem alkalmazhatók, mert azokkal reakcióba lépnek és elroncsolódnak. 10 A találmány szerinti eljárás során a triklór-etilén oxidációját biner vagy terner katalizátor elegy alkalmazásával, 50-110 “C, előnyösen 85-90 °C hőmérsékleten, atmoszferikus nyomáson végezzük. Az alkalmazott katalizátor elegyek azo-{bisz)-izobutiro-nitrilt és valamilyen gyökképző anyago(ka)t - előnyösen halogéngázt, di-benzoil-peroxidot, tercier-butil-hipokloritot - vagy fotoszenzibilizáló anyago(ka)t - előnyösen metilénkéket, kongóvörőset - tartalmaznak és mennyiségük az oxigénre vonatkoztatva 0,001-10 térfogatX, vagy a triklór-etilénre vonatkoztatva 0,0001- -3,0 tőmeg% az alábbiak szerint: a katalizátor megnevezése: mennyisége klór- vagy brómgáz azo-( bisz)-izobutiro-nitril di-benzoil-peroxid terc.butil-hipoklorit metilénkék kongóvörős 0,1 - 10 térfogatX 0,03 - 1,0 tómegX 0,001 - 1,0 tömegX 0,03 - 3,0 tőmegX 0,0005 - 0,002 tömegX 0,0005 - 0,04 tömegX (az oxigénre von.) (a triklór-etilénre von.) (a triklór-etilénre von.) (a triklór-etilénre von.) (a triklór-etilénre von.) (a triklór-etilénre von.) A klórmolekula fényelnyelése a 280- 25 -420 nm hullámhossz-tartományba esik, maximuma kb. 340 nm-nél van. Az iniciálási lépés a klórraolekula disszociációja klóratomokra. A brómmolekula elnyelése kb. a 300 nm—tői az 510 nm-ig terjedő tartományba esik, 30 igy lehetőség van arra, hogy a fotokémiai reakcióban a hosszabb hullámhosszúságú fénysugarak is hasznosuljanak. Az azo-(bisz)-izobutiro-nitril az iparban gyakran használt termikus iniciátor, amely 35 kísérleti eredményeink szerint fotokémiai iniciátorkónt is alkalmazható. Fényelnyelése a 250-400 nm hullámhossz-tartományba esik. Bomlásakor izobutiro-nitril gyökök képződnek, melyek képesek iniciálni a triklór-etilén 40 fotooxidációját diklór-acetil-kloriddá, továbbá katalizálják a triklór-etilén-oxid diklór-acetil-kloriddá történő átalakulását is. A di-benzoil-peroxid fényelnyelése 250-300 nm hullámhossz-tartományba esik, maximuma 280 nm 45 körül van. A reakcióelegyben iniciáló hatását gyökös elbomlása útján fejti ki. A tercier-butil-hipoklorit a 250-320 nm hullámhossz-tartományba eső fényt abszorbeálja, amelynek hatására gyökökre bomlik. A 50 tercier-butilgyök, ill. a klóratom iniciálja a triklór-etilén fotooxidációját diklór-acetil-kloriddá. A metilénkék és a kongóvörös ismert kiváló fényelnyelő tulajdonságaik miatt poten- 55 ciális szenzibilizátornak tekinthetők. A laborszintű kísérleteinket egy 200 mm hosszúságú, 14 mm belBŐ átmérőjű kvarc reaktorcsőben hajtottuk végre, amelynek felső vége csiszolaton ót egy visszafolyós golyós 60 hűtőhöz csatlakozott. A gázokat egyenletes eloszlás céljából színtér üvegen keresztül vezettük be a reaktorba, amelyet egy fényvisszaverő felületű nagyméretű Dewar edényben helyeztünk el és mellé állítottunk egy 65 250 W-os nagynyomású higanygőzlámpát (közvilágításban használt, HgLI-250 W típusú lámpa). A lámpa által termelt hő elegendő volt ahhoz, hogy a reakcióelegyet forrásban tartsa. A kvarc reaktorcsőbe bemértük a triklór-etilént és a katalizátor(oka)t, elhelyeztük a Dewar edénybe, bekapcsoltuk a higanygőzlámpát, s amikor a triklór-etilén forrni kezdett, megkezdtük az oxigén, vagy levegő, illetve az oxigén-halogén gázelegy bevezetését. A gázelegy bevezetését tűszeleppel szabályoztuk és kalibrált rotaméterrel mértük. A reakciót csekély oxigén felesleggel hajtottuk végre. Az összehasonlíthatóság érdekében valamennyi reakciót 140 perc reakcióidőnél fejeztük be. A kivitelezési módból következően a reakcióhőmérséklet a forráshőmérsékletnek megfelelően kb. 90 és 110 °C között változott. A reakcióelegyek összetételét gázkromatográfiás elemzésekkel határoztuk meg. A találmány szerinti eljárás ipari méretű kivitelezését is megoldottuk. A találmány tárgyát képező eljárást a következő példákon mutatjuk be, melyek nem korlátozzák az oltalmi kört. Az 1-4. példák egy fotokatalizátort alkalmazó eljárásokat, az 5-10. példák a fotokatalizátor elegyekkel végzett vizsgálatokat, a 11-12. példák az eljárás ipari megvalósítását (szakaszos ill. folyamatos üzemmódban) ismertetik. 4
