154312. lajstromszámú szabadalom • Eljárás vinilklorid előállítására hidrogénkloridból és acetilénből
3 Egy további, az alkalmazott eljárás gazdaságosságát erősen befolyásoló problémát képez a reakciótermék feldolgozása. Jó átalakulási hányad elérése érdekében rendszerint 5—15%-os hidrogénklorid-felesleggel szoktak dolgozni és ezt a felesleget azután vízzel vagy lúggal kell a reakcióelegyből eltávolítani. Ennek során a hidrogénklorid-felesleg kárbavész, ami nemcsak anyagveszteséggel jár, hanem szennyvíz-problémákat is okoz. Emellett a vizes mosás következtében a vinilklorid számottevő mennyiségei is veszendőbe mennek és a szintézisből száraz állapotban kilépő gázok vízzel telítődnek. E gázokat azután a mélyhűtés, ill. a komprimálás előtt szárítószerek és terjedelmes berendezés segítségével kell megszárítani. Más eljárások esetében nagyfokú (—30, sőt —60 C°-ig menő) hőmérsékletcsökkentéssel különítik el az inert kísérőanyagokat a vinilkloridtól, a bennük oldódó hidrogénkloridot és acetilént azután elpárologtatják belőlük és visszavezetik az eljárásba. Ilyen eljárásmód esetén rendszerint számottevő mértékű anyagveszteség következik be, amely gyakorlatilag mindegyik ismert ilyen eljárás hátrányát képezi. A jelen találmány tárgyát oly eljárás képezi a vinilklorid hidrogénkloridból és acetilénből közönséges nyomáson, szilárd hordozóanyagra felvitt higanyklorid-katalizátor alkalmazásával történő előállítására, amelyet az jellemez, hogy a gáz alakú reakciótermék egy részét visszakeringtetjük az ekvimolekuláris kiindulóelegy hígítása céljából, miközben a friss gáz és a körfolyamatban tartott gáz mennyiségi arányát kb. 1 : 1 és kb. 1 : 3 között tartjuk, a gázsebességet és a reaktor-tartány hűtését pedig úgy állítjuk be, hogy a szintézis a reakciótér egész hosszában kb. 110 C° és kb. 170 C° közötti hőmérsékleten menjen végbe. Ennek a katalizátor-massza 1 m3 -jére számítva óránként kb. 150—180 kg vinilkloridnak megfelelő katalizátor-teljesítmény felel meg. A reaktorból való kilépés és a körfolyamatban tartott gáz elkülönítése után a reakciótermék megmaradó részét kb. 6—8 atm. nyomásra komprimáljuk, majd kb. 30 C° és 35 C° közötti, előnyösen 35 C° hőmérsékleten gázfázisra és folyadékfázisra bontjuk szét. A folyadékfázist azután tovább hűtjük —25 C°-ig és mosófolyadékként használjuk fel a célszerűen ugyancsak mélyhűtött gázfázisban jelenlevő hidrogénklorid-felesleg és visszamaradt acetilén abszorbeáltatására, amikoris az így oldódott kiindulóanyagokat deszorbeáltatás után ismét visszavezetjük a reaktorba. Szükség esetén oly módon is dolgozhatunk, hogy az említett körülmények között cseppfolyósodott reakcióterméken kívül még gáztalanított, lehűtött terméket vezetünk a deszorberből a hidrogénklorid és az acetilén körfolyamatban történő kimosására. A találmány szerinti eljárás műszaki előnye elsősorban abban van, hogy a vinilklorid ipari előállítását a találmány szerinti eljárással oly módon lehet lefolytatni, hogy a szintézis a rea-4 gáltatott anyagmennyiségektől függetlenül szabályozható hőmérséklet-szinten és messzemenően izoterm hőmérsékleti viszonyok között folytat- ható le a katalizátorcső teljes hosszában, ami lehetővé teszi a vinilkloriddá való átalakulás hányadának messzemenő emelését csekély katalizátor-szublimáció mellett, nagy reaktorteljesítmény egyidejű elérésével, mégpedig oly módon, hogy a kiindulóanyagok gyakorlatilag teljesen felhasználásra kerüljenek a vinilklorid szintézisére és a vinilklorid-veszteségek minimálisra csökkenjenek. Ez a találmány értelmében azáltal érhető el, hogy a reaktorban fennálló hőmérséklet-szintet és az ekvimolekuláris kiindulóelegy koncentrációját a reaktoron keresztül körfolyamatban keringtetett vinilklorid segítségével úgy állítjuk be, hogy a katalizátorcső teljes hosszában meszszemenően egyenletes hőmérséklet álljon fenn, tehát a reakció-zóna a katalizátorcső egész hoszszára szét legyen húzva. A gázáram sebességének megnövelése folytán ez azzal a következménnyel jár, hogy nagyobb hőmennyiségek vezethetők el még abban az esetben is, ha a kata-25 lizátortér és a hűtőközeg közötti hőmérsékletkülönbség kisebb. Miután a lehűtött reakcióterméket kb. 7 atmig menő nyomásnövelésnek vetettük alá, a maradékgázt a gázfázisból kb. 35—40 C° hőmér-30 sékleten cseppfolyós alakban elválasztott és tovább hűtött szénhidrogénekkel kezeljük. Kitűnt ugyanis, hogy a hidrogénkloridnak és acetilénnek csupán csekély mennyiségei maradnak a folyékony fázisban, ha ezeket az anyagokat s5 eléggé magas hőmérsékleten választjuk el a gáz-, ill. gőzfázistól. Ha az így elválasztott fázisokat —20 C° és —25 C° közötti hőmérsékletre való lehűtés után egy oszlopban egymással ellenáramban vezetjük, akkor a vinilklorid mesz-40 szemenően elnyeli az inert gázáramból a hidrogénkloridot és az acetilént. Az így oldódott anyagokat azután gyakorlatilag teljes mértékben ismét kihajtjuk a klórszénhidrogénekből és visszavezetjük őket a reaktorba; az anyagvesz-45 teségek a találmány szerinti eljárásban tehá': minimálisra csökkenthetők. Nagyobb abszorpciós hatásfok elérése érdekében az említett mosófolyadékot a mosóoszlopban körfolyamatban vezetett gáztalanított, lehűtött vinilklorid-50 dal (amelyet a deszorberből nyerünk) egészíthetjük ki vagy ezt a deszorberből származó vinilkloridot egymagában is használhatjuk mosófolyadékként. Minthogy a reakcióelegyet sem vízzel, sem lúggal nem kezeljük, a vinilklorid-55 -veszteségek a találmány szerinti eljárás esetében minimálisra csökkennek. A hidrogénklorid-feleslegnek és az acetilén maradékának a visszanyerése és a folyamatba való visszavitele lehetővé teszi, hogy a reakto-60 í*on keresztül keringtetett vinilklorid mennyiségi arányát és ezzel a reakcióhőmérsékletet oly módon állítsuk be, hogy a szintézis a katalizátor élettartama, az átalakulási hányad és a reaktorteljesítmény szempontjából optimális fele5 tételek mellett kerüljön lefolytatásra. 2
