159294. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széntetraklorid előállítására
5 rekkel oly gyorsan el kell vezetni, hogy a reagáló anyagok és a reakciótermékek túlhevüléset valamint a reaktor szerkezeti anyagának károsodását elkerüljük. Különösen előnyösnek bizonyult nagy hőszilárdságú acélból álló, korrózióálló anyaggal bélelt, hosszú nyújtott formájú reaktor alkalmazása, amely egyetlen áramlási-csőből állhat. Az előreakciós zóna hőmérséklete 6—250 C°, előnyösen 250 C°. Az alsó hőmérséklethatárt a benzol, ill. a klórozott aromás vegyületek, ill. a benzolból és a kiindulási termékekből álló keverékek olvadáspontja határozza meg. Például hexaklórbenzol felhasználásakor az előreakciós zóna hőmérséklete legalább 22'8 C° keil legyen. A kb. 250 C°-os felső hőmérséklethatárt a klórral egyidejűleg betáplált benzol és vagy kiindulási termékek krakkalódásának beindulása határozza meg. A klórból és benzolból éj, vagy kiindulási termékekből álló reagáló anyagokat az előrsaktörba előnyösen folyékony formában szivattyúzzuk be. A reagáló anyagok összekeverését vagy hideg állapotban, kb. szobahőmérsékleten, az . előreaktor előtt vagy csak az előreaktorban hajtjuk végre. Az alsó hőmérséklethatár megállapításánál nyomatékosan fel kell hívni a figyelmet arra, hogy a két reakciós partnernek, a benzolnak és klórnak, a reaktorba külön előmelegítés nélkül való bevezetésekor, azoknak természetesen pl. 6—250 C°-os felhevítő zónán kell áthaladni. Ezt a rövid felhevítő szakaszt a keverés helyétől a 225 C° eléréséig definíciószerűen az előreaktorhoz számítjuk. Az is lehetséges azonban, hogy a benzol és klór szükséges összekeveréséhez nem használunk külön beiktatott keverő szakaszt, hanem ezt az összekeverést az egyik ismert eljárási módszerrel, pl. beépített elemekkel az előreaktorban hajtjuk végre. Adott esetben azonban a komponensek külön-külön történő előmelegítése, gáz alakban való összekeverése, majd az előreaktorba történő bevezetése is lehetséges. Benzol és/vagy a kiindulási anyagok keverékeinek felhasználásakor kis benzoltartalomnál előnyös, ha a reagáló anyagokat az előreaktorba való ^evezetés előtt keverjük össze: Az is lehetséges, azonban, hogy az előreaktorba mindkét komponenst külön-külön vezetjük be. Nagyobb benzol tartalmú keverék esetén az utóbbi módszer az előnyösebb. Az előreakciós zóna műszaki kiviteli formája nagyon sokféle lehet. Használható például cső, ill. csőkígyó, amelyet szorosan a reaktor elé szerelünk, és amelyet a reaktoron kívül különleges fűtőberendezéssel pl. nagynyomású gőzzel, olaj-, vagy sófürdővel vagy villamos fűtéssel melegítünk a kívánt hőmérsékletre. Ezt az előreakciós zónát azonban cső, ill. csőkígyó formájában magába a reaktorba is beépíthetjük. Ez a megoldás a reakoióhő kedvező kihasználása és további szabályozási lehetőségek miatt különösen előnyös. A tulajdonképpeni reaktor valamivel hosszabbra történő építése és első ré-6 szenek — a megadott 6—400 C° közötti hőmérsékleten tartásával — előreaktorként való felhasználása, ugyancsak lehetséges. Az előreakciós zóna továbbá a reaktor kilépési olda-5 Iára áthelyezhető, ellenáramú hőcserélővel a reakciótermék lehűtihető, és ezzel egyidejűleg a klórból és benzolból, illetve benzol és/vagy kiindulási termékek keverékéből álló reagáló anyagok előmelégiítihetők. A kívánt hőmérséklet-10 tartomány biztosítása és a benzolból és/vagy kiindulási termékekből álló keverék valamint a klór átvezetése érdekében az előreakciós zóna kialakítására az előző példákon túlmenő további szerkezeti megoldások lehetségesek. is A felhasznált klór mennyiségi arányát a felhasznált benzolhoz képest, abban az esetben, ha kizárólag benzolt használunk, a következő reakcióegyenlet 20 Ce H 6 + 15C1 2 >- 6GC14 + 6HC1 határozza meg. Ebben az esetben a felhasznált anyagmennyiségek a fenti egyenlet szerinti 25 sztöohiometrikus mennyiségéknek felelnek meg, csekély, kb" 25 mól%-ig terjedő klórfelesleg azonban előnyösnek bizonyult. Az elméletileg szükséges klórmennyiségen a fenti reakcióegyenlet szerint a benzol széntetrakloriddá tör-30 ténő kvantitatív átalakításához sztöchiometrikusan szükséges mennyiséget, azaz 15 mól klórt pro mól benzol, értjük. Az eljárásnak ennél a kiviteli módjánál azonban iparilag megvalósítható munkafeltételek mellett a benzol szén-35 tetrakloridda történő átalakítása 100%-ig nem érhető el, amint az 1. és 2. példákból kitűnik, mivel minden esetben bizonyos mennyiségű melléktermék is képződik. Elsősorban a hexnklóirbenzol képződését kell megemlíteni; azon-40 ban kis mennyiségben más melléktermékek, pl. hexáklóretán, perklóretilén, és triklóretilén is keletkeznek. Az előzőekben említett melléktermékeket desztillációs elválasztás után a reaktorokba is-45 miét vissza lehet vezetni ugyan, ós széntetrakloriddá lehet átalakítani, de ez további technológiai költségéket okoz. A klórozott melléktermékek közül a hexaklórbenzol különösen zavaróan hat, mert 220 C°-os, magas olvadés-50 pontja és erős szublimációs hajlama miatt a vezetékek falára, szelepekben és manométerekben könnyen lerakódik, és ily módon kellemetlen üzemzavarokat okozhat. Ezért a melléktermékek képződésének elkerü-55 lésére, ill. csökkentésére a klórt a benzolhoz képest a széntetrakloriddá történő átalakuláshoz szükséges elméleti mennyiség 25—150%ánák, előnyösen 50—150%-ának megfelelő feleslegben alkalmazzuk. 25%-os klór feleslegen 60 18,75 mól klórt/mól benzol és 150%-os klór feleslegen 37,5 mól klórt/mól benzol értünk. A klórmennyiség feleslegének felső határát a fajlagos termelés csökkenése határozza meg, 65 mert a nem reagáló klór reaktor-térfogatot igé-3
