160519. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széntetraklorid előállítására
7 Az előreakeiós zóna hőmérsékletét valamivel a bevitt benzol és klórozott alifás vegyületek keverékeinek olvadáspontja fölé emeljük. A főreakciós zóna hőmérséklete többnyire valamivel alacsonyabb, pl. 50 °C-kal lehet alacso- 5 nyabb, mint tiszta benzol felhasználása esetén. Egyéb reakciókörülményeket tekintve benzol és klórozott alifás vegyületek keverékeinek reagáltatása a fentiekben mér megadott reakciókörülmények mellett történhet. A találmány sze- JQ rinti eljárásnál tetszés szerinti klórozott alifás vagy aramás vegyületek keverékei felhasználhatók. Különleges tisztasági követelmény nincs azonkívül, hogy a kéntartalomnak 200 mg/kg alatt kell lenni. Benzol és klórozott alifás ve- 15 gyületak keverékeinek felhasználása esetén kisebb mennyiségben jelenlevő szennyezések, mint pl. éter, aldehidek, alkoholok, karbonsavak, acetátok a reakció lefolyását nem zavarják. 20 A reaktor (2. reakciószakasz) hőmérsékletét 400 °C ós 800 ^C között állítjuk be, emellett ' az 560—620 °C közötti hőmérséklettartomány előnyös. A reaktor fűtését a szokásos módon 25 előnyösen elektromos úton vagy forró égésgázok segítségével oldjuk meg. Megfelelő nagyságú elő-, illetve reaktoregységek felhasználása esetén várható az, hogy az exoterm hőképződós a rea'keióhőmérséklet fenn- „Q tartásához elegendő. Adott, esetben azonban a kívánt reakaióhőmiérBékletet hűtés beiktatásával kell fenntartani. Jóllehet mindkét reakciákomponenst, vagyis „g a benzolt és/vagy más kiindulóanyagokat, továbbá a klórt folyékony állapotban szivattyúzzuk a reaktorba, a tényleges reakció ennek ellenére gázfázisban megy végbe. A megadott reakcióhőmérsékleten, tehát 400 és 800 C| C kö- . Q zött az összes kiiinduláanyag, valamint a végterméknek számító széntetralklorid a kritikus feletti, vagyis gázállapotban van jelen. Az esetleg melléktermékként képződő hexaklórbenzol is parciális nyomásának megfelelően gőzállapotban van jelen. A reaktor és az előreaktor szerkezeti anyagként a klór és sósav miatt fennálló erős korróziós igénybevétel miatt a kb. 600 °C hőmérsékleten nikkel bizonyult alkalmaznák. Szerkezeti anyagként a tiszta nikkel előnyös, amellett azonban a nagy nikkeltartalmú acélok és speciális ötvözetek is felhasználhatok. A magas hőmérsékleten fellépő nyomás igénybevételt a reaktornál magas hőállóságú acélköpeny fogja fel. ^' 55 A benzol és/vagy más kiindulóanyagokniak klórral történő reakcióját a találmány szerint folyamatosan végezzük. A fel nem. használódott klórt a széntetraklorid leválasztása után és az esetlegesen jelenlevő hexaklarbenzol, továbbá egyéb képződött melléktermékek teljes vagy részleges eltávolítása után körfolyamatban vezetjük és ismét felhasználjuk a szintézisfolya- 65 8 matban. Az esetleges kisebb mennyiségben jelenlevő hexaklórbenzolt szintén újra felhasználjuk és a megadott nyomás és hőmérsékleti viszonyok mellett kvantitatív mértékben széntetrakloriddá átalakítjuk. Összehasonlító példa: Függőleges elhelyezésű nemesacélból készített, 1600 att névleges nyomásnak ellenálló és nikkel béléssel ellátott csövet használunk reaktorként. A csőreaktor hossza 3300 mm, külső átmérője 89 mm, belső átmérője 40 mm. Különböző fűtési intenzitás alkalmazásával a csőreaktort elő- és főreakciós zónára osztjuk fel. Az alsó elektromos köpenyfűtés a csőreaktor alsó 1100 mm hosszúságát veszi körül, ezt a részt legfeljebb 250 °C-ra hevítjük fel. A hőmérsékletet belső termoelemmel mérjük. Az 1,4 liter térfogatú reaktorszakasz tekinthető az élőreakciós zónának. A csőreáktor felső elektromos köpenyfűtését úgy szabályozzuk, hogy a reaktor belső hőmérséklete mozgatható termoelemmel mérve 600 °C legyen. A 2,7 liter térfogatú felső reaktorszakaszt tekintjük a főreakciós zónának és erre a térfogatra számítjuk a reaktor teljesítményét is. A reaikciókomponenseket, vagyis a klórt és a szerves vegyületeket szobahőmérsékleten folyékony alakban dugattyús szivattyú segítségével a reaktor alsó végén bevezetjük. A reakciókeveréket a reaktor fejrészén elvezetjük és nikkel bélésű hűtőben kb. 250 °C-ra lehűtjük. A hűtő végén helyezzük el a lefúvató, nyomasmentesito szelepet, amelynek segítségével a reaktorban a kívánt nyomást tartjuk fenn. A nyomástalanított gázokalt először egy túlnyomás nélküli előleválasztó edényben — amely kb. 10 literes külön hűtés nélküli üres edénynek felel meg — lehűtjük. Ebben az edényben gyakorlatilag a teljes mennyiségű hexaklórbenzol kiválik. Ezt követően a gáz alakú reakciótermékeket hűtőkígyoban kb. —75 qC-ra lehűtjük, amikor a széntetraklorid és a klór kondenzálódik. A nem kondenzálódott sósavat gázórával mérjük és az esetlegesen a sósavval magával ragadott klórmennyisóget elemezzük. A fentiekben leírt berendezésbe 220 °C előreaktor és 600 °C főreaktor hőmérsékleten és 60 att nyomás alatt óránként 279 g benzol (=3,59 mól) 5,8 kg klór (= 53%-os felesleg) keverékét beszivattyúzzük. A fenti reaikeiökoimponensből tóránként az alábbi reakcióterméket kapjuk: 1985 g széntetraklorid és 404 g hexaklórbenzol. Ez a bevitt benzolra számítva 60,2% szénteitraklorid és 39,6% hexaklórbenzol konverziónak felel meg. A reaktor teljesítménye 736 g/l/h. 4
