164904. lajstromszámú szabadalom • Eljárás széntetraklorid és foszfén előállítására

5 164904 6 A reaktorból távozó gázok, vagyis a klór fölöslege, sósav, széntetraklorid és foszgén a szokásos módon pl. desztillációs utón elválasztható és tisztitható. A klórfölösleget előnyösen körfolyamatban vezetjük. A legtöbb esetben köztitermékként képződő hexaklórbenzolt és/vagy hexaklóretánt szintén körfolyamatban vezethetjük,amikorszéntetrakloriddá való teljes átalakulása végbemegy. Folyamatos körfolyamatban-tartás esetén a hexaklóretánt csak közbenső termékeknek tekintjük, amelyeknek menynyisége az anyagmérlegnél nem jön számitásba. A fent elmondottakból nyilvánvaló, hogy a képződött foszgén mennyisége a bevitt oxigéntartalmú szénből- és hidrogénből álló vegyület mennyiségétől közvetlenül függ. A foszgén mennyisége oxigéntartalmú vegyületek pótlólagos beszivattyuzásával szabályozható. Ha a foszgén-hozamot növelni kivánjuk, akkor egy maradék termék felhasználása esetén pl. még alkoholokat, ketonokat, aldehideket, étereket, karbonsavakat vagy észtereket is adagolunk. A szénmonoxid és/vagy széndioxid és/vagy viz beadagolása a reaktorba történhet a szénhidrogénekkel vagy a klórral elkeverve. Ha az oxigéntartalmú komponenseknek a reaktorba való elkülönített adagolását választjuk, akkor ezek folyékony halmazállapotban való beszivattyuzása a másik komponens beszivattyuzási helyéhez térben közelfekvő legyen. A komponensek keverési aránya tetszőleges lehet. A korrózió elkerülése céljából ajánlatos a vizet, miután ezt folyékony formában beszivattyuzással a reaktor nyomására komprimáltuk, egy előmelegitőn felmelegíteni. Ilyenkor a viz nagynyomású gőz alakjában lép be a reaktorba. 1. példa A reakcióhoz függőlegesen elhelyezett 1600 att névleges nyomást álló nemesacél szerkezeti anyagból készült csőreaktort használunk, amely nikkelbélést tartalmaz. A reaktor hossza 3300 mm, külső átmérője 89 mm,belső átmérője 40 mm. Különböző fűtés segítségével a csőreaktort előreakciós és főreakciós szakaszra osztjuk fel. A csőreaktor alsó elektromos köpenyfütését, amely a csőreaktort 1100 mm hosszúságban veszi körül, legfeljebb 250 C°-ra hűtjük fel. A hőmérsékletet egy belső termoelemmel mérjük. Ez az 1,4 liter térfogatú reaktorszakasz képezi az előreakciós szakaszt. A felső elektromos köpenyfütést ugy állitjuk be, hogy a reaktor belső hőmérséklete eltolható termoelemmel mérve 400 és 800 C° között legyen. Ez a 2,7 liter térfogatú reaktorszakasz képezi a főreakciós szakaszt. A főreakciós szakasz térfogatára számitjuk a reaktor fajlagos teljesítményét (reakciótér - reakcióidő - kihozatal). A reakciókomponenseket vagyis a klórt és a szerves vegyületeket szobahőmérsékleten a reaktor alsó végén folyékony állapotban dugattyús szivattyúval adagoljuk. A reakciókeveréket a reaktor fejrészén elvezetjük és egy nikkel bélésű hűtőben kb. 250 C°-ra lehűtjük. A hűtő alján van elhelyezve a lefúvató szelep, amelynek segitségével a reaktorban a kivánt nyomás beállítható. A nyomás mente sitett gázokat először egy nyomásmentes előleválasztóban lehűtjük. Ez az előleválasztó kb. 10 liter űrtartalmú külső hűtés nélküli üres tartály. Ebben a tartályban gyakorlati szempontból a teljes hexaklőrbenzol és/vagy hexaklóretán leválik. A reakciógázt ezután hütőkigyőban kb. -75 C°-ra lehűtjük, ahol a széntetraklorid és a klór kondenzálódik. A nem kondenzálódott sósavat gázórával mérjük és a sósavval magával ragadott klórt elemezzük. A fenti berendezésbe 100 C° előreaktor hőmérséklet és 560 C° főreaktor hőmérséklet továbbá 180 att nyomás alatt óránként 138 g etanolt és 2,3 kg klórt (= 80% fölösleg) szivattyúzunk be. Az óránként kapott reakciótermékek a következők: 443 g széntetraklorid (= 96% elméleti) 290 g foszgén (= 98% elméleti) 25 g hexaklóretán (= 3,5% elméleti) és 655 g sósav (= 100% elméleti). A hozamadatok az 1. példában és a következő példákban is mindenkor a kiindulási anyagra számitott, elméletileg elérhető termékmennyiségre vonatkoznak. 2. példa Az 1. példa szerinti berendezésbe 100 C° -előreaktor-hőmérséklet és 500 C° főreaktor-hőmérséklet és 240 att nyomás alatt óránként a következő reakciókomponenseket szivattyúzzuk be: 176 g acetaldehid (vagy acetaldehid-desztillációs maradék) és 3 kg klór (= 110% fölösleg). Az óránként előállított reakciótermékek a következők: 597 g széntetraklorid (= 97% elméleti) 390 g foszgén (= 98,5% elméleti) 21 g hexaklóretán (= 2,2% elméleti) 580 g sósav. A hexaklóretánt a többi reakciótermék ledesztillálása után kb. 50%-os széntetrakloridos oldat alakjában ismét a reaktorba visszaszivattyuzzuk. A fölösleges klórt, amelyet kb. 1,6 kg/óra menynyiségben a többi reakciókomponenstől elválasztunk, szintén a reaktorba beszivattyuzzuk. 3. példa Az 1. példa szerinti berendezésbe 150 C° előreaktor-hőmérséklet és 660 C° főreaktor-hőmérséklet és 80 att nyomás alatt óránként a következő komponenseket szivattyúzzuk be: 203 g aceton és 3,2 kg klór (= 70% fölösleg). Az óránként előállitott reakciótermékek összetétele a következő: 994 g széntetraklorid (= 92% elméleti) 335 g foszgén (= 90,5% elméleti) 51 g hexaklóretán (= 6,1% elméleti) 760 g sósav. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3