169360. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2,3-triklórpropén előállítására

169360 elegyben a 2,3-diklórpropén mennyisége egy adott értéken belül legyen. Abból a célból, hogy a folyamatos üzemelés közben állandó körülményeket biztosíthatssunk, a 2,3-diklórpropén mennyisége a reaktorból kilépő elegyben nagyobb 5 is lehet mint a.belépő elegyben, ami biztosítja a desztilláció és a recirkuláció során fellépő veszteségek kiegyenlítését. Általában 2-3% közötti mennyiségű többlet biztosítja a veszteségek pótlását. 10 A, lehetőségektől függően, gazdaságossági meggondolások szerint előnyösen úgy járunk el, hogy kiindulási vegyületként 2-klórpropént használunk. Ilyen esetben a 2-klprpropént reagáltatjuk, a keletkező 2,3-diklórpropént a nem reagált 2-klórpropén- 15 nel együtt a keverőtérbe vezetjük és a további szükséges mennyiségű 2-klórpropént hozzáadva elegyítjük a folyadékot. A folyékony halmazállapotú reakcióelegy elkészítése után gőzzé alakítjuk azt. A klórpropénekből 20 álló gőzfázisú elegyet a klórgázzal való elegyítés előtt előmelegítőbe vezetjük. Mivel a klór- és az olefinek viszonylag alacsony hőmérsékleten egymással általában gyorsan reagálnak (halogén-addíció), ennek elkerülésére a reagáló vegyületeket magas 25 hőmérsékleten elegyítjük. Nem lényeges, hogy az előmelegítés során hány C -ra melegítjük fel a reakcióelegyet, de a hőmérsékletnek elég magasnak kell lennie ahhoz, hogy a halogén-addíciós reakciók ne következzenek be. Előnyösen általában 280 C 30 és 400 C közötti hőmérsékletre melegítjük fel az elegyet. Az előmelegítés után a forró klórpropén gőzöket a reaktív elegy elkészítésére olyan mennyiségű klórral keverjük, hogy a klór súlyaránya az egyesi- 35 tett, klórpropéneket tartalmazó elegy súlyára vonatkoztatva 0,10:1 és 0,30:1, előnyösen 0,20 : 1 és 0,25 : 1 között legyen. A reakcióelegy fenti arányok szerinti összetétele lényeges, ugyanis, ha a klórgáz mennyisége kicsi, abban az esetben az 40 átalakulás mértéke lényegesen csökken, míg ha a klórgáz koncentrációja nagyobb, úgy az előállítandó termék bomlik. Miután a klórgázt összekevertük a klórpropénnel, a reakcióelegyet előnyösen a lehető legrövi- 45 débb idő alatt felmelegítjük az adott reakcióhőmérsékletre, így a melléktermékek keletkezésének lehetőségét a lehető legkisebbre csökkentjük. Ezért a rekcióelegyet azonnal egy 460 C és 500 C , előnyösen 480 C és 490 C közötti hőmérsékletű 50 reaktorba vezetjük. Ugy találtuk, hogy 460 C feletti hőmérsékleten a klór-addíciós reakció helyett lényegében csak a klór-szubsztitúciós reakciók játszódnak le. A reakcióhőmérsékletet ugyanakkor 500 C alatt tartjuk, mivel ennél magasabb hőmér- 55 sékleten a klórpropén bomlik és nagymértékben karbonizálódik. A halogén-szubsztitúciós reakció termodinamikailag exoterm, a reakció során tetemes hőmennyiség szabadul fel. Ez a hő biztosítja a reakcióelegy 60 hőmérsékletének az előmelegítés utáni értékről a megfelelő reakcióhőmérsékletre való emelkedését. A reaktortér hőmérsékletének adott értéken tartására természetesen automatikus hőmérsékletszabályozót használunk. 65 A reakcióelegy áramlási sebességét úgy állítjuk be, hogy az 0,2 és 0,4 másodperc előnyösen 0,25 és 0,35 másodperc közötti idő alatt haladjon át a reakciótéren. Ha az elegy 0,2 másodpercnél rövidebb ideig van a reakciótérben, úgy nagymértékű klóráttörés figyelhető meg, míg ha 0,4 másodpercnél hosszabb ideig tartózkodik a reaktorban, úgy nagymértékű kokszosodás, a reaktor elzáródása és/vagy lángfejlődés következik be. A reaktorból kilépő elegyet, kivéve a melléktermékként keletkezett sósavat és az esetleg jelenlevő nem reagált klórt, kényelmi okokból teljes egészében kondenzáljuk. A kondenzációt úgy végezzük, hogy az elegyet a legalacsonyabb forráspontú klórpropén forráspontjánál alacsonyabb hőmérsékletre hűtött kondenzálótérbe vezetjük. A reakció során keletkezett hidrogénkloridot és a nem reagált klórgázt átvezetve a kondenzálótéren, gázmosóban összegyűjtjük, vagy további felhasználásra tároljuk. Az utolsó munkaszakaszban a kondenzálótérből kilépő kondenzátumot az 1,2,3-triklórpropén és a nem reagált 2-klórpropén, a reakció során keletkezett 2,3-diklórpropén, továbbá a kismennyiségű melléktermékek elkülönítésére frakcionáltan desztilláljuk. A folyamat termékeként elkülönített 1,2,3-triklórpropént összegyűjtjük, a 2-klórpropént és a 2,3-diklórpropént recirkuláltatjuk. Ahogy az előzőekből kiderül, a találmány szerinti eljárás előnye, hogy a nyerstermékek egy reakcióval 1,2,3-klórpropénné alakíthatók, Ugyanakkor ez a reakció folyamatosan működő reaktorban is lejátszódik. A keletkező nem kívánatos melléktermékek mennyisége ugyanakkor a végtermék összmennyiségének kevesebb mint lD%-a. A találmány szerinti eljárást a következőkben egy példával szemléltetjük. Példa Körülbelül 82 kg (110 liter) 2-klórpropén és 192 kg (192 liter) 2,3-diklórpropén elegyítésével folyékony halmazállapotú elegyet készítünk, amelyben a 2-klórpropén és a 2,3-diklórpropén súlyaránya így 0,44 : 1. Az elegyet gőzfázisú elegyként elektromos betétekkel melegített előmelegítő kej mencén vezetjük át, ahol az körülbelül 350 C hőmérsékletre melegszik. Az előmelegítőből kikerülő forró gőzöket azonnal, körülbelül 68 kg klórral keverjük, amikor olyan reakcióképes elegyet kapunk, amelyben a klór és az egyesített klórpropének- súlyaránya 0,235 : 1. A klórtartalmú reakcióelegyet egy 480 C° hőmérsékletű szigetelt reaktorba vezetjük, mégpedig olyan sebességgel, hogy az 0,3 másodperc alatt haladjon keresztül a reaktor reakcióterén. A gömbalakú reaktor az előnyös 480 C hőmérsékletet biztosító hőmérsékletszabályozóval van felszerelve, alsó részén egy, a kondenzálótérbe vezető kimeneti nyílással és a reakciótér közepébe nyúló bemeneti nyílással rendelkezik. A reaktor kimeneti nyílásához egy hőelemet szerelünk, ezzel szabályozzuk a 350 C hőmérsékletű előmelegítő hőmérsékletét. 2