178723. lajstromszámú szabadalom • Eljárás etilén és klór előállítására hulladékgázokat tartalmazó anyagáramokból
7 178723 8 előnyösen mintegy 5 másodperc és mintegy 30 másodperc között változik. A 3 reaktort elhagyó folyadék klórozott szénhidrogéneket tartalmaz, amelyek általában nagyobb mértékben klórozottak, mint az 1 vezetéken át betáplált anyagáramban lévő szénhidrogének. A 3 reaktort elhagyó folyadék továbbá igen kis mennyiségekben reagálatlan etilént és klórt, a megelőző műveletből származó reagálatlan komponenseket és a teljes rendszeren át haladó közömbös gázokat tartalmaz. Ezt a folyadékot azután a 4 vezetéken át az 5 szeparáló egységbe vezetjük, ahol az etilén-dikloridot és a magasabb molekulasúlyú klórozott szénhidrogéneket elválasztjuk és tisztításra továbbítjuk a 7 vezetéken át, míg a visszamaradó részt, amely közömbös gázokból és kisebb mennyiségekben lévő sósavból áll, a 6 vezetéken át távolítjuk el. Miután a sósavat ismert módon kivontuk, a visszamaradó gáz mind etiléntartalmára, mind klórtartalmára nézve megfelelő minőségű ahhoz, hogy egyszerűen lefúvassuk a légkörbe. Az etilén koncentrációja térfogatra vonatkoztatva 50 ppm., sőt gyakran 1 ppm. alatti, míg a klór koncentrációja térfogatra vonatkoztatva 200 ppm., sőt gyakran 5 ppm. alatti, a reakcióhőmérsékletektől és tartózkodási időktől függően. A 2. ábrán a találmány szerinti eljárást úgy ábrázoljuk, mint etiléntartalmú anyagáramból etilén eltávolítására szolgáló eljárás egy javított változatát. A 8 vezetéken olyan anyagot vezetünk a 10 reaktorba, amely etilént és más komponenseket tartalmaz, és ezek közül az etilént akarjuk elkülöníteni úgy, hogy elemi klórral reagáltatva EDC-vé alakítjuk. A 8 vezetéken át vezethetünk etilén oxiklórozásánál vagy klórozásánál kapott anyagáramot, amely esetben az etilénen kívül az anyagáram tartalmazni fog még telített és telítetlen klórozott szénhidrogéneket és a legtöbb esetben olyan közömbös gázokat, például nitrogéngázt, amelyek az oxiklórozási vagy klórozási reakciórendszeren reagálatlanul haladtak át. A 9 vezetéken át klórt táplálunk a 10 reaktorba, éspedig a 8 vezetéken át haladó etilén mennyiségéhez képest mintegy 0,3—10%-nyi feleslegben (a mólnyi mennyiségekhez képest). A 10 reaktorban - amely vagy csőreaktor — a klór és az etiléntartalmú elegy exoterm reakcióban vesz részt aktivált alumínium-oxid részecskékből álló katalizátor fölött, ahol a katalizátor szemcséinek fajlagos felülete vagy egységes vagy pedig eltérő, és az utóbbi esetben közel azonos fajlagos felületű részecskék keveréke vagy rétegei alkotják a katalizátorágyat. Előnyösnek találtuk, ha a fajlagos felület a reaktor belépési végétől a reaktor kilépési vége felé növekszik. A 10 reaktor úgy van kialakítva, hogy a reagálandó gázok vagy lefelé vagy fölfelé haladnak át rajta. A gázok belépési hőmérséklete mintegy 50 *C és mintegy 200 °C, a maximális reaktorhőmérséklet pedig mintegy 100 °C, és mintegy 300 °C közötti. A nyomás a reaktorban mintegy 2 kgjcm2 és 6 kg/cm2 között, a térsebesség mintegy 500 óra'1 és mintegy 5000 óra 1 között, a tartózkodási idő mintegy 0,7 másodperc és mintegy 32 másodperc között változhat. A 10 reaktort elhagyó anyagáram EDC-t, kis menynyiségű reagálatlan etilént, reagálatlan klórt és más szennyeződéseket, közömbös gázokat és olyan reagálatlan komponenseket tartalmaz, amelyek a betáplált anyagok valamelyikében voltak, továbbá a 10 reaktorban végbemenő mellékreakciók, például oxidáció vagy a klórnak etiléntől eltérő vegyületekkel való reagálása útján képződő termékeket. A 2. ábrán a 10 reaktort követő rész tökéletesen megegyezik az 1. ábrán ábrázolt rendszerrel, amelynek működését a korábbiakban már részletesen ismertettük. A 2. ábrán bemutatott rendszer egy további variációja abban áll, hogy a 3 reaktor beépíthető a 10 reaktorba, amikor is a 3 reaktor katalizátorágya válik a 10 reaktor utolsó kalatizátorzónájává a 10 reaktor azon végén, ahol az anyagáram a reaktort elhagyja, éspedig ez utolsó zóna ugyanazon csövekben van elhelyezve, mint amelyekben a 10 reaktor csupán csak aktivált alumínium-oxidból álló katalizátora. Tekintettel arra, hogy ennek a többzónás reaktornak a belépés felőli részében az etilén és a klór között végbemenő reakció exoterm, a reaktort olyan hőmérsékletre kell hűteni, amely alatta van a 3 reaktorra korábban megadott üzemeltetési hőmérséklet felső határának. A többzónás reaktor vas (LU)-kloridot is tartalmazó részében végbemenő reakció jóval kevésbé exoterm. Következésképpen, a vas(III)-kloridot tartalmazó zónában a reakcióhőmérséklet közel marad a hűtéssel beállított hőmérséklethez. így azonos mértékű reakció elérése céljából a vas(III)-kloridot tartalmazó zónát hoszszabbra szükséges kialakítani, ha egy többzónás csőreaktor kilépési részén helyezkedik el, mint ha egy hőcserélőt követő, önálló reaktor lenne (mint a 2. ábrán). A vas(UI)-klorid-tartalmú katalizátort hagyományos impregnálásos módszerrel készítjük vas(III)-klorid vizes oldatát és aktivált alumínium-oxid hordozót hasznosítva. Az „aktíváit alumínium-oxid” kifejezés alatt alumínium-oxid bármely olyan pórusos, abszorpcióra képes formáját értjük, amely a Bayer-eljárással vagy ennek valamelyik ekvivalensével állítható elő nyers formából, például bauxitból, és amely hevítve volt elegendően magas és szabályozott hőmérsékleten ahhoz, hogy társult víztartalmának legnagyobb részét elveszítse, de elég alacsony ez a hevítési hőmérséklet ahhoz, hogy a kívánt fajlagos felület megmaradjon. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja értelmében az aktíváit alumínium-oxid gömbszerű szemcsékből álló alumínium-oxid, amelynek fajlagos felülete legalább 1 000 000 cm2 lg, előnyösen mintegy 2 250 000 cm2/g és 2 750 000 cm2/g közötti, koptatási szilárdsága legalább. 90%, összpórustérfogata mintegy 0,3 cm3/g és mintegy 0,8 cm3/g közötti, átlagos pórusátmérője mintegy 70 Â és mintegy 120 Â közötti, ahol a pórustérfogat mintegy 35% és mintegy 70% közötti részét olyan pórusok adják, amelyek átmérője mintegy 80 A és mintegy 600 Â közötti. Ilyen típusú hordozókra jellegzetes példaként említhetjük a Houdry Process and Chemical Company cég által HSC—114 jelzéssel és a francia Rhone-Progil cég által SCM—250 jelzéssel forgalomba hozott alumínium-oxidot. Használhatók azonban más típusú aktivált alumínium-oxid hordozók, például különböző méretű, fajlagos felületű, póruskarakterisztikájú és struktúrális felépítésű henger alakú pelletek vagy extrudátumok. Ezek a variációk a rend-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
