186295. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2-diklór-etán előállítására
5 186295 6 zószerként, nyilván csak telített szénhidrogének klórozására kerül alkalmazásra. Az 1,2-diklór-etán vinil-klorid gyártására való felhasználása esetén itt is külön készüléket kell az etilén közvetlen klórozására alkalmazni. A 21 06 016 sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi eljárásban 1,2-diklór-etánnak etilén oxigénnel és hidrogén-kloriddal vagy klórral vagy hidrogén-klorid és klór elegyével egy oxiklórozási katalizátor-részecskékből álló fluidizált katalizátorágyban történő előállítására, amelynek során olyan fluidizált ágysűrűséggel dolgoznak, amely a fluidizált katalizátorágy hosszirányában 11,1 °C-tól 127,8 °C-ig terjedő hőmérsékletgradienst tesz lehetővé. E leírásban nem adnak példát az etilén hidrogén-klorid és klór elegyével történő reagáltatására. Hidrogén-klorid és klór elegyének alkalmazásával azonban — amint ezt a jelen leírásban adott összehasonlító példa is szemlélteti, nem lehet olyan jó eredményeket elérni, mint a jelen találmány szerinti módon, amikor az etilén hidrogén-kloriddal és oxigénnel történő reakcióját és az etilén klórral való reagáltatását egymástól időben elkülönítetten, egymás után folytatjuk le egy közös reakciótérben. Az 1 563 882 sz. francia szabadalom szerinti eljárásban alifás szénhidrogének oxiklórozását gázfázisban, adott esetben inertgázzal hígított oxigén, továbbá klór és/vagy hidrogén-klorid elegyével, Deacon-katalizátor jelenlétében, olyan rögzített katalizátor-ágyon végzik, amely különböző katalizátor-aktivitású zónákat tartalmaz. Ebben a leírásban sem adnak példát az etilén hidrogén-klorid és klór elegyével történő reagáltatására. Különböző katalizátor-aktivitású zónáknak a reakciótérben való alkalmazására fluidizált katalizátorágyban történő reakciók esetében egyáltalán nincs lehetőség. Az etilénnek hidrogén-klorid és klór elegyével történő reagáltatására vonatkozólag itt is érvényesek az ilyen eljárásnak az előző bekezdésben említett hátrányai. Amint erre fentebb már utaltunk, a technika ismert állásához tartozó eddigi eljárások az alább felsorolt hátrányok legalább egyikét, általában azonban többjét mutatják: 1. Az 1,2-diklór-etánnak vinil-klorid gyártása céljából, a képződött hidrogén-klorid újbóli felhasználásával történő előállítására két különálló berendezésre van szükség, ami megnövelt beruházási, karbantartási és üzemi költségekkel, különösen pedig további személyzet szükséges voltával jár. 2. Az etilén klórral történő reagáltatása során keletkező hő csak korlátozott mértékben vagy egyáltalán nem hasznosítható. 3. Az etilén hidrogén-klorid és klór elegyével történő oxiklórozása gyenge 1,2-diklór-etán-hozamot és a nem kívánatos melléktermékek fokozott mértékű képződését eredményezi. E hátrányok kiküszöbölésére és az eljárás hatásfokának növelésére nyújt lehetőséget a találmány szerinti új eljárás. Ennek az eljárásnak a hőmérséklet-nívója az etilénre történő klór-addíció reakcióhőjének lényegesen jobb kihasználását teszi lehetővé, mint az eddig gyakran alkalmazott, forrásban levő 1,2-diklór-etánban lefolyó klórozási eljárás. A találmány értelmében az 1,2-diklór-etánt etilénből, klórral, hidrogén-kloriddal és oxigént tartalmazó közömbös gázokkal 180—300 °C hőmérsékleten, 0,09—1,1 MPa nyomáson, gázfázisban, rézsót vagy réz- és vassót tartalmazó szilárd katalizátor jelenlétében történő reagáltatás, a reakcióelegy lehűtése és desztillációval történő szétválasztása útján állítjuk elő, mimellett az eljárást az jellemzi, hogy az etilén klórral való reakcióját és az etilén hidrogén-kloriddal és oxigénnel való reagáltatását egy a fluidizált katalizátorrészecskéket tartalmazó közös reakciótérben, egymás után végezzük, mimellett az említett két klórozási reakció közül az elsőben az etilént a klórozószerre vonatkoztatva a sztöchiometrikus mennyiséghez képest feleslegben alkalmazzuk és az egész reakciótérben képződő hőt folyékony és/vagy gázalakú hőátadó közeggel történő közvetett hűtéssel vezetjük el. A két klórozási reakciót tetszés szerinti sorrendben vítelezhetjük ki egymás után, és akkor is kedvező termeléssel kapunk értékes 1,2-diklór-etánt, ha mindegyik klórozási reakciónál nagyjából azonos mennyiségű etilént reagáltatunk. A találmány szerinti eljárás előnyös változata szerint az előállított 1,2-diklór-etánt ismert módon hőbontással vinil-kloriddá alakítjuk, mivel ilyen módon az elbontani kívánt 1,2-diklór-etán teljes mennyisége egy reakcióegységben jó hőkihasználás mellett állítható elő. Az elbontás során képződő hidrogén-kloridot visszavezetjük az 1,2-diklór-etán előállításához, és felhasználjuk az öszszes alkalmazott etilén mintegy fele mennyiségének a klórozásához. A teljes reakciótérben képződő hő közvetett hűtéssel történő elvezetéséhez hőátadó közegként például magas forráspontú ásványolajokat és szilikonolajokat alkalmazunk. Előnyösen hőátadó közegként vizet használunk, amely a hőfelvétel következtében közepes nyomású vízgőzzé alakul. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módja szerint a reakciótérbe először hidrogén-kloridot, etilént és oxigént tartalmazó közömbös gázt, majd pedig klórt vezetünk be az alábbi mólarányokban: 2 mól HC1 ; 1,01—3 mól C2H4 ; legalább 0,5 mól, általában 0,5—1 mól 02 és 0,009—2 mól Cl2. A klór mennyiségét úgy választjuk meg, hogy a reakció végterméke, azaz a reakciótérből távozó gázelegy legfeljebb 0,001 sú’y% szabad elemi klórt tartalmazzon. Közömbös gázon olyan anyagokat értünk, amelyek az alkalmazott reakciókörülmények között gázhalmazállapotúak, és a reakcióban vagy egyáltalán nem, vagy egészen csekély mértékben vesznek részt. A közömbös gáz például nitrogén, szén-dioxid vagy 1,2-diklór-etán-gőz lehet. Előnyösen nitrogént alkalmazunk közömbös gázként. A közömbös gáz mennyiségét célszerűen úgy áll tjuk be, hogy a reakcióelegy túlzott mértékű hígítása nélkül érjük el a szilárd katal zátorrészecskék elégséges fluidizálását. Előnyösen az oxigén összmennyiségének legalább 50 —100%-át, különösen 90—1'30%-át vezetjük be a reakciótérbe levegő alakjában. Valamennyi gázt lehetőleg csekély relatív nedvességtartalommal vezetjük be a reakciótérbe. Előnyösen azt a hidrogén-kloridgázt használjuk fel, amely a vinil-klorid gyártásánál az 1,2-diklór-etán hőbontásakor képződik. A reakciótérbe történő bevezetés előtt a gázokat előmelegíthetjük, például 60—180 °C közötti hőmérsékletre. A gázokat külön-külön is bevezethetjük a reakciótérbe. Előnyösen úgy járunk el, hogy egyrészt bevezetjük a hidrogén-kloridot és az etilént, másrészt az oxigént és a közömbös gázt ; ez utóbbi kettőt mindig elegyként, például levegő alakjában. Szakaszos üzemmód esetén a klórgázt a többi gáz után vezetjük be a reakciótérbe. Az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
