186295. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2-diklór-etán előállítására
9 186295 10 250, különösen 200—230 °C hőmérsékletet tartunk fenn. Különösen folyamatos üzemelés esetén alkalmazhatunk térbeli hőmérsékletgrádiensí. Például azon a helyen, ahol a gázok belépnek a reakciótérbe, alacsonyabb hőmérséklet uralkodhat, mint a reakciótermékek elvezetési helyén. A gázok áramlási irányában nézve, a reakciótér első harmadában vagy középen vagy a második harmadban magasabb lehet a hőmérséklet, mint a reakciótér többi részében. Célszerűen a reakciótérbe való bevezetés előtt a gázokat 50—180 °C hőmérsékletre melegítjük. A találmány szerinti új eljárás során légköri nyomáson (0,09—0,1 MPa) dolgozhatunk. Általában a tér-idő hozam növelése érdekében nagyobb nyomást alkalmazunk, amely legfeljebb körülbelül 1,1 MPa. Előnyösen 0,3—0,6 MPa nyomáson dolgozunk. A szilárd katalizátort előnyösen finom eloszlású alakban használjuk, ahol a közepes részecskeméret 20—400 mikrométer. Különösen jó eredményeket kapunk 30— 70 mikrométer közepes részecskeméretű katalizátorral. A katalizátor célszerűen olyan hordozót tartalmaz, amelynek nagy a súlyegységre vonatkoztatott felülete — például 70—200 m2/g vagy még több —, magas hőmérsékleten — például legalább 500 DC-on — mechanikailag stabil, és a gázreakció lejátszódása után változatlan alakban marad vissza. Alkalmas hordozóanyagok a hőálló oxidok, például a szilícium-dioxid vagy alumínium-oxid, valamint a diatomaföld vagy a szilikátos anyagok. Előnyösen alumínium-oxidot alkalmazunk. Ezen a hordozóanyagon — az egész katalizátor menynyiségére vonatkoztatva — mintegy 0,5—15 súly% réz van jelen, só vagy oxid alakjában. Ez a rézsó, illetve rézoxid a használat folyamán a jelenlevő hidrogén-klorid és klór hatására rendszerint réz(II)-kloriddá alakul, feltéve, hogy kezdettől fogva nem klorid alakjában volt jelen. A katalizátor a réz mellett előnyösen Lewis-savakat is tartalmazhat kisebb mennyiségben, például 0,01— 0,5 súly% mennyiségben a teljes katalizátor mennyiségére vonatkoztatva. így vasoxidot vagy vassót vihetünk fel, amely a reakció során a Lewis-sav vas(III)-kloriddá alakul. A fenti százalékos adatok mindig a fémionra vonatkoznak, és nem a kloridra, illetve az egyéb fémsóra vagy fémoxidra. A katalizátor még további adalékanyagokat is tartalmazhat, amelyek különösen a réz(II)-kIorid illékonyságát csökkentik, például alkálifém-kloridokat, így kálium-kloridot, vagy alkáli földfém-kloridokat, így kalcium- vagy magnézium-kloridot. További fémvegyületek is jelen lehetnek adalékanyagként, amelyek javítják a katalizátor hatékonyságát és/vagy szelektivitását az 1,2-diklór-etán előállítása szempontjából. Példaképpen a következőket említjük meg: ezüst, cink, króm, mangán, ritka földfémek — így cérium, lantán, itterbium és neodim —, platinafémek — így ródium, platina. Különböző katalizátor- és katalizátorhordozó-részecskék keverékeit is alkalmazhatjuk, például rézsóval kezelt hordozóanyagot, amelyet nem kezelt hordozóanyaggal vagy egy másik, például vas(III)-kloriddal vagy egyéb Lewis-sawal kezelt hordozóanyaggal kevertünk össze. A katalizátor betöltése előtti teljes reakciótér-térfogatnak és a betöltött katalizátor ömlesztett térfogatának a hányadosa célszerűen 1,1—3, előnyösen 1,2—1,7. A gázok áramlási sebessége a reakciótérben célszerűen olyan nagy, hogy a katalizátorrészecskéknek legalább a 95 súly%-a, előnyösen 100 súly%-a fluidizált állapotba jut. Ennek megfelelően kell adott esetben adagolnunk a visszakeringtetett közömbös gázt, figyelembe véve a reakciótérbe betáplált, a reakcióban résztvevő gázokat. A reagáló gázok átlagos tartózkodási ideje a reakciótérben függ az alkalmazott reakcióhőmérséklettől. Általában a tartózkodási idő annál rövidebb, minél magasabb reakcióhőmérsékletet állítunk be. Az átlagos tartózkodási idő általában 10—100 s, előnyösen 20—70 s, különösen előnyösen 30—60 s. Folyamatos üzemmód esetén a tartózkodási idő értékét a reakciótérben fennálló nyomáson és hőmérsékleten egy másodperc alatt bevezetett gázok térfogatából kapjuk meg, az egész reakciótér térfogatára vonatkoztatva, levonva a reakciótérben jelenlevő katalizátor és a beépített szerkezetek (hűtőcsövek, hőmérsékletérzékelő) öntérfogatát. A katalizátorrészecskék térfogatát például a folyadékkiszorításos módszer segítségével (lásd alább) határozhatjuk meg. A találmány szerinti eljárásnál előnyösen annyi oxigént, illetőleg oxigént tartalmazó közömbös gázt vezetünk be a reakciótérbe, hogy a reakciótérből kilépő gázelegyben a könnyen kondenzálható reakciótermékek fpéldául víz és 1,2-diklór-etán) +10 °C-on történő kondenzálása és a hidrogén-klorid mosással történő leválasztása után még 2—9, előnyösen 4—7 tf.% oxigén legyen jelen. Ha például a hulladék gázokat gyúlékony szerves oldószerekkel mossuk az 1,2-diklór-etán nyomainak eltávolítása céljából, akkor előnyös, hogy ha a fenti módon előkezelt hulladék gáz oxigéntartalma nem túlságosan nagy, például legfeljebb 9 tf.%. Abban az esetben, ha ilyenfajta utólagos tisztítást nem kívánunk alkalmazni, az oxigéntartalom nagyobb is lehet, például 10—13 tf.%, s ekkor még mindig igen jó termelés érhető el 1,2-diklór-etánból. A reakcióteret elhagyó gázelegy szétválasztása és tisztítása, amint azt fentebb már ismertettük, önmagában ismert módon történik. Fentebb már szintén utaltunk arra, hogy a találmány szerinti eljárás egyrészt lehetővé teszi, hogy egyetlen reaktoregységben állítsunk elő jó minőségű 1,2-diklór-etánt. Ennek során az etilén főtömegét különösen jó termeléssel oxiklórozzuk, míg; az oxiklórozás után viszszamaradó etilént utóklórozzuk. Másrészt az új eljárás egyetlen reaktoregységben biztosít olyan minőségű és hozamú 1,2-diklór-etánt, amelynek a teljes mennyisége felhasználható hőbontással vinil-klorid előállítására, s a hőbontásnál képződő hidrogén-klorid egész mennyisége ismételten hasznosítható. A reaktoregységben olyan hőmérsékletszinten fejlődik jelentős hőmennyiség, hogy lehetséges annak kedvező hasznosítása, például közepes nyomású vízgőz fejlesztésével. A találmány szerinti eljárás nem igényel bonyolult, költséges vagy üzemzavarokra hajlamos berendezéseket. Kivitelezése olyan készülékekben történhet, amelyek könnyen tisztíthatok és üzemben tarthatók. A találmányt az alábbi példák segítségével részletesen ismertetjük: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
