188556. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 1,2-diklór-etán előállítására
1 '188 556 2 A találmány tárgya eljárás, 1,2-diklór-etán előállítására, amelynek során legalább egy reakciótérben etilént klórral reagáltatunk adott esetben katalizátor jelenlétében, 20-150 °C-on, és legalább egy további reakciótérben etilént hidrogén-kloridda! és oxigénnel reagáltatunk katalizátor és adott esetben a fennálló reakciókörülmények között közömbös gázok jelenlétében, 180— 300 °C-on, a képződött reakciótermékeket a reakcióterekből eltávolítjuk, és a reakciótermékekből az 1,2- -diklór-etán főtömegét leválasztjuk. Az 1,2-diklór-etánt nagy mennyiségben gyártják, és túlnyomórészt vinil-klorid előállításához használják fel, amelynél az l ,2-dik!ór-etánt hőbontásnak vetik alá. Az. 1,2-diklór-etánt főképpen úgy állítják elő, hogy etilénre közvetlenül addícioilálnak katalitikus mennyiségű Lewis-sav, többnyire vas(lII)-klorid jelenlétében. Ezt a reakciót mind gázfázisban, mind folyadékfázisban kivitelezhetik, ahol a folyadékfázis túlnyomórészt 1,2- -diklór-etánt tartalmaz. Általában a folyadékfázisú reakciót részesítik előnyben. Tekintettel arra, hogy az 1,2-diklór-etánnak vinil-kloriddá történő hőbontása során hidrogén-kloiid képződik, ez utóbbit többnyire úgy hasznosítják, hogy az etilén közvetlen klórczásj mellett etilén oxigénnel vagy levegővel és hidrogén-kloriddal is reagáltatnak, általában réztartalmú katalizátor jelenlétében. Ezt a reakciót a következőkben az etilén oxiklórozásának nevezzük. Ezért a hőbontással vinil-kioriddá alakítani kívánt 1,2- -diklór-etán előállítására szolgáló korszerű berendezés előnyösen legalább egy olyan reaktort tartalmaz, amelyben az, etilént közvetlenül klórozzák, és legalább egy olyan reaktort, amelyben az etilén oxiklórozását végzik. Mindkét reaktorból — az 1,2-diklór-etán leválasztása után - olyan hulladékgázok távoznak, amelyek környezetszennyező anyagokat tartalmaznak, és így csak ezeknek az anyagoknak az eltávolítása után engedhetők az atmoszférába. A találmány célja a közvetlen klórozásnál keletkező hulladékgáz gazdaságos és a környezetet nein szennyező alkalmazásának biztosítása. Főképpen a régebbi szakirodalomból ismert az a módszer, amelynél a közvetlen klórozást kivitelező reaktorból távozó hulladékgázt egymás után kapcsolt hőkicseréiokben körülbelül —20 °C-ra hűtik az 1,2-diklór-etán kondenzálása érdekében. A nem kondenzálódott gázokat azután mosó készülékekben először vízzel, majd pedig alkáliéval kezelik, hogy eltávolítsák a kis mennyiségben jelenlevő, reagálatlan klórt. A visszamaradó gázelegy azután például fűtőanyagként alkalmazható (lásd a Chemical Engineering 1967 március 27-i száma 28. oldalán a jobboldali hasáb harmadik bekezdését). Enné! az eljárásnál azonban üzemzavar következhet be, mivel a közvetlen klórozást kivitelező reaktorból elvezetett gázok kis mennyiségű vízgőzt is tartalmaznak, amely a —20 °C- ra történő lehűtéskor szilárd alakban kiválik és eldugaszolja a hökicscrélőí. Az eldugulás megszüntetésére gyakori üzemleállás szükséges. Ekkor 1,2-diklór-etánt tartalmazó víz. képződik, amelyet a csatornába engedés előtt tisztításnak keli alávetni, jóllehet ez a probléma kiküszöbölhető olymódon, hogy a reakiorbói távozó gázokat csak körülbelül +1 és +2 °C közötti hőmérsékletre hűtjük le, ekkor azonban nem kondcnzálódik tökéletesen az 1.2- diklór-etán, és így romlik a termelés. Emellett a kondenzációból távozó hulladékgáz jelentős mennyiségű 1.2- diklór-etánt tartalmaz, s környezetvédelmi okokból nem engedhető az atmoszférába. így további tisztításra van szükség, például aktív szenes abszorber alkalmazására Az is kedvezőtlenül befolyásolja az eljárás gazdaságosságát. ha a hulladékgázt mosó berendezésekben vetjük alá további tisztításnak. Ezért újabban arra a megoldásra tértek át, hogy a közve-len klórozást kivitelező reaktorokból távozó huliadékgázl, amely az etilén felesleges mennyiségét tartalmazza, hideg sólével lehűtik, és ezáltal a parciális nyomásának megfelelő mennyiségben jelenlevő 1,2-diklór-etán nagy részét kondenzálják, majd a visszamaradó gázt a friss etilén bevezetésének megfelelő nyomásra komprimálják és visszavezetik a közvetlen klőrozást kivitelező reaktorba. Az etilén visszaáramoiíaíása helyett egy olyan utóreaktor is alkalmazható, amelyben diklór-etánt áramoltatnak töltet felett. Alkalmas helyen kis mennyiségű klórt vezetnek be a folyadékba. A szabad klór reakcióba lép a jelenlevő etilénnel, amely így 1,2-diklór-etánná alakul. A képződő folyadéktöbbletet hozzáadják a termelt 1,2-diklór-etanhoz. A visszamaradó közömbös gázokat tisztító berendezésen (abszorpciós vagy mosó berendezésen) történő átvezetés után az atmoszférába engedik [lásd Ulhnanns Enzyklopaedie der technischen Chemie, 9. kötet, 427. oldal, jobboldali hasáb, 2, és 3. bekezdés (1975)]. Az utóreaktort alkalmazó ismert eljárás költséges, ennek ellenére alkalmazzák azonban, mivel nem kielégítő a iniliadckgáznak a közvetlen klórozást kivitelező reaktorba való visszavezetése. Ebben az esetben ugyanis a rendszerben feldúsulnak a klórozási reakció folyamán képződő és a hulladékgázban található melléktermékek, például etil-klorid, vinil-klorid, hidrcgén-klorid, szén-dioxid, szén-monoxid és kisszénatomszimú telített szénhidrogének, ezáltal klórveszteség lép fel, s a klórral végbemenő reakció következtében további nem-kívánt melléktermékek képződnek. \ találmány érteimében olyan eljárást biztosítunk, amely lehetővé teszi az etilén közvetlen klórozásánál keletkező hulladékgázok gazdaságosabb elhelyezését, előnyösen más, az 1,2-diklór-etán tisztításánál és tárolásánál képződő hulladékgázokkal együtt. A találmány szerinti, 1,2-di klór-e tán előállítására szolgáló eljárásnál legalább egy reakcióiéi ben etilént klórral reagáltatunk, adott esetben katalizátor jelenlétéber:, 20-150 °C-on, és legalább egy további reakcióiért bér etilént hidrogén-kloriddal és oxigénnel reagáltatunk katalizátor és adott esetben a fennálló reakciókorJmények között közömbös gázok jelenlétében, 180-300 °C- on, a képződött reakciótermékeket a reakcióterekből eltávolítjuk és a rekaciótermékekből az 1,2-dikiór-ctán főtömegét leválasztjuk, s az eljárást az jellemzi, hogy az 1,2-diklór-etánnak az etilén és klór- reakciójával képződött reakciótermékekből való leválasztása után visszamaradó gáz.clegyet — adott esetben további gázáramokkal együtt - bevezetjük abba a reakciótérbe, amelyben az etilént hidrogén-kloridda! és oxigénnel reagál tatjuk. Az etilén és klói közötti reakciót célszerűen önmagában ismert módon vitelezzük ki, például olyan folyadékfizi .ban, amely túlnyomórészt 1,2-diklór-etánt tartalmaz, 20-70 cC hőmérsékleten, katalitikus mennyiségű - például a folyadék mennyiségére vonatkoztatott 0,05-0,01 súly % — egy vagy több Lewis sav, például 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
