192774. lajstromszámú szabadalom • Eljárás perklór-metil-merkaptán előállítására
alacsonyabb konverziófokig klóroznak és a szén-diszulfid egy részét visszavezetik. A nem reagált szén-diszulfidot desztilláléssal nyerik vissza. A desztillálásnál, illetve a vákuumdesztillálásnál is a levegő jelenléte a szén-diszulfid alacsony öngyulladási hőmérséklete miatt (98 °C) potenciális tűzveszélyt jelent. A találmány célja a perklór-metil-merkaptán folyamatos előállítása, amelynek segítségével adott reaktor kapacitása megnövelhető, a szintézis üzemi megvalósítása kisebb tűz- és balesetveszéllyel jár. A találmány szerinti eljárás triklór-metil-szulfnil-klorid (perklór-metil-merkaptán) folyamatos előállítására szén-diszulfid és klór reagáltatásával sósav- és kénsav-tartalmú vizes fázis jelenlétében, a gáz és vizes fázis intenzív kevertetésével, majd a kapott reakcióelegy szeparátorban való elválasztásával és a vizes fázis egy részének visszavezetésével azzal jellemezhető, hogy a szén-diszulfidot és klórt 50-60 °C közötti hőmérsékleten 1:3-4 mólarányban intenzív keverés közben reagáltatjuk, a kapott reakcióele g y et lehűtjük, a szeparátorban elválasztott vizes fázist a reaktorba részben visszavezetjük, a szén-diszulfidot és perklór-metil-merkaptánt tartalmazó szerves fázisból vízgőz bevezetésével a szén-diszulfidot desztillálással eltávolítjuk, a visszamaradt perklór-metil-merkaptánt pedig kinyerjük. Ily módon a klórozási sebesség és ezzel a reaktor kapacitása jelentősen megnövelhető. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy magas hőmérsékleten a szén-diszulfid gőzfázisban van jelen és közös fázisban van a klórgázzal. A gőzfázisban a szén-diszulfid és a klór eloszlása csaknem homogén és arányuk egyértelműen beállítható a beadagoláskor. Ezt a homogén gőzfázist intenziven érintkeztetjük a savas-vizes fázissal. A savas-vizes fázis nagy feleslegben lehet jelen, mert ennek nincs befolyása a klórozási reakció lejátszódására. Ha megemelt hőmérsékleten végezzük a klórozást, akkor az optimális paraméterek biztosítása egyszerűbben megoldható, mert csak két fázist kell érintkeztetni és ezek mennyiségi aránya tág határok között változtatható. Az eljárást közelebbről a következő kiviteli példák szemléltetik: 1. példa Folyamatos működésű, 2 méter hosszú, 200 mm átmérőjű, több kamrára osztott, kamránként éramlástörövel, turbókeverövel és hűtököpennyel ellátott, 41 liter hasznos térfogatú reaktor alsó részébe folyamatosan beadagolunk 13,0 kg/óra (0,171 kmól) szén-diszulfidot, 42,5 kg/óra (0,6 kmól) klórt, 69 kg/óra vizet, valamint 400 kg/óra 12% kénsavat és 26,7% sósavat tartalmazó vizes fázist. A reaktor hőmérsékletét állandó hűtéssel 50-60 °C között tartjuk. A reaktorból távozó kb. 60 °C hőmérsékletű reakcióelegyet 20-30 °C közötti hőmérsékletre hűtjük, majd szeparátorban két fázisra választjuk szét. A felső savas vizes fázisból óránként 400 kg-ot visszavezetünk katalizátorként a reaktorba, a többi részt elvezetjük. A szeparátorból távozó 25,95 kg/óra szerves fázist, - amely 83,2 t% perklór-metil-merkaptánt (0,116 kmól), 15 t% szén-diszulfidot (0,051 kmól), 1,15 t% széntetrakloridot (0,002 kmól) és 0,65 t% nem azonosítható szennyezést tartalmaz - egy frakcionáló oszlop középső részébe vezetjük be. A desztilláló oszlop üstjébe gőzt vezetünk be és reflux alkalmazásával a szén-diszulfidot és a szén-tetrakloridot fejtermékként kinyerjük. Óránként 3,8 kg (0,05 kmól) szén-diszulfidot kapunk, ezt a gyártási folyamatba visszavezetjük. A frakcionálás során 21,53 kg 98%-os perklór-metil-merkaptánt nyerünk ki a nyers klórozási elegyból, amely 21,1 kg/óra 100%-os perklór-metil-merkaptán hozamnak felel meg. A hozam szén-diszulfidra számítva 94,2%. A fajlagos hozam 51,46 kg/100 liter reaktor térfogat/óra. Melléktermékként 11,6 kg kénsavat és 26,1 kg sósavat tartalmazó vizes oldatot nyerünk. 2. példa Az 1. példa szerint járunk el, azzal az eltéréssel, hogy a reaktorba óránként folyamatosan 15,22 kg (0,2 kmól) szén-diszulfidot és 42,54 kg (0,6 kmól) klórt adagolunk be. A példa szerint óránként 27,75 kg nyers klórozott elegy keletkezik, mely 75,67 t% perklór-metil-merkaptánt 21 kg (0,113 kmól) 21,95 t% szén-diszulfidot 6,09 kg (0,08 kmól) 1,66 t% szén-tetrakloridot 0,46 kg (0,003 kmól) és 0,72 t% nem azonosított szennyezést tartalmaz. A nyers klórozott elegy frakcionált desztillálásával óránként 20,82 kg (0,112 kmól) perklór-metil-merkaptánt, 6,08 kg (0,08 kmól) szén-diszulfidot és 0,31 kg (0,003 kmól) szén-tetrakloridot nyerünk ki. Melléktermékként óránként 11,6 kg kénsavat és 26,28 kg sósavat tartalmazó vizes oldatot nyerünk. A hozam szén-diszulfidra számítva 93,33%. A fajlagos hozam 50,7 kg/100 liter reaktortérfogat/óra. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
