197226. lajstromszámú szabadalom • Folyamatos eljárás és berendezés 1,2-diklór-etán teljes eltávolítására és visszanyerésére a távozó gázokból
3 197226 4 A találmány tárgya folyamatos eljárás és berendezés 1,2-diklór-etén teljes eltávolítására és visszanyerésére az 1,2 diklór-etán előállításánál etilén sósavval és oxigénnel történő oxiklórozásánál keletkező távozó gázokból, melyeket aktív szénen keresztül vezetünk, majd 900 C° feletti hőmérsékleten elégetünk, végül a sósavtól és a klórtól megtisztítjuk, miközben az aktív szenet forró vízgőzzel megszabadítjuk az 1,2-diklór-etántól és regeneráljuk. Az etilén-klorid oxiklórozását nagyüzemi mértékben alkalmazzuk az 1,2-diklór-etán előállítására. Alkalmazunk eközben etilént, sósavgázt és molekuláris oxigént, mintegy sztöchiometrikus mennyiségben (1:2:0,5), előnyösen azonban az etilént és az oxigént feleslegben alkalmazzuk (1:1,9:0,6), és ezeket az anyagokat gázfázisban Deacon-katalizátoron (például alumlnium-oxid hordozón, réz-kloridon) magasabb hőmérsékleten, például 200-250 C°-on és magasabb nyomáson, például 1,7-5,0 bar nyomáson reagáltatjuk 1,2-diklór-etánná. A reakciót szilárd vagy folyékony ágyas reaktorban hajthatjuk végre. A modern oxiklórozási eljárás során levegő helyett tiszta oxigént használnak, hogy elkerüljék a nagy mennyiségű távozó gázok problémáját. Megemlíthető DE 2 718 878 C3 és DE 2 742 409 C3 sz. kőzrebocsátási iratban szereplő eljárás. Tiszta vagy magas oxigéntartalmú gázok alkalmazásánál a távozó gázok 2-10X-ot tesznek ki (16-80 m3/tonna diklór-etán) a levegő használatánál szokásos távozó gáz mennyiségekhez képest (800 m3/t diklór-etán, normális feltételek mellett mérve). A reakciózóna elhagyása után a gázt, amely többek között 0,1-1,0 térfogat» etilént és 4-8 térfogat» oxigént tartalmaz, először víz bepermetezésével 80-100 C°-ra, majd közvetlenül vízzel 35-50 C°-ra, végül hűtóoldat bepermetezésével több lépésben 1-10 C°-ra hűtjük le. Eközben a reakcióterméket, főleg az 1,2-diklór-etánt és a vizet kondenzáljuk és a következő feldolgozási lépéshez vezetjük. Az utolsó kondenzációs lépcső után kapott távozó gáz a nyomásnak és a hőmérsékletnek megfelelően 1,2-diklór-etánnal és vízzel telített. Ez nem reagált etilént és molekuláris oxigént tartalmaz az alkalmazott feleslegnek megfelelően, továbbá szén-oxidokat is tartalmaz, melyek az etilén égésekor melléktermékként keletkeznek, valamint nitrogént, amely öblítési és mérési célokat szolgált, végül kis mennyiségű könnyen forró szerves anyagokat is tartalmaz. Ezt a távozó gázt összepréseljük, molekuláris oxigénnel 10-30 térfogat» oxigéntartalomra dúsítjuk és a reaktorba visszavezetjük, ahol az oxigén ismét reagál az etilénnel és a sósavval és így 1,2-diklór-etánt kapunk. Ebből a körforgásból egy szabályozó berendezéssel a reakció rendszerben a hyomás állandóan tartása végett annyi távozó gázt szorítunk ki, amennyi nitrogént bevezetünk és amennyi gázformájú melléktermék (főleg szén-oxidok) képződik. A DE 2 400 417 C3. sz. kőzrebocsátási iratban a levegő szennyező távozó gázok eltávolítására egy eljárást Írnak le, mely szerint diklór-etán etilén oxiklórozásával történő nagyüzemi szintézisénél a -30-50 C°, előnyösen -10 - +10 C° közötti hőmérsékleten végzett kondenzálás után a távozó gázokat aktív szénen keresztül vezetik, eközben a szerves szennyeződések egy része abszorbeálódik és a maradék éghető égési termék részeket 500- -2000 C° közötti hőmérsékleten égetik el. Ennél az eljárásnál az oxigént, mint többek között az ottani 1., 2. példák szerinti analízisek mutatják (csekély szén-monoxid és szén-dioxid koncentráció a levegő nitrogénje által történő erős hígítás következtében), előnyösen levegő formájában használják. Az ebből kapott nagy mennyiségű távozó gázok az eljárást gazdaságtalanná teszik a szükséges nagyméretű készülék és a visszanyerés magas energiaköltségei következtében, és ezért ez az eljárás nem versenyképes a szerves oldószerekkel, például kerozinnal történő abszorpción alapuló eljárásokkal öszsze vetve. A DE 2 400 417 C3. sz. kőzrebocsátási iratban leírt eljárás során a távozó gázt feltehetőleg olyan hőmérsékleten vezetik az aktív szénen keresztül, amellyel a gáz az utolsó kondenzációs lépcsőt elhagyja. Az 1. példánál ez -5 C°, és ennek az a következménye, hogy a diklór-etán csak kb. 90X-ban adszorbeálódik. A távozó gázban lévő vízgőz a \iz harmatpontjához közeli hőmérsékleten az 1,2-diklór-etánnal egyidejűleg adszorbeálódik az aktív szénről, és ezáltal az aktív szén adszorpciós képessége a szerves anyagokra vonatkozólag, különösen az 1,2-diklór-etánra, csökken. Ezen kívül a vízgőzzel telített gázok lehűtése 0 C“-ra jég képződéséhez vezet, ez eldugaszolja rövid időn belül a kondenzátorokat, és lehetetlenné válik az eljárás folytatásé. Meglepő módon azt találtuk, hogy a lényegében tiszta oxigénnel végzett oxiklórozábí eljárásnál az 1,2-diklór-etánt teljesen vissza lehet nyerni a kiszorított távozó gázból, ha az 1,2-diklór-etánnal telített 1-10 C°-os távozó gázt olyan hőmérsékletre melegítjük, amely legalább 20 C°-kal van a víz mindenkori harmatpontja felett, és gázt aktív szénen keresztül vezetjük. A találmány szerinti eljárást előnyösen azzal jellemezhetjük, hogy a) az 1,2-diklór-etánnal telített távozó, gázt 25-35 C°-ra melegítjük, b) BET szerint legalább 1200 m2/g aktív felületű aktív szenet használunk, c) az aktív szén két hasonló zónában rendeződik el, ebből az egyik zónában 8-16 óra alatt adszorbeálódik a távozó 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
