198165. lajstromszámú szabadalom • Eljárás egy olefines kettőskötést és halogént tartalmazó, legfeljebb 6 szénatomos halogénalkének előállítására
5 198 165 6 Ezzel lehetővé teszik a reakcióláncok számának és ezáltal a reakcióláncok hosszának változtatását is. Ha például 104 lánchosszúságot kívánunk elérni, vagyis 104 lehasítási folyamatot egyetlen iniciáló gyökre, akkor ebben az esetben a diklóretán .'adalékanyag arány legfeljebb 10”4 mól lehet 1 mól diklóretánra. Kiindulási anyagként különösen az 1,2-diklóretán alkalmas, de használható 1,1-diklóretán is. A találmány szerinti eljárás ezen előnyös foganatosítási módjára alkalmas lézersugár-források például Nd :YAG (X = 265 nm); KrF (X = 249 nm); KrCl (\ = 225 nm); ArF (X = 193 nm). Egyéb alkalmas lézer pl. valamely látható spektrum-tartományú festéklézer vagy infravörös tartományú C02-lézer. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy egy ilyen eljárásnál akkor is igen jó eredmények érhetők cl, ha az ismert termikus eljárást (pirolízist) a fotokatalitikus eljárással kombináljuk. Ilyenkor azt hasznosítjuk, hogy a kémiai reakció a két eljárásnál különböző és egymástól független utakon folyik le. Ezáltal különösen arra nyílik lehetőség, hogy valamely már meglevő, termikus eljárásra szolgáló berendezést, kis ráfordítással fotokatalízises eljárással kombináljuk, miáltal elkerülhető költséges új műszaki berendezések beszerzése. Ezért a találmány szerinti eljárás egy második változata szerint az említett telített vegyületet egy reakciótérben termikusán kezelünk és koherens és/vagy inkoherens fénnyel sugározzuk be. A találmány szerinti eljárás ilyen kombinált változatánál a reakciókörülményeket (pl. nyomást, hőmérsékletet, a reagáló anyagok áramlási sebességét, adott esetben az adalékanyagokat) az ismert termikus eljárás és a fentiekben, a találmány szerinti eljárás első változatával kapcsolatban leírt reakciókörülményeknek megfelelően választjuk meg. A kombinált változatnál előnyösen 200 és 600 °C, különösen 450—550 °C hőmérsékleten dolgozunk; dolgozhatunk normál vagy csökkentett nyomáson, előnyösen azonban nagyobb nyomáson. Különösen előnyös 1000—3000 kPa nyomás alkalmazása, mert ily módon a rcakciótennékek, különösen a halogénhidrogén jobb elkülönítése érhető el. A kis abszorpciós hatáskeresztmetszetek alkalmazását a termikus eljárással történő kombináció még inkább elősegíti. Inkoherens fényforrásként előnyösen középnyomású fémgőzlámpát vagy alacsony nyomású fénigőzlámpát, különösen 0,01-10 W/cm2, előnyösen 0,1—2 W/cm2 kvantumáram-tartományú fémgőzlámpát használunk. E célra célszerűnek bizonyultak a higanygőz-, tallium- és/vagy vasgőzlámpák. Az előnyös hullámhossz-tartomány ebben 250—350 nm. A lézerberendezésekhez képest az ilyen lámpáknak lényegesen kisebb a beruházási- és üzemeltetési költségük. A termikus kezelés és a fénybesugárzás történhet egyidejűén vagy egymást követően. A reakciópartnerek a reakciótérben állhatnak. Célszerűen azonban - különösen akkor, ha közép- vagy alacsonynyomású lámpákat használunk - a reagáló anyagokat a reakciótéren áláramoltatjuk. Azt tapasztaltuk ugyanis, hogy a középnyomású és alacsonynyomású lámpák használata esetén az abla4 kot a melléktermékek gyorsan elfedik. Ez a jelenség a lézersugarak használatánál nem jelentkezik zavaróan, mert ebben az. esetben a nagyobb energia az ablakra ülepedett részecskéket onnan ismét leszakítja. Ezért inkoherens fényforrás használata esetén olyan munkamódszer megválasztása ajánlatos, melynél a besugárzó ablak előtt aránylag nagy áramlási sebességet biztosítunk, hogy a képződő bomlástermékek csak a besugárzó ablak után, az. áramlás irányában képződhessenek jelentős mennyiségben. Az áramlási sebességet különösen a reaktor fajtája és keresztmetszete szerint választjuk meg. Különösen előnyösnek mutatkozott ilyen esetekben a termikus kezelés és a fény behatás olyan lépésekben történő kivitelezése, amikor is az egyes lépések meg is ismételhetek, pl. a következő lépés-sorrendben: a) termikus kezelés és/vagy b) fénybesugárzás és/vagy c) termikus kezelés és/vagy d) fénybesugárzás. A fénybehatási lépéseket ilyen esetben váltakozva, koherens és inkoherens fénnyel végezhetjük. A reagáló anyagokat tehát pl. először a termikus kezelés hőmérsékletére hevítjük, majd elvezetjük a besugárzó ablak előtt. Ennek során az áramlási sebességet célszerűen úgy választjuk meg, hogy a besugárzó ablak előtti elhaladás előtt már elérjük a fotokémiai reakció számára előnyös hőmérsékletet; a besugárzási lépést újabb termikus kezelési lépés követheti. Azonban az áramlás irányában a reaktorba még egy lézer is beépíthető, miáltal pl. a következő lépés-sorrend adódik: a) termikus kezelés, b) besugárzás alacsony- vagy középnyomású lámpával, c) termikus kezelés és/vagy d) besugárzás lézerrel. A d) lépésben beiktatott lézer az előtte megvalósított b) besugárzási lépés következtében lényegesen kisebb energiával üzemeltethető, mint abban az esetben, mintha csak lé/.crbcsugárzási lépést alkalmazunk, miáltal egy jelentős költségmegtakarítás érhető el. Lézersugárzás használata esetén az optimális hullámhossz a mindenkori reakciópartnerek spektroszkópiai és fotokémiai tulajdonságaitól függ, és 10- 5000 nm lehet. A lézersugárzás pulzáltatható vagy folytonos lehet, vagyis 10-15 másodperc vagy <» másodperc behatású lehet. A találmány szerinti eljárás további szemléltetésére a mellékelt rajz szolgál. Ennek 1. ábrája olyan berendezést mutat, amelyben a kiindulási anyaggal először hő formájában közlünk energiát. A berendezés az 1 reaktorból áll, melynek egyik oldalát a lézersugarat áteresztő 2 ablak zárja le. Az ablakon kívül helyezkedik el a 3 sugárforrás, melynek sugárzása a 2 ablakon át az 1 reakciótérbe jut. A reagáltatandó anyagót — a rajzon nem ábrázolt — szelepen, valamint megfelelő csővezetéken át a 4 csonkon keresztül vezetjük be a reaktorba. A reagáló anyagok a reakciótéren átáramolhatnak vagy abban nyugalomban állhatnak is. A szelep után beiktatott (a rajzon nem szereplő) manométer szolgál a nyomás ellenőrzésére. A kémiai reakció lefolyása után a reakcióelegyet az 5 csonkon át vezetjük el, majd feldolgozzuk. A fenti berendezés egy speciális, vlnil-klorid (VCM) előállítására szolgáló kiviteli változatát mulatja be n 2. ábra. Ez a berendezés 15X2,5 cm méretű, elektromosan fűthető 11 kvarcreaktorból áll. A reaktor végeit 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
