DE1568582B - Process for the production of dichloroethane and trichloroethane - Google Patents
Process for the production of dichloroethane and trichloroethaneInfo
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Description
Dichloräthan und Trichloräthan sind wertvolle Produkte; sie werden besonders als Vorprodukte zur Herstellung von Trichloräthylen und Perchloräthylen durch Oxychlorierung verwendet. Die Di- und Trichloräthane wurden bisher meistens nach in flüssiger Phase verlaufenden Umsetzungen hergestellt, wobei eine Reaktionsmischung erhalten wird, die zur Gewinnung der gewünschten Produkte destilliert werden muß. Derartige Reaktionsmischungen enthalten oft bei niedriger Temperatur siedende Nebenprodukte, die entfernt werden müssen, bevor das Reaktionsprodukt als Vorprodukt für ein Trichloräthylen- oder Perchloräthylenverfahren verwendet werden kann.Dichloroethane and trichloroethane are valuable Products; they are especially used as precursors for the production of trichlorethylene and perchlorethylene used by oxychlorination. The di- and trichloroethanes were previously mostly in liquid Phase proceeding reactions produced, whereby a reaction mixture is obtained, which for recovery the desired products must be distilled. Such reaction mixtures often contain By-products that boil at low temperature and must be removed before the reaction product is used as a precursor for a trichlorethylene or Perchlorethylene process can be used.
Es bestand deshalb ein Bedarf nach einem schnellen und leistungsfähigen Verfahren zur Herstellung von Dichloräthan und Trichloräthan aus Äthylen, und zwar nach einem Verfahren, bei welchem im wesentlichen das ganze zugeführte Äthylen und Chlor ausgenützt werden, wobei eine Reaktionsmischung erhalten wird, die eine große Menge der gewünschten Produkte sowie als Nebenprodukte nur bei hohen Temperaturen siedende chlorierte Verbindungen enthält, die weder bei der normalen Verwendung von Dichloräthan und Trichloräthan noch bei Oxychlorierungsreaktionen, denen Dichloräthan und Trichloräthan zugeführt werden, einen nachteiligen Einfluß ausüben.There was therefore a need for a fast and efficient process for the production of Dichloroethane and trichloroethane from ethylene, by a process in which essentially all of the supplied ethylene and chlorine are utilized, a reaction mixture being obtained that a large amount of the desired products as well as by-products only at high Temperatures containing boiling chlorinated compounds, which neither with the normal use of Dichloroethane and trichloroethane still in oxychlorination reactions, which dichloroethane and trichloroethane are supplied to exert an adverse influence.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung von Dichloräthan und Trichloräthan, das darin besteht, daß man Chlor und Äthylen jeweils in Dampfform in einem Molverhältnis von Chlor zu Äthylen von 1,1 bis 2:1 bei 80 bis 350° C wenigstens 0,1 Sekunde lang in einem Katalysatorbett aus Natriumchlorid, Kaliumchlorid oder deren Mischungen mit einer Teilchengröße von 8 bis 0,15 mm umsetzt und die gasförmigen Reaktionsprodukte, die Dichloräthan und Trichloräthan enthalten, entweder als solche gewinnt oder in üblicher Weise auftrennt.The present invention relates to a process for the production of dichloroethane and trichloroethane, that consists in adding chlorine and ethylene each in vapor form in a molar ratio of chlorine Ethylene from 1.1 to 2: 1 at 80 to 350 ° C at least In a catalyst bed of sodium chloride, potassium chloride, or mixtures thereof for 0.1 second with a particle size of 8 to 0.15 mm and the gaseous reaction products, which contain dichloroethane and trichloroethane, either wins as such or in the usual way separates.
Bei einer besonders vorteilhaften Arbeitsweise beträgt das Chlor-Äthylen-Verhältnis 1,2 bis 1,6:1, die Temperatur 200 bis 2200C und die Teilchengröße der Komponenten des Katalysatorbettes 4,0 bis 1,2mm. Besonders vorteilhaft verwendet man das Katalysatorbett in Form eines Festbettes.In a particularly advantageous embodiment, the chloro-ethylene ratio is 1.2 to 1.6: 1, the temperature of 200 to 220 0 C and the particle size of the components of the catalyst bed 4.0 to 1.2 mm. It is particularly advantageous to use the catalyst bed in the form of a fixed bed.
Vorzugsweise wird die Reaktion in Gegenwart eines inerten Verdünnungsgases oder -dampfes, beispielsweise Chlorwasserstoff, Stickstoff, Tetrachlorkohlenstoff, Perchloräthylen, oder eines anderen Gases oder Dampfes, welches gegenüber der Umsetzung inert ist, durchgeführt. Wird ein inertes Gas eingesetzt, dann wird es in einer Menge bis zu ungefähr 50 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Reaktionsgase, verwendet.Preferably the reaction is carried out in the presence of an inert diluent gas or vapor, for example Hydrogen chloride, nitrogen, carbon tetrachloride, perchlorethylene, or another gas or Steam, which is inert to the reaction, carried out. If an inert gas is used, then it is used in an amount up to approximately 50 percent by weight, based on the total weight of the reaction gases, used.
Es hat sich in überraschender Weise herausgestellt, daß bei der erfindungsgemäßen Art der Verfahrensdurchführung in Gegenwart der vorgenannten Katalysatoren eine praktisch vollständige Ausnützung des Chlors und Äthylens erfolgt, wobei ein Produkt erhalten wird, das im wesentlichen keine niedrigsiedenden Nebenprodukte, wie beispielsweise Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, enthält, die oft bei anderen Umsetzungsverfahren zwischen Chlor und Äthylen anfallen. Darüber hinaus wird durch die durch den Katalysator ermöglichte ausgezeichnete Reaktionssteuerung die Entwicklung heißer Stellen vermieden, die zu einer Überoxydation des Äthylens führen.It has surprisingly been found that in the method according to the invention, the process is carried out in the presence of the aforementioned catalysts practically complete utilization of the chlorine and ethylene takes place, with one product is obtained that has essentially no low-boiling by-products such as vinyl chloride and vinylidene chloride, which is often used in other reaction processes between chlorine and Incurred ethylene. In addition, it is excellent through the properties made possible by the catalyst Reaction control avoids the development of hot spots which lead to an over-oxidation of the ethylene to lead.
Bei der Umsetzung werden manchmal kleine Mengen, und zwar in der Größenordnung von 5 bis 15%) an hochsiedenden Verbindungen, wie beispielsweise Tetrachloräthan und Pentachloräthan, gebildet. Dies ist jedoch nicht von Nachteil, insbesondere dann nicht, wenn das Reaktionsprodukt als Beschickung für eine Oxychlorierungsreaktion zur Herstellung von Perchloräthylen und Trichloräthylen verwendet wird, da diese hochsiedenden Verbindungen während der Oxy-Chlorierungsreaktion unter Gewinnung von Produkten gecrackt werden, die als Vorprodukte für die gewünschten Verbindungen Perchlor- und Trichloräthylen geeignet sind. Diese Ergebnisse werden nicht unter Verwendung von Betten aus anderen Feststoffen, beispielsweise Siliciumcarbid, Porzellanfüllkörpern oder Glaskugeln erzielt. Werden diese anderen Materialien verwendet (vgl. die weiter unten folgenden Vergleichsbeispiele), dann reagieren entweder die Ausgangsstoffe nicht vollständig, oder es treten heftige und nicht kontrollierbare Reaktionen auf.The implementation sometimes involves small amounts, in the order of 5 to 15%) formed on high-boiling compounds such as tetrachloroethane and pentachloroethane. this however, is not a disadvantage, especially if the reaction product is used as a feed for a Oxychlorination reaction for the production of perchlorethylene and trichlorethylene is used because these high-boiling compounds during the oxy-chlorination reaction to give products are cracked, which are suitable as precursors for the desired compounds perchlorethylene and trichlorethylene. These results won't using beds of other solids, e.g. silicon carbide, porcelain packing or glass spheres. Are these other materials used (see those below Comparative examples), then either the starting materials do not react completely or violent ones occur and uncontrollable reactions.
Teilchen mit einem "Durchmesser von weniger als 0,15 mm neigen dazu, aus dem Reaktor ausgeblasen
zu werden, wohingegen Teilchen vom Durchmesser über 8 mm schwierig herzustellen sind und in jedem
Falle eine im Vergleich zu den erfindungsgemäß verwendeten Teilchen geringe Oberfläche besitzen, die für
den Kontakt mit den Reaktionsgasen zur Verfügung steht.
Ein besonders geeignetes Material für das Katalysatorbett ist Steinsalz (eine Form desselben kann als
das natürlich vorkommende Mineral Halit gewonnen werden), das in jeder gewünschten Teilchengröße zur
Verfügung steht; insbesondere ist reines Steinsalz geeignet. Ein anderes geeignetes Material ist Sylvinit,
ein natürlich vorkommendes Mineral, das sich aus ungefähr 50 Teilen Natriumchlorid und 50 Teilen
Kaliumchlorid, bezogen auf Molbasis, zusammensetzt. Dieses Verhältnis von Natriumchlorid und Kaliumchlorid
in dem Sylvinit ist variabel und hängt von der Fundstelle des Materials ab; Sylvinit kann bis
zu 60% entweder Natrium- oder Kaliumchlorid enthalten. Ein weiteres natürlich vorkommendes Material,
das für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, ist Sylvin, ein Mineral, das hauptsächlich aus Kaliumchlorid
besteht. Mengen bis zu ungefähr 50%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Feststoffe, die
gegenüber der Reaktion inert oder katalytisch sind, können in dem Bett vorliegen, vorausgesetzt, daß sie
weder die Reaktion zu sehr beschleunigen, sofern sie katalytisch sind, noch ein unwirtschaftlich großes
Bett erforderlich machen, sofern sie inert sind. Erfindungsgemäß wird die Verwendung von Betten vorgezogen,
die sich im wesentlichen aus den angegebenen Chloriden zusammensetzen.Particles with a "diameter of less than 0.15 mm tend to be blown out of the reactor, whereas particles with a diameter of more than 8 mm are difficult to produce and in any case have a small surface area compared to the particles used according to the invention, which is suitable for contact with the reaction gases is available.
A particularly suitable material for the catalyst bed is rock salt (a form of this can be obtained as the naturally occurring mineral halite), which is available in any desired particle size; Pure rock salt is particularly suitable. Another suitable material is sylvinite, a naturally occurring mineral composed of approximately 50 parts sodium chloride and 50 parts potassium chloride on a mole basis. This ratio of sodium chloride and potassium chloride in the sylvinite is variable and depends on the location of the material; Sylvinite can contain up to 60% either sodium or potassium chloride. Another naturally occurring material useful in the method of the invention is sylvine, a mineral composed primarily of potassium chloride. Amounts up to about 50 percent, based on total weight of solids, that are inert or catalytic to the reaction can be present in the bed provided that they do not accelerate the reaction too much, if catalytic, nor an uneconomically large bed make necessary if they are inert. According to the invention, the use of beds is preferred which are composed essentially of the specified chlorides.
Das Bett wird in einer Tiefe angelegt, welche die erforderliche Verweilzeit von wenigstens 0,1 Sekunde und vorzugsweise von nicht mehr als ungefähr 10 Sekunden gestattet. Die obere Grenze der Kontaktzeit wird lediglich aus wirtschaftlichen Gründen festgelegt; es ist möglich, die gasförmigen Ausgangsstoffe und auch die Reaktionsprodukte längere Zeit in Kontakt mit dem Bett zu belassen. Es ist nur erforderlich, daß der Kontakt eine ausreichende Zeitlang besteht, um eine vollständige Umsetzung zu ermöglichen. Vorzugsweise besitzt das Bett eine Tiefe von 13 bis 127 cm. Das Bett ist vorzugsweise ein Festbett aus Katalysator- und Verdünnungsteilchen; es ist jedoch auch möglich, den Katalysator und das VerdünnungsmittelThe bed is laid to a depth which has the required residence time of at least 0.1 second and preferably allowed no more than about 10 seconds. The upper limit of the contact time is only determined for economic reasons; it is possible to use the gaseous starting materials and also to leave the reaction products in contact with the bed for an extended period of time. It is only required that the contact persists for a sufficient period of time to allow full implementation. Preferably the bed has a depth of 13 to 127 cm. The bed is preferably a fixed bed of catalyst and diluent particles; however, it is also possible to use the catalyst and the diluent
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in einen Wirbelzustand zu versetzen, wenn beide gemäß spezifizierten Bereiches liegt (beispielsweiseput into a vortex state if both are within the specified range (for example
Komponenten eine geeignete fluidisierbare Größe, 1,1 Mol Chlor pro Mol Äthylen), dann besteht dasComponents of a suitable fluidizable size, 1.1 moles of chlorine per mole of ethylene), then that exists
nämlich einen Durchmesser von 0,6 bis 0,15 mm Reaktionsprodukt zu 90% aus Dichloräthan. Dienamely a diameter of 0.6 to 0.15 mm 90% of the reaction product is dichloroethane. the
besitzen. Abtrennung dieser Produkte sowie gegebenenfallsown. Separation of these products as well as, if applicable
Für das Katalysatorbett kann jede geeignete 5 von Nebenprodukte wird mittels üblicher VerfahrenAny suitable 5 of by-products can be prepared for the catalyst bed using conventional methods
Apparatur verwendet werden, es ist lediglich erforder- durchgeführt, beispielsweise durch Vakuumfraktio-Apparatus are used, it is only required- carried out, for example by vacuum fraction
lich dafür Soge zu tragen, daß die Ausgangsstoffe Chlor nierung und vorzugsweise durch Absorption,Lich ensure that the starting materials are chlorinated and preferably by absorption,
und Äthylen sowie gegebenenfalls verwendete gas- Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung,and ethylene as well as any gas used The following examples illustrate the invention,
förmige Verdünnungsmittel durch das Bett strömen . .shaped diluents flow through the bed. .
können. Die Produktgase werden gesammelt und io Beispiel 1be able. The product gases are collected and used in Example 1
entweder als solche verwendet oder gegebenenfalls zur Ein 25-mm-I.D. (Innendurchmesser)-Glasrohr miteither used as such or optionally for a 25 mm I.D. (Inside diameter) glass tube with
Auftrennung destilliert. einer 10-mm-Thermohülse wurde mit Steinsalz (Halit-Separation distilled. a 10 mm thermal sleeve was coated with rock salt (halite
Die Fließgeschwindigkeit der Ausgangsstoffe durch Natriumchlorid mit einer Teilchengröße von 4 bis das Bett ist solange nicht kritisch, als sie ausreichend 2,5 mm mit einer Tiefe von 56 cm gepackt. Das Rohr ist, wobei noch die Anforderung hinzukommt, daß 15 wurde in einem elektrischen Ofen auf 200° C erhitzt, die Tiefe des Katalysatorbettes sowie die Teilchen- worauf ein Gasstrom, der 42,5 mMol/Minute Äthylen, größe des Katalysator/Verdünnungsmittels derart ist, 60 mMol/Minute Chlor und 16 mMol/Minute Chlordaß eine Verweilzeit von 0,1 bis ungefähr 10 Sekunden wasserstoff enthielt, in den Reaktor eingeleitet wurde, gewährleistet ist. Tiefere Betten ermöglichen eine Der austretende Gasstrom wurde durch eine Reihe von schnellere Fließgeschwindigkeit, während flachere 20 auf—780C abgekühlte Fallen geleitet. Die Kontaktzeit Betten eine langsamere Fließgeschwindigkeit erfordern. in dem Bett betrug ungefähr 3 Sekunden. Das Produkt Im allgemeinen sollte die Fließgeschwindigkeit unge- wurde gesammelt und nach einer 30 Minuten dauernfähr 5 bis 100 cm3/Sekunde/cm2 betragen. den Betriebszeit gewogen. Das gesammelte ProduktThe rate of flow of the starting materials through sodium chloride of particle size 4 to the bed is not critical as long as it is packed sufficiently 2.5 mm to a depth of 56 cm. The tube is, with the additional requirement that 15 was heated in an electric furnace to 200 ° C, the depth of the catalyst bed and the particle whereupon a gas flow of 42.5 mmol / minute ethylene, size of the catalyst / diluent is, 60 mmol / minute chlorine and 16 mmol / minute chlorine that a residence time of 0.1 to about 10 seconds hydrogen was introduced into the reactor is guaranteed. Deeper beds permit the effluent gas stream was passed through a number of faster flow rate, while shallower 20 0 C cooled to 78 traps. The contact time beds require a slower flow rate. in the bed was about 3 seconds. The Product In general, the flow rate should not be collected and after 30 minutes should be about 5 to 100 cm 3 / second / cm 2 . weighed the operating time. The collected product
Die Umsetzung zwischen Chlor und Äthylen wird setzte sich wie folgt zusammen:The reaction between chlorine and ethylene is composed as follows:
bei 80 bis 350°C durchgeführt, wobei es vorzuziehen 25 n , , ^ · ■ ..... .carried out at 80 to 350 ° C, it being preferable 25 n ,, ^ · ■ ......
. , , . ..., _«- ,· »»At,/, ... .. r_ ·. . Produkt mMol/Minute. ,,. ..., _ «-, ·» »At, /, ... .. r_ ·. . Product mmol / minute
ist, bei ungefähr 200 bis 220 C zu arbeiten. Arbeitetis to work at around 200-220C. Is working
man unterhalb 80° C, dann ist eine langsame, unvoll- 1,2-Dichloräthan 21,5one below 80 ° C, then a slow, incomplete 1,2-dichloroethane 21.5
ständige Reaktion die Folge, wohingegen es schwie- 1,1,2-Trichloräthan 17,6constant reaction is the result, whereas 1,1,2-trichloroethane 17.6 is difficult
rig wird, Umsetzungen zu kontrollieren, die erheblich 1,1,2,2-Tetrachloräthan 1,45rig will control reactions that significantly 1,1,2,2-tetrachloroethane 1.45
oberhalb 350°C durchgeführt werden. 30 Pentachloräthan 1,23be carried out above 350 ° C. 30 pentachloroethane 1.23
Die erfindungsgemäß verwendeten Ausgangsstoffe Die Chlor- und Kohlenstoffbilanzen betrugen unsind Chlor und Äthylen. Diese Ausgangsstoffe werden gefähr 100%. Dies bedeutet, daß 98,5% des zugein einem Molverhältnis von 1,1 bis 2 Mol Chlor pro führten Äthylens und praktisch das ganze zugeführte Mol Äthylen und vorzugsweise 1,2 bis 1,6 Mol Chlor Chlor verbraucht worden waren, pro Mol Äthylen verwendet. Werden mehr als ungefähr 35 ... 2 Mol Chlor pro Mol Äthylen eingesetzt, dann ist die B e 1 s ρ 1 e 1 2 Reaktion zu heftig und nur schwierig unter Kontrolle Es wurden der gleiche Reaktor und die gleichen zu bringen. Werden weniger als 1,1 Mol Chlor pro Reaktionsbedingungen wie im Beispiel 1 verwendet, Mol Äthylen verwendet, dann wird das Äthylen nur mit der Ausnahme, _ daß der Beschickungsstrom aus unvollständig verbraucht. . 4° 42,5 mMol/Minute Äthylen, 52,2 mMol/Minute ChlorThe starting materials used according to the invention. The chlorine and carbon balances were unsind Chlorine and ethylene. These raw materials are 100%. This means that 98.5% of the intake a molar ratio of 1.1 to 2 moles of chlorine per led ethylene and practically all of the supplied Moles of ethylene and preferably 1.2 to 1.6 moles of chlorine chlorine had been consumed, used per mole of ethylene. If more than approximately 35 ... 2 moles of chlorine are used per mole of ethylene, then the B e 1 s ρ 1 e 1 2 Reaction too violent and difficult to control. The same reactor and the same ones were found bring to. If less than 1.1 moles of chlorine are used per reaction condition as in Example 1, Moles of ethylene used, then the ethylene is used only with the exception that the feed stream is off incompletely consumed. . 4 ° 42.5 mmol / minute ethylene, 52.2 mmol / minute chlorine
Zusammen mit den Ausgangsstoffen Chlor und und 24 mMol/Minute Chlorwasserstoff bestand. DerTogether with the starting materials chlorine and 24 mmol / minute hydrogen chloride existed. the
Äthylen kann ein Verdünnungsgas verwendet werden. Produktstrom wurde nach 30 Minuten dauernderEthylene can be used as a diluent gas. Product flow became more sustained after 30 minutes
Das Verdünnungsgas kann in Mengen bis zu ungefähr Betriebszeit gesammelt und analysiert; dabei wurdenThe diluent gas can be collected and analyzed in amounts up to about operating time; were there
50 Gewichtsprozent, bezogen auf die gesamte gas- folgende Ergebnisse erhalten:50 percent by weight, based on the total gas, the following results are obtained:
förmige oder dampfförmige Beschickung, eingesetzt 45 Produkt mMol/Minute werden. In den Fallen, in welchen em niedrigesform or vapor feed, used 45 product mmoles / minute will. In the cases in which em low
Chlor-Äthylen-Verhältnis innerhalb des angegebenen 1,2-Dichloräthan 37,7Chlorine-ethylene ratio within the specified 1,2-dichloroethane 37.7
Bereiches angewendet wird, und zwar etwa 1,1 Mol 1,1,2-Trichloräthan 7,6Area is applied, namely about 1.1 mol 1,1,2-trichloroethane 7.6
Chlor pro Mol Äthylen, ist das Verdünnungsmittel 1,1,2,2-Tetrachloräthan 0,31Chlorine per mole of ethylene, the diluent is 1,1,2,2-tetrachloroethane 0.31
praktisch nicht erforderlich, da die Umsetzung in nicht 50 Pentachloräthan 0,53practically not necessary, since the implementation in not 50 pentachloroethane 0.53
sehr heftiger Weise erfolgt. Liegt das Verhältnis Die Chlor- und Kohlenstoffbilanzen betrugen unChlor zu Äthylen an dem oberen Ende des angege- gefähr 100 %·, was darauf hindeutet, daß im wesentbenen Bereichs, und zwar in der Größenordnung von liehen das ganze Chlor und Äthylen verbraucht worden 1,7 bis 2 Mol Chlor pro Äthylen, dann ist es zweck- waren.done very violently. If the ratio lies The chlorine and carbon balances were unChlor to ethylene at the upper end of the stated 100%, which suggests that essentially Range, on the order of borrowed all the chlorine and ethylene that has been consumed 1.7 to 2 moles of chlorine per ethylene, then it's purposeful.
mäßig, ein Verdünnungsmittel zu verwenden, um die 5s B e i s ρ i e 1 3 Reaktion zu verlangsamen und unter Kontrolle zumoderate to use a thinner to reduce the 5s B e i s ρ i e 1 3 Slow response and get under control
bringen. Diese Umsetzung zeigt die Wirkung der Temperaturbring. This implementation shows the effect of temperature
Jedes Gas oder jeder Dampf, das bzw. der gegen- auf die Produktverteilung. Es wurden der gleicheAny gas or vapor that opposes the product distribution. It became the same
über der Reaktion inert ist, kann als Verdünnungs- Reaktor und die gleichen Reaktionsbedingungen wieis inert over the reaction, can be used as a dilution reactor and the same reaction conditions as
mittel verwendet werden. Zu geeigneten Verdünnungs- 60 im Beispiel 1 verwendet, mit der Ausnahme, daß diemedium can be used. To appropriate dilution 60 used in Example 1, with the exception that the
mitteln sind Chlorwasserstoff, Stickstoff, Perchlor- Reaktionstemperatur 150°C betrug. Es wurden fol-average are hydrogen chloride, nitrogen, perchloric acid reaction temperature was 150 ° C. There were fol-
äthylen und Tetrachlorkohlenstoff zu zählen. gende Ergebnisse erhalten:to include ethylene and carbon tetrachloride. get the following results:
Das Reaktionsprodukt enthält eine im VerhältnisThe reaction product contains one in proportion
zu Dichloräthan äquimolare Menge an Trichloräthan, Produkt mMol/MinuteEquimolar amount of trichloroethane to dichloroethane, product mmol / minute
wenn die Reaktion bei einem Molverhältnis Chlor zu 65 1,2-Dichloräthan 37,7if the reaction at a molar ratio of chlorine to 65 1,2-dichloroethane 37.7
Äthylen von etwa 2:1 durchgeführt wird. Wird 1,1,2-Trichloräthan 6,20Ethylene of about 2: 1 is carried out. Becomes 1,1,2-trichloroethane 6.20
weniger Chlor verwendet, beispielsweise in einem sym.-l,l,2,2-Tetrachloräthan und Penta-less chlorine used, for example in a sym.-l, l, 2,2-tetrachloroethane and penta
Verhältnis, das an dem unteren Ende des erfindungs- chloräthan 0,22Ratio, which at the lower end of the invention chloroethane 0.22
I 568 582I 568 582
Wiederum waren Chlor und Äthylen zu praktisch 100 °/o verbraucht worden.Again, practically 100 per cent of the chlorine and ethylene had been consumed.
Ein 25-mm-I.D.-Glasrohr mit einer 10-mm-Thermohülse wurde mit einer Tiefe von 56 cm mit Sylvinit (50°/0Silvin, 50°/0Halit, Durchmesser 4 bis 2,5 mm) gepackt. Das Rohr wurde in einem elektrischen Ofen auf 325° C erhitzt. Ein Gasstrom aus 21,25 mMol/Minute Äthylen, 30 mMol/Minute Chlor und 15 mMol/ Minute HCl wurde durch den Reaktor mit einer Kontaktzeit von 7 Sekunden geleitet. Der austretende Gasstrom wurde durch eine Reihe von auf -780C abgekühlten Fallen geleitet; nach 30 Minuten wurde das Produkt gesammelt, gewogen und analysiert. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:A 25 mm ID glass tube with a 10 mm thermal sleeve was packed with sylvinite (50 ° / 0 Silvin, 50 ° / 0 Halite, diameter 4 to 2.5 mm) to a depth of 56 cm. The tube was heated to 325 ° C in an electric oven. A gas stream of 21.25 mmol / minute ethylene, 30 mmol / minute chlorine and 15 mmol / minute HCl was passed through the reactor with a contact time of 7 seconds. The effluent gas stream was passed through a series of cooled to -78 0 C traps; after 30 minutes the product was collected, weighed and analyzed. The following results were obtained:
Produkt mMol/MinuteProduct mmol / minute
Vinylchlorid SpurenTraces of vinyl chloride
1,2-Dichloräthan 12,61,2-dichloroethane 12.6
1,1,2-Trichloräthan 8,41,1,2-trichloroethane 8.4
1,1,2,2-Tetrachloräthan 0,251,1,2,2-tetrachloroethane 0.25
Die Chlor- und Kohlenstoffbilanzen betrugen ungefähr 100%, was ungefähr 100°/0ige Ausbeuten bedeutet. The chlorine and carbon balances were 100% about, which means about 100 ° / 0 owned yields.
Es wurden der gleiche Reaktor und die gleichen Reaktionsbedingungen wie im Beispiel 4 angewendet, mit der Ausnahme, daß das Bett mit Sylvin (KCl 98,5%, NaCl 1,3%, Durchmesser 4 bis 2,5 mm) gepackt wurde. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:The same reactor and the same reaction conditions were used as used in Example 4, with the exception that the bed is packed with sylvine (KCl 98.5%, NaCl 1.3%, diameter 4 to 2.5 mm) would. The following results were obtained:
Produkt mMol/MinuteProduct mmol / minute
1,2-Dichloräthan 13,61,2-dichloroethane 13.6
1,1,2-Trichloräthan 6,81,1,2-trichloroethane 6.8
1,1,2,2-Tetrachloräthan 0,81,1,2,2-tetrachloroethane 0.8
Die Kohlenstoffbilanz betrug ungefähr 99,0 %, während diejenige des Chlors zu ungefähr 99,5 % ermittelt wurde.The carbon balance was about 99.0%, while that of the chlorine was found to be about 99.5% would.
5 Beispiel A — Vergleichsversuch 5 Example A - comparative experiment
Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um die Ergebnisse zu zeigen, die dann erhalten werden, wenn andere Katalysatorbetten verwendet werden. In diesem Falle wurde Calciumchlorid mit einer Teilchengröße von 4 ίο bis 2,5 mm an Stelle des im Beispiel 4 verwendeten Katalysator-Verdünnungsbettes unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 4 verwendet. Das auf diese Weise erhaltene Reaktionsprodukt setzte sich wie folgt zusammen:This example was done to show the results obtained when other Catalyst beds are used. In this case, calcium chloride with a particle size of 4 ίο up to 2.5 mm instead of the catalyst dilution bed used in Example 4 used under the same conditions as in Example 4. The reaction product thus obtained settled as follows together:
15 Produkt mMol/Minute 15 product mmol / minute
Vinylchlorid 6,8Vinyl chloride 6.8
Vinylidenchlorid 4,3Vinylidene chloride 4.3
eis- + trans-Dichloräthylen 1,4cis + trans dichloroethylene 1,4
2o 1,2-Dichloräthan Spuren 2o traces of 1,2-dichloroethane
1,1,2-Trichloräthan 0,11,1,2-trichloroethane 0.1
Tetrachloräthan 0,5Tetrachloroethane 0.5
Unbekannte hochsiedende Bestandteile 8,15Unknown high-boiling components 8.15
In dem Bett trat eine Verkohlung und Verkokung 25 auf. Innerhalb des ganzen Systems erfolgte eine Teerbildung, außerdem wurde in dem Produktauslaßrohr eine Polymerisatbildung festgestellt.Charring and coking occurred in the bed. Tar formation took place throughout the system, In addition, polymer formation was observed in the product outlet tube.
Beispiel B — VergleichsversuchExample B - comparative experiment
30 In diesem Beispiel wird die Wirksamkeit des in dem Beispiel 1 verwendeten Natriumchloridkatalysators mit der Wirksamkeit anderer typischer Bettmaterialien verglichen. Die nachstehend unter a), b) und c) angegebenen Materialien wurden unter den gleichen Be-30 In this example, the effectiveness of the sodium chloride catalyst used in Example 1 with the effectiveness of other typical bed materials. The ones indicated below under a), b) and c) Materials were made under the same
35 dingungen wie das in Beispiel 1 eingesetzte Natriumchlorid verwendet. Die Ergebnisse sind nachstehend zusammengefaßt:35 conditions as the sodium chloride used in Example 1 was used. The results are below summarized:
Katalysatorcatalyst
a) Siliciumcarbid
Teilchendurchmesser
4 bis 2,5 mma) silicon carbide
Particle diameter
4 to 2.5 mm
b) Keramische Füllkörper
Teilchengröße 4 bis 2,5 mmb) Ceramic fillers
Particle size 4 to 2.5 mm
c) Glaskugelnc) glass balls
Teilchengröße 4 bis 2,5 mmParticle size 4 to 2.5 mm
d) Halit (Natriumchlorid)
Teilchengröße 4 bis 2,5 mm
(erfindungsgemäßes
Katalysator-Verdünnungsmaterial) Ergebnissed) halite (sodium chloride)
Particle size 4 to 2.5 mm
(inventive
Catalyst diluent) results
heftige, unkontrollierbare exotherme Reaktion, übermäßige Verkohlung. Keine Gewinnung von Produkt möglichviolent, uncontrollable exothermic reaction, excessive charring. No extraction of product possible
mMol/Minutemmol / minute
1,2-Dichloräthan 23,31,2-dichloroethane 23.3
1,1,2-Trichloräthan 4,91,1,2-trichloroethane 4.9
trans-l^-Dichloräthylen 0,1trans-l ^ -dichlorethylene 0.1
Unbekannt waren 16,3% des Gesamtproduktes, 21,5 % des zugeführten Chlors wurden in nichtumgesetzter Form zurückgewonnen16.3% of the total product was unknown, 21.5% of the chlorine fed in was unconverted Reclaimed form
In dem Bett entwickelten sich heiße Stellen, wobei an dem oberen Teil des Bettes in merklicher Weise eine Verkohlung auftrat. Die Kohlenstoffbilanz betrug ungefähr 80%Hot spots developed in the bed with a noticeable one at the top of the bed Charring occurred. The carbon footprint was around 80%
mMol/Minutemmol / minute
1,2-Dichloräthan 19,11,2-dichloroethane 19.1
1,1,2-Trichloräthan 13,51,1,2-trichloroethane 13.5
1,1,2,2-Tetrachloräthan 1,61,1,2,2-tetrachloroethane 1.6
Pentachloräthan 2,2Pentachloroethane 2.2
mMol/Minutemmol / minute
1,2-Dichloräthan 21,51,2-dichloroethane 21.5
1,1,2-Trichloräthan 17,61,1,2-trichloroethane 17.6
1,1,2,2-Tetrachloräthan 1,451,1,2,2-tetrachloroethane 1.45
Pentachloräthan 1,23Pentachloroethane 1.23
Die Chlor- und Kohlenstoffbilanzen betrugen ungefähr 100%. Dies entspricht einem Verbrauch von 98,5 % des zugeführten Äthylens und im wesentlichen des ganzen zugeleiteten ChlorsThe chlorine and carbon balances were approximately 100%. This corresponds to a consumption of 98.5% of the ethylene fed and essentially all of the chlorine fed in
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