DE1518166B - Process for the production of vinyl chloride, vinylidene chloride and 1.1.1-trichloroethane - Google Patents
Process for the production of vinyl chloride, vinylidene chloride and 1.1.1-trichloroethaneInfo
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Description
Die Erfindung gehört zu der Gruppe von Verfahren zur Chlorierung von Äthan, die thermisch und nicht katalytisch arbeiten. Ferner verzichtet die Erfindung auf inerte Verdünnungsmittel wie Chlorwasserstoffe oder Dampf, die das Verfahren belasten und z. B. nach dem deutschen Patent 955 057 nötig sind.The invention belongs to the group of processes for the chlorination of ethane, the thermal and not work catalytically. The invention also dispenses with inert diluents such as hydrogen chloride or steam, which burden the process and e.g. B. according to the German patent 955 057 are necessary.
Es wurde zunächst angenommen, daß höhere Temperaturen die Bildung Von ungesättigten Bestandteilen, wie Vinylchlorid (aus Dichloräthan), begünstigen müßten und insbesondere zur unerwünschten Entstehung von Äthylen (aus Äthylchlorid) führen müßten (vgl. Ind. eng. Chem. 41,1940).It was initially assumed that higher temperatures would lead to the formation of unsaturated constituents, such as vinyl chloride (from dichloroethane) would have to favor and in particular would lead to the undesired formation of ethylene (from ethyl chloride) (cf. Ind. Tight. Chem. 41, 1940).
Mit anderen Worten wurde allgemein ahgenomnien;, daß eine Verminderung der Temperatur auch eine Verminderung der Chlorwasserstoffabspaltung zur Folge haben würde und daher auch eine entsprechende Verringerung der Ausbeute sowohl von Vinylchlorid als auch von Äthylen. Zwar wäre eine Verminderung oder Vermeidung der Äthylenentstehung sehr erwünscht gewesen, mit dem Nachteil jedoch, daß eine Verminderung der Temperatur bei der Arbeitsweise nach dem älteren Verfahren gleichzeitig zur Verminderung der Ausbeute an erwünschten Bestandteilen führe, nämlichIn other words, it became general ahgenomnien ;, that a decrease in temperature also leads to a decrease in the elimination of hydrogen chloride would have and therefore a corresponding reduction in the yield of both vinyl chloride and also of ethylene. A reduction or avoidance of the formation of ethylene would be very desirable been, with the disadvantage, however, that a reduction in the temperature in the procedure after the older processes lead at the same time to reduce the yield of desired ingredients, namely
1. von Methylchloroform, welches sich in zunehmendem Maße als begehrtes Lösungsmittel in die Praxis einführt,1. of methyl chloroform, which is increasingly becoming a sought-after solvent in the Introduces practice,
2. Vinylchlorid,2. vinyl chloride,
3. Vinylidenchlorid.3. vinylidene chloride.
Unter Vermeidung dieses Nachteiles gelingt bei dem beanspruchten Verfahren die Gewinnung eines verhältnismäßig hohen Anteiles der erwünschten Verbindungen, während die dabei anfallende Äthylenmenge nicht nennenswert ist. Dieser wesentliche Fortschritt und die Verminderung beachtlicher Nachteile werden nach der Erfindung erreicht, indem in Temperaturbereichen gearbeitet wird, die der derzeitige Stand der Technik als unzweckmäßig niedrig betrachtet.While avoiding this disadvantage, the claimed method succeeds in obtaining a relatively high proportion of the desired compounds, while the amount of ethylene produced is not worth mentioning. This substantial advance and the reduction of considerable disadvantages are achieved according to the invention by working in temperature ranges that the current state technically regarded as inexpediently low.
ίο Die Chlorierung von Äthan auf nichtkatalytischem Wege wird nach der Erfindung ferner bei einem Druck durchgeführt, der über dem atmosphärischen liegt, unter Umständen erheblich über dem atmosphärischen.ίο The chlorination of ethane on non-catalytic Paths is carried out according to the invention also at a pressure which is above atmospheric, possibly considerably above atmospheric.
Aus dem genannten Aufsatz ist kein Anhaltspunkt dafür zu gewinnen, daß irgendeiner der dort erwähnten Versuche sich auf eine Arbeitsweise bei einem änderen als dem atmosphärischen Druck bezieht oder beziehen könnte.From the above-mentioned article there is no indication that any of those mentioned there Try to reference or relate to a mode of operation other than atmospheric pressure could.
Die Wirkung eines Überdruckes ist in diesem Artikel aber nicht nur nicht diskutiert, sondern in dem Aufsatz auch nicht einmal erwähnt.The effect of overpressure is not only not discussed in this article, but in the article not even mentioned.
Weiterhin haben derartige vorbekannte Verfahren allgemein Umsetztemperaturefl in der Größenordnung von 4500C oder darüber erfordert. Diese Verfahren haben zu der Ausbildung nur geringer oder keiner Mengen an Methylchloroform und der Bildung erheblicher Teermengen und anderei polymerer Produkte geführt, die zu einer Verstopfung und Verschmutzung . der Ausrüstung sowie Einbußen an Ausbeute geführtFurthermore, such prior art methods have generally Umsetztemperaturefl in the order of 450 0 C or requires it. These processes have resulted in the formation of little or no methyl chloroform and the formation of significant amounts of tar and other polymeric products which cause clogging and fouling. equipment as well as loss of yield
äo haben. Bisher ist es zur Herstellung erheblicher1 Mengen äii Methylchloroförm allgemein notwendig gewesen, diese Verbindung in einem getrennten Chlorierungsgang unter Anwendung von 1,1-Dichloräthan als Häuptbeschickungsmäteriäl herzustellen. Dieses Verfahren ist jedoch recht kostspielig durchzuführen und allgemein dafür bekannt, daß eine Neigung zur Abscheidung übermäßiger Mengen an Kohlenstoff vorliegt. Wenn diese Neigung durch Anwendung von Verdünnungsmitteln unterdrückt wird, leidet die Leistungsfähigkeit der Anlage^have. So far it has generally been necessary for the production of substantial amounts of 1 AEII Methylchloroförm to make this connection in a separate Chlorierungsgang using 1,1-dichloroethane as Häuptbeschickungsmäteriäl. However, this process is quite expensive to operate and is well known to have a tendency to deposit excessive amounts of carbon. If this tendency is suppressed by the use of diluents, the efficiency of the system suffers ^
Es wurde nun ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und 1,1,1-Trichloräthan durch Chlorieren von Äthan zu einer Mischung chlorierter Wasserstoffe gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine im wesentlichen aus Äthan, Chlor und einem gesättigten chlorierten Äthan mit 1 bis 3 Chloratomen im Molekül bestehende Mischung mit einem Molverhältnis von freiem Chlor zu Äthan, von etwa 1,5 bis etwa 3:1 bei 345 bis 4400C uiid unter einöitt absoluten Drück von etwa 1,7 bis . 8 kg/cm2 in Abwesenheit eines Katalysators umsetzt, anschließend das erhaltene Reaktionsgemisch abzieht und trennt sowie das 1,1-Dichloräthan und das Chloräthan in die Reaktionszone zurückführt.A process for the production of vinyl chloride, vinylidene chloride and 1,1,1-trichloroethane by chlorinating ethane to form a mixture of chlorinated hydrogens has now been found, which is characterized in that one essentially consists of ethane, chlorine and a saturated chlorinated ethane A mixture consisting of 1 to 3 chlorine atoms in the molecule with a molar ratio of free chlorine to ethane, of about 1.5 to about 3: 1 at 345 to 440 0 C uiid under an absolute pressure of about 1.7 to. 8 kg / cm 2 is reacted in the absence of a catalyst, then the reaction mixture obtained is drawn off and separated and the 1,1-dichloroethane and the chloroethane are returned to the reaction zone.
Eine Verbesserung besteht darin, daß man wenigstens einen Teil 1,1-Dichloräthans in die Reaktionszone zurückführt und man ein Molverhältnis von freiem Chlor zu Äthah wählt, das im Bereich von 1,8 bis 2,5:1 liegt.An improvement is that at least a portion of 1,1-dichloroethane is returned to the reaction zone and a molar ratio of elects free chlorine to ethah, which is in the range of 1.8 to 2.5: 1.
Vorteilhaft ist ferner, daß der absolute Druck, bei dem die Umsetzung stattfindet, 3,8 bis 6,6 kg/cm2 beträgt.It is also advantageous that the absolute pressure at which the reaction takes place is 3.8 to 6.6 kg / cm 2 .
Vorteilhaft verfährt man erfindungsgemäß derart, daß eine nicht katalytische Chlorierung von ÄthanThe procedure according to the invention is advantageously such that a non-catalytic chlorination of ethane
oder einer normalerweise gasförmigen, an Äthan reichen Kohlenwasserstoff-Fraktion unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen durchgeführt wird sowie die Umsetzung durch Anwenden eineror a normally gaseous hydrocarbon fraction rich in ethane, among suitable ones Temperature and pressure conditions is carried out as well as the implementation by applying a
erheblichen Menge eines öder mehrerer der Umsetzungsprodukte, wie 1,1-Dichloräthan als Verdünnungsmittel für die Umsetzung modifiziert und moderiert wirdi Die Zusammensetzung dieses Verdünnungsmittels wird in Abhängigkeit von der gewünschten Produktverteilung verändert; Dies wird an Hand det folgenden Ausführungsbeispiele erläutert.considerable amount of one or more of the reaction products, such as 1,1-dichloroethane modified and moderated as a diluent for the implementation The composition of this diluent will depend on the desired Product distribution changed; This is explained using the following exemplary embodiments.
Die Herstellung von Methylchloroform wird dureh die Zürückführung von Äthylenchlorid und Ijl-Dichloräthan begünstigt: Für diesen Zweck können die Umsetzungsbedingungen so gesteuert werden^ daß die molare Menge des durch die Umsetzung verbrauchten ljl-Dichloräthans gleich den Molen an gebildetem Vinylchlorid ist Das letztere kann sodann in weiteres 1,1-Dichloräthan durch Umsetzung mit Chlorwasserstoffsäure in flüssiger Phase unter Anwenden eines Eisenchloridkatalysators oder in irgendeiner anderen allgemein bekannten Weise umgewandelt werden. So kann z. B. 1,1-Dichloräthan durch Einführen von Vinylchlorid und Chlorwasserstoffsäure in praktisch stöchiometrischen Mengen in ein flüssiges Reservoir von 1,1-Dichloräthan hergestellt werden, das etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, z. B. 0,5 Gewichtsprozent Eisen(III)-Chlorid (FeCl3) enthält. Die Flüssigkeit wird zweckmäßigerweise durch einen Wärmeaustauscher geführt, um so die Temperatur des Reservoirs bei 38 bis 66° C zu halten, indem die exotherme Wärmetönung der Umsetzung abgeführt wird. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, diese Umsetzung bei einem absoluten Druck von 3 S bis 4!5 kg/cm2 durchzuführen wodurch der Verlust an Unisetzungsprodukt in der geringen abgelassenen Menge, die größtenteils nicht umgesetzte Chlorwasserstoffsäure enthält, verringert wird; Das Umsetzungsgefäß ist mit einer Vorrichtung zum Abziehen des gebildeten ljl-Dichloräthans als eine Flüssigkeit in ein Schnelldestiilätionssystem oder anderes geeignetes System versehen, das das UmSetzungsprodukt von dem gelösten Katalysator abtrennt: The production of methyl chloroform is favored by the recycling of ethylene chloride and Ijl-dichloroethane: For this purpose, the reaction conditions can be controlled so that the molar amount of ljl-dichloroethane consumed by the reaction is equal to the moles of vinyl chloride formed further 1,1-dichloroethane can be converted by reaction with hydrochloric acid in the liquid phase using an iron chloride catalyst or in any other well known manner. So z. B. 1,1-dichloroethane can be prepared by introducing vinyl chloride and hydrochloric acid in virtually stoichiometric amounts into a liquid reservoir of 1,1-dichloroethane which is about 0.1 to 5 percent by weight, e.g. B. 0.5 weight percent iron (III) chloride (FeCl 3 ) contains. The liquid is expediently passed through a heat exchanger in order to keep the temperature of the reservoir at 38 to 66 ° C. by dissipating the exothermic heat of the reaction. It has proven advantageous to carry out this reaction at an absolute pressure of 3 S to 4 ! 5 kg / cm 2 , thereby reducing the loss of the decomposition product in the small amount discharged which contains mostly unreacted hydrochloric acid; The reaction vessel is provided with a device for drawing off the formed dichloroethane as a liquid into a rapid distillation system or other suitable system which separates the reaction product from the dissolved catalyst:
Zusätzlich zu der Zurückführung des Ijl-Dichloräthans ist es zweckmäßig, eine gesamte Zurückführung des Äthylehlorides auszuführen. Somit kann die Bildung von Vinylchlorid, Äthylchlorid und ljl-Dichioräthan als Endprodukt praktisch vermieden werden. Bei allen Ausführungsbeispielen werden die zur Beschickung kommenden Produkte durch die Umxo setzungskammer mit einer derartigen Geschwindigkeit geführt, daß das verdampfte Umsetzungsgemisch mit einer durchschnittlichen Verweilzeit von etwa 15 Sekunden bei der Umsetzungstemperatur verbleibt.In addition to the recycling of the dichloroethane it is advisable to carry out a complete return of the ethyl chloride. Thus, education can of vinyl chloride, ethyl chloride and ljl-dichloroethane can be practically avoided as an end product. In all the exemplary embodiments, they are used for charging coming products through the reaction chamber at such a speed resulted in the vaporized reaction mixture having an average residence time of about 15 seconds remains at the reaction temperature.
1S Beispiel 1 1 S example 1
Ein Beschickungsgemisch aus 0,441 Mol Äthan,A feed mixture of 0.441 moles of ethane,
0,105 Mol Ätbylchlorid, 0,669 Mol 1,1-Dichloräthan und 1 Mol freiem Chlor wird in ein kontinuierlich arbeitendes Umsetzungsgefäß eingedrückt, das bei einem absoluten Druck von 5,9 kg/cm2 und einer durchschnittlichen Temperatur von 4170C und einer maximalen Temperatur bei 427° C gehalten wird. Bei diesen Bedingungen wurde gefunden, daß 0,112 Mol0.105 mol of ethyl chloride, 0.669 mol of 1,1-dichloroethane and 1 mol of free chlorine is injected into a continuously operating reaction vessel which is operated at an absolute pressure of 5.9 kg / cm 2 and an average temperature of 417 ° C. and a maximum temperature 427 ° C is maintained. Under these conditions it was found that 0.112 mol
Äthylchlorid gebildet wurden, wodurch sich eine reine Bildung an Äthylchlorid von 0,007 Mol ergibt. Es wurde weiterhin gefunden, daß 0,175 Mol 1,1-Diehlorathan verbraucht wurden, während 0,175 Mol Vinyl-Ethyl chloride were formed, resulting in a pure formation of ethyl chloride of 0.007 mol. It it was also found that 0.175 moles of 1,1-diehlorathan were consumed, while 0.175 moles of vinyl
cblorid ausgebildet wurden. Die Gesamtmenge dercblorid were trained. The total amount of
30. letzteren Verbindung wird sodann für die Umsetzung : mit Chlorwasserstoffsäure in einem anderen Umsetzungsgefäß unter Ersetzen des verbrauchten 1,1-Di-30. The latter compound is then used for implementation : with hydrochloric acid in another reaction vessel to replace the used 1,1-di-
; chloräthans umgesetzt, wodurch sich eine im ganzen; Chloräthans implemented, whereby a whole
! gesehene Ausbildung von Vinylchlorid gleich null! seen formation of vinyl chloride equal to zero
ergibt. Die folgende Tabelle I zeigt die vollständigeresults. The following Table I shows the complete
Zusammensetzung des austretenden Ümsetzüngsproduktes. Composition of the emerging translation product.
Tabelle I Mole pro Mol C^-BeschickungTable I moles per mole of C 1-4 feed
Beschickung Austretendes
ProduktCharging of the escaping
product
Tätsächlich
gebildetReally
educated
Ausgebildet
MölprozentEducated
Oil percent
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Vinylidenchlorid Vinylidene chloride
1,1-Dichloräthan 1,1-dichloroethane
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
1,1,2-Trichloräthan 1,1,2-trichloroethane
Verschiedene VerbindungenDifferent connections
0,105
0,6690.105
0.669
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0,0620.062
0,1890.189
0,0100.010
0,0120.012
0,0070.007
2,4
21,62.4
21.6
65,9
3,5
4,2
2,465.9
3.5
4.2
2.4
Diese Zahlenwerte zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres zum Herstellen eines Produktes angewandt werden kann, das mehr als 60 Molprozent 1,1,1-Trichloräthan, mehr als 20 Mol-Prozent Vinylidenchlorid und weniger als 15 Molprozent der weniger zweckmäßigen Umsetzungsprodukte enthält. ; ; These numerical values show that the method according to the invention can easily be used to produce a Product can be used that has more than 60 mol percent 1,1,1-trichloroethane, more than 20 mol percent Vinylidene chloride and less than 15 mole percent of the less useful reaction products. ; ;
Die Herstellung von Vinylidenchlorid kann erheblich durch Einschließen von Methylchloroform (ljl,l-Trichloräthan) in dem Kreisprozeß erhöht werden. Das Methylchloroform wird sich unter der Wärmeeinwirkung unter Ausbilden von Vinylidenchlorid und Chlor-The production of vinylidene chloride can be significantly increased by including methyl chloroform (ljl, l-trichloroethane) be increased in the cycle. The methyl chloroform will dissolve under the action of heat with formation of vinylidene chloride and chlorine
wasserstoff zersetzen. Somit kann die durch die Chlorierungsumsetzungen ausgebildete exotherme Wärmetönung erfindungsgemäß zum Zersetzen von Methylchloroform angewandt werden, wodurch man noch höhere Ausbeuten aD Vinylidenchlorid erzielt. Gleichzeitig wird 1,1-Dicbloräthan zurückgeführt, wobei durch dessen sich daran anschließende Chlorierung man eine Quelle für das Methylchloroform erhält. Die folgenden Zahlenwerte dienen der Erläuterung bezüglich der Anwendung des zurückzuführenden Methylchloroforms.decompose hydrogen. Thus, by the chlorination reactions developed exothermic heat tint according to the invention for the decomposition of methyl chloroform be used, whereby one achieves even higher yields of aD vinylidene chloride. Simultaneously 1,1-dicblorethane is recycled, whereby its subsequent chlorination gives a source of methyl chloroform. The following numerical values serve to explain the application of the to be attributed Methyl chloroform.
Es wird ein Gemisch aus 0,411 Mol Äthan, 0,090 Mol Äthylchlorid, 0,558 Mol 1,1-Dichloräthan, 0,102 Mol Methylchloroform, 0,012 Mol verschiedener weiterer Verbindungen und 1 Mol freies Chlor — wie in der Tabelle II gezeigt — in das Umsetzungsgefäß eingeführt, das bei einem absoluten Druck von 5,90 kg/cm2 und einer durchschnittlichen Temperatur von 391° C und einer maximalen Temperatur von 400° C gehalten wird. Man stellt fest, daß 0,159 Mol 1,1-Dichloräthan verbraucht werden und 0,183 Mol Vinylchlorid gebildet werden. Das Umsetzen von 0,159 Mol Vinylchlorid mit Chlorwasserstoffsäure in einer getrennten Umsetzung unter Ersetzen des verbrauchten 1,1-Dichloräthans führt dazu daß sich die tatsächlich gebildeteIt is a mixture of 0.411 mol of ethane, 0.090 mol of ethyl chloride, 0.558 mol of 1,1-dichloroethane, 0.102 mol of methyl chloroform, 0.012 mol of various other compounds and 1 mol of free chlorine - as shown in Table II - introduced into the reaction vessel, which at an absolute pressure of 5.90 kg / cm 2 and an average temperature of 391 ° C and a maximum temperature of 400 ° C. It is found that 0.159 moles of 1,1-dichloroethane are consumed and 0.183 moles of vinyl chloride are formed. Reacting 0.159 moles of vinyl chloride with hydrochloric acid in a separate reaction to replace the 1,1-dichloroethane consumed results in that which is actually formed
ίο Menge an Vinylchlorid um 0,159 Mol verringert.ίο Amount of vinyl chloride decreased by 0.159 moles.
In der folgenden Tabelle II sind die Ergebnisse des Versuches zusammengefaßt wobei man sieht, daß in dieser Weise ein Umsetzungsprodukt erhalten werden kann, das mehr als 50 Molprozent Vinylidenchlorid und 20 Molprozem oder mehr an Methylchloroform enthält.In the following Table II, the results of the experiment are summarized, it being seen that in in this way a reaction product can be obtained which has more than 50 mol percent vinylidene chloride and contains 20 mole percent or more of methyl chloroform.
Tabelle II .Mole pro Mol Cl2-BeschickungTable II. Moles per mole of Cl 2 feed
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Vinylidenchlorid ,Vinylidene chloride,
1,2-Dichloräthylen 1,2-dichloroethylene
1,1-Dichloräthan ,1,1-dichloroethane,
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
1,1,2-Triehloräthan 1,1,2-triehlorethane
Verschiedene VerbindungenDifferent connections
Wenn die Ausbildung von Vinylidenchlorid nicht besonders erwünscht ist, können die' Umsetzungsbedingungen so eingestellt werden, daß die Ausbildung von 1,1-Dichloräthan ohne Anwenden von Vinylchlorid ausgeglichen wird. Somit kann die gesamte Menge des gebildeten Vinylchlorides als Fertigprodukt abgezogen werden. An Hand der folgenden Zahlenwerte wird dieses Arbeitssystem erläuten. If the formation of vinylidene chloride is not particularly desired, the 'reaction conditions can be adjusted so that the formation is balanced by 1,1-dichloroethane without applying vinyl chloride. Thus, the total amount of vinyl chloride formed can be deducted as a finished product. Using the following Numerical values will explain this working system.
Es wird ein Gemisch aus 0,599 Mol Äthan. 0,313 Mol Äthylchlorid, 0,582 Mol 1,1-Dichloräthan und 1-Mol freies Chlor in das Umsetzungsgefäß eingedrückt, das bei einem absoluten Druck von 5,9 kg/cm2 und einer durchschnittlichen Temperatur von 417° C mit einer maximalen Temperatur von 427° C gehalten wird. In der folgenden Tabelle III sind die erhaltenen Ergebnisse aufgezeigt.It becomes a mixture of 0.599 mol of ethane. 0.313 mol of ethyl chloride, 0.582 mol of 1,1-dichloroethane and 1 mol of free chlorine are pressed into the reaction vessel, which is at an absolute pressure of 5.9 kg / cm 2 and an average temperature of 417 ° C with a maximum temperature of 427 ° C is held. The results obtained are shown in Table III below.
Tabelle III Mole pro Mol Cl2-BeschickungTable III Moles per mole of Cl 2 feed
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Vinylidenchlorid Vinylidene chloride
1,2-Dichloräthylene 1,2-dichloroethylenes
1,1-Dichloräthan ......... 1,1-dichloroethane .........
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
■1,2-Dichloräthan .........■ 1,2-dichloroethane .........
1,1,2-Trichloräthan ...
Verschiedene Verbindungen1,1,2-trichloroethane ...
Different connections
Es wurde weiterhin gefunden, daß die Gesamtmenge an gebildetem 1,2-Dichlorätban und 1,1,2-Trichloräthan dadurch praktisch in Fortfall kommen kann, daß diese Verbindungen der Umsetzung erneut zugeführt werden können, ohne daß hierdurch feststellbare nachteilige Wirkungen bedingt werden. Die folgenden Zahlenwerte dienen zur Erläuterung dieser Feststellung. It was also found that the total amount of 1,2-dichloroethane and 1,1,2-trichloroethane formed as a result, there can be practically no need for these compounds to be fed back into the reaction can be achieved without causing any discernible adverse effects. The following Numerical values serve to explain this finding.
Es wird ein Gemisch aus 0,433 Mol Äthan, 0,083 Mol Äthylchlond, 0,490 Mol 1,1-Dichloräthan, 0,157 Mol Methylchloroform, 0,004 Mol 1,2-Dichloräthan, 0,027 Mol 1,1,2-Trichloräthan und 1 Mol freies Chlor in das Umsetzungsgefäß eingedrückt, das bei einem absoluten Druck von 5,48 kg/cm2 und einer durchschnittlichen Temperatur von 398° C bei einer maximalen Temperatur von 412° C gehalten wird. In der Tabelle IV sind diese erhaltenen Ergebnisse aufgezeigt. A mixture of 0.433 mol of ethane, 0.083 mol of ethyl chloride, 0.490 mol of 1,1-dichloroethane, 0.157 mol of methyl chloroform, 0.004 mol of 1,2-dichloroethane, 0.027 mol of 1,1,2-trichloroethane and 1 mol of free chlorine is poured into the reaction vessel pressed in, which is maintained at an absolute pressure of 5.48 kg / cm 2 and an average temperature of 398 ° C at a maximum temperature of 412 ° C. These results obtained are shown in Table IV.
Tabelle IV Mole pro Mol Cl2-BeschickungTable IV Moles per mole of Cl 2 feed
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Vinylidenchlorid Vinylidene chloride
1,2-Dichloräthylene 1,2-dichloroethylenes
1,1-Dichloräthan 1,1-dichloroethane
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
1,1,2-Trichloräthan 1,1,2-trichloroethane
Verschiedene VerbindungenDifferent connections
Dieses System kann ebenfalls unter Anwenden von Methylchloroform oder einem Gemisch aus Methylchloroform und Äthylchlond als zurückgeführte Produkte betrieben werden. Die folgenden Zahlenwerte dienen der Erläuterung dieses Systems.This system can also be carried out using methyl chloroform or a mixture of methyl chloroform and ethyl chloride are operated as recycled products. The following numerical values serve to explain this system.
Es wird ein Gemisch aus 0,582 Mol Äthan, 0,110 Mol Äthylchlorid, 0,603 Mol Methylchloro:orm, 0,008 Mol 1 1,2-Dichloräthan und 1 Mol freies Chlor in das Umsetzungsgefäß eingedrückt, das bei einem absoluten Druck von 5,9 kg/cm2 und einer durchschnittlichen Temperatur von 416° C bei einer maximalen Temperatur von 427° C gehalten wird. In der Tabelle V sind die Ergebnisse dieses Versuches angegeben. In dieser Weise ist es möglich, 1,1-Dichloräthan in hoher Ausbeute bevorzugt gegenüber den anderen Umsetzungsprodukten zu erhalten. A mixture of 0.582 mol of ethane, 0.110 mol of ethyl chloride, 0.603 mol of methyl chloro: orm, 0.008 mol of 1 1,2-dichloroethane and 1 mol of free chlorine is injected into the reaction vessel, which at an absolute pressure of 5.9 kg / cm 2 and an average temperature of 416 ° C with a maximum temperature of 427 ° C. Table V shows the results of this experiment. In this way it is possible to obtain 1,1-dichloroethane in high yield, preferably over the other reaction products.
Tabelle V Mole pro Mol Cl2-BeschickungTable V Moles per mole of Cl 2 feed
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Vinylidenchlorid Vinylidene chloride
1,2-Dichloräthylene 1,2-dichloroethylenes
1,1-Dichloräthan 1,1-dichloroethane
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
1,1,2-Trichloräthan 1,1,2-trichloroethane
Verschiedene VerbindungenDifferent connections
Es wird ein Gemisct aus 0,327 Mol Äthan, 0,142 Mol Äthylchlorid, 0,502 Mol Methylchloroform, 0,006 Mol 1,2-Dichloräthan und 1 Mol freiem Chlor in das Umsetzungsgefäß eingedrückt, das bei einem absoluten Druck von 6,1 kg/cm2 und einer durchschnittlichen Temperatur von 402 °C bei einer maximalen Temperatur von 412°C gehalten wird. Die Tabelle VI zeigt die hierbei erhaltenen Ergebnisse.A Gemisct of 0.327 mol of ethane, 0.142 mol of ethyl chloride, 0.502 mol of methyl chloroform, 0.006 mol of 1,2-dichloroethane and 1 mol of free chlorine is pressed into the reaction vessel at an absolute pressure of 6.1 kg / cm 2 and an average Temperature of 402 ° C is maintained with a maximum temperature of 412 ° C. Table VI shows the results obtained here.
Auf Grund eines Vergleiches des Ergebnisses nach Beispiel 5 ist ersichtlich, daß das höhere Chloräthan-Verhältnis oder größere Verdünnung der Äthan-On the basis of a comparison of the results according to Example 5 it can be seen that the higher chloroethane ratio or greater dilution of the ethane
beschickung mit chlorierten Äthanen nach Beispiel 6 in Anwendung kommt, zu einer vergrößerten Ausbildung an Vinylidenchlorid bevorzugt zu der Ausbildung von 1,1-Dichloräthan führt.charging with chlorinated ethanes according to Example 6 comes into use, to an enlarged training on vinylidene chloride preferably leads to the formation of 1,1-dichloroethane.
209 553/540209 553/540
tabelle VI
Möib pro MbI Cla-Beschicküngtable VI
Möib pro MbI Cla-loading
1010
Beschickungfeed
Austretendes
ProduktEscaping
product
Tatsächlich
gebildetActually
educated
Verbraucht
MolprozentConsumed
Mole percent
Ausgebildet MolprozentFormed mole percent
Vinylchlorid .;.;.........Vinyl chloride.;.; .........
Äthylchlorid :...:.......:.Ethyl chloride: ...: .......:.
Vinylidenchlorid Vinylidene chloride
1,2-Dichloräthylene 1,2-dichloroethylenes
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
1,1,2-Trichloräthan 1,1,2-trichloroethane
Verschiedene VerbindungenDifferent connections
0,1420.142
0,502
0,0060.502
0.006
0,149
0,007
0,334
0,017
0,032
.0,304
0,001
0,005
0,0270.149
0.007
0.334
0.017
0.032
.0,304
0.001
0.005
0.027
0,1490.149
0,334
0,017
0,0320.334
0.017
0.032
0,005
0,0270.005
0.027
95,095.0
39,4 83,339.4 83.3
26,426.4
59,2 3,059.2 3.0
5,75.7
0,90.9
4,84.8
Indem das zurückgeführte Produkt mit l,i-Dichloräthan versetzt wird, kann man derartige Bedingungen erreichen, daß ein Gleichgewicht bezüglich des Methylchloroforms erreicht wird, so daß sich eine tatsächliche Ausbeute an dieser Verbindung von praktisch nuÜ ergibt. Dies wird an Hand des folgenden Beispieles erläutert.By adding l, i-dichloroethane to the recycled product, such conditions can be achieved, that an equilibrium with respect to the methyl chloroform is reached, so that there is an actual yield at this connection from practically nuÜ results. This is explained using the following example.
B e i s D i e 1 7 misch in das Umsetzungsgefäß eingedrückt, das beiWhen the 1 7 mix is pressed into the reaction vessel, the
. . einem absoluten Druck von 5,95 kg/cm2 und einer. . an absolute pressure of 5.95 kg / cm 2 and one
Es wird 0,485 Mol Äthan, 0,113 Mol Äthylchlorid, 25 durchschnittlichen Temperatur von 4Ö7°C bei einerIt is 0.485 mol of ethane, 0.113 mol of ethyl chloride, 25 average temperature of 407 ° C at a
0,274 Mol ljl-Dichioräthan, 0,405 Mol MethyJchloro- maximalen Temperatur von 427° C gehalten wird. In0.274 mol of l-dichloroethane, 0.405 mol of methylchloro-maximum temperature of 427 ° C is maintained. In
form, 0,002 Mol 1,2-Dichloräthylene, 0,005 Mol 1,2-Di- der Tabelle VII sind die Ergebnisse dieses Versuchesform, 0.002 mol of 1,2-dichloroethylene, 0.005 mol of 1,2-di- of Table VII are the results of this experiment
chloräthan und 1 Mol freies Chlor enthaltendes Ge- zusammengefaßt.combined with chloroethane and 1 mole of free chlorine.
Tabelle VII
Mole pro Mol C^-Besch'ickürigTable VII
Moles per mole of C ^ charge
Beschickungfeed
Austretendes
ProduktEscaping
product
Tätsiäcliiich
gebildetActually
educated
Verbraucht Mölp'rbzentConsumes Mölp'rbzent
Äüsgeb'hdfet MÖlprözeniÄüsgeb'hdfet MÖlprözeni
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Vinylidenchlorid Vinylidene chloride
1,2-Dichloräthylene 1,2-dichloroethylenes
1,1-Dichloräthan 1,1-dichloroethane
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
1,1,2-Trichloräthan 1,1,2-trichloroethane
Verschiedene VerbindungenDifferent connections
0,1130.113
0,002
0,274
0,405
0,0050.002
0.274
0.405
0.005
0,126
0,128
0,135
0,005
0,290
0,396
0,012
0,007
0,0020.126
0.128
0.135
0.005
0.290
0.396
0.012
0.007
0.002
0,126
0,015
0,135
0,003
0,0160.126
0.015
0.135
0.003
0.016
0,007
0,007
0,0020.007
0.007
0.002
2,22.2
40,5 4,840.5 4.8
43,4 1,0 5,143.4 1.0 5.1
2,3 2,3 0,62.3 2.3 0.6
Die wesentlichen Bedingungen zum Erreichen der gewünschten Ergebnisse sind die folgenden: (1) eine Umsetzungstemperatur über 345° C und unter vorzugsweise 440° C, vorzugsweise von 370 bis 427° C, (2) ein absoluter Umsetzungsdruck von etwa 1,7 bis 8 kg/cm2, vorzugsweise von 3,8 bis 6,6 kg/cm2, (3) eine durchschnittliche Verweilzeii der Gase in der Umsetzungszone von wenigstens 5 Sekunden und vorzugsweise 10 bis 15 Sekunden, (4) ein Molverhältnis des freien Chlor zu dem Äthan in der Beschickung von etwa 1,5: ί bis 3:1 und vorzugsweise 1,8:1 bis 2,5:1, (5) die Anwendung.einer geeigneten Menge eines Verdünnungsmittels, das ein chloriertes Alkan erhält, das unter den oben angegebenen Umsetzungsbedingungen eine Chlorwasserstoff abspaltung erfahren kann, wodurch die Ümsetzungstemperaiur auf den gewünschten Wert eingeregelt wird, d. h. ein chloriertes Äthan, das 1 bis 3 Chloratome pro Molekül enthält. Somit weist die Beschickung kennzeichhenderweise ein Molverhältnis dein 1,1-Dichloräthäns gegenüber dem freien Chlor von 0 bis 0,7:1 und vorzugsweise von 0,3 :1 bis 0,65:1 auf und besitzt ein Mölyerhältrüs des Äthylchldrides zu freiem Chlor yon O bis etwa 0,4:1, vorzugsweise etwa 0,05:1 bis 0,4:1, und insbesondere ein Verhältnis, das zu einem Zurückführen der Gesamtmenge an Äthylchlorid führt, das aus der Umsetzungszone austritt. Wenn eine hohe Ausbeute an Vinylidenchlorid angestrebt wird, sollte die Beschickung ebenfalls vorzugsweise ein MoI-verhältnis des 1,1,1-Trichloräthans (Methylchloroform) gegenüber dem freien Chlor von etwa 0,1:1 bis etwa 0,6:1 und vorzugsweise 0,1:1 bis 0,2:1 aufweisen.The essential conditions for achieving the desired results are as follows: (1) a reaction temperature above 345 ° C. and preferably below 440 ° C., preferably from 370 to 427 ° C., (2) an absolute reaction pressure of about 1.7 to 8 kg / cm 2 , preferably from 3.8 to 6.6 kg / cm 2 , (3) an average residence time of the gases in the reaction zone of at least 5 seconds and preferably 10 to 15 seconds, (4) a molar ratio of free chlorine to that Ethane in the feed from about 1.5: ί to 3: 1 and preferably 1.8: 1 to 2.5: 1, (5) the application of a suitable amount of a diluent which contains a chlorinated alkane which is below the Above reaction conditions can experience an elimination of hydrogen chloride, whereby the Ümsetzungstemperaiur is regulated to the desired value, ie a chlorinated ethane containing 1 to 3 chlorine atoms per molecule. Thus, the charge typically has a molar ratio of 1,1-dichloroethane to free chlorine of from 0 to 0.7: 1 and preferably from 0.3: 1 to 0.65: 1 and has a molar content of ethyl chloride to free chlorine yon 0 to about 0.4: 1, preferably about 0.05: 1 to 0.4: 1, and in particular a ratio which results in recycling of the total amount of ethyl chloride exiting the reaction zone. If a high yield of vinylidene chloride is desired, the feed should also preferably have a mol ratio of 1,1,1-trichloroethane (methyl chloroform) to free chlorine of about 0.1: 1 to about 0.6: 1, and preferably 0 , 1: 1 to 0.2: 1.
Das als Beschickung in Anwendung kommendeThe one that is used as a charge
Äthan ist. vorzugsweise frei von anderen Kohlen-Wasserstoffen, wobei jedoch eine C2-Fraktion mit bis zu etwa 20% Äthylen im Gemisch mit Äthan angewandt werden kann. . ,Ethane is. preferably free of other hydrocarbons, but a C 2 fraction with up to about 20% ethylene mixed with ethane can be used. . ,
Das erfindungsgemäße Verfahren kann ohne Koti-The method according to the invention can be carried out without
Ϊ2Ϊ2
ienstoffbildung und ohne Explosionen bei den angegebenen absoluten Drücken und Verhältnissen von Chlor zu Äthan durchgeführt werden. Das Durchführen des Verfahrens unter Druck; führt zu dem Vorteil, daß die Größe des Ümsetzungssystems für eine gegebene Kapazität erheblich verringert wird sowie das Umsetzungsprodukt bei höheren Kühltemperaturen gewonnen werden kann, ohne erneute Kompression der aus dem Umsetzungsgefäß austretenden Gase.material formation and without explosions at the specified absolute pressures and ratios of chlorine to ethane can be carried out. Performing the procedure under pressure; leads to the advantage that the size of the translation system for a given capacity is considerably reduced, as is the reaction product at higher cooling temperatures can be obtained without recompression of the emerging from the reaction vessel Gases.
Ein weiterer wichtiger Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt die Möglichkeit dar, die Verteilung der durch die Chlorierung erhaltenen Umsetzungs: produkte auf eine sehr kleine Anzahl der Gesamtzahl möglicher Umsetzungsprodukte zu beschränken, ini Gegensatz hierzu sah man sick .nach dem Stand der Technik immer den übermäßigen Schwierigkeiten eines Abtrennens reiner industriell verwertbarer Produkte aus den verwickelten Produktgemischen gegenüber, die normalerweise bei den Chlorierungen von Kohlenwasserstoffen erhalten werden.Another important advantage of the method is the possibility of distributing said mapping obtained by the chlorination: products on a very small number of the total number of possible reaction products to restrict ini contrast saw this one sick .after the prior art always excessive difficulties a separation of pure industrially usable products from the involved product mixtures, which are normally obtained in the chlorination of hydrocarbons.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die F ig. 1 eine typische Ausführungsform des erfindüngsgemäßeii nicht katalytischen Verfahrens zur Chlorierung von Äthan beschrieben. Die Zeichnung stellt ein Fließbild dar, das eine geeignete Ausrüstung wiedergibt. Das Fließbild gibt ebenfalls den Verlauf der Umsetzungsteilnehmer durch die Vorrichtung an. Die zur Beschickung kommenden Produkte, und zwar Äthan, Chlor und ein zurückgeführter Produktstrom, der Äthylchlorid, l^l-Dichloräthan und i,l,i-Trichioräthan enthält, werden in das TJmsetzungsgefäß IÖ, das sich unter einem absoluten Druck von 5,9 kg/cm2 befindet, durch die Leitungen 1 bzw. 3 bzw. 2 eingeführt. Das Umsetzungsgefäß wird zunächst vermitteis einer geeigneten Anordnung, wie einem vorerhitzten Äthan, auf eine Temperatur von etwa 427° C erhitzt. Nachdem die Temperatur des Umsetzungsgefäßes einen Wert von 345 0C erreicht, werden die Umsetzungsteilnehmer mit den gewünschten Geschwindigkeiten ohne Vorerhitzen eingeführt. Die Kammer 10 des Umsetzungsgefäßes ist aus einer geeigneten Legierung, aufgebaut und äußerlich gegen Wärmeabstrahlung isoliert. Im allgemeinen wird die benötigte Wärme durch das Umsetzungssystem selbst geliefert.In the following, with reference to the F ig. 1 describes a typical embodiment of the non-catalytic process according to the invention for the chlorination of ethane. The drawing is a flow diagram showing suitable equipment. The flow diagram also shows the course of the implementation participants through the device. The products to be charged, namely ethane, chlorine and a recycled product stream containing ethyl chloride, l ^ l-dichloroethane and i, l, i-trichiorethane, are placed in the reaction vessel IÖ, which is located under an absolute pressure of 5.9 kg / cm 2 is introduced through lines 1, 3 and 2, respectively. The reaction vessel is first heated to a temperature of about 427 ° C using a suitable arrangement, such as preheated ethane. After the temperature of the reaction vessel reaches a value of 345 0 C, the reaction will be introduced with the desired speeds without preheating. The chamber 10 of the reaction vessel is made of a suitable alloy and is externally insulated against heat radiation. In general, the heat required is supplied by the conversion system itself.
Es braucht weder Wärme zugeführt, noch abgeführt zu werden, und zwar mit Ausnahme der Wärmemengen, die durch die Beschickungskomponenten und das austretende Unisetzungsprodukt eingeführt bzw. abgezogen werden. Das Volumen des Umsetzungsgefäßes 10 ist so bezüglich der vorgesehenen Beschickungsgeschwindigkeit vorgesehen, daß man eine Verweilzeit von etwa 5 bis 30 Sekunden für das gasförmige Umsetzungsgemisch bei der Umsetzungstemperatur erreichen kann.There is no need for heat to be added or removed, with the exception of the amount of heat those introduced or withdrawn through the feed components and the emerging decomposition product will. The volume of the reaction vessel 10 is provided with respect to the intended charging rate that there is a residence time from about 5 to 30 seconds for the gaseous reaction mixture at the reaction temperature can.
Die aus dem Umsetzungsgefäß 10 austretenden heißen Gase treten durch ein Rohr 11 in einen Turm 20 ein. Hier wird die geringe Menge an schweren Umsetzungsprodukten, wie Tetrachloräthan und Hexachloräthan, über die Leitung 21 entfernt, während die leichteren Umsetzungsprodukte als Obendestillat abgezogen und in eine Trenntrommel 30 über Leitungen 22 und 24 nach einem Abkühlen in einem Wasserkühler 23 auf eine Temperatur von etwa 380C eingeführt werden. Ein Teil des flüssigen Kondensates wird als Rückfluß erneut dem Turm 20 über die Leitungen 31 und 32 zugeführt. Das überschüssige Kondensat wird durch die Leitung 33 dem Turm 40 zugeführt.The hot gases emerging from the reaction vessel 10 enter a tower 20 through a pipe 11. Here the small amount of heavy reaction products, such as tetrachloroethane and hexachloroethane, is removed via line 21, while the lighter reaction products are drawn off as top distillate and transferred to a separating drum 30 via lines 22 and 24 after cooling in a water cooler 23 to a temperature of about 38 0 C. Part of the liquid condensate is fed back to the tower 20 via lines 31 and 32 as reflux. The excess condensate is fed to the tower 40 through the line 33.
Die Dämpfe, werden sodann der Kühleinheit 35 über die Leitung 34 zugeführt. Nach dem Abkühlen auf eine Temperatur von etwa —18°C unter Herauskondensiereh praktisch der gesamten Menge des vorliegenden Vinylchlorides wird das Dampf-Flüssigkeits-Gemisch durch die Leitung 36 dem Türm 40 zwecks Entfernen der Chlorwasserstoffsäure zugeführt. Die aus dem oberen Ende des Turms 40 austretenden Gase werden.durch einen gekühlten Rückflußkopf 41The vapors are then transferred to the cooling unit 35 the line 34 is supplied. After cooling to a temperature of about -18 ° C with condensation out virtually all of the vinyl chloride present becomes the vapor-liquid mixture fed through line 36 to tower 40 for removal of the hydrochloric acid. the Gases emerging from the top of the tower 40 are passed through a cooled reflux head 41
ίο geführt, der bei einer Temperatur von etwa —48° C und unter einem, absoluten Druck von etwa 5,(55 kg/cm ^ gehalten wird, d. h., es handelt sich um einen Druck, der etwas niedriger als der Druck in dem Umsetzungs: gefäß iÖ ist. Das als ObendestiÜat abgezogene Gas,ίο led, which is kept at a temperature of about -48 ° C and under an absolute pressure of about 5, (55 kg / cm ^, that is, it is a pressure that is slightly lower than the pressure in the reaction : The vessel is OK. The gas withdrawn as the top distiÜat,
das im wesentlichen aus Chlorwasserstoffsäure und Äthylen besteht, wird schließlich aus dem System über die Leitung 42 abgezogen. Das flüssige Kondensat, das ein Gemisch aus den gewünschten chlorierten Kohlenwasserstoffen enthält, wird als Bodenfraktion aus dem Turm 40 über die Leitung 45 abgezogen, und ein Teil dieser Bodenfraktion wird durch die Leitung 43 und den Wiedererhitzer 44 zurückgeführt. Die abgezogene flüssige Bodenfraktion wird einem Destillationsturm 50 zwecks Entfernen der Vinylchlorid-which consists essentially of hydrochloric acid and ethylene, is eventually passed out of the system the line 42 withdrawn. The liquid condensate, which is a mixture of the desired chlorinated Containing hydrocarbons is called the soil fraction withdrawn from tower 40 via line 45, and a portion of this soil fraction is withdrawn through line 43 and the reheater 44 returned. The withdrawn liquid bottom fraction is sent to a distillation tower 50 to remove the vinyl chloride
fraktionen zugeführt........factions fed ........
Das Öbendestiilat des Turms, das im wesentlichen reines Vinylchlorid enthält, wird durch den Kühler 52 über die Leitung 51 geführt. Ein Teil der kondensierten Flüssigkeit wird dem Turm als Rückfluß über die Lei-The tower top distillate, which contains essentially pure vinyl chloride, is passed through cooler 52 guided via line 51. Part of the condensed liquid is returned to the tower as reflux via the pipe
tung 53 erneut zugeführt. Das Vinylchloridprodukt wird über die Leitung 54 abgezogen.. Das Umlaufen der Bodehfraktionen durch einen Erhitzer 56 über die Leitung 55 wird aufrechterhalten, um so eine entsprechende Verdampfung zu erzielen. Der verbleibende Anteil des chlorierten organischen Produktes wird aus dem Turm 50 über die Leitung 57abgezogen und einem Fraktionierturm 60 für das Äthylchlorid zugeführt. Der in Form eines Obendestillates abgezogene Dämpf aus diesem Turm enthält im wesentlichen reines Äthylchlorid und wird durch den Kühler 62 über die Leitung 61 geführt. Ein Teil des flüssigen Kondensates wird an den Turin in Form eines Rückflusses über die Leitung 63 zugeführt. Das Äthylchloridprodukt wird über die Leitung 64 abgezogen und einem Rückführungstank 130 zugeführt, wo dasselbe in das gesamte zurückzuführende Gemisch für das Ürnsetzungsgefäß eingemischt wird. Das Umläufen wird bezüglich der Bodenfraktion des Turms 60 durch einen Wiedererhitzer 66 über die Leitung 65 aufrechterhalten, um so die Bodenfraktionen am Sieden zu halten. Das verr bleibende organische Produkt wird über die Leitung 67 abgezogen und einem Fraktionierturm 70 für das Vinylidenchlorid zugeführt. Hier wird der in Form eines Obendestillates aus dem Turm abgezogene Dampf,device 53 supplied again. The vinyl chloride product is withdrawn via line 54. Recirculation the bottom fractions by a heater 56 via line 55 is maintained so as to provide a corresponding To achieve evaporation. The remaining portion of the chlorinated organic product is made up withdrawn from the tower 50 via line 57 and fed to a fractionation tower 60 for the ethyl chloride. The vapor withdrawn from this tower in the form of a top distillate contains essentially pure ethyl chloride and is passed through the cooler 62 via the line 61. Part of the liquid condensate is fed to the Turin in the form of a reflux via line 63. The ethyl chloride product will withdrawn via line 64 and fed to a return tank 130, where the same in the entire mixture to be returned to the reaction vessel is mixed in. The orbiting becomes re of the bottom fraction of the tower 60 is maintained by a reheater 66 via the line 65 so to keep the bottom fractions at the boil. The remaining organic product is via line 67 withdrawn and fed to a fractionation tower 70 for the vinylidene chloride. Here it is in the form of a Steam withdrawn from the tower at the top of the distillate,
der im wesentlichen reines Vinylidenchlorid enthält, durch den Kühler 72 über die Leitung 71 geführt. Ein Teil des flüssigen Kondensates wird zu dem Türm in Form eines Rückflusses 73 erneut zugeführt. Das Produkt wird über die Leitung 74 abgezogen und einemwhich contains essentially pure vinylidene chloride, passed through the cooler 72 via the line 71. A Part of the liquid condensate is fed back to the tower in the form of a reflux 73. The product is withdrawn via line 74 and one
Lägerungsgefäß zugeführt. Das Umläufen der Bodenfraktionen wird durch einen Wiedererhitzer 76 über die Leitung 75 aufrechterhalten, um so die Boden-Storage vessel supplied. The circulation of the soil fractions is maintained by a reheater 76 via line 75 so as to reduce the
fraktion am Sieden zu halten. .to keep fraction simmering. .
Das verbleibende Produkt wird über die Leitung 77 abgezogen und einem Fraktionierturm 80 für das 1,1-Dichlöräthan zugeführt. Der in Form eines Obendestillates abgezogene Dampf aus diesem Turm, der im wesentlichen aus reinem 1,1-Dichioräthan bestehtThe remaining product is withdrawn via line 77 and a fractionation tower 80 for the 1,1-dichloroethane fed. The one in the form of a top distillate withdrawn steam from this tower, which consists essentially of pure 1,1-dichioroethane
13 1413 14
und geringe Anteile von eis- und trans-Dichloräthylen stoffsäure werden über die Kühlschlange 107 geführt, enthält, wird durch den Kühler 82 über die Leitung 81 um hierdurch die Menge des in der Dampfphase vorgeführt. Ein Teil des Kondensates wird an den Turm liegenden 1,1-Dichloräthans auf einen vernachläßigin Form eines Rückflusses über die Leitung 83 zurück- baren Betrag zu verringern. Das kondensierte Produkt geführt. Das verbleibende Produkt wird über die S fällt in das Umsetzungsgefäß zurück, während der ver-Leitung 84 abgezogen und dem Rückführungstank 130 bleibende Dampf aus dem System über die Leitung 104 zugeführt, wo dasselbe in die gesamte zurückzufüh- heraustritt. Der Druck des Umsetzungsgefäßes wird rende Produktmenge für das Umsetzungsgemisch ein- hierbei auf einen Wert von absolut 3,8 bis 4,5 kg/cm2 geführt wird. Das Umlaufen der Bodenfraktion des gehalten. Das durch die Leitung 108 abgezogene 1,1-Di-Turms 80 wird durch den Wiedererhitzer 86 über die io chloräthanprodukt wird in einen Schnellverdampfer Leitung 85 erreicht, und durch diese Anordnung wird 110 eingeführt, der mit einer Erhitzungsvorrichtung, diese Bodenfraktion am Sieden gehalten. Das ver- wie einem Dampfmantel 111, ausgerüstet ist. Das bleibende chlorierte organische Produkt wird von dem Produkt wird verdampft, während dasselbe durch eine unteren Ende über die Leitung 87 abgezogen und dem eng gepackte oder mit Böden versehene Kolonne 112 Fraktionierturm 90 für das Methylchloroform züge- 15 geführt wird. In dem Verdampfungsgefäß verbleibt führt. Das in Form eines Obendestillates aus diesem der Eisen(III)-chlorid-Katalysator, der von dem UmTurm abgezogene dampfförmige Produkt, das im setzungsgefäß aus mit eingeführt worden ist. Das in wesentlichen reines Methylchloroform enthält, wird Form von Dampf abgezogene Obendestillat wird durch den Kühler 92 über die Leitung 91 zugeführt. durch den Kühler 115 über die Leitung 114 geführtand small proportions of cis and trans-dichloroethylene material acid are passed through the cooling coil 107 , contains, is presented by the cooler 82 via the line 81 to thereby the amount of in the vapor phase. Part of the condensate is reduced to the 1,1-dichloroethane lying on the tower to an amount that can be neglected in the form of a reflux via line 83. The condensed product passed. The remaining product falls back into the conversion vessel via the S, while the ver line 84 is withdrawn and the return tank 130 is supplied with remaining vapor from the system via the line 104 , where it exits into the entire system. The pressure in the reaction vessel will generate the amount of product for the reaction mixture, in this case being brought to an absolute value of 3.8 to 4.5 kg / cm 2 . The circulating of the soil fraction of the held. The 1,1-di tower 80 withdrawn through line 108 is reached by reheater 86 via the io chloroethane product is reached in a flash evaporator line 85 , and through this arrangement 110 is introduced, which with a heating device, keeps this bottom fraction at the boil. That is equipped with a steam jacket 111. The remaining chlorinated organic product is evaporated from the product while it is withdrawn through a lower end via line 87 and drawn to the tightly packed or trimmed column 112 fractionation tower 90 for the methyl chloroform. Leads remains in the evaporation vessel. The iron (III) chloride catalyst in the form of a top distillate from this, the vaporous product withdrawn from the UmTurm, which was introduced into the settlement vessel. The top distillate containing essentially pure methyl chloroform is stripped off in the form of vapor and is fed through condenser 92 via line 91. passed through the cooler 115 via the line 114
Ein Teil des flüssigen Kondensates wird dem Turm 20 und tritt in ein Aufnahmegefäß 116 für die Flüssigin
Form eines Rückflusses über die Leitung 93 erneut keit ein. Ein Teil der Flüssigkeit wird in die Säule als
zugeführt. Die verbleibende Flüssigkeit wird als End- Rückfluß über die Leitung 117 zurückgeführt. Das
produkt über die Leitung 94 abgezogen." Wenn man geringe Mengen an Chlorwasserstoff, Vinylchlorid und Qi
an das Umsetzungsgefäß einen Teil oder die Gesamt- Äthylchlorid enthaltende 1,1-Dichloräthan — diese
menge des Methylchloroforms zurückführen will, wird 25 geringen Mengen können in dem Umsetzungsgefäß
das aus dem Turm austretende Produkt dem Rück- durch die Einwirkung von Chlorwasserstoff auf Äthyführungstank
130 über die Leitung 95 zugeführt. Das len gebildet werden, das in der Chlorwasserstoff-Umläufen
wird in der Bodenfraktion des Turms durch Beschickung für das Umsetzungsgefäß 100 vorliegt —
den Wiedererhitzer 96 über die Leitung 95 aufrecht- wird vorzugsweise zurück in den Turm 40 für das Aberhalten.
Die verbleibende Bodenfraktion wird über 30 ziehen des Chlorwasserstoffes über die Leitungen 118
die Leitung 97 abgezogen. Wenn für diese Boden- und 119 zwecks Reinigung geführt, oder man kann
fraktion keine andere Verwendung besteht, kann es dasselbe wahlweise direkt dem Rückführungstank 130
zweckmäßig sein, dieses Gemisch einer weiteren Frak- über die Leitungen 118 und 120 zurühren.
tionierung zu unterwerfen, um so eine 1,2-Dichlor- Im Gegensatz zu den Fällen, wo man im wesentlichen
äthan-l,l,2-Trichloräthan-Fraktion zu erhalten. Dieses 35 Umsetzungsprodukte, wie Vinylchlorid, Vinyliden-Produkt
kann sodann für die erneute Zurückführung chlorid oder Methylchloroform herstellen will, erforin
das Umsetzungsgefäß in den Tank 130 überführt dert jedoch die Herstellung von 1,1-Dichloräthan ein
werden. relativ niedriges Beschickungsverhältnis Chlor zuA portion of the liquid condensate is returned to the tower 20 and re-enters a receptacle 116 for the liquid in the form of a reflux via line 93. Part of the liquid is fed into the column as. The remaining liquid is returned as final reflux via line 117 . The product withdrawn via line 94. "If you want to return small amounts of hydrogen chloride, vinyl chloride and Qi to the reaction vessel, some or all of the ethyl chloride-containing 1,1-dichloroethane - this amount of methyl chloroform, small amounts can be added to the Reaction vessel, the product emerging from the tower is fed to the return through the action of hydrogen chloride on the Ethyführungstank 130 via line 95. The oils are formed, which is present in the hydrogen chloride circulations in the bottom fraction of the tower by charging for the reaction vessel 100 - the Reheater 96 via line 95 - is preferably returned for holding back in tower 40. The remaining bottom fraction is withdrawn via line 97 by drawing the hydrogen chloride via lines 118. If for this bottom and 119 for the purpose of cleaning, or one If there is no other use for fraction, the same can optionally be sent directly to the return Guide tank 130 may be expedient to feed this mixture to a further fraction via lines 118 and 120 .
tioning, so as to obtain a 1,2-dichloro-In contrast to the cases where one essentially ethane-l, l, 2-trichloroethane fraction. This reaction products, such as vinyl chloride, vinylidene product, can then be prepared for the renewed recycling of chloride or methyl chloroform, but the production of 1,1-dichloroethane must be transferred to the tank 130 in the reaction vessel. relatively low feed ratio to chlorine
Dort, wo das Verfahren unter derartigen Bedin- Äthan, ein Verhältnis von etwa 0,5 bis 1,2 und vor-Where the process under such conditions ethane, a ratio of about 0.5 to 1.2 and above
gungen betrieben wird, daß ein vollständiger Ver- 40 zugsweise 0,7 bis 0,9 Mol freies Chlor pro Mol Äthanconditions is operated that a complete delay 40 preferably 0.7 to 0.9 moles of free chlorine per mole of ethane
brauch an 1,1-Dichloräthan eintritt, kann man die in der Beschickung. Eine gute TemperatursteuerungIf you need 1,1-dichloroethane, you can do this in the feed. Good temperature control
für die Beschickung der Chlorierungsstufe benötigte kann durch geeignete geringfügige Veränderungen derfor feeding the chlorination stage can be made by suitable slight changes in the
Ersatzmenge an 1,1-Dichloräthan leicht dadurch zugeführten Chlormengen aufrechterhalten werden,Replacement amount of 1,1-dichloroethane can easily be maintained as a result of the amounts of chlorine added,
erhalten, daß ein Teil des Chlorwasserstoffes mit Zusätzlich zu Äthan und Chlor enthält die Beschik- /obtained that part of the hydrogen chloride contains in addition to ethane and chlorine the charge /
einem Teil des Vinylchlorides umgesetzt wird. 45 kung in diesem Fall weiter Äthylchlorid als Verdün- ^a part of the vinyl chloride is implemented. 45 kung in this case further ethyl chloride as a thinner ^
Zu diesem Zweck können Chlorwasserstoff und nungsmittel und vorzugsweise ausschließlich andere
Vinylchlorid in angenähert gleichen molaren Mengen chlorierte Kohlenwasserstoffe. Die benötigte Menge
über die Leitungen 101,103 und 102 dem Umsetzungs- an Äthylenchlorid oder wenigstens ein Hauptteil dergefäß
100 zugeführt werden, wo dieselben in ein selben wird zweckmäßigerweise durch Zurückführen
Flüssigkeitsreservoir an 1,1-Dichloräthan eingeführt 50 der in dem Verfahren gebildeten Gesamtmenge an
werden, das wenigstens 0,1 Gewichtsprozent, z. B. Äthylchlorid zugeführt. In dieser Weise erhält man
0,5 Gewichtsprozent Eisen(III)- chlorid -Katalysator etwa 0,8 bis 2 Mol und vorzugsweise etwa 1,2 bis
enthält. Das Gemisch aus 1,1-Dichloräthan-Katalysa- 1,5 Mol Äthylchlorid in der Beschickung pro Mol
tor wird durch den Wärmeaustauscher 106 über die freien Chlors. Wenn man in der hier gezeigten Weise
Leitung 105 geführt, um hierdurch die Reaktionswärme 55 arbeitet, kann man in vorteilhafter Weise ein Umzu
entfernen und das Umsetzungsgefäß bei einer Setzungsprodukt erhalten, das 75 bis 85 Molprozent
Temperatur von 38 bis 660C und unter einem absolu- oder mehr 1,1-Dichloräthan enthält, und zwar zuten
Druck von 3,8 bis 4,5 kg/cm2 zu halten. Durch sammen mit geringeren Mengen einer begrenzten Andas
Umlaufen wird ebenfalls der Katalysator im zahl weiterer zweckmäßiger Produkte. So kann z. B.
gründlich dispergierten Zustand in dem Umsetzungs- 60 ein 85 Molprozent 1,1-Dichloräthan enthaltendes Progefäß
gehalten. Die Umsetzung verläuft schnell unter dukt ebenfalls in typischer Weise etwa 4 Molprozent
praktisch quantitativer Ausbildung von 1,1-Dichlor- Vinylchlorid, etwa 2 Molprozent Vinylidenchlorid,
äthan. Nach Ausbildung des 1,1-Dichloräthans wird etwa 6 Molprozent 1,1,1-Trichloräthan und etwa
dasselbe aus dem Umsetzungsgefäß über die Leitung 2 Molprozent 1,2-Dichloräthan enthalten.
108 abgezogen. Die inerten Gase im Chlorwasserstoff, 65 In der folgenden Tabelle VIII sind Versuche zuwie
Äthan, werden durch das Umsetzungsgefäß ge- sammengefaßt, die beispielsweise die Herstellung von
führt. Diese inerten Verbindungen zusammen mit 1,1-Dichloräthan vermittels direkten Chlorierens von
einem kleinen Anteil nicht umgesetzter Chlorwasser- Äthan nach der erfindungsgemäßen ArbeitsweiseFor this purpose, hydrogen chloride and solvents and preferably exclusively other vinyl chloride can be used in approximately equal molar amounts of chlorinated hydrocarbons. The required amount via the lines 101,103 and 102 to the conversion of ethylene chloride or at least a main part of the vessel 100 are fed, where the same is expediently introduced into the same by recycling liquid reservoir of 1,1-dichloroethane 50 of the total amount formed in the process, that is at least 0.1 weight percent, e.g. B. ethyl chloride supplied. In this way, 0.5 percent by weight of iron (III) chloride catalyst is obtained which contains about 0.8 to 2 mol and preferably about 1.2 to. The mixture of 1,1-dichloroethane catalyst 1.5 moles of ethyl chloride in the feed per mole tor is through the heat exchanger 106 via the free chlorine. If line 105 is passed in the manner shown here in order to thereby operate the heat of reaction 55, one can advantageously remove a reaction and obtain the reaction vessel with a settlement product which has a temperature of 75 to 85 mol percent of 38 to 66 ° C. and below an absolute - or contains more 1,1-dichloroethane, namely to maintain a pressure of 3.8 to 4.5 kg / cm 2 . Together with smaller amounts of a limited amount of circulation, the catalyst is also used in a number of other useful products. So z. B. thoroughly dispersed state in the reaction 60 held a 85 mole percent 1,1-dichloroethane containing test vessel. The reaction takes place quickly under duct, also typically about 4 mol percent, practically quantitative formation of 1,1-dichloro vinyl chloride, about 2 mol percent vinylidene chloride, ethane. After the 1,1-dichloroethane has formed, about 6 mole percent 1,1,1-trichloroethane and about the same from the reaction vessel via the line will contain 2 mole percent 1,2-dichloroethane.
108 deducted. The inert gases in hydrogen chloride, 65 In Table VIII below, experiments on such as ethane are summarized by the reaction vessel which, for example, leads to the production of. These inert compounds together with 1,1-dichloroethane by means of direct chlorination of a small proportion of unreacted hydrochloride-ethane according to the procedure according to the invention
wiedergeben. Das hierbei in Anwendung kommende Umsetzungsgefäß, zusätzliche Ausrüstung und Arbeitsweisen zum Abtrennen der Umsetzungsprodukte sind praktisch die gleichen, wie sie weiter oben beschrieben worden sind.reproduce. The conversion vessel used here, additional equipment and working methods for separating off the reaction products are practically the same as those described above have been.
Die in der Tabelle VIII wiedergegebenen Zahlenwerte zeigen, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne weiteres mit Äthanumwandlungen über 40°/0 betrieben werden kann, wobei man gleichzeitig eine Selektivität bezüglich des 1,1-Dichloräthans von etwa Molprozent erreicht. Weiterhin zeigen die Zahlen-The numerical values shown in Table VIII show that the process according to the invention can easily be operated with ethane conversions above 40 ° / 0 , while at the same time a selectivity for 1,1-dichloroethane of about mol percent is achieved. Furthermore, the numerical
werte, daß man die Arbeitsbedingungen so einstellen kann, daß das Verfahren bezüglich des Äthylchlorides praktisch im Gleichgewicht verläuft, d. h., das Verfahren kann leicht unter derartigen Bedingungen betrieben werden, daß weder eine Bildung noch ein Verbrauch an Äthylchlorid von außen her gesehen eintritt, d. h., die Menge des während des Verfahrens ausgebildeten Äthylchlorides sichjn einem praktischen Gleichgewicht mit der Menge an Äthylchlorid befindet,values that one can adjust the working conditions so that the process with respect to the ethyl chloride is practically in equilibrium, d. that is, the process can easily be operated under such conditions that neither the formation nor the consumption of ethyl chloride occurs when viewed from the outside, d. that is, the amount of ethyl chloride formed during the process is practical Equilibrium with the amount of ethyl chloride is,
ίο die als Verdünnungsmittel für die Beschickung benötigt wird.ίο which is needed as a diluent for the charge will.
Tabelle VIII Herstellung von 1,1-DichloräthanTable VIII Preparation of 1,1-dichloroethane
Beschickung, MolprozentCharge, mole percent
Äthan Ethane
Chlor chlorine
Äthylchlorid ■ Ethyl chloride ■
UmsetzungsbedingungenImplementation conditions
Absoluter Druck, kg/cm2 Absolute pressure, kg / cm 2
Maximaltemperatur, 0C Maximum temperature, 0 C
Durchschnittliche Temperatur, 0C Average temperature, 0 C
Verweilzeit, see Dwell time, see
Umsetzungsprodukte, MolReaction products, mol
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Vinylidenchlorid Vinylidene chloride
1,1-Dichloräthan 1,1-dichloroethane
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
Tatsächlich gebildet, Molprozent
Tatsächlich gebildete chlorierte ProdukteActually formed, mole percent
Chlorinated products actually formed
Vinylchlorid Vinyl chloride
Äthylchlorid Ethyl chloride
Vinylidenchlorid Vinylidene chloride
1,1-Dichloräthan 1,1-dichloroethane
1,1,1-Trichloräthan 1,1,1-trichloroethane
1,2-Dichloräthan 1,2-dichloroethane
Tatsächlicher Verbrauch Molprozent der BeschickungActual consumption mole percent of the feed
Äthan Ethane
Äthylchlorid Ethyl chloride
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
209 553/540209 553/540
Claims (3)
Family
ID=
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