DE803411C - Verfahren zur Herstellung von Thionylchlorid - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM

2. APRIL 1951

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Ludwigshafen/Rhein

Thionylchlorid wird technisch fast ausschließlich durch Einwirkung von Schwefeltrioxyd auf Schwefeldichlorid oder durch Umsetzung von Schwefeldioxyd, Chlor und Kohlenoxyd in Gegenwart von Katalysatoren, vorzugsweise Aktivkohle, gewonnen. Bei dem ersten Verfahren erhält man Schwefeldioxyd als Nebenprodukt. Da es kaum möglich ist, das Schwefeldioxyd völlig frei von Thionylchlorid zu gewinnen, ist man meist so vorgegangen, daß man es nach Zumischung von Kohlenoxyd und Chlor 'gemäß dem zweiten der genannten Verfahren ebenfalls auf Thionylchlorid verarbeitete. Diese katalytische Reaktion verläuft aber mit einer verhältnismäßig schlechten Ausbeute, wenn man nicht besondere Maßnahmen trifft, z. B. erhöhten Druck anwendet. Auch entsteht bei der katalytischen Bildungsweise als Nebenprodukt u. a. Schwefeldichlorid, das durch besondere Maßnahmen aus dem erhaltenen Rohprodukt entfernt werden muß. Ferner weisen die Kontaktöfen besonders bei Anwendung von Druck eine verhältnismäßig verwickelte Bauart auf, da eine erhebliche Wärmemenge abzuführen ist und man wegen der korrodierenden Eigenschaften der Reaktionsteilnehmer auf besondere Werkstoffe zum Bau der Kontaktöfen angewiesen ist.

Da bei beiden Verfahren neben Thionylchlorid gasförmige Reaktionsprodukte, im ersten Fall

Schwefeldioxyd, im zweiten Fall Kohlendioxyd, entstehen, so treten bei dem hohen Dampfdruck des Thionylchlorids starke Verluste auf, die man durch Anwendung von Tiefkühlung und ähnliche Maßnahmen klein zu halten bestrebt ist. Aus diesen Gründen ist die technische Durchführung der bisherigen Verfahren verhältnismäßig umständlich.

Es wurde nun gefunden, daß man Thionylchlorid in recht einfacher Weise nach der Gleichung

ίο S₂ + O₂ + 2 Cl₂ = 2 SOCl₂ herstellen kann, wenn man ein entsprechend zusammengesetztes Gemisch aus Schwefel, Sauerstoff und Chlor zur Entzündung bringt und es dann über einen Katalysator, wie Aktivkohle, leitet. Der Katalysator wird dabei zweckmäßig auf Temperaturen von etwa 180 bis 2OO° gehalten.

Anstatt unmittelbar von den Elementen auszugehen, kann man auch zunächst in bekannter Weise aus Schwefel und Chlor Schwefeldichlorid herstellen, dieses dann mit der entsprechenden Sauerstoffmenge zur Entzündung bringen und anschließend über den Katalysator leiten. Die Bildung des Schwefeldichlorids kann in einer besonderen Vorrichtung oder im Ofen selbst erfolgen. Auch kann man den Schwefel zunächst mit der Hälfte der anzuwendenden Chlormenge zu Dischwefeldichlorid vereinigen und die andere Hälfte vor oder nach der Umsetzung mit Sauerstoff zugeben. In jedem Fall sollen die drei Komponenten Schwefel, Sauerstoff und Chlor insgesamt etwa in dem der obigen Gleichung entsprechenden Mengenverhältnis angewandt werden.

Die Entzündung zur Einleitung der Umsetzung kann mit üblichen Hilfsmitteln, z. B. mit einer elektrischen Vorrichtung oder durch eine Flamme bewirkt werden.

Aus dem den Kontaktofen verlassenden Gemisch kann das rohe Thionylchlorid durch Kühlung abgeschieden werden. Es enthält noch kleine Mengen gelöstes Chlor und Schwefeldioxyd sowie etwas Dischwefeldichlorid und Schwefeldichlorid. Die gelösten Gase lassen sich in einfacher Weise durch Auskochen entfernen. Die Reinigung von den Schwefelchloriden kann z. B. durch Behandlung mit Schwefeltrioxyd oder Oleum und Chlor geschehen. Noch zweckmäßiger ist es, das Thionylchlorid über Schwefel zu destillieren. Dabei geht das Schwefeldichlorid in Dischwefeldichlorid über, das infolge seines weit höheren Siedepunktes durch fraktionierte Destillation leicht vom Thionylchlorid getrennt werden kann. Es wird dann zweckmäßig erneut der Umsetzung unterworfen.

Auch die beim Auskochen des rohen Thionylchlorids entweichenden Gase können in den Kontaktofen zurückgeführt oder aber einem besonderen Kontaktofen zur Vervollständigung der Umsetzung zugeführt werden.

Das Verfahren weist gegenüber den bekannten folgende Vorteile auf: Es entstehen keine gasförmigen Nebenprodukte, die infolge des hohen Thionvlchloridpartialdruckes Verluste an diesem Produkt bewirken können; die Ausbeute ist daher nahezu quantitativ. Die erforderliche Vorrichtung ist verhältnismäßig einfach. Da bei der Katalyse nur eine geringe Wärmetönung auftritt, können einfache Hordenöfen verwendet werden. Eine Vorwärmung der Gase fällt weg; die Gase sind nach ihrer Entzündung in der Regel heißer, als für die Katalyse erforderlich, so daß man bei ihrer Abkühlung auf die zweckmäßige Katalysatortemperatur sogar Wärme gewinnen kann. Schließlich benötigt man nur einfachste Rohstoffe, nämlich Schwefel, Chlor und Sauerstoff.

Eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung wird durch die Zeichnung veranschaulicht.

In das Quarzrohr A wird flüssiges Dischwefeldichlorid, das man durch eine in der Zeichnung nicht wiedergegebene Vorrichtung, z. B. einen Rotamesser, abgemessen zuführt, gemeinsam mit ebenfalls abgemessenen Mengen Chlorgas eingeleitet. Durch das Quarzrohr B tritt ein abgemessener Sauerstoffstrom ein. Die durch Zündung entstandene kontinuierliche Flamme C verdampft das an der tiefsten Stelle des Quarzrohres sich sammelnde Dischwefeldichlorid. Das Dampf-Gas-Gemisch wird durch das ebenfalls aus Quarz bestehende Rohr D in den Kontaktofen E geleitet, wobei das Rohr D durch Berieselung mit Wasser so stark gekühlt wird, daß das Gemisch mit einer Temperatur von etwa i8o° in den Kontaktofen eintritt. Der aus verbleitem Eisen bestehende Kontaktofen E ist mit Aktivkohle gefüllt.

Nach dem Austritt aus dem Kontaktofen werden die Gase in einem ebenfalls verbleiten Kühler F abgekühlt und zusammen mit dem abgeschiedenen Thionylchlorid in die Blase G eingeleitet, in der das Thionylchlorid im Sieden gehalten wird. Die dabei ausgetriebenen Gase entweichen über die Kolonne H und werden dem ebenfalls mit Aktivkohle gefüllten Kontaktofen E₁ zugeführt, nachdem sie vorher durch ein gasbeheiztes Quarzrohr / auf 200⁰ erwärmt wurden. Hinter dem Kontaktofen E₁ wird in dem Kühler K, der mit kaltem Wasser oder mit Kühlsole betrieben wird, das Thionylchlorid niedergeschlagen. In dem Abscheider L wird es von den Restgasen getrennt, die unmittelbar oder nach Durchtritt durch eine Vernichtungsanlage verworfen werden. Das im Abscheider L niedergeschlagene Thionylchlorid läuft in die Blase G zurück. Von no dort tritt es kontinuierlich in die Fraktionierkolonne M ein. Am oberen Teil der Kolonne wird durch den Einfüllstutzen N Schwefel zugegeben. Das aus dem Kopf der Kolonne entweichende Thionylchlorid wird im Kühler O kondensiert und in den Lagerbehälter P abgelassen. Das in der Destillierblase Q zurückbleibende Dischwefeldichlorid wird kontinuierlich abgezogen; es kehrt in das Verfahren zurück.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I.Verfahren zur Herstellung von Thionylchlorid, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gemisch von Schwefel, Sauerstoff und Chlor in

   einem der Zusammensetzung des Thionylchlorids entsprechenden Mengenverhältnis zur Entzündung bringt und bei erhöhter Temperatur über einen Katalysator, vorzugsweise Aktivkohle, leitet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schwefel zunächst mit Chlor zu Schwefeldichlorid vereinigt und dieses dann der Umsetzung mit Sauerstoff unterwirft.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Schwefel zunächst mit der Hälfte des anzuwendenden Chlors zu Dischwefeldichlorid vereinigt und die andere Hälfte des Chlors vor oder nach der Umsetzung mit Sauerstoff zugibt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 3700 3.