DE2364095B2 - Verfahren zur technischen Herstellung von 1,2-Dichloräthan - Google Patents

Description

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' 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zwischen der erstenundzweitenhomogenenZoneeinDiaphragma und/oder ein geflochtenes Netz und/oder ein

daß das stöchiometrische

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äthan. _{die Aufgabe zug}runde, die

J*^r ™"^£J Nachteile aufzuheben und ein bekannten J^c^^ _h^_{Hrstelh| onli2}-Dichlor-

der Ausbeuteverlust an

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Es sind zahlreiche Verfahren zur technische, Herstellung von 1,2-Dichloräthan, ausgehend von Athy en und Chlor, bekannt. Be. den am mosten verbreiteten Verfahren wird Chlor mit gasförmigem Äthylen in dem gebildeten und in flüssigem Zustand gehaltenen f,2-Dichloräthan umgesetzt in Gegenwart eines Ka.aly-

S unerwünschten hoher

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß bei dieser Verfahrensweise das aus der zweiten homogenen Zone austretende produzierte 1,2-Dichloräthan praktisch frei ist von gelöstem, analytisch noch nachweisbarem Chlor und daß die aus dieser zweiten Zone austretenden Gase nach Kondensieren der mitgerissenen 1,2-Dichloräthandämpfe nur eine kleine Menge weniger als 10 Volumprozent, vorzugsweise weniger als 5 Volumprozent Äthylen enthalten. Der Äthylenverlust wird daher stark verringert und übersteigt nicht 1% des gesamten Äthylens. Es hat sich gleichfalls gezeigt, daß die Bildung von Nebenprodukten stark zurückgedrängt wird, wie die nach-

in der zweiten homogenen Zone enthaltenen 1.2-Dichlorälhar, so daß keinerlei Möglichkeit besieht für unkontrollierte oder ungesteuerte Reaktionen zwischen (Dämpfe von 1,2-Dichloräihan, Äthylen, Äthan. Methan, Chlorwasserstoff, Sauerstoff. Kohlenmonoxid. Kohlendioxid, Wasserstoff und Stickstoff).

Die Umsetzung erfolgt vorzugsweise bei 40 bis 70^cC

Das benötigte Chlor wird entweder flüssig zuaeliefert und vor der Umsetzung verdampft oder als Rohgas, wie es bei der Chlorherstellur.g anfällt, eingesetzt. Die Ausbeute bei der Umwandlung von Chlor in 1,2-Dichloräihan wird nicht verändert, die Ausbeute der Umwandlung von Äthylen wird nur sehr geringfügig verändert, wenn flüssiges Chlor mit einer Reinheit von 99.9 ^c ₀ oder wenn Chlor mit einer Reinheit von 88 bis 98% verwendet wird; die Hauptbegleitstoffe im Chlor sind CO_t, O₅, N₄. H_s und CO, inerte Gase unter den einzuhaltenden Reaktionsbedingungen.

Es hat sich weiterhin gezeigt, daß der Druck keinen wesentlichen Einfluß auf die im Reaktor ablaufenden Chlorierungsreaktionen ausübt.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert. _a5

Beispiel 1

Die erste homogene Zone mit Volumen IS m* (Höhe 3,5 m, 0 = 2,56 m) wurde sollständig in Bewegung gehalten durch Umlaufenlassen mittels einer Außen- und Gegenstrompumpe von 1,2-Dichloräthan, das bei 60°C gehalten wurde und 200 ppm bei 6O⁰C gelöstes Ferrichlorid enthielt. In diese Zone wurden kontinuierlich eingespeist:

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1114 kg/h Äthylen, Reinheit 99 Volumprozent (Begleitstoffe C₁H,, CH₄),
2880 kg/h Chlor, Reinheit 94 Volumprozent (Begleitstoffe O₁, H₁, CO, COs, N₁).

♦0

Dies entspricht 99,5 Molprozent Äthylen, bezogen auf die Gesamtmenge reines Chlor.

Die aus der ersten Zone austretenden Gas- und Flüssigkeitsströme wurden durch einen Verteiler in die zweite homogene, vollständig in Bewegung gehaltene Zone mit Volumen 8 m³ (Höhe 1,55 m, O =2,56m) des gleichen Reaktors geführt. Diese Ströme reagierten mit 10 kg/h Äthylen (entsprechend 0,9 Molprozent, bezogen auf das gesamte reine Chlor), das in diese zweite Zone kontinuierlich im Gegenstrom zu dem umlaufenden flüssigen 1,2-Dichloräthan injiziert wurde. Die Temperatur betrug in der zweiten Zone etwa 65°C.

In dem aus dem Reaktor austretenden flüssigen 1,2-Dichloräthan ließ sich keinerlei Chlor mehr mit der Kaliumjodid-Probe nachweisen.

Die Abgase aus dem Reaktor wurden auf 5°C abgekühlt, um 1,2-Dichloräthan zu kondensieren. Nach dem Kondensieren enthielten die Abgase etwa 5 Volumprozent Äthylen; sie wurden durch eine Absorptionskolonne geführt und mit Wasser gewaschen. Das dabei erhaltene angesäuerte Wasser mit pH-Wert 2,5 wurde anschließend zum Waschen des erzeugten 1,2-Dichloräthan verwendet.

Die Produktion an 1,2-Dichloräthan betrug 3960 kg/h; das Produkt enthielt 300 ppm 1,1,2-Trichloräthan und 3 ppm Ferrichlorid, jeweils bezogen auf das Gewicht.

Der dememsprechende Äthyknverlust betrug 0,4 %, bezogen auf das eingesetzte Äthylen; der Chlorverlust lag unterhalb 0.01 %.

Zum Vergleich wurde Beispiel 1 wiederholt, aber in einem nicht unterteilten Reaktor, in einer einzigen homogenen Zone mit gleichem Gesamtvolumen von 26 m^s. Im Gegenstrom zu dem umlaufenden 1,2-Dichloräthan wurden eingeführt:

1160 kg Ti Äthylen. Reinheit 99%,
2900 kg h Chlor, Reinheit 94%;

dies entsprach 103 Moiprozent Äthylen, bezogen auf die Gesamtmenge Chlor.

In den Abgasen des Reaktors waren nach Rückgewinnung von 1,2-Dichloräthan mitteis Kondensation 25 Volumprozent Äthylen enthalten

Das erzeugte 1.2-Dichloräthan enthielt je kg 0,7 g gelöstes Chlor, um das gelöste Chlor abzutrennen, wurde mit einer 6gewichtsprozentigcn Natronlauge gewaschen. Diese Wäsche verbrauchte 2,5 kg/h NaOH.

Die Produktion an 1.2-Dichloräthan betrug 3930 kgh; es enthielt 1500 ppm 1,1,2-Trichloräthan, bezogen auf das Gewicht.

Der Verlust an Äthylen betrug etwa 3 % der eingesetzten Menge; der Chlorverlust betrug etwa 0,1 °_o, bezogen auf die Gesamtmenge Chlor.

Ein Vergleichsversuch, bei dem stündlich die Beispiel 1 entsprechenden Gesamtmengen Äthylen und Chlor in einen Reaktor mit einer einzigen homogenen Zone eingespeist werden, ließ sich nicht durchführen, weil der Äthylen-, Chlor- und Wasserstoffgehalt der Abgase dann im Explosionsbcreich gelegen hätte.

Beispiel 2

In einen Reaktor gemäß Beispiel 1 wurden in die erste Zone mit Volumen 19,5 m^s

1484 kg/h'Äthylen, Reinheit 99 Volumprozent und 3920 kg/h Chlor, Reinheit 95 Volumprozent,

entsprechend 97 Molprozent Äthylen, bezogen auf die Gesamtmenge reines Chlor, eingespeist.

Die Temperatur der ersten homogenen Zone wurde bei etwa 63°C gehalten; die Menge gelöstes Ferrichlori.1 im 1,2-Dichloräthan betrug 180 ppm, bezogen auf das Gewicht.

Die Reaktionsprodukte der ersten Zone wurden wie im Beispiel 1 in die zweite homogene Zone mit Volumen 6,5 m^s geführt, in die kontinuierlich 51 kg/h Äthylen entsprechend 3,4 Molprozent der gesamten Chlormenge im Gegenstrom zum umlaufenden flüssigen 1,2-Dichloräthan eingespritzt wurden.

Die Temperatur der zweiten Zone betrug etwa 70⁰C.

Das erzeugte flüssige 1,2-Dichloräthan enthielt beim Austritt aus dem Reaktor keinerlei gelöstes Chlor, das mit Hilfe des Kaliumjodid-Testes nachgewiesen werden konnte.

Die austretenden Gase wurden auf 3°C abgekühlt, um 1,2-Dichloräthan zu kondensieren und ab/.utrennen; darauf enthielten die Gase etwa 5 Volumprozent Äthylen. Sie wurden in einer Absorptionskolonne mit Wasser gewaschen. Das angesäuerte Waschwasser mit pH-Wert 3 wurde zum Waschen des erzeugten 1,2-Dichloräthan eingesetzt.

Der Äthylenverlust entsprach 0,4%, bezogen auf das

eingesetzte Äthylen; der Chlorverlust lag unterhalb 0,01%.

Es wurden 5360 kg/h 1,2-Dichloräthan erzeugt, das 340 ppm 1,1,2-Trichloräthan und weniger als 3 ppm Fenichlorid enthielt, jeweils bezogen auf das Gewicht.

Beispiel 3

Beispiel 1 wurde wiederholt mit der Abwandlung, daß in die erste Zone 1086 kg Äthylen, entsprechend 97 Molprozent Äthyleu, bezogen auf die Gesamtmenge Chlor und in die zweite Zone 38 kg/h Äthylen, entsprechend 3,5 Molprozent der Gesamtmenge Chlor, eingespeist wurden.

Man erhielt dieselbe stündliche Leistung an 1,2-Dichloräthan und den gleichen Äthylenverlust wie in Beispiel 1. Das erzeugte 1,2-Dichloräthan enthielt 350 ppm 1,1,2-Trichloräthan und weniger als 3 ppm Ferrichlorid, bezogen auf das Gewicht.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur technischen Herstellung von 1,2-Dichloräthan durch Umsetzen von Äthylen mit Chlor bei einer Temperatur von 20 bis 80°C unter Ausschluß von Lichtstrahlen in flüssigem 1,2-Dichloräthan in Gegenwart einer Lewissäure als Katalysator, vorzugsweise Ferrichlorid, wobei kontinuierlich in eine erste Zone die Gesamtmenge eingesetztes Chlor und nur ein Teil Äthylen, entsprechend 90 bis 100 Molprozent des gesamten Chlors eingeführt und die Reaktionsprodukte in eine zweite Zone geführt werden, in die im Gegenstrom zu flüssigem 1,2-Dichloräthan die Restmenge Äthylen injiziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung in zwei jeweils vermittels umlaufendem 1,2-Dichloräthan homogenen, vollständig in Bewegung gehaltenen und in einem Reaktor angeordneten Zonen durch- *< > führt und insgesamt 100 bis 102 Molprozent Äthylen, bezogen auf die Gesamtmenge Chlor, injiziert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man kontinuierlich in die erste Zone ,5 97 bis 99,5 Molprozent Äthylen und in die zweite Zone den Restanteil Äthylen, entsprechend e.ner Gesamtzufuhr an Äthylen von 100,1 bis 101 Mol-Prozent, bezogen auf die Gesamtmenge Chlor, injiziert. ^Λ

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in der ersten Reakt.onszone eine um 2 bis 6O⁰C. vorzugsweise um 5 bis 25°C niedere Temperatur als in der zwe.ten Reaktionszone einhält. .

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Volumenverhältnis von erster Reaktionszone zu zweiter