JPH09249588A - 1,2−ジクロロエタンの熱分解時に生成する低沸点副生成物の変換方法 - Google Patents

1,2−ジクロロエタンの熱分解時に生成する低沸点副生成物の変換方法

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JPH09249588A JP9082321A JP8232197A JPH09249588A JP H09249588 A JPH09249588 A JP H09249588A JP 9082321 A JP9082321 A JP 9082321A JP 8232197 A JP8232197 A JP 8232197A JP H09249588 A JPH09249588 A JP H09249588A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 1,2-ジクロロエタン(DCE) の熱分解時に生成
する沸点が83.7℃以下の軽質副生成物の変換方法。 【解決方法】 エチレンを直接塩素化して1,2-ジクロロ
エタンを製造した直後に1,2-ジクロロエタンの製造で得
られた軽質副生成物の存在下に、20〜80℃で軽質副生成
物を塩素化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は塩化ビニル製造時に
用いられる1,2-ジクロロエタン(以下、DCE)の熱分
解時に生じる副生成物の変換・変成方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】塩化ビニルの工業的製造法では1,2-ジク
ロロエタンの熱分解が利用される。1,2-ジクロロエタン
は一般にエチレンの液相塩素化か、1,2-ジクロロエタン
の熱分解および/または他の任意の材料源から得られる
酸素と塩酸を含むガスを用いたエチレンの気相オキシ塩
素化で得られる。一般に、1,2-ジクロロエタンの熱分解
は300 〜650 ℃、8〜40バールで行われる。
【0003】DCEの分解で生じる副生成物は再循環し
ている熱解離物か、DCE製造に起因する副生成物であ
る。この副生物が存在すると、純粋なDCEを用いた場
合に比べて分解炉が速くコークス化 (炭化閉塞) してし
まう。このコーキングが生じると反応帯域での原料ロス
が多くなるため、製造を頻繁に止めて反応区域を清掃し
なければならない。さらに、反応装置の壁に存在するコ
ークスによって温度が上昇するため、設備耐久性が損な
われる。
【0004】この副生成物は軽質副生成物と重質副生成
物とに分類することができる。軽質副生物という用語
(以下、軽質分ともいう)は本文では沸点が83.7℃以下
である生成物を意味し、重質副生物という用語(以下、
重質分ともいう)は沸点が83.7℃以上である生成物を意
味する。軽質分の例としては飽和および不飽和の脂肪族
炭化水素 (塩素化されているものもある) 、例えば1,3-
ブタジエン、アセチレン、2-クロロ-1,3- ブタジエン、
クロロプレン、1,1-ジクロロエチレン(トランス)、1,
1-ジクロロエタン、塩化ビニリデン、クロロホルム、四
塩化炭素および1,1,2-トリクロロエチレン等を挙げるこ
とができる。ベンゼン等の芳香族炭化水素も挙げること
ができる。
【0005】ある種の軽質分は沸点がDCEの沸点(b.
p.760 =83.7℃)に極めて近く、DCEとの共沸混合物
が生じることもあるので、未変換DCEから分離するの
が難しい。例えば、1,1,2-トリクロロエチレンの場合、
DCEから標準的な蒸留手段では分離はほぼ不可能であ
る。しかし、熱分解で得られた生成物は一般に一連の蒸
留で分離できる。すなわち、第1カラムの頭部で回収さ
れた塩酸はエチレンのオキシクロリネーションで再使用
することができる。第2カラムの頭部では塩化ビニルは
回収される。軽質分は第3カラムの頭部で回収され、重
質分と多量のDCEは底部で回収される。重質分は一般
にさらに蒸留されて、未変換DCEが回収される。この
未変換DCEは熱分解区域に導入するのに十分な純度を
有している。
【0006】未変換DCEから軽質分を除去する方法は
種々知られている。英国特許 938,824では、塩化ビニ
ル、塩酸ガス、未変換DCEおよび副生成物で構成され
る解離生成物を急激に冷却し、蒸留によって HCLと塩化
ビニルとを分離する。次に、軽質分(少量の未変換DC
Eが必然的に混入している)を低沸点生成物精留用カラ
ムとよばれるカラムの頭部で蒸留によって除去する。蒸
留生成物を分け、大部分の未変換DCEは高沸点生成物
精留カラムで蒸留して高沸点生成物を分離し、これを熱
分解コイルへ戻してさらに解離する。この方法の欠点は
サイクルから低沸点生成物を除去することができず、多
量のDCEがロスするという点にある。
【0007】フランス国特許第 2,038,347号に記載の方
法では、軽質分を83.7℃以上の高沸点生成物に変換し、
この高沸点生成物から純DCEを蒸留によって分離す
る。この方法では、エチレンをDCEへ塩素化する通常
の触媒の存在下で、不純なDCEを30〜85℃で塩素ガス
と一緒に供給する。この方法は触媒としてのFeCl3 をD
CEに対して50〜500 ppm 存在させて行うのが好まし
い。この方法は塩素とエチレンの反応でDCEを作る周
知のプラントへ不純なDCEを送る。すなわち、このプ
ラントでは触媒の存在下にエチレンと不純なDCEとが
送られる。触媒は水で洗浄分離し、純ジクロロエタンは
蒸留によって高沸点不純物から分離する。
【0008】第2変形例では不純なDCEを低沸点生成
物から蒸留によって分離し、低沸点生成物精留カラムの
頭部に堆積した低沸点生成物の濃縮物の全量または一部
を連続的に除去し、低沸点生成物精留カラムには触媒の
存在下で塩素ガスを供給し、触媒を含む混合物を低沸点
生成物精留用カラムの下部へ送り、純DCEはこのカラ
ムの頂部から連続的に取り出し、高沸点生成物を精留用
カラムの底部から抜き出す。
【0009】第3変形例では不純なDCEを低沸点生成
物から蒸留で分離し、蒸留カラムの頭部に堆積した低沸
点生成物の濃縮物の全量または一部を連続的に除去し、
蒸留カラムには触媒の存在下で塩素ガスを供給し、触媒
を含む混合物をカラムの低部へ送り、純粋なDCEはカ
ラム頭部から連続的に取り出し、カラムの底部からは高
沸点生成物を抜き出す。
【0010】上記の各方法は特定の副生成物の含有率を
下げる上ではは有効であるが、いくつかの欠点がある。
例えば、エチレンの直接塩素化でDCEを製造する区域
へ軽質分を導入するため、大過剰塩素を用いる必要があ
り、そのため、未消費の塩素を分解するために高価な後
処理が必要になる。さらに、エチレンの塩素化反応装置
で軽質分を塩素化するため下記反応の選択率が大幅に損
なわれる: Cl2 +C2H4→C2H4Cl2 この選択率は1,1,2-トリクロロエタンの生成に極めて敏
感に影響される。変形例2、3で提案されている軽質分
の塩素化には追加の装置が必要になり、塩素化反応を有
効に制御するにはデリケートな操作が必要になり、特に
触媒を導入し、取り出す操作が大変である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は1,2-ジクロ
ロエタン(DCE)の熱分解時に生じる軽質副生物の新
規な変換方法を見出した。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は1,2-ジクロロエ
タン(DCE) の熱分解時に生成する沸点が83.7℃以下の軽
質副生成物の変換方法において、エチレンを直接塩素化
して1,2-ジクロロエタンを製造した直後に、1,2-ジクロ
ロエタンの製造で得られた軽質副生成物の存在下に20〜
80℃で軽質副生成物を塩素化することを特徴とする方法
を提供する。本発明では、DCE製造で得られる生成物
は主としてDCE、触媒および塩素で構成される。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明では、軽質分の塩素化反応
は均質反応帯域すなわちエチレンの直接塩素化用反応器
の下流で連続的に実施するのが有効である。実際にはエ
チレンの直接塩素化で得られた生成物と、塩素と、未変
換軽質分とを均質反応帯域へ連続的に導入する。
【0014】本発明方法は光が存在しない環境下で行
う。エチレンの直接塩素化で得られる生成物は重量比率
で20,000ppm 程度、好ましくは300 〜5,000 ppm の塩素
を含んでいる。本発明では、エチレンの直接塩素化によ
るDCEの製造で得られる生成物中に存在する触媒は、
塩化第2鉄のようなルイス酸にすることができる。本発
明では、DCE製造で得られた生成物中の触媒の含有率
は20〜200 ppm 、好ましくは30〜80ppm にすることがで
きる。なお、軽質分変換帯域へ追加の触媒を導入しても
本発明の範囲を逸脱するものではない。本発明の塩素は
分子状態で反応媒体へ導入し、溶解するのが好ましい。
この塩素濃度は軽質分の塩素化反応帯域から出た生成物
の1kg当たり 100〜2000mg、好ましくは200 〜500mg
に維持するのが有効である。本発明では、滞留時間は少
なくとも10分、好ましくは20〜40分にする。
【0015】本発明で使用する塩素分子は液体の形にし
て反応前にガス化するか、塩化ナトリウム水溶液の電気
分解で塩素を作る装置の出口で回収される生の状態の塩
素ガスの形にすることができる。実際には、純度が99.9
%の液体塩素を使用しても純度95%の塩素を使用しても
ほとんど相違はない。主たる不純物は CO2、O2、N2、H2
およびCOである。これらのガスは反応の運転条件下で不
活性である。用いる塩素を例えば上記ガスのような不活
性ガスで希釈することもできる。この希釈度を希釈剤/
塩素モル比で1/1にしても反応に害は与えない。本発
明の軽質分の塩素化は直接塩素化反応器の下流に設けら
れた緩衝タンクのような既存の装置内の直接塩素化用装
置で行うのが有利である。本発明の軽質分の塩素化帯域
を出た生成物は2回洗浄 (第1回目は水で、第2回目は
アルカリ溶液で洗浄) し、次いで生成物を分留して塩素
化された軽質分およびエチレンの直接塩素化反応で得ら
れた不純物からDCEを分離するのが有利である。こう
して得られたDCEは熱分解工程へ送ることができるだ
けの(十分な)純度を有している。
【0016】本発明方法を用いることによって塩素の消
費量が減少し、しかもアルカリ溶液の使用量も減少す
る。さらに、本発明方法を用いることよってエチレンの
直接塩素化反応での優れた選択性を維持することができ
る。また、本発明方法の軽質分の塩素化反応はエチレン
の直接塩素化用装置内で行われるので、追加の設備が必
要ないということも理解できよう。以下、本発明の実施
例を説明する。
【0017】
【実施例】温度を一定に保つために温度制御装置を備え
た通常の鋼の反応器で、エチレンの塩素化反応を行っ
た。反応器を出た生成物流は下記特性を有していた: 1) 流量 : 38.5t/ 時 2) 温度 : 62 ℃ 3) 大気圧 4) 塩素 :1000 ppm 5) 塩化第2鉄:30 ppm(鉄で表す) 6) 1,2-ジクロロエタン純度:99.8 重量%
【0018】この生成物流れを緩衝タンク(bac tampon)
に送る。この緩衝タンクは直接塩素化の生成物の縮合
で得られるDCEも回収する。この生成物流と同じ高さ
の所から、DCEを熱分解し、高沸点生成物精留用カラ
ムで分離して得られた軽質分を導入する。この軽質分の
流れは下記特性を有している: 1) 流量 :2300kg/ 時 2) 重量組成: DCE:90% 軽質分:10%
【0019】軽質分は、ベンゼン、塩化ビニル、塩化ビ
ニリデン、トランスジクロロエチレン、クロロプレン、
2-クロロ-1,3- ブタジエン、1,1,2-トリクロロエチレ
ン、クロロホルム、四塩化炭素で構成されていた。緩衝
タンク内での滞留時間は20分、温度は60℃付近にした。
塩素は流出物中に300 ppm の過剰の塩素が維持されるよ
うに供給した。緩衝器タンクから出た生成物を水、次い
で水酸化ナトリウム溶液で洗浄し、分留した。回収され
た重質不純物は200 kg/ 時であり、塩素の全消費量は12
0 kg/時で、その30kg/時は直接塩素化反応器からの流
れであり、90kg/時は供給した塩素でった。
【0020】緩衝器タンクから出た流れにはベンゼン、
塩化ビニル、クロロプレンは全く含まれていなかった。
直接塩素化反応器で生成したDCEの品質の劣化は全く
見られず、逆にエチレンの直接塩素化反応器の軽質分の
塩素化でDCEの一部(6000ppm)が劣化した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C07C 21/06 7106−4H C07C 21/06

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1,2-ジクロロエタン(DCE) の熱分解時に
    生成する沸点が83.7℃以下の軽質副生成物の変換方法に
    おいて、 エチレンを直接塩素化して1,2-ジクロロエタンを製造し
    た直後に、1,2-ジクロロエタンの製造で得られた軽質副
    生成物の存在下に、20〜80℃で軽質副生成物を塩素化す
    ることを特徴とする方法。
  2. 【請求項2】 エチレンを直接塩素化して1,2-ジクロロ
    エタンを製造して得られる副生成物の主成分が1,2-ジク
    ロロエタンと、触媒と、塩素である請求項1に記載の方
    法。
  3. 【請求項3】 温度を50〜70℃にする請求項1に記載の
    方法。
  4. 【請求項4】 塩素化を分子状塩素で行う請求項1〜3
    のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】 塩素分子の濃度を、軽質副生成物の塩素
    化反応区域から出る副生成物の1kg当たり 100〜2,00
    0 mgに維持する請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 塩素分子の濃度を 200〜500mg/kgに維持
    する請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 残留時間が少なくとも10分である請求項
    1〜6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 【請求項8】 残留時間が20〜40分である請求項7に記
    載の方法。
  9. 【請求項9】 1,2-ジクロロエタンの調製で得られた生
    成物中の触媒が塩化第2鉄である請求項2に記載の方
    法。
  10. 【請求項10】 1,2-ジクロロエタンの調製で得られた
    生成物中の触媒の含有率が20〜200 ppm である請求項2
    に記載の方法。
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