Способ получения 1,2-дихлорэтана Советский патент 1985 года по МПК C07C19/45 C07C17/02 

vj

Nd Изобретение относится к усовершенствованному способу получения 1,2-дихлорэтана, который находит широкое применение в качестве полупродукта при получении винилхлорида и как растворитель. HsBjecTeH способ получения 1,2-дихлорэтана прямым хлорированием этилена в жидкой фазе при 90100 G в присутствии катализатора хлорида железа Ш. Этилен используют обЫ1ЧНО в 3-20% избытке. Способ обеспечивает высокий выход целевого продукта. Недостатком способа является большой расход дефицитного хлора. Известен также способ получения 1,2-дихлорэтана оксихлорированием этилена при 210-260 С в присутствии катализатора - нанесённых на окись алюминия солей меди 1. Соотношение хлористого водорода этилена и кислорода составляет 1:1:(1,03-1,05). . Недостатком способа является отн сительно низкий выход t,2-дихлорэтана - до 97% при конверсии хлорис того водорода 99%. Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является способ получения 1 ,2-д 1хлорэтана, в котором осуществляют взаимодействие этилена с хлором в вертикальном реакторе. В нижнюю часть реактора п дают смесь газов, содержащую до 4% этилена, хлор, кислород и азот при соотношении хлора, этилена и кислорода 1:1:1,1. Процесс ведут в присутствии катализаторов, находящихся во взвешенном состоянии - хлорида меди или смеси хлоридов меди и желе за при 80-250 С и давлении 0,0970,6 МПа. В способе используют этилен, не прореагировавший в ходе предварительно, проводимой стадии оксихлорирования (параметры процесса оксихлорирования в описании спос ба не приведены). Смесь этилена, кислорода и азота получают при этом после охлаждения реакционной массы процесса оксихлорирования и выделения из нее основного количества 1,2-дихлорэтана. При этом тепло, об разующееся во всем реакционном пространстве, отводят путем косвенного охлаждения при помощи жидкого или газообразного теплоносителя 2} Известный способ позволяет сократить расход хлора, так как основная масса этилена реагирует в ходе оксихлорирования. Однако недостаток способа - сложность технологии, связанная с необходимостью дополнительных стадий оксихлорирования, охлаждения и разделения реакционной массы оксихлорирования этилена перед проведением процесса хлорирования. Цель изобретения - упрощение технологии получения 1,2-дихлорэтана. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 1.2-дихлорэтана путем взаимодейстйия этилена с хлором при температуре 185-292 С в присутствии находящегося во взвешенном состоянии хлорида меди или смеси хлоридов меди и железа при давлении 0,097-0,6 МПа в вертикальном реакторе в присутствии азотно-кислородной смеси и с отводом тепла, образующегося во всем реакционном пространстве, путем косвенного охлаждения при помощи жидкого или газообразного теплоносителя , процесс ведут при подаче хлора в- точке, расположенной на высоте, равной 50-69% общей высоты реактора, а в нижнюю часть реакционной зоны подают этилен,хлористый воводород и смесь азота с кислородом при молярном соотношении хлористого водорода, этилена, кислорода и хлора 2:(1,23-2,07):Со,8-1):(О,18-1). Все газы можно вводить в реактор раздельно, но более удобно хлористый водород и этилен, с одной стороны, и кислорЬд и азот (например, в виде воздуха) - с другой вводить в смеси один с другим. Катализатор должен находиться во взвешенном состоянии. После выхода из реактора продукты пропускают через сепаратор для отделения твердых мелкодисперсных частиц катализатора, затем промывают и частично конденсируют при темп ературе около 10°С. 1 ,2-Дихлорэтан отделяют перегонкой. Наиболее удобная форма реактора вертикальньй цилиндр с двойной рубашкой и встроенными конструкциями для подачи теплоносителя. Газы подают через трубопроводы, причем вводы для смесей этилена с хлористым водородом и кислорода с азотом 3 целесообразно располагать в нижней части реактора. . Катализатор - хлорид меди (II) или его смесь с хлоридом железа (III) - наносят на носители, обладающие высокой удельной поверхностью, например окись алюминия. Скорость потока газа в реакционном пространстве выбирают так/; чтобы во взвешенном состоянии находилось не менее 95% частиц катализатора. Пример 1, Реакцию ведут в вертикальном стеклянном цилиндрическом реакторе с внутренним диаметром 80 мм, снабженным рубашкой и змеевиком для теплоносителя, обес печивающего поддержание в реакторе необходимой температуры. Над верхней частью цилиндра расположен стек лянный шар для отделения увлекаемых потоком газа твердых частиц катализатора. Прошедший через шар газ проходит далее водяной холодильник со сборником, для конденсата и газоотводной трубкой, соединенной с холодильником, охлаждаемым рассолом. Реакционное пространство (внут ренность цилиндра за вычетом объема встроенных конструкций) имеет объем 4,7 л. Внизу реактора pacnonalraются вводы для продувания воздуха и смеси этилена с хлористым водородом, снабженные пористыми перегород ками. Ввод для хлора находится в средней части реактора на высоте, равной 69% общей высоты реактора. Перед началой реакции реактор продувают горячим воздухом с температурой со скоростью 60 л/ч (объем при нормальных условиях) в течение 30 мин. Затем увеличивают скорость подачи воздуха до 90 л/ч и одновременно начинают подачу смеси этилена (45 л/ч) и хлористого водорода (44 л/г), а также хлор со скоростью 22 л/ч. Всё названные газы перед подачей в реактор нагревают до 60 С. Температура в реакторе постепенно возрастает до 220 С, после чего поддерживается на постоянном уровне. Давление составляет 0,097 МПа. Выходящие из реактора газы пропу кают через холодильник с температурой 13. охлаждаемый водой, скруббер для промывки несконденсировавшихся газов и холодильник, охлаж474даемый рассолом до 15°С. Опыт проводят в течение 4 ч. Состав конденсата и отходящих газов определяют газохроматографическим методом. Процесс ведут при атмосферном давлении 0,096 МПа. Молярное соотношение реагентов в ходе реакции составляет НС2 :СгН,: :C6t:Ot 2:2,05:1:0,86. -Степень конверсии хлористого водорода 96%, хлора 99,99%, этилена 97,5%. Выход дихлорэтана составляет 93,9% в пересчете на пропущенный этилен. Пример 2. Процесс проводят как в примере 1, но при температуре и в течение 5ч. Степень конверсии хлористого водорода составляет 92%, хлора 99,9%, этилена 96%. Выход дихлорэтана 92,2% в пересчете на пропущенный этилен. Пример 3. Процесс проводят как в примере 1, но при температуре 240°С и в течение 4, 5ч. Степень конверсии хлористого водорода 98%, хлора 100%, этилена 98%. Выход дихлорэтана в пересчете на этилен 94,7%. Пример 4. Процесс проводят как в примере 1, но в течение 3ч и при скоростях подачи воздуха 90 л/ч, этилена 27 л/ч, хлористого водорода 44 л/ч и хлора 4л/ч, что отвечает соотношению НС :02.2:1,23:0,18:0,86. Степень конверсии хлористого водорода 95,5%, шора 100%, этилена 96%. Выход дихлорэтана в пересчете на этилен 91,8%. Пример 5. Применяют реактор, аналогичньй описанному в примере 1,- но изготовленный из никеля и снабженный вместо стеклянного шара пористой стеклянной пластиной. Внутренний диаметр реактора 50 мм. На выходе реактор снабжен редукционным клапаном. Внутренний объем реактора 1,5 л, объем катализатора 0,36 л. Ввод для хлора находится на высоте, равной 50% общей высоты реактора. Процесс проводят как в примере 1, но газы подают под давлением. Регулированием редукционного клапана поддерживают давление 0,392 МПа, в ходе процесса поддерживают температуру 220 С. Процесс ведут 6ч. I 1 Степень конверсии хлористого водорода составляет 99%, хлора 100%, этилена 98,5%, Выход дихлорэтана в пересчете на этилен 95,7%. Пример 6. Реакцию проводят как в примере 1 , но при температуре ZSO-C и каталиэатор содержит наряду с 3,7% нанесенного на окись хлорида меди еще 0,51% хлорида железа (III). Процесс .ведут 5ч. Степень конверсии хлористого водорода 92%, хлора 99,9%, этилена 95%. Выход дихлорэтана в пересчете на этилен 91,3%. Пример 7, Реакцию проводя как в примере 1, но температуру поддерживают в пределах 285-292 0, и скорость подачи этилена 45,5 л. Продолжительность опыта 4 ч. Соотношение реагентов , tO 2:2,07:1:0,86. Степень конверсии хлористого водорода 93%, хлора 100%, этилена 96%, выход дихлорэтана в пересчете на этилен 92,9%. Пример 8. Процесс ведут как в примере 1, но вместо воздуха вводят чистый кислород в количестве 22 л/ч и азот в количестве 68 л/ч. Температура реакции-225 С. Соотношение реагентов :CEg :02 2:2,05:1:1. Степень конверсии хлористого водорода 98%, хлора 100%, этилена 97%. Выход дихлорэтана в пересчете на этилен 95,1%. Пример 9. Процесс ведут как в примере 1, но ввод для хлора располагают на высоте, равной 50% общей высоты реактора. Температура реакции составляет 195°С, давление 0,6 МПа. Соотношение KCf:CiE ;Cf : :0г . 2:2,05:1:0,86. Степень конверсии хпористаго водорода 96%, хлора 100%, этилена 96%. Пример 10 (сравнительный). Процесс ведут в реакторе, подобном описанному в примере 1, с той разницей, что вводы для смеси этилена с хлористым водородом и воздуха и ввод для хлора сближены так, что расстояние мезцду ними составляет не более 4% длины реактора. Таким образом этилен смешивается с кислородом и хлором не последовательно, как в приме.рах 1-8, а практически одновременно. В остальном условия опыта совпадают с условиями примера 1 ., Степень конверсии хлористого водорода 88%, хлора 100%, этилена 93,5%. Выход дихлорэтана в пересчете на этилен 90%. Сравнение результатов, приведенных в примерах 1 и 10 показывают, что последо9ательное взаимодействие этилена с хлог истым водородом и кислородом, а затем с хлором способствует повышению степени конверсии реагентов и выхода дихлорэтана. Предлагаемый способ получения 1,2-дихлорэтана позволяет значительно упростить технологию процесса путем замены двух стадий на.одну, причем степени конверсии реагентов и выходы 1,2-дихлорэтана остаются высокими. Процесс .может быть осуществлен в непрерывном режиме без применения сложнрго оборудования и дефицита/их материалов.:

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,2-ДИХЛОРЭТАНА путем взаимодействия этилена с хлором в присутствии находящегося во взвешенном состоянии хлорида меди или смеси хлоридов меди и железа при температуре 185292 с и давлении 0,097 - 0,6 МПа в вертикальном реакторе в присутствии азотно-кислородной смеси и с отводом тепла, образующегося во всем реакционном пространстве, путем косвенного охлаждения при помощи жидкого или -газообразного теплоносителя, отличающийся, тем, что, с целью упрощения его технологии, процесс ведут при подаче хлора в точке, расположенной на высоте, равной 50-69% общей высоты реактора, а в нижнюю часть реакцион-. ной зоны подают этилен, хлористый водород и смесь азота с кислородом при молярном соотно.шенин хлористого водорода, этилена, кислорода и хлора 2: