Катализатор для непрерывного получения 1,2-дихлорэтана Советский патент 1986 года по МПК B01J31/30 C07C17/02 

1

Изобретение относится к области катализаторов хлорирования, в част- ности катализаторов для непрерывного получения 1,2-дихлорэтана реакцией этилена с хлором.

Цель изобретения - снижение коррозии и повышение селективности катализатора. П р и м е р 1. В петлевой реактор емкостью около 2 л-помещают 2,0 кг 1,2-дихлорэтана и 4 г безводного хлорида железа (III). Смесь при 20 С на сьпцают хлористым водородом. Восходящая часть реакторной петли содержит слой наполнителя. Под слоем наполнителя располагаются трубы для подачи этилена, хлора-и воздуха, через которые подают хлор, этилен и воздух в количествах соответственно 60, 60 и 15 л/ч, К этилену в течение 10 ч добавляют 0,42 г аммиака. Благодаря нейтрализации в реакционной смеси образуется соответствующее количество хлорида аммония. Молярное отношение железа (III) к хлориду аммония равно 1:1. Реакционная жидкость в реакционной системе циркулирует по принципу маммут-насоса и при этом катализаторную смесь одновременно суспендируют в жидкой фазе. Во время реакции в реакционной смеси температуру реакции поддерживают на уровне 77 С.

J В охладителе, расположенном над реактором, конденсируют пар дихлорэтана, выходящий из реактора, и затем соответствующую часть конденсата с помощью конденсационного элемента отделяют и извлекают, в то время как избыточный конденсат возвращают в ре акционную зону. С помощью низкотемпературной ловушки другую часть дихлорэтана отделяют из газообразных отходов, состоящих в основном из инертных газов. После осуществления непрерывного процесса в течение нескольких дней катализаторная смесь продолжает растворяться в реакционно жидкости, и колориметрическое опре- деление содержания железа в реакционной жидкости дает содержание хлорида железа (III) около 0,12 мас.%.

Часовое количество получающегося 1,2-дихлорэтана составляет 263 г. Процесс непрерывно осуществляют в течение нескольких недель.

Анализ продукта А, получающегося в конденсаторе, соответственно реак

2жидкости в после окончания дает следующие результаты,

Продукт А Продукт В

0,002 0,002

1,2-EDC 99,90 1,1,2-ЕТС 0,08

НС1

Прочие

0,005 0,01

99,72 0,24

0,04

EDC - 1,2 дихлорэтан; ETC - 1,1,2- трихлорэтан.

П р и м е р 2. Условия опыта такие же, как в примере 1, только вводят 1,35 кг 1,2-дихлорэтана и вместо аммиака в реакционный раствор добавляют 1,3 г триметиламина. Благодаря нейтрализации хлористого водорода, растворенного в реакционной смеси, образуется соответствующее количество хлорида триметиламмония. Молярное отношение хлорида железа (III) к триметиламмонийхлориду 1:1,12. Часовой выход 1,2-дихлорэтана составляет около 275 г. Содержание FeCl, определенное колориметрически в растворе , сост -вляет 0,13 мас.%.

Анализ продукта А, получающегрся в конденсаторе после окончания- реакции, дает следующие результаты, мас.%;

1, 1,1,2-ЕТС

НС1

Прочие

99,86 0,12 0,015 0,006

П р и м е р 3. Условия опыта такие же, как в примере 2, только в качестве катализатора в реакционный раствор добавляют 1,7 г FeCl и 0,65 г диаминэтана. Вследствие нейтрализации растворенного, в реакционной смеси хлористого водорода образуется соответствующее количество диаминоэтанхлоргидрата. Молярное отношение хлорида железа (III) к- диаминоэтанхлоргидрату 1:0,97. Содержание FeClj , определенное колориметрически в растворе, составляет

около 0,07 мае,%. Часовой выход дихлорэтана 270 г. .

Анализ продукта А, получающегося в конденсаторе, дает следующие результаты, мас,%:

99,20 0,77 0,02 0,01

П р и м е р А. Условия опыта аналог- гичны примеру 1, только вводят 1,5 кг 1,2-дихлорэтана, количество катализатора составляет 3,3 г FeClj и 3,0 г триэтаноламина. Вследствие нейтрализации хлористого водорода, растворенного в реакционной смеси, образуется соответствующее количество три- этаноламинхлоргидрата. Молярное отношение хлорида железа (III) к три- этаноламинхлоргидрату 1:1,01. Содержание FeClj, определенное колориметрически в реакционном растворе, toc- тавляет около 0,25 мас.%. Часовой выход дихлорэтана -265 г.

Анализ продукта А, получающегося в конденсаторе, дает следующие результаты, мас.%:

iO,002 99,63 0,35 0,007 0,01

П р и м е р 5

, о). В двухлитровой круглой колбе, снабженной мешалкой и дефлегматором, производят натревание при помешивании 1,5 мг 1,2-дихлорэтана с 12 г FeClj . По каплям подают -раствор 2,7 г хлористого водорода в 750 г дихлор- .этана и затем раствор 1,26 г NHj в 273 г дихлорэтана. Молярное отношение хлорида железа (III) к хлориду аммония 1,0. Реакционную смесь после охлаждения фильтруют и остаток фильтрования высушивают. Получают 14,4 г сухого катализатора.

6). Для получения 1.2-дихлорэтана получают суспензию из 4 г катализато ра, изготовленного по способу, указанному в а , а также 2 г FeClj

в 2,7 кг 1,2-дихлорэтана, и после сокращения объема смеси до 2 л смесь вводят в петлевой реактор, описанный в примере 1. Часовая подача хлора, этилена и воздуха в петлевой реактор

составляет, соответственно, 60, 60 и 15 л, молярное отношение хлорида железа (III) к хлориду аммония 1:0,6, реакция проходит в условиях, аналогичных примеру 1. Получают 266 г .

1,2-дихлорэтана, опыт продолжают

6 дней. Содержание FeCl,, определенное колориметрическим путем в растворе, составляет в среднем 0,15 мас.%. Анализ продукта А, получающегося

в конденсаторе, соответственно реак, ционной жидкости В после окончания реакции дает следующие результаты, мас.%:

25

СдН.,-С1

1,2-EDC

30. 1,1,2-ЕТС НС1

Прочие 0,003 Пр. ймерб, В реактор для тёх- нического получения 1,2-дихпорэтана помещают пробы для определения коррозии, пробы - подвергают испытаниям согласно предлагаемому способу. После 20 дней пробы извлекают из реактора и определяют потери, обусловленные коррозией. При применении соответствующего предлагаемому способу - катализатора и соблюдении температуры реакции 100-110 С средняя скорость коррозии для нелегированной стали составляет менее, чем 0,05 мм в год. При известном способе при применении в качестве катализатора Fed,, средняя скорость коррозии для нелегированной стали 0,43 мм в год,

П р им е р.7, Аналогичен приме-, ру 1, но молярное отношение хлорида железа (III) к хлориду аммония 1:1,5 в полученном сыром 1 ,2-дихлорэтане.. налитически определяют 0,1 мас.% 1,1,2-трихлорэтана и 0,001 мас.% лористого водорода.