Способ очистки 1,2-дихлорэтана от трихлорэтилена Советский патент 1976 года по МПК C07C17/38 

1

Изобретение относится к способу очистки 1,2-дихпррэтана, используемого как полупродукт для получения винилхлорцца, от трихлорэтилена. Трихлорэтилен затрудняет проведение процесса пиролиза 1,2-дихлорэтана с целью получения винилхлорцца вследствие сильного коксообразования и снижения конверсии дихлорэтана.

Известен способ очистки 1,2-дихлорэта от трихлорэтилена хлорированием хлором в жидкой фазе при 2О-8О С без доступа света в присутствии хлорного железа в качестве катализатора. При этом тркхлорэтилен переходит в пентахлорэтан и последний легко удаляют обычной перегонкой.

Недостатком известного способа является сложность технологического осуществления процесса при полном протекании реакции хлорирования, вследствие использования реакторов больших объемов, т. к. реакция хлорирования в этих условиях протекает очень медленно.

С целью. устранения указанного недостатка, а именно - с целью усовершенствования и интенсификации технологического процесса предлагается вести процесс в присутствии этилена при молярном отношении этилена к трихлорэтилену 50-НО и молярном отношении трихлорэтилена к хлору О,О09-О,02.

Предпочтительно процесс вести при молярном отношении этилена к трихлорэтилену 9О-110 и трихлорэтилена к хлору О,ОО9-О,О11.

В присутствии этилена реакция хлорирования трихлорэтилена в указанных вьпиё условиях неожиданно ускоряется. При одной и той же продолжительности реакции конверсия трихлорэтилена. в присутствии этилена на 10-20% больше, чем без использования этилена.

Хлор, вводимый в молекулярном состоянии в однородную зону реакции, растворяется в реакционной среде, и его концентрация должна:;, поддерживаться в пределах 0,5-2 О г на 1 кг реакционной массы, предпочтительно 2-10 г на 1 кг.

Используемый молекулярный хлор согласно изобретению может быть либо, в жндком . виде, в этом случае его перед использованием переводят в газообразное состояние, либо в вице неочищенного газа, каким является газ, собираемый на выходе из цехов по производству хлора электролизом вацных растворов хлористого натрия. Прак тически равноценным является применение жидкого хлора чистотой 99,9% или хлора чистотой 95%, причеМ; основными загрязнениями являются СО, О N „ и СО. Эти газы в рабочих условиях.реакции являются инертными. Используемый хлор может быть разбавлен инертными газами, упомянутыми выше. Разбавление хлора этими газами даже при молярном отноше- НИИ разбавителя к хлору 1:1 не оказывает заметного влияния на ход реакции. Выгодным является проведение хлориро вания- при 4О-6О°С в количестве кислоты Льюиса (катализатор), равном 2О-8ОО, предпочтительно 6О-20О ч. на миллион в расчете на вес реакционной сре.цы. В случае применения безводного хлорного желез оно может быть либо непосредственно вве дено в однородную зону, либо образовано в зоне взаимодействием хлора со стальны ми стенками или с другими железными сплавами, разъедаемыми хлором, например с токарной стружкой. или окислами железа Согласно предлах-аемому способу, предпочтительно, чтобы количество влаги, кото рая может присутствовать в однородной зоне, было намного ниже 2ОС, в частности ниже 8О ч. на миллион в расчете на вес жидкой реакционной среды. В случае, эсли в качестве катализатора используется хлорное железо. 1у1олярное отнотеиие.. FeClp к в жвдкой реакционной среце по меньшей мере равно 1. Установлено, что давление не оказывае влияния на реакции хлорирования, происходящие в зоне однородной реакции. Пример 1. Реакцию хлорирования осуществляют в цилиндрическом реакторе из обычной стали, оснащенном системой цля подцержания температуры внутри реактора. Эта система состоит из циркуляционного насоса, производительность которого может варьироваться от 200 до 80О л/ч и который всасывает жидкий 1,2-дихлорэтан из нижней части реактора и подает его через теплообменник в верхнюю часть. Рактор снабжен системой, позволяю щий осуществить изменение высоты перелива, что приводит к варьированию полезного обьем.а реактора. Газы, отходящие через верхнюю часть реактора, проходят через конденсатор, затем через две колон- iHbi, орошаемые водой и содой для удаления соответственно хлористоводородной кислоты и хлора. Температуру реактора устанавливают на уровне 60°С и вводят в него в отсутствии светового излучения непрерывно следующие вещества: 750 г/ч 1,2-дихлорэтана, содержащего 1О вес. ч. на миллион влаги (воды), 2ОО вес. ч. на миллион хлорного железа и 1 вес. % трихлорэтилена (7,5 г/ч или 0,057 моль/ч); 4,28 моль/ч хлора, содержащего 97% чистого хлора (важнейшие загрязнения СО, СО N, Н. О); 4,2 моля/ч этилена. Концентрацию хлора, растворенного в реакционной среде, поддерживают примерно 3,7 г/кг (после фиксирования полезного объема реактора 3,83 л), что соответствует времени пребывания 4 ч. Молярные отношения С„Н к С НС1 , С-. g к С1 2 и FeCl , к равны соответственно приблизительно 73,6; 0,013 и 2,2. По истечении 18 ч. реакции собирают непрерывно 1,2-дихлорэтан, анализ которого показывает, что трихлорэтилен превращен в пентахлорэтан с выходом 94%. Количество образовавшегося 1,1,2-трихлорэтана составляет около О,О9 , вес. % по отношению к полученному 1,2-дихлорэтану. О п ы т 1 (сравнительный). Для того, чтобы показать, как протекает реарция хлорирования трихлорэтилена в отсутствии этилена, пример 1 был воспроизведен с тем отличием, что подача хлора составляет 0,086 молей/ч, а. этилен вообще не подается, причем молярное отношение 3 2 0,66, а С„Н к равно О. Концентрацию растворенного хлора поддерживают примерно 3,7 г/кг реакционной жидкости. Полезный объем реактора уменьшен до 2,5 л с тем, чтобы он соответствовал времени пребывания 4 ч, как и в примере 1. По истечении 18 ч реакции анализ 1,2-дихлорэтана, который протекает непрерывно, показывает, что только 78% трихлорэтилена переведено (преобразовано) в пентахлорэтан и что он содержит около 3,7 г/кг растворенного хлора. Опыт2 ( сравнительный). Опыт проведен в соответствии с примером 1, но вместо 4,2 молей/ч этилена вводят 1/10 молей/ч, что соответствует молярному отношению С Н к С НС1 около 19,3, а вместо 4,28 молей/ч хлора пода