Способ получения трихлорэтилена

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Сосетскик

Ссдиалистическик

Республик

Зависимый от №

Заявлено 29.1Х.1965 (¹ 1039832/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 30.111.1967. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 27.V.1967

Кл. 12о, 19/02

МПК С 07с

УДК 661.723.63.07(088.8) Комитет по делам изо4ретеиий и открытий при Совете Мииистроо

СССР

Авторы изобретения

Иностранцы

Джозеф Горсфилд Браун и Ульрих Карл Вернер Копш (Англия) Иностранная фирма «Империал Кемикал Индастриз Лимитед» (Англия) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИХЛОРЭТИЛЕНА

Известен способ получения трихлорэтилена, заключающийся во взаимодействии хлористого винила с хлористым водородом и кислородом в присутствии окиси меди при температуре 250 — 600 С, Предложенный способ отличается от известного тем, что в качестве сырья используют ацетилен, и процесс ведут в присутствии катализатора Дикона при температуре 100—

350 С. Процесс можно вести как в стационар| ом слое катализатора, так и в кипящем.

В качестве разбавителя среды можно применять, например, пар, азот, трихлорэтилен, перхлорэтилен.

При работе предложенным способом расширяется сырьевая база производства трихлорэтилена.

Пример 1. В реактор, представляющий собой вертикальную жаростойкую стеклянную трубку длиной 20 см и наружным диаметром

2,5 см, загружают различные количества катализатора Дикона, нанесенного на подложку из активированного глинозема, известного под маркой «Акталь А». Один опыт проводят с катализатором Дикона, содержащим 5 вес. % меди и не содержащим хлоридов щелочных металлов, а в другом опыте берут катализатор, содержащий медь и хлористый натрий или хлористый калий. Размеры частиц катализатора 5 — 8 меш (по Британскому стандарту).

Смесь СеН, НС! и О (питательный газ) пропускают через неподвижный слой катализатора. Условия реакции и полученные результаты представлены в табл. 1.

5 Результаты, представленные в таблице 1, наглядно показывают, насколько повышается конверсия СеНеОз и НС1 и объемная производительность катализатора при добавлении хлоридов щелочных металлов к катализато10 ру. Объемная производительность катализатора Дикона, содержащего хлористый натрий, при времени контакта 3,5 еек составляет 125.

Объемная производительн ость катализатора, содержащего хлористый калий, и при более

15 коротком времени контакта в 2 сек превышает

200; 95%-ная конверсия С2 Не достигнута при молярном соотношении С, Н.,: Ос=1,35, в то время как при молярном соотношении 1,53: 1 конверсия СеН» составила 90%, 20 Прим ер 2. Опыты производят в аппарате, описанном в примере 1, с неподвижным слоем катализатора, содержащего хлористую медь и хлористый калий, нанесенный на подложку из активированного глинозема. В од25 ном опыте в питательном газе, служившем источником ацетилена, содержался также и водород, а во втором опыте в питательном газе, помимо ацетилена, был этилен.

Установлено, что водород и этилен проходят

30 через реактор не прореагировав.

194662

Таблица 2

Габлица 1 добавки к медному катализатору

1Опыт

Условия реакции № 2

1 од

1Ь >Сох

1 о

Г o сь д 1

fQ o

Условия реакции

1 х

) а а ,о=„

1 ,Х о z

o- сО Хох

60

Загружено катализатора, мл

59,5

59,5

Весовые соотношения хлорида меди к хлориду щелочного металла

Загрузка катализатора, мл

Скорость подачи газа, л/час

21 21

60 60

63,1

14,8

13,4

5,0

3,7

5,0

72,9

13,4

5,0

3,7

1:2

1 100

1 56 100

I 58

59,5

77,9 ! 13,4

3,7

5,0

Состав питательного газа, % об/об

НС!

Оз

С Н, Молярное соотношение

С Н20 в питательном газе

Температура, о С

16,9 76,3 14,0 14,3

3,85 3,95

5,25 5, 35

77,75

13,62

3,42

5,22

270 у входа в реактор в реакционной зоне

1,35

1,35

1,35 1,35

1,53

1,35

97,1

98,3

88,3

1,4

89,4

80,3

2,0

209

Температура у входа в реактор,оС в реакционной зоне, ос

200 197

293 284

1 210

210 270 300

1.1

171,9 i 94,7! 76,5 98,9

57,5, 84,8

3,4 . 3,5

228 95,2 ) 90,1 98,1 1 97,8 84,4 78,3

2,0 j 2,0 !

1 . 218, 203

4,0 4,2

4,5

41,25

7,44

45,3

1,3

4,45

36,9

8,75

49,0

1,1

CEI:=-СС1в

Транс-CHCI==CHC! и--СНС1=-СНС1 ".

90 125

С НС1, с >CIA

4,8 3,8

1!

0,3001 0,232

11007 0,410! 0,868 0,515

0,093 1 0,124

0,685 0,535

0,181 0,185

Всего дихлорзтиленов, моль

0,959, 0,844

0,030, 0,036

0,989 0,880

2,175

0,006

2,181

1, 157

0,035

1,192

СНС12

Сзс1 .

Всего, моль

Таб.пица 3 х0 аХ .0 1 а0

Ctf Z

1 Î

Х

0,1 словия реакции п а р

Молярнос соотношение СяН1: 01

Скорость подачи, л/час

1,67j 1,45

112 111,5

1 !

1,3 1,3 1,3

111,5 111,5 111,5

Конверсия

C H

О

НС1

Время контакта, сек

Объемная производительность катализатора, г/л час

Степень сгорания Сне, %

На 1 моль продукта образуется побочных продуктов, моль

СН =СС1

Транс-СНСI=СНС1

/ ис-СНС1=СНС!

Условия реакции и полученные результаты представлены в табл. 2.

Пример 3. Опыты проводили в реакторе, представляющем собой вертикальную жаростойкую стеклянную трубку длиной 60 сги и внутренним диаметром 2,3 см, снабженную термопарой, диаметр гнезда которой равен

0,81 сл . У внутренней стенкн реактора закреплена спираль из 0,32-сл никелевой проволоки, такая же спираль плотно обвивает гнездо термопары. Спирали служат для предохранения слоя катализатора от агрегирования.

В кольцеобразных пространствах между стенками стеклянной трубки и гнездом термопары помещают 75г катализатора Дикона, содержащего хлористую медь и хлористый калий на подложке нз микросферопдального глиСкорость подачи газа, л/час

10 Состав питательного газа, % об/об

l 1в

Сзн

Na

НС!

С На

15 Оз .

Молярнос соотношение в питательном газе С Нд . О„.

Конверсия, сн, Оз .

НС!

Степень сжигания С Н о, Объемная производительность катализатора, г/л час .

Состав конденсата, мол. нозема. Катализатор содержит 5 вес. ь/ меди и 2,8 вес. % калия, Пар получают испарением в условиях равновесия в трубке воды и хлористого водорода; кислород и ацетилен пропу40 скаются через тру.бку и смешиваются с паром.

Газовая смесь поступает в реактор и поддерживает катализатор в псевдоожиженном состоянии. В одном опыте в качестве разбавителей использовали пар и газообразный трихлорэтилен, в другом — пар и транс-дихлорэтилен. Газовый эфлюент (отходящий газ) легко конденсируется в обоих случаях.

Условия реакции н,полученные результаты представлены в табл. 3.

Разбавителн питательного газа

194662

Продолжение

Разбавители питательного газа

cd Q

О 0) 11 д 0 х и0

0 х

Условия реакции п ар

Состав питательного газа, % об/об!

17,8

6,7

4,0

71,5

17,94 17,94

5,821 5,82

4,49I 4,49

69,06, 69,06

17,94

5,82

4,49

71,75

18,0

5,85

4,05

НС!

C?-в .

Ов

НО

НС!

Транс-СвН С4 — — 2,69 — 2,69

216 209 !260 260 .260 !

Температура, С .

Конверсия, %

СвНв .

02

НС1

80 83, 94 90, 72,8, 68,5, 94 ; 96,6 93,5

97,8 92,4 98,0 ! 85,1 81,5 77,4 (Предмет изобретения

0,25 0,4

0,5 0,5 0,3 279

260 306, 293

4,25, 2,3

20,2! 57,5

1,95> 1,3

51,5 43,4

4,5

27,7

8,5 55,2

4,1

5,55 5,5

38,3 44,6

2,7 5,2

5,85 5,3

67,8 32,3

1,9 2,6

Хорошие конверсии Са Нв, Ов и НС1 и высокая объемная производительность катализаСоставитель Безбородова

Техред Л. Бриккер Корректоры; С. М. Белугина и Н. И. Быстрова

Редактор Е. П. Семенова

Заказ 1372/17 Тираж 535 Подпнсllo

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий нрп Совете Мпнпостров C(СР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

Степень сжигания, %

Объемная производительность катализатора (в псевдоожиженном слое), г/л нас

Состав конденсата, мол. %

СН =ССI, Транс-СНС!=

=CHCl

Цис-СНС1=

=СНСI .

СвНСlв

С С! тора достигнуты при молярном соотношен и

С Н: Оа=1,3: 1. Трихлорэтилен и транс-дихлорэтилен, добавленные к питательному газу, не оказывали влияния на ход реакции и извле5 кались из органической фазы продукта реакции без изменений.

Пример 4. Опыт проводят в аппаратуре и с псевдоожиженным катализатором из примера 3, за исключением того, что берут раз10 бавленный азотом ацетилен. Питательный газ состоит из 4,4% об/об кислорода, 5,9% ацетилена, 15% хлористого водорода и 75% азота.

Молярное соотношение Са Нз: О =1,34: 1. Скорость подачи 121,2 л/час, температура реакции

15 200 С. Конверсия С, Нз и Оз соответственно

93,2 и 89",о. Степень сжигания меньше 0,8 о, объемная производительность кипящего катализатора 326 г/л час. Получен продукт, содержащий (мол. %): 1,7 СН,.=СС1,,; 40,7 транс20 СНС1 — СНС1; 2,9 цис-СНС1 =. СНС1; 49,1

СаНС1з и 4,6 С С14.

25 1. Способ получения трихлорэтилена взаимодействием непредельных углеводородов с хлористым водородом и кислородом в присутствии катализатора при нагревании, отличаюи ийся тем, что, с целью расширения сырьевой

30 базы, в качестве непредельных углеводородов используют ацетилен, а в качестве катализатора — катализатор Дикона и процесс ведут при температуре 100 — 350о С.

2. Способ по п. 1, отличи/ощийся тем, что про35 цесс ведут в кипящем слое катализатора.

3. Способ по пп, 1 и 2, orëè÷à oùèéñÿ тем, что водяной пар, азот, трихлорэтилен и перхлорэтилен применяют в качестве разбавителя.