Способ получения тетрахлорэтилена

 

О П И С А Н И Е 1 910574

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Респубттии к лвто скомь свидитильствь

{61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 05. 11, 79 (21) 2866311/23-04 (5t)M. Кл.

С 07 С 21/12 С 07 С 17/10 с присоединением заявки РЙ— (23) П риоритет—

Ганударстванный квинтет

СССР ао «алан изобретений и открытий .

Опубликовано 07 ° 03 ° 82 ° Бюллетень Pr>

Дата опубликования описания 09, 03. 82 (53) УДК 547. 412. . 723. 07(088. 8) (72) Авторы изобретения

А. П. Орлов, В. Б. Цавелев, Е, M. Белявская, Н.В. Никешина, Л, И. Кутянин, Е. В. Варшавер и Ю.E.Âàðøàâeð

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕТРАХЛОРЭТИЛЕНА

15

Изобретение относится к способу получения тетрахлорэтилена, широко используемого в различных областях народного хозяйства, например, в текстильной промышленности, при обезжиривании металлов, сухой очистке одежды, а также как полупродукт для производства.хлорфторалканов, в частности 1, 1,2-трихлор- 1,2,2,трифторэтана (хладона 113).

Известен способ получения тетрахлорэтилена каталитическим хлорированием хлорэтанов. В качестве ка тализаторов используются активироваиные угли. Так при хлорировании тетрахлорэтана на активированном угле, пропитанном 303 ВаС.12при 220290 С достигается выход тетрахлорэтилена 88 мас.i (1).

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения тетрахлорэтилена . хлорированием тетрахлорэтана хлором

2 при температуре 200-350 С в многокаскадном реакторе, заполненном.,активированным углем. Активированный уголь непрерывно подается сверху1 а отработанный непрерывно удаляется снизу. Соотношение компонентов C L:

ТХЭ=0,1-1:1, выход тетрахлорэтилена составляет 70-94 мас.В Р21.

Однако использование подвижного слоя катализатора при хлорировании тетрахлорэтана требует дорогостоящей аппаратуры специальной конструкции. В рассматриваемом процессе это не оправдано, так как подвижный слой катализатора способствует хорошему отводу тепла, в то время как при хлорировании тетрахлорэтана в начальных слоях катализатора требуется подвод тепла. Это обстоятельство делает необходимым подогрев реагентов и перегрев поступающего в реактор катализатора выше 200 С. Все это усложняет аппаратурное оформление процесса и удорожает процесс. Кроме того, 910574

3 в рассматриваемом способе выход целевого продукта составляет от 70 до

94 мас. 4 то есть от 6 до 30 мас. продуктов являются отходами производ. ства, что увеличивает себестоимость продукта и делает необходимым либо их утилизацию, либо уничтожение.

Целью настоящего изобретения является увеличение выхода целевого продукта тетрахлорэтилена, упрощение о процесса и снижение отходов произ.водства.

Поставленная цель достигается способом получения тетрахлорэтилена, состоящим в том, что тетрахлорэтан хло- 1% рируют хлором в присутствии катализатора активированного угля, при этом хлорирование ведут в присутствии рециркулируемых побочных продуктов процесса, содержащих трихлорэтилен, 20 пентахлорэтан и гексахлорэтан в количестве 10-80 мол.1 в расчете на тетрахлорэтан, и процесс ведут в адиабатическом режиме при темпераР о туре подачи реагентов 180"300 С. 2s

Отличительными признаками способа является проведение хлорирования в присутсвии рециркулируемых и побочных продуктов процесса, содержащих трихлорэтилен,пентахлорэтан и гекса- зв хлорэтан в количестве 10-80 мол. i в расчете на тетрахлорэтан, в адиаба-" тическом режиме, при температуре подачи реагентов 180-300 С.

Использование рецикла, основным компонентом которого является трихлорэтилен, приводит к тому, что экзотермическое взаимодействие трихлорэтилена с хлором компенсирует потери тепла, происходящие за счет эндотермического дегидрогалоидирования тетрахлорэтана. Компенсация тепла в одних и тех же слоях катализатора возможна, поскольку взаимокомпенсирующие процессы протекают параллельно в отличие от последовательного их протекания при отсутствии рецикла..

Содержанием в тетрахлорэтане трихлорэтилена, поступающего с рециклом, возможно регулирование начальной температуры процесса, а именно, чем выше содержание трихлорэтилена, тем ниже возможная начальная температура процесса. Например, 15-30 мас.Ф содержание:трихлорэтилена в тетрахлорэтане позволяет проводить адиабатический процесс хлорирования при подаче компонентов в о реактор с температурой 250-190 С, а содержание 30-60 мас./ при температуре 180 С. Кроме снижения начальной температуры процесса использование рецикла приводит также к увеличению выхода тетрахлорэтилена выше 941.

Процесс ведут следующим образом.

Исходное сырье, состоящее из тетрахлорэтана, хлора и рециркулируемых .продуктов, смешанных в заданном соотношении, подогревается до 180300 С и поступает в адиабатический реактор, Адиабатический реактор полый аппарат колонного типа, заполненный активированным углем и,снабженный теплоизоляцией для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду.

Продукты реакции конденсируют и подвергают разделению ректификацией. Сначала выделяют легкокипящие по отношению к. целевому компоненту-, тетрахлорэтилену, продукты, содержа" щие в основном тирхлорэтилен. Далее после выделения тетрахлорэтилена, кубовые продукты, состоящие в основном из тетрахлорэтана, пентахлорэтана и гексахлорэтана, отделяют от продуктов осмоления, образующихся в процессе разделения продуктов, и, соединяя с легкокипящими, направляют в . реактор в виде рецикла.

Пример 1. В никелевый реактор с внутренним диаметром 10 мм, заполненный 40 см активированного угля подают 598,7 г тетрахлорэтана, 252,9г хлора и рецикл, состоящий из 4 .7 r трихлорэтилена. Иольное соотношение тетрахлорэтана к хлору и рециклу

1:1:0,1 (рецикл 1 мол.i). Температура 300 С, время контакта 26,9 с. В результате реакции получено 565 г сырца, содержащего 1,0 мас.3 трихлорэтилена, 95,0 мас. тетрахлорэтилена

0,8 масс.4 гексахлорэтана. С вычео

:том состава рецикла выход составляет

95,8 мас.Ф тетрахлорэтилена.

Пример 2. В никелевый реак-. тор с внутренним диаметром 36,5 мм, заполненный 1,7 л активированного .угля, подают 249,1 тетрахлорэтана, 979 г хлора и 741 r рецикла, состоящего из 704 r трихлорэтилена, 22,2 г тетрахлорэтилена 7,4 г пентахлорэтана, 7,4 г гексахлорэтана.

Температура 230 СgBðåìÿ контакта о

30 с. Иольное соотношение тетрахлорэтана к хлору и рециклу 1:0,93:0,38

74 формула изобретения

Составитель Н. Гозалова

Редактор Н. Коляда Техред M.Ðåéâåñ . Корректор Д, Дзятко

Заказ 1017/22 Тираж 448 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 9105 (рецикл 38 мол;1). В результате реакции получено 3152 г сырца, содержащего 75,44 мас.r. тетрахлорэтилена, 0,8 мас.4 тетрахлорэтана, 23,06 мас.1 трихлорэтилена, 5

0,32 мас.4 пентахлорэтана и 0,38 мас.Ф гексахлорэтана. С вычетом состава рецикла. получено 2411 г продукта, содержащего 97,71 мас.! тетрахлорэтилена, 1,04 мас.3 тетрахлорэтана, 0,95 мас.б трихлорэтилена, О, 11 мас.3 пентахлорэтана, 0,19 мас.i гексахлорзтана. Выход тетрахлорэтилена

97;7 мас. 1. Степень превращения хлора 100 мас.2. 15

Пример 3. В никелевый реактор с внутренним диаметром 36,5 мм, заполненный 1,7 л активированного угля подают 1255. r тетрахлорэтана, 505 г хлора и 790 r рецикла, состоящего из 20

746,6 г трихлорэтилена, 15,8 r тетрахлорэтилена, 19,7 г .пентахлорэтана, 7,9 г гексахлорэтана. Температура о

180 С, время контакта 50 с. Мольное соотношение тетрахлорэтана к хлору и к рециклу 1:0,95:0,8 рецикл

80 мол.3. В результате реакции получено 2035 г сырца, содержащего

60 мас.i тетрахлорэтилена, 0,9 мас. i тетрахлорэтана, 37,4 мас. i трихлор- эв этилена, 1,2 мас.4 пентахлорэтана и

0,5 мас.Ф гексахлорэтана. Выход тетрахлорэтилена 96,9 мас.4. Степень превращения хлора 100 мас. .

Использование данного способа получения тетрахлорэтилена в адиабатическом. режиме с рециклом промежуточ" ных и побочных продуктов обеспечивает по сравнению с известным способом следующие преимущества.

Упрощается. аппаратурное оформление процесса, так как используется реакционный узел простой конструкции, состоящий из подогревателей сырья и реактора - полого аппарата 4 колонного типа,. что уменьшает металлоемкость оборудования и затраты на его изготовление.

Адиабатическое проведение процесса позволяет более эффективно использовать существующее реакторное оборудование, например, путем замены встроенных теплообменников в реакторном устройстве на полые царги; возможно увеличение производительности реактора на 30т, при сохранении прежних габаритов аппарата.

Повышается выход целевого компонента до- 97/ за счет переработки промежуточных и побочных продуктов в виде рециркулируемых продуктов.

Использование промежуточных и побочных продуктов рецикла снижает количество отходов производства, при этом уменьшаются энергоэатраты и затраты на капитальное строительство для обеспечения защиты окружающей среды при организации промышленного производства.

Способ получения тетрахлорэтилена хлорированием тетрахлорэтана хлором при повышенной температуре в присутствии катализатора — активированного угля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта, упрощения процесса и снижения отходов производства, хлорирование ведут в присутствии рециркулируемых побочных продуктов процесса, содержащих трихлорэтилен, пентахлорэтан и гексахлорэтан, в количестве 1-80 мол.3 в расчете на тетрахлорэтан, при температуре подачи реагентов 180-300 С, в адиа— батическом режиме.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Румынии 54494, кл. 12 0 19/02, опубл. 1973.

2. Патент Японии 15110 сер. 2, кл. сб. 942, 1962 (прототип ).