Способ получения 1,2-дихлорэтана

 

Изобретение касается галоидоуглеводородов , в частности, получения дихлорэтана (ДХЭ)-полупродукта для производства винилхлорида. Цель - повышение выхода и качества ДХЭ. Его синтез ведут хлорированием этилена хлором (эквимолярное соотношение) при нагревании и давлении. Исходные реагенты предварительно смешивают в зоне смешения (ЗСМ) с последующей подачей в реакционную зону (РЗ). В ней циркулируют хлорпроизводные этана в качестве среды в присутствии FECL<SB POS="POST">3</SB> и ингибитора - O<SB POS="POST">2</SB>, вводимого в виде воздуха, с понижением давления после выхода реакционной массы из РЗ и с утилизацией тепла реакции на испарение и ректификацию ДХЭ. При этом испарившийся продукт выводят из циркулирующей реакционной массы и ректифицируют с отделением ДХЭ от побочных продуктов реакции. Неиспарившийся жидкий продукт возвращают в ЗСМ и РЗ. Для этого процесса используют определенный реактор. Он представляет собой две сообщающиеся U-образные петли, одна из которых расположена выше другой, причем реагенты раздельно вводят по трубопроводу и тонко диспергируют в жидкой среде в ЗСМ. Последняя расположена в нижней, восходящей части нижней петли, откуда реагенты поступают в расположенную выше ЗСМ зону реакции. Процесс идет при 96-148°С и давлении 1,5-5,5 атм и времени пребывания в ЗСМ и ЗР 4-14 ч. Затем реагенты из ЗР поступают в нисходящую часть нижней петли, откуда реакционная масса выводится в виде двух раздельных потоков, объемное соотношение которых равно (2-34):1. Первый поток по подводящему трубопроводу направляют в теплообменник (где отводится его тепло) и с пониженной температурой возвращают в ЗСМ и ЗР через нисходящую часть нижней петли. Второй поток направляют в интегрально соединенную с нижней петлей восходящую часть верхней части петли. Из нее поток поступает в зону понижения давления, в которой при 1-3 атм и 92-133°С испаряется адэкватное образовавшемуся в зоне реакции количество продукта. Неиспарившуюся часть возвращают через нисходящую часть верхней петли в нисходящую часть нижней петли и оттуда в ЗСМ и ЗР. Испарившуюся часть потока выводят в ректификационную колонну. При этом инертные газы и низкокипящие примеси выводят из циркулирующей реакционной массы по трубопроводу, расположенному в верхней части нижней петли реактора. Эти условия позволяют получить 99,8%-ный ДХЭ с производительностью 480,1 г/ч. 1 ил.

СООЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

1Д) 4 С 07 С 19/045, 17/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К AATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П4НТ СССР (21) 3512805/23-04 (22) 19.11.82 (31) P 31462464 (32) 21.11.81 (33) DE (46) 15,05.89. ьюл. М 18 (71) Хехст АГ (BE) (72) Йоахим Хундек и Ханс Хеннен (BE) (53) 547.412.07(088.8) (56) Патент ФРГ Р 2427045, кл. С 07 С 19/02, опублик. 1975. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1, 2-ДИХЛОРЭТАНА (57) Изобретение касается галоидоугпеводородов, в частности получения дихлорз тана (ДХЭ) — полупродукта для произ водства . винилхлорида. Цель повышение выхода и качества ДХЭ. его синтез ведут хлорированием этилена хлором (эквимолярное соотношение) при нагревании и давлении. Исходные реагенты предварительно смешивают в зоне смешения (3CM) с последующей подачей в реакционную зону (РЗ) . В ней циркулируют хлорпроизводные этана в качестве среды в присутствии РеС1и ингибитора — О, вводимого в виде воздуха, с понижением давления после выхода реакционной массы из Р3 и с утилизацией тепла реакции на испарение и ректификацию ДХЭ. При этом испарившийся продукт выводят из циркулирующей реакционной массы и ректифицируют с отделением ДХЭ от побочных продуктов реакции. Неиспарившийся жидкий продукт возвращают в ЗСМ и РЗ. Для этого процесса используют определенный реактор. Он представляет собой две сообщающиеся U-образные,SU„„1480758 А 3 петли, одна из которых расположена выше другой, причем реагенты раздельно вводят по трубопроводу и тонко диспергируют в жидкой среде в ЗСИ.

Последняя расположена в нижней, восходящей части нижней петли, откуда реагенты поступают в расположенную выше ЗСИ зону реакции. Процесс идет при 96-148 С, давлении 1,5-5,:5 атм и времени пребывания в 3CN и ЗР 414 ч. Затем реагенты из ЗР поступают в нисходящую часть нижней петли, откуда реакционная масса выводится в виде двух раздельных потоков, объемное соотношение которых равно(2-34):

:1. Первый поток по подводящему тру- Я бопрододу направляют в теплообменник (где отводится его тепло) и с пониженной температурой возвращают в ЗСМ и ЗР через нисходящую часть нижней петли. Второй поток направляют в mtтегрально соединенную с нижней петлей восходящую часть верхней части петли, Из нее поток поступает в зону понижения давления, в которой при 1-3 атм 4 и 92-133 С испаряется адекватное об 00 разовавшемуся в зоне реакции количе- („) ство продукта. Неиспарившуюся часть ° кД возвращают через нисходящую часть СЛ верхней петли в нисходящую часть . (ф нижней петли и оттуда в ЗСИ и ЗР.

Испарившуюся часть потока выводят в ректификационную колонну. При этом инертные газы и низкокипящие примеси выводят из циркулирующей реакционной массы по трубопроводу, располо- ф4 женному в верхней части нижней петли реактора. Эти условия позволяют получить 99,8%-ный ДХЭ с производительностью 480,1 г/ч. 1 ип., 3 табл.

1480758

Изобретение относится к способам получения 1,2-дихлорэтана — полупродукта в производстве винилхлорида.

Целью изобретения является повышение выхода и качества целевого продукта.

На чертеже схематично изображен реактор.

Пример 1. Реактор представляет собой две сообщающиеся между собой П-образные петли I и II, причем петля II расположена выше петли 1. Реактор вмещает 15 л. В него загружают 15 кг 1,2-дихлорэтана с

0 „1% хлорида железа (III) в качестве катализатора. По трубопроводу 1 вводят 250 л/ч этилена и раздельно по трубопроводу 2-250 л/ч хлора, а также 10 л/ч воздуха в качестве ингиби- 2Q тора. Реагенты тонко диспергируют в реакционной жидкой среде в зоне смешения 3, расположенной в нижней, восходящей части нижней петли 1. Далее они поступают в расположенную выше 2э зоны смешения зону реакции (зону конверсии) 4 и зону выдержки 5. Температура в реакторе 116 С, давление выше зоны выдержки 5 составляет

3 атм, а разность давлений между зоной выдержки 5 и зоной испарения

6 0,5 атм.

Выходящий из реактора газ, содержащий инертную газовую фракцию (воздух) и низкокипящие примеси, такие как этилхлорид, выводят из циркулирующей реакционной массы по трубопроводу, расположенному в верхней части петли I реактора, и отделяют фракцию, конденсирующуюся в холодильни- 4Q ке при — 30 С. о

Жидкая реакционная масса из зоны реакции поступает в нисходящую часть нижней петли I реактора, откуда выводится в виде двух раздельных -пото-,д кон (первый — 200 л/ч, второй—

100 л/ч) в объемном соотношении 2: l.

Второй из этих потоков поступает в интегрально соединенную с петлей

I восходящую часть верхней петли II затем поступает в зону понижения давления (зону испарения) б, откуда по трубопроводу 7 выводится 1091,5 r/÷ цихлорэтана в парообразной форме.

Циркулирующее количество второго частичного потока (петля II) составляет 100 л/ч, температура 112 С, давление 2 5 атм. Испаряющееся в зоне . б количество дихлорэтана 1091,5 r/÷ адекватно образующемуся в зоне реакции 4.

Испарившуюся часть конденсируют и направляют в ректификационную колонну, где перегонкой отделяют 1,2-дихлорэтан от побочных продуктов. Неиспарившуюся часть возвращают в нисходящую ветвь петли Т и оттуда в зону смешения и зону реакции.

Первый из указанных выше раздельных потоков (200 л/ч) для отвода реакционного тепла по подводящим трубопровода 8 и 9 прокачивают через теплообменник 10. Отданное в теплообменнике тепло используют для перегонки

1,2-дихлорэтана в ректификационной колочне при температуре ее нижней части 80-85 С. Отдавший тепло первый поток с пониженной температурой возвращают через нисходящую часть петли

I в зону смешения и зону реакции.

После непрерывной работы в течение 10 дней получают аналитические данные для отбираемого по трубопроводу 7 продукта (продукт А) и для циркулирующей в реакторе жидкости (продукт Б, место измерения на нижнем конце нисходящей части петли Т), представленные в табл. 1.

Т афлиц а 1

Состав Продукт А, Продукт Б, мас.7 мас.%

1.,2-Дихлорэтан

1,1,2-Трихлорэтан

Прочие

99,2

99,8

0,80

О, 15

0,05Среднее время пребывания 14 ч.

Пример 2. Способ осуществляют по аналогии с примером 1, но температура в реакторе составляет 97 С, давление над зоной выдержки 5 1,5 атм.

Удаление паров из зоны испарения 6 осуществляют при атмосферном давлении и температуре 92 С.

Выделяюцееся в процессе реакции тепло не используют для испарения реакционного продукта. К выходящему по трубопроводу.9 из теплообменника потоку добавляют сухой неочищенный

),2-дихлорэтан из установки для оксихлорирования и совместно направляют по трубопроводу 7 на испарение.

Второй раздельный поток 1,2-дихлорэтана отводят в парообразной фор1480758

Таблица 2

Продукт А, Продукт Б, 20 мас. . мас.

Состав

1, 2-Дихпорэтан

1,1,2-Трихлорэтан

99,6

98,8

1,2

0,4

Среднее время пребывания составляет 14 ч.

Пример 3. В установке, анало- 30 гичной описанной в примере 1, но имеющей емкость 30 м, производят 5 т/ч

1, 2-дихлорэтана, Температура в реакционной зоне составляет 145-148 С, D давление над зоной выдержки 5

5,5 атм.

Испарение в зоне 6 пониженного давления осушествляют 3 атм. Полученный в количестве 5 т/ч 1,2-дихпорэтан отводят иэ зоны 6 пониженного давления в виде пара по трубопроводу

? и направляют в последовательно подсоединенную ректификационную колонну, причем вследствие теплопередачи от циркуляционной петли теплоты испарения происходит понижение температуры на выходе иэ зоны 6 пониженного давления.

Для дальнейшего отвода теплоты реакции первый раздельный поток продукта перекачивают с использованием трубопроводов 8 и 9 через теплообменник 10. В теплообменнике количество теплоты, не используемое для испарения продукта реакции — 1,2-дихпор55 этана, служит для производства

2000 кг/ч водяного пара при 130 С и 3 атм. ме в количестве 1091 г/ч из испарительного сосуда 6 по трубопроводу 7 и конденсируют. Циркулирующее в петле II количество второго потока составляет 100 л/ч, температура 92 С, о давление 1 атм.

Количественное соотношение первого и второго раздельных потоков реакционной массы 2: 1. !О

После непрерывной работы в течение 10 сут произвели анализ выходящего по трубопроводу 7 1,2-дихлорэтана (продукт А), а также продукта

Б (определение см. в примере 1), результаты которого представлены в табл . 2.

Состав Продукт А, Продукт Б, мас./ мас.%

0,007

О, 002

0 005

<0,002

99, 75

Этилхлорид

1,1-Дихлорэтан

1,2-Дихлорэтан

1,1,2-Трихлорэтан

Хлороводород

Прочие

99,88

О,!

0,01 (0,002

0,23

0,01

Хлоропрен не обнаружен.

Примеры 1-3 показывают, что изобретение позволяет повысить выход целевого продукта на 0,5-0,8 . Количество продукта повышается ввиду полного отсутствия полимериэующихся примесей типа хлоропрена.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ получения 1,2-дихлорэтана путем взаимодействия этилена и хлора, взятых в эквимолярном соотношении, в вертикальном реакторе при повышенных температуре и давлении с предварительным смешением реагентов в зоне смешения и взаимодействием их в зоне

В контуре испарения (второй частичный поток) при потоке 70 т/ч разность температуры между поступающим продуктом и. точкой выхода из зоны

6 пониженного давления составляет

15 С, при 35 т/ч — 30 С, а при

23, 5 т /ч — 45 С . При этом количе ство перекачиваемого в контуре теплообменника 8 — 10-9 первого потока меняется в пределах 400-800 т/ч, а количественное соотношение первого и второго потоков от 5,71:1 до 34:1. Количества обоих раздельных потоков за 2 дня меняются постадийно следующим образом.

Первый по- Второй по- Соотношение ток т/ч - ток, т/ч потоков

40 70 5,:71

420 35 12

800 23,5 34

При количестве реакционной смеси

20 т время пребывания составляет

4 ч.

Через 15 дней работы получают данные по составу продуктов А и Б (определение,см. в примере I ) представленные в табл. 3.

Таблица 3

5 14 реакции, состоящей из хлоропроизводных этана — жидкой циркулирующей среды, в присутствии катализатора— хлорида железа (III) и ингибитора— кислорода, вводимого в виде воздуха, с понижением давления после выхода реакционной массы иэ зоны реакции и с утилизацией тепла реакции на испарение и ректификацию 1,2-дихлорэтана, причем испарившийся продукт выводят из циркулирующей реакционной массы и вводят в ректификационную колонну, где 1,2-дихлорэтан отделяют от побочных продуктов реакции пере-. гонкой, а неиспарившийся жидкий продукт возвращают в зону смешения и зону реакции, о тл ич ающийс я тем, что, с целью повышения вы- . хода и качества целевого продукта, процесс проводят в реакторе, представляющем собой две сообщак циеся между собой U-образные петли, одна из которых расположена выше другой, причем реагенты раздельно вводят по трубопроводу и тонко диспергируют в жидкой среде в зоне смешения, расположенной в нижней, восходящей, части нижней петли, откуда они поступают в расположенную выше зоны смешения зону реакции, где взаимодействуют при температуре 96-148 С и давлении 1,5-5,5 атм, при этом среднее

80 758 6 время пребывания в зоне. смешения и зоне реакции составляет 4-14 ч, затем реагенты из зоны реакции поступают в

5 нисходящую часть нижней петли отку.— да реакционная масса выводится в виде двух раздельных потоков при объемном соотношении первого и второго потоков 2-34:1, первый поток по подводя- щему трубопроводу направляют в теплообменник, где он отдает тепло реакции, и затем с пониженной температурой возвращают в зону смешения и зону реакции через нисходящую часть нижней петли, второй поток направляют в интегрально соединенную с нижней петлей восходящую часть верхней части петли, откуда он поступает в зону понижения давления., в которой при

2р давлении 1-3 атм и температуре 92133 С испаряется адекватное образовавшемуся в зоне реакции количество продукта, неиспарившуюся часть возвращают через нисходящую часть

2Б верхней петли в нисходящую часть нижней петли и оттуда в зону смешения

4 и зону реакции, а испарившуюся часть аправляют в ректификационную колонну, при этом инертные -газы и низкоgp кипящие примеси как этилхлорид выводят из циркулирующей реакционной масC сы по трубопроводу, расположенному в верхней части нижней петли реактора1480758

Составитель Н. Гозалова

Редактор М. Циткина Техред Л. Сердюкова Корректор А. Нишкина

Заказ 2564/58 Тираж 352 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент,. г.ужгород, ул. Гагарина, 1

tl 11

Г н 101