Спосіб одержання 1,2-дихлороетану

1 Способ получения 1,2-дихлорэтана путем каталитического взаимодействия этилена с хлором в реакционной среде при повышенной температуре на катализаторе, состоящем из хлористого натрия и хлорида железа (III), при мольном соотношении NaCI FeCb, равном (0,05-0,48) 1, с последующим выделением целевого продукта, от личающийся тем, что процесс осуществляют при поддержании указанного мольного соотношения хлористого натрия и хлорида железа (III) постоянным 2 Способ по п 1, отличающийся тем, что процесс осуществляют при температуре 70-90°С 3 Способ по любому из пп 1, 2, отличающийся тем, что процесс осуществляют при давлении 0,40,6 бар 4 Способ по п 3, отличающийся тем, что процесс осуществляют в атмосфере инертного газа 5 Способ по одному или нескольким из пп 1-4, отличающийся тем, что полученный целевой продукт целиком или частично подают в емкость с пониженным давлением, при этом отгоняемый продукт отделяют, а остаточный 1,2-дихлорэтан рециркулируют в процесс 6 Способ по одному или нескольким из пп 1-5, отличающийся тем, что в качестве реакционной среды используют циркулирующий 1,2-дихлорэтан 7 Способ по одному или нескольким из пп 1-6, отличающийся тем, что хлор подают в виде газа Изобретение относится к технологии получения хлорированных алифатических углеводородов, в частности к способу получения 1,2-дихлорэтана Известен способ получения 1,2-дихлорэтана путем взаимодействия этилена с хлором в реакционной среде при температуре 30-100°С на катализаторе, состоящем из хлористого натрия и хлорида железа (III) в мольном соотношении NaCI FeCI3, равном (1,5-2) 1 (см заявку № DE 4103281, МКИ С07С 19/045, 1992 г) Согласно данным приведенных в прототипе примеров процесс осуществляют при температуре 50°С и давлении 1,8 бар, причем приводится сравнительный опыт, в рамках которого работают при мольном соотношении хлорида железа (III) и хлористого натрия, равном 1 0,33, то есть при мольном соотношении ниже 1 0,5 При этом степень чистоты 1,2-дихлорэтана составляет 99,9%, а содержание побочного продукта, 1,1,2-трихлорэтана, - 0,090% Задачей изобретения является предоставление способа получения 1,2-дихлорэтана, обеспечивающего снижение образования нежелательного 1,1,2-трихлорэтана Эта задача решается в способе получения 1,2-дихлорэтана путем каталитического взаимодействия этилена с хлором в реакционной среде при повышенной температуре на катализаторе, состоящем из хлористого натрия и хлорида железа (III) в мольном соотношении, равном (0,050,48) 1 с последующим выделением целевого продукта, за счет того, что процесс осуществляют при поддержании указанного мольного соотношения хлористого натрия и хлорида железа (III) постоянным В качестве реакционной среды предпочтительно применяют жидкий целевой продукт, то есть циркулирующий 1,2-дихлорэтан, причем реагенты добавляют к циркулирующему 1,2-дихлорэтану При этом нет необходимости в применении хлора в жидкой форме, так как предлагаемый Зоя О о> 41914 способ можно осуществлять в таких нежестких условиях, в частности при таких низких давлениях, что можно применять газообразный хлор Так, например, давление преимущественно составляет максимально 1 бар избыточного давления, предпочтительно между 0,4 и 0,6 бар избыточного давления, которое преимущественно устанавливают путем создания атмосферы инертного газа, предпочтительно азота Температура реакции составляет 60-120°С, предпочтительно 65-105°С, в частности 70-90°С Давление и температуру согласуют так, чтобы реакция осуществлялась ниже точки кипения 1,2дихлорэтана Согласно предпочтительному варианту осуществления предлагаемого способа 1,2-дихлорэтан полностью или предпочтительно частично (5-80%) подают в емкость с пониженным давлением, при этом отгоняемый продукт отделяют, а остаточный 1,2-дихлорэтан рециркулируют в процесс Теплосодержание потока 1,2-дихлорэтана вызывает испарение части 1,2-дихлорэтана Испарившийся 1,2-дихлорэтан не содержит катализатора и после конденсации имеет чистоту, составляющую по меньшей мере 99,9% Таким образом его можно непосредственно подавать на реакцию расщепления до винилхлорида От очистки водой для отделения катализатора, а также от последующей необходимой сушки 1,2-дихлорэтана перегонкой требуемых в способе по прототипу, в котором сброс давления или же испарение 1,2-дихлорэтана не осуществляются, можно отказаться Давление в емкости с пониженным давлением целесообразно составляет 0,2 -0,7 бар абс Это пониженное давление создают и поддерживают с помощью стандартных воздуходувных установок или насосов, которые в следующем обозначаются как «вакуумный насос» Если вакуумный насос не должен служить также для подачи газообразного 1,2-дихлорэтана, то последний подвергается конденсации при помощи пригодного приспособления, которое в нижеследующем обозначается как «охладитель», и конденсат собирается в емкости Использование тепла реакции для частичного испарения 1,2-дихлорэтана и осуществление реакции в указанном предпочтительном диапазоне температур обуславливает значительную экономию охлаждающего агента Катализаторсодержащий 1,2-дихлорэтан, не испарившийся в емкости с пониженным давлением, рециркулируют в цикл 1,2-дихлорэтана Это возможно благодаря тому, что в ходе реакции образуется лишь незначительное количество побочных продуктов и рециркулируемый 1,2-дихлорэтан содержит лишь незначительное количество хлористого водорода Отходящий газ практически свободен от хлора Особенно предпочтительный вариант осуществления реакции, согласно которому лишь часть, преимущественно относительно незначительное количество 1,2-дихлорэтана, подают в емкость с пониженным давлением, имеет еще то преимущество, что дополнительный реактор для превращения остаточного этилена не нужен Однако, и в случае этого предпочтительного варианта осуществления предлагаемого способа можно применять приспособления для отделения и рециркуляции этилена, так как они не требуют больших расходов Так, например, можно еще повысить выход этилена или же уменьшить потери этилена за счет рециркуляции этиленсодержащего отходящего газа емкости с пониженным давлением после вакуумного насоса при помощи пригодного компрессора, предпочтительно струйного компрессора, целесообразно установленного на днище реактора, и повторного взаимодействия этилена с хлором В качестве рабочей струи для предпочтительного компрессора преимущественно применяют часть рециркулируемого 1,2-дихлорэтана Энергию остаточного количества этилена можно, однако, также использовать при сжигании отходящего газа, преимущественно при рекуперации хлористого водорода Предлагаемый способ можно осуществлять в установке, представленной на приложенном чертеже Установка содержит реактор 1, линии 2 и 3 подачи этилена и хлора соответственно, линию 4 инертного газа, линию 5, ведущую к емкости с пониженным давлением 6, снабженной линией 7 для отвода испарившегося продукта и линией 8 для рециркуляции неиспарившегося продукта, к которой подключена емкость 9 и в которой размещен насос 10, линию 11 для рециркуляции части продукта с размещенным в ней насосом 12, которая ведет к охладителю или же теплообменнику 13 Линия 7 для отвода парового 1,2-дихлорэтилена целесообразно ведет через охладитель 14 к вакуумному насосу 15 Охладитель 14, снабжен линией 16, ведущей к сборнику 17 сжиженного 1,2дихлорэтана Кроме того, установка предпочтительно содержит линию 18, соединяющую напорную сторону вакуумного насоса 15 через компрессор 19 с реактором 1 Она предназначена для рециркуляции непрореагировавшего этилена Позициями 20 и 21 обозначены линии для отвода отходящего газа Как было уже упомянуто, необходимо поддерживать постоянным вышеуказанное соотношение хлористого натрия и хлорида железа (III) во время реакции Если, например, в результате коррозии в установку попадает хлорид железа (III), то следует подать в процесс соответствующее количество хлористого натрия, целесообразно из емкости 9, так как иначе чистота отгоняемого 1,2дихлорэтана снижается или же повышается количество образовавшегося побочного продукта Чистота циркулирующего 1,2-дихлорэтана в среднем составляет свыше 99% 1,2-дихлорэтан является прозрачным, то есть в нем нельзя обнаружить твердых частиц и он окрашен лишь незначительно Поэтому обычно нет необходимости в отводе части продукта на удаление примеси Нижеследующие примеры поясняют предлагаемый способ Примеры 1-3 Непосредственное хлорирование осуществляют в реакторе 1 емкостью 14,6 м3, имеющий степень заполнения, равную 81 об % Путем по 41914 дачи инертного газа по линии 4 давление поддерживают при 0,54 бар избыточного давления, а температуру - при 75°С В качестве реакционной среды применяют жидкий 1,2-дихлорэтан с содержанием хлорида железа (III), равным 700 ч/милл В реакционную среду из емкости 9 подают хлористый натрий до достижения требуемого мольного соотношения хлористого натрия и хлорида железа (III) (см нижеприведенную таблицу) Данное мольное соотношение поддерживают в течение реакции В реактор 1 по линии 2 подают 2000 нм3/ч этилена, а по линии 3 - соответствующее количество газообразного хлора Часть продукта подают по линии 5 в емкость с пониженным Пример, № давлением 6, находящуюся под давлением 0,3 бар абс Здесь испаряется 8,90 т/ч 1,2-дихлорэтана, который отводят по линии 7 Отводимый 1,2дихлорэтан свободен от катализатора и имеет указанную в таблице чистоту, позволяющую непосредственную переработку 1,2-дихлорэтана до винилхлорида В таблице также приведено содержание побочного продукта, 1,1,2-трихлорэтана 1,2-дихлорэтан, не испарившийся в емкости с пониженным давлением 6, рециркулируют по линии 8 с помощью насоса 9 в реактор 1 Главный поток продукта по линии 11с помощью насоса 12 подают в линию 8 и, при необходимости через охладитель 13, возвращают в реактор 1 Мольное соотношение хлористого натрия и хлорида железа (III) Продукт: содержание 1,2-дихлорэтана (вес. %) 1,1,2-трихлорэтана (вес. %) 1 0,35 1 99,90 0,064 2 0,40 1 99,95 0,025 3 0,45 1 99,94 0,035 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3