Способ получения этилхлорида

, 1976 39,нические про.: Химия, 1978 особ получения этилодействия.этилена св газовой фазе при в стальном автоклаве.является образоваов, например, бутилхехнологии, связанная Известен также сп хлорида путем взаим хлористым водородом температуре 15-50 С Недостатком способа ние побочных продукт лорида, и сложность т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) К.Кааагпо 1 о, Во 1.СЬегп,Зос. 3 ар49, 1346.А.ТегаЕаУча, Вц 1,СЬепч, Яос. Зар, 1892.Валитов Р.Б., ГарифзяновХим.пром,1970, 46, 421 - 2.Промышленные хлороргадукты. Под ред. Л.Ощина, - М49 Изобретение относится к хлоруглеводородам, в частности, к получению этилхлорида, широко используемого в качествехладагента, растворителя, полупродукта ворганическом синтезе,Известен способ получения этилхлорида путем взаимодействия этилена с хлористым водородом в электрическом разряде,Недостатком способа является образование большого количества отходов - продуктов теломеризации этилена с хлористымводородом.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗТИЛХЛОРИДА (57) Использование: в качестве растворителя и хладагента, Продукт: атил/хлорид Бф С 2 НБ С 1 жидк. Реагент 1: этилен, реагент 2; газообразный хлористый водород, Условия реакции: катализатор - бромид алюминия 0,05-0,5 мол,% на этилен в среде жидкого хлористого водорода при (-20)+90 С) с последующим испарением реакционной массы, конденсацией паров, низкотемпературной разгонкой, рециклом хлористого водорода. Выход 98 - 99%. 10 пр. с использованием радиоактивных источников с изотопом Со,Известен также способ получения этилхлорида в присутствии жидкого каталитического комплекса, содержащего 59,5 толуола, 39,50/ хлорида алюминия, 27 ь воды. Конверсия реагентов составляет 99, Недостатком способа является быстрое падение каталитической активности комплекса, время работы которого при 20 С составляет 10-30 мин, Кроме того, удаление отработанного катализатора неизбежно ведет к загрязнению окружающей среды сточными водами, содержащими алюминий и ароматические углеводороды.Наиболее близким к данному предложению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения этилхлорида путем взаимодействия этилена с хлористым водородом в среде продуктареакции в присутствии 0,3-0,5 безводного хлорида алюминия при температуре С, Целевой продукт поступает из реактора в жидком виде в смеси с катализатором, который отделяют промывкой раствором щелочи, после чего продукт сушат серной кислотой и подвергают ректификации для отделения от высококипящих полихлоридов. Частично уносимый при отделении газов продукт сорбируют на угле и удаляют паровой десорбцией,Недостатком способа является большой расход катализатора (0,51от этилхлорида), не подлежащего регенерации, образование большого количества жидких отходов - отработанной серной кислоты и щелочи и содержащих органику и алюминий кислых вод (5-7 О кислоты и не менее 20 сточных вод в расчете на массу этилхлорида). Утилизация токсичных жидких отходов представляет собой сложную технологическую задачу и неизбежно ведет к загрязнению окружающей среды,Целью изобретения является снижение расхода катализатора, упрощение технологии и обеспечение охраны окружающей среды.Поставленная цель достигается способом получения этилхлорида путем взаимодействия этилена с хлористым водородом в среде жидкого каталитического раствора состава: бромид алюминия - 0,05-0,5 мол,;, хлористый водород - остальное до 100; при температуре от -20 до -90 С с последующим испарением реакционной массы, конденсацией газов, выделением продукта путем низкотемпературной разгонки и рециклом непрореагировавшего хлористого водорода.Отличительными признаками изобретения являются; проведение процессов в среде жидкого каталитического раствора состава бромид алюминия 0,05-0,5 мал., хлористый водород - остальное до 100; при температуре (-20)(-90) С, испарением реакционной массы, ее конденсация и выделение продукта путем низкотемпературной разгонки конденсата.Использование бромида алюминия в качестве катализатора присоединения галогеноводородов к олефинам в принципе из- вестно. Однако совокупность приемов: проведение процесса в среде каталитического раствора указанного состава при темйературах отдоС ранее не использовалось. Поэтому предложение отвечает критерию изобретения "существенные отличия",Изобретение иллюстрируется примерами 1-10, Сравнительные примеры показывают невозможность достижения55 П р и м е р 2. Процесс ведут как в примере 1, но температуру в реакторе поддерживают -40 С давление 8,5 атм, Время реакции 2 часа, Результаты идентичны полученным впримере 1,П ри м е р 3. Процесс ведут как в примере 1, но температура -20 С, давление 15 атм, Выход продукта 98. Побочные продукты не обнаружены, Стабильность катализатора как в примере 1,поставленной цели без использования всей совокупности существенных признаков и нецелесообразность проведения процесса за пределами выбранных интервалов усло вий.П р и м е р 1. В толстостенный стеклянный реактор, рассчитанный на давление до 20 атм и снабженный вводами для реагентов помещают 0,0001 моля (27 мг) безводно го бромида алюминия, охлаждают дотемпературы -90 С с использованием низкотемпературной бани и конденсируют иэ баллона 0.2 моля (7,3 г) хлористого водорода, После этого вводят этилен в количестве 15 0,02 моля (0,56 г) в каталитический растворсостава: бромид алюминия - 0,05 мол. (27 мг), хлористый водород- остальное до 100 (7,3 г), после чего реактор отсоединяют от системы подачи газов и выдерживают при 20 постоянной температуре (-90 С) и давлении1 атм в течение 3 часов, Затем реактор подсоединяют к охлаждаемой до -100 С ловушке и разогревают до комнатной температуры. В результате низкотемпера турной разгонки избыточный хлористый водород и образовавшийся этилхлорид конденсируются в ловушке, в реакторе остается порошкообразный катализатор. Затем, не отсоединяя реактор от ловушки, охлаж дают его -100 С, в ловушке поддерживаюттемпературу -25 ОС. При этом хлористый водород конденсируется в реакторе и может быть вновь йспользован в последующих циклах. Ловушку с чистым этилхлоридом от соединяют. Опыт повторяют 8 раз. В итогерасход этилена и хлористого водорода составляет 0,16 моль (4,3 г и 5,8 г соответственно), Получают 10,0 г продукта, представляющего, собой по данным ГЖХ и ПМР-спектроско пии чистый этилхлорид. Выход 99.После завершения опытов катализаторизвлекают и анализируют. По данным весового анализа и ИК-спектроскопии катализатор не содержит органических веществ и 45 представляет собой бромид алюминия с небольшой примесью хлорбромидов алюминия. Контрольные опыты показали, что катализатор может быть вновь использован в процессе.501776650 5 10 15 20 25 Ф о р мул а из обре те н и я 30 Способ получения этилхлорида гидро- хлорированием этилена с использованием газообразного хлористого водорода при пониженной температуре в присутствии катализатора-галогенида алюминия, о т л и ч а ю 35 щ и й с я тем, что, с целью уменьшения расхода катализатора, упрощения технологии обеспечения охраны окружающей среды, в качестве катализатора берут брамид алюминия в количестве 0,05 - 0,5 мол.;(, в расчете на этилен в среде жидкого хлористого водорода и процесс ведут при (-20) -40(-90 С) с последующим испарением реакционной массы, конденсацией паров, выделением целевого продукта путем низкотемпературной разгонки и рециклом непрореагировавшего хлористого водорода. Составитель И. НовиковРедактор Т, Куркова Техред М.Моргентал Корректор А. Мотыль Заказ 4098Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 П р и м е р 4. Процесс ведут как впримере 1, но количество катализатора0,001 моль (270 мг) 0,5 мол Время реакции 30 мин. Результаты как в примере 1.П р и м е р 5. Процесс ведут как впримере 1, но бромид алюминия не вводят.Реакция не происходит, через 3 ч конверсияэтилена отсутствует.П р и м е р 6, Процесс ведут как впримере 1, но вместо бромида вводят такоеже количество хлорида алюминия. Конверсия этилена отсутствует,П р и м е р 7. Процесс ведут, как впримере 1, но при температуре -110 С, Результаты, как в примере 1, но время реакциивозрастает до 5 ч, Таким образом, проведение процесса при -110 С нецелесообразно.Проведение процесса при температурах выше -20 С нецелесообразно из-за резкогоповышения давления,П р и м е р 8, Процесс ведут, как впримере 1, но вместо каталитического раствора согласно примеру 1, используют раствор бромида алюминия, взятого в том жеколичестве, в 0,2 моль органического растворителя - метиленхлорида, Время реакции в первом цикле -2 ч. Однако активностькатализатора падает по мере введения новых порций реагента и время окончанияпроцесса в 8-м цикле уже свыше 10 ч. Такимобразом, использование хлорорганическойсреды не обеспечивает длительной работыкатализатора.П р и м е р 9. Процесс ведут, как впримере 1, но количество катализатора составляет 10 мг(3,7 10 - 5 моль,0,018 молРеакция не заканчивается за 8 ч, Таким образом, использование такого количества катализатора нецелесообразно,П р и м е р 10. Процесс ведут; как впримере 4, на количество катализатора составляет 1 мол. (0,54 г), Результаты, как впримере 4, Видно, что увеличение количества катализатора свыше 0,5 мол,7 ь нецелесообразно.Таким образом, предложенный способпозволяет снизить расход катализатора: если в известном способе он составляет 5 г на 1 кг продукта, то в данном случае при получении 10 г продукта не обнаружено падения активности или потерь катализатора. Учитывая точность измерений (+1 мг) расход катализатора не более 1 мг на 10 г, т,е, 0,1 мг на 1 кг продукта.Упрощение технологии достигается за счет устранения стадий щелочной промывки, осушки продукта и адсорбционного отделения продукта из отходящих газов. Использование жидкого хлористого водорода при температуре отдоС не создает принципиального усложнения технологий. Дело в том, что жидкий хлористый водород, имеющий эту температуру, в больших количествах получается в качестве отходов производства хладонов и в производстве аллилхлорида из пропилена на стадиях низкотемпературной ректификации реакционной массы.Охрана окружающей среды обеспечивается полным устранением содержащих металл и органические соединения сточных вод и возможностью осуществления процесса в цикле, замкнутом по всем компонентам, кроме этилхлорида.