JPH0128007B2 - - Google Patents
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- JPH0128007B2 JPH0128007B2 JP55189020A JP18902080A JPH0128007B2 JP H0128007 B2 JPH0128007 B2 JP H0128007B2 JP 55189020 A JP55189020 A JP 55189020A JP 18902080 A JP18902080 A JP 18902080A JP H0128007 B2 JPH0128007 B2 JP H0128007B2
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Description
本発明はエチレンと塩素とを1,2―ジクロル
エタンを主成分とする反応媒体中で液相において
高温反応させて1,2―ジクロルエタンを製造す
る方法における改良、特に該高温反応における
1,1,2―トリクロルエタン生成副反応を抑制
して、工業的に有利に1,2―ジクロルエタンを
製造する方法に関するものである。
1,2―ジクロルエタンを主成分とする反応媒
体中で、金属塩化物触媒の存在下に、65〜160℃
の温度で、エチレンと塩素とを液相反応させて
1,2―ジクロルエタンを製造する高温法は、米
国特許2929852,3839475、英国特許1422303等よ
り周知であり、かかる高温法は反応生成物の1,
2―ジクロルエタンを蒸気として取り出すことが
でき、その場合に1,2―ジクロルエタンの蒸発
潜熱によつて反応域を効果的に冷却することがで
きるので、特別な反応域冷却手段を省略できる利
点が得られる。のみならず、その蒸発した1,2
―ジクロルエタンを直接に1,2―ジクロルエタ
ンを精製するための精留塔に蒸気として供給すれ
ば、製品の精留のための熱源を節約でき、一挙両
得である。近年かかる高温法が省エネルギー問題
から注目されているが、しかしながら、かかる高
温法は上記する特徴を有するにも拘らず、反応温
度が60℃以上、殊に反応媒体の1,2―ジクロル
エタンの沸点(83℃)以上の高温になると、1,
1,2―トリクロルエタン生成副反応が増加し、
目的の1,2―ジクロルエタンの選択率が低下
し、収率が低下するという根本的な欠点があつ
た。従来より、かかる高温法における欠点を改善
する方法も提案されている。例えば、英国特許
1186742には、副反応抑制剤として酸素を用い、
少量の酸素を反応混合物に加えて1,1,2―ト
リクロルエタンの生成を抑制する方法が示されて
いる。しかしながら、この方法は副反応生成物を
抑制する効果はあるが、生成する1,2―ジクロ
ルエタンを塔頂より留出させ、凝縮液化によつて
取得する際、凝縮液より分離された未凝縮ガス中
に未反応エチレン及び酸素を含有し、このエチレ
ン及び酸素が爆発混合物を形成するおそれがあ
り、これを防止するための処理が必要である。ま
た、米国特許3911036では二段反応法を採用し、
その第1段階では高温で17%程度の転化を行なわ
せ、次いで第2段階で残りの転化を低温で行なわ
せ、副反応生成物の生成を抑制している。しか
し、かかる二段反応法は工程が複雑となる致命的
な欠点がある。
本発明者は、エチレンと塩素との液相反応、殊
に高温液相反応における1,1,2―トリクロル
エタン生成副反応の抑制に関して種々研究を行な
つた結果、先に液相反応域に副反応抑制剤として
ベンゼン及び/又はベンゼンの塩素化物を特定量
以上存在せしめることによつてその目的を達成で
きることを見い出した(特願昭54―81486)。更に
本発明者は該副反応抑制剤について種々研究した
結果、特定の芳香族化合物がベンゼンと同様な効
果を有するものであることを知り、本発明に到達
したものである。
すなわち、本発明は、金属塩化物触媒の存在下
に1,2―ジクロルエタンを主成分とする反応媒
体中で、エチレンと塩素とを65〜160℃の反応温
度で液相反応せしめて1,2―ジクロルエタンを
製造する方法において、反応域の液相中に副反応
抑制剤として一般式
(式中、R1は炭素数1〜5のアルキル基、R2
及びR3は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル
基を示す。)で表わされるアルキルベンゼン系炭
化水素類及びそれらの塩素化物類からなる群より
選ばれた少くとも一種の芳香族化合物を液相に対
して0.001重量%以上存在せしめることを特徴と
する1,2―ジクロルエタンの製造方法を提供す
るにある。
本発明は、通常、金属塩化物触媒と前記する副
反応抑制剤とをそれぞれ有効量含む反応器の1,
2―ジクロルエタン反応媒体中に、エチレンと塩
素とを連続的に導入し、65〜160℃の温度下で連
続反応を行なわせることにより実施する。本発明
では、エチレンと塩素との反応熱によつて、反応
媒体の少なくとも上部液面層中に存在する反応媒
体(すなわち生成1,2―ジクロルエタン)を沸
騰させるが、原料の導入部域の反応媒体は沸騰し
ていてもよく、またその条件下における沸騰温度
以下に維持されていてもよい。
後者の方が前者に比べ、金属塩化物触媒の付着
による原料導入口の閉塞を防止できるので、より
好ましい。かかる導入部域の反応媒体の冷却は反
応器底部を若干冷却することによつて、また反応
媒体を液面近くより抜出し、反応器底部にループ
状に循環させること等によつて容易に行なうこと
ができる。
本発明における反応器内へのエチレンと塩素の
吹込量は、それぞれ反応器のガス空塔速度で通常
100〜10000m/Hr、好ましくは500〜5000m/
Hrの範囲である。そして、エチレンと塩素との
割合は、モル比で通常0.9〜1.3、好ましくは1.00
〜1.10である。一般に、エチレン過剰で反応させ
るのが望ましく、この場合には塩素の転化率は
100%近くなる。しかし、塩素過剰で反応させる
こともでき、この場合には逆にエチレンの転化率
が100%近くなる。
本発明における反応器内の圧力は、通常、減圧
〜20Kg/cm2G、好ましくは常圧〜5Kg/cm2Gの範
囲である。また、その反応温度は反応器内の圧力
下で反応媒体の上部液面層が沸騰する温度であ
り、その温度は通常65〜160℃、好ましくは70〜
150℃の範囲である。反応温度が65℃以下では、
1,1,2―トリクロルエタンの生成量が著しく
少なく、副反応抑制剤を添加する必要が特にな
く、また160℃以上では1,1,2―トリクロル
エタンの生成量が著しく増加し、副反応抑制剤の
添加量が増大するので経済的ではない。
本発明におけるような65〜160℃の温度で反応
せしめて反応媒体の上部液面層を沸騰させる高温
法においては、その反応媒体の蒸発潜熱によつて
反応域を効果的に冷却でき、反応域を冷却するた
めの特別な冷却手段が必要でない利点が得られ
る。かかる高温法は、反応生成物の1,2―ジク
ロルエタンを反応器の頂部蒸気の全部又は一部を
蒸気のままで1,2―ジクロルエタン精留塔に供
給すれば、生成反応熱を精留の熱源として利用で
き、工業的に著しく有利となる。
本発明における反応媒体中に存在せしめる金属
塩化物触媒としては、一般にこの反応において周
知の金属塩化物触媒が使用できる。たとえば塩化
第二鉄、塩化アルミニウム、塩化アンチモン及び
塩化銅等が使用できる。好ましい金属塩化物触媒
は塩化第二鉄である。金属塩化物触媒の使用量
は、反応域の液相中の触媒濃度として通常10〜
6000ppm(重量)、好ましくは30〜2000ppm(重量)
である。反応器等の容器本体を軟鋼で製作してお
けば、塩化第二鉄が自然に溶出してきて上記の触
媒濃度が容易に得られるので、特別に触媒として
金属塩化物を供給する必要がない。触媒濃度が高
すぎることは、金属塩化物の析出による装置の閉
塞等のトラブルの原因となるので好ましくない。
本発明においては、反応域の液相中に副反応抑
制剤として、一般式
(式中、R1は炭素数1〜5のアルキル基、R2
又はR3は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル
基を示す。)で表わされるアルキルベンゼン系炭
化水素類及びそれらの塩素化物類からなる群より
選ばれた少なくとも一種の芳香族化合物を存在せ
しめるものであり、この点が本発明の構成上の最
大の特徴点をなすものである。かかる副反応抑制
剤の有効量を存在せしめることにより、反応媒体
の1,2―ジクロルエタンが沸騰する高温の反応
条件を用いるにもかかわらず、1,1,2―トリ
クロルエタンの生成を極めて有効に抑制すること
ができ、ひいては前記したような利点のある高温
法の工業的実施を可能ならしめる優れた効果が得
られる。
本発明で用いられる前記一般式で示される具体
的な化合物としては、例えば、トルエン、キシレ
ン、エチルベンゼン、エチルトルエン、メシチレ
ン、n―ブチルベンゼン、クメンの如き、アルキ
ルベンゼン系炭化水素類、塩化ベンジルの如き上
記アルキルベンゼン系炭化水素類の塩素化物類を
挙げることが出来る。これらの上記芳香族化合物
は、単独で用いても良く、又、それらの混合物と
して用いても良い。
副反応抑制剤として例えばトルエンを用い、こ
れを反応器内に供給した場合には、トルエンは反
応器内で速やかに一塩化トルエンになり、さらに
順次に二塩化トルエン、三塩化トルエン、四塩化
トルエン及び五塩化トルエンに転化される。その
ために、反応器内にトルエンを少量ずつ供給して
反応させた場合には、反応域の液相中にはトルエ
ンとしてよりも上記したトルエンの各種の塩素化
物の方が著しく多量に存在していて、これらの各
塩素化物もトルエンと同様に副反応抑制効果を発
揮する。したがつて、反応器に供給する副反応抑
制剤はトルエンのみに限られるものでなく、これ
ら各種のトルエンの塩素化物のうちの1種又はそ
れ以上であつても差支えがない。工業的に使用す
る前記芳香族化合物としては、安価のものが好ま
しく、トルエンの使用が最も有利である。
本発明において存在せしめる前記芳香族化合物
の量は反応域の液相に対して0.001重量%以上、
好ましくは0.01〜20重量%、さらに好ましくは
0.01〜5重量%である。副反応抑制剤の量が十分
でないと、1,1,2―トリクロルエタンの生成
が多くなり、同時に副生する塩化水素の量も多く
なり、1,2―ジクロルエタンの転化率が低下し
てくる。充分な量の副反応抑制剤を存在せしめれ
ば、1,1,2―トリクロルエタンの生成量を容
易に生成1,2―ジクロルエタンに対して1.5重
量%以下に減少でき、1,2―ジクロルエタンの
選択率を容易に98.5%以上にすることができる
が、副反応抑制剤の存在量が0.001重量%未満で
は1,1,2―トリクロルエタンの生成量が3重
量%程度にもなり、この場合の1,2―ジクロル
エタンの選択率は97%程度又はそれ以下に低下す
る。反応域への副反応抑制剤の供給は、高濃度の
化合物自体で行なつてもよいし、1,2―ジクロ
ルエタン等の溶剤で希釈して行なつてもよい。副
反応抑制剤を1,2―ジクロルエタンで希釈して
用いるときは、1,2―ジクロルエタンとして、
エチレンと塩素との反応を阻害するような不純物
を含まない1,2―ジクロルエタンを用いること
が好ましい。
上記する反応を阻害する不純物を多量含有する
1,2―ジクロルエタンを用い、これを多量用い
て副反応抑制剤を希釈せしめ、副反応抑制剤を低
濃度として用いたときは、エチレンと塩素との反
応が阻害され、エチレンの1,2―ジクロルエタ
ンへの転化率が低下し、収率を悪化させる。
なお、エチレンと塩素とから1,2―ジクロル
エタンを生成する反応における副反応は主として
1,1,2―トリクロルエタン生成反応であるの
で、1,1,2―トリクロルエタン生成反応を抑
制できれば、1,2―ジクロルエタンの選択率は
必然的に向上するのである。
第1図は、後述する本発明の実施例において使
用した1,2―ジクロルエタン製造装置を概略図
で示したものである。図中Aは反応器であり、塩
素ガス導入管1、エチレン導入管2及び副反応抑
制剤供給管3を備えている。Bは凝縮器であり、
配管4によつて反応器Aの頂部よりの流出蒸気を
冷却、凝縮することができ、その凝縮液は配管5
によつて反応器Aに戻すこともできるし、また配
管6によつて外部に取り出すこともできる。7は
凝縮器Bの非凝縮ガスを排出する配管である。C
は受器であり、配管8を経て溢流する反応器Aの
底部液はこの受器Cに収納され、さらに配管9を
経て外部に取出すことができる。
第1図に示された装置を用いて1,2―ジクロ
ルエタンを製造する態様について述べると、反応
器A内に予め反応媒体として1,2―ジクロルエ
タンを仕込むと同時に、この反応媒体中に所定量
の金属塩化物触媒を存在させておく。上述のよう
に、反応器A等を軟鋼で製作しておけば、1,2
―ジクロルエタン生成反応中に自然に塩化第二鉄
が溶出してくるから、特別に金属塩化物として供
給する必要がない。この反応器Aの反応媒体中に
塩素ガス及びエチレンが塩素ガス導入管1及びエ
チレン導入管2からそれぞれ所定流量で吹込まれ
る。また、副反応抑制剤供給管3からは所定の流
量で副反応抑制剤(たとえばトルエン)が供給さ
れる。すると、エチレンと塩素とが反応して1,
2―ジクロルエタンが生成するとともに、その反
応熱によつて反応媒体及び反応生成物の1,2―
ジクロルエタンが沸騰してその蒸気を発生する。
一実施態様にしたがえば、反応器Aの頂部蒸気
(主として1,2―ジクロルエタン)は管4を経
て凝縮器Bで冷却、凝縮され、その凝縮液は一部
が管5を経て反応器Aに還流せしめられ、残部が
粗製1,2―ジクロルエタンとして管6により取
り出される。この場合に凝縮器Bにおいて凝縮し
ないガスは排ガスとして管7より取り出される。
また、別の実施態様にしたがえば、反応器Aの
反応熱を製品の1,2―ジクロルエタンの蒸留精
製に有効に利用するために、反応器Aの頂部蒸気
を凝縮器で全く凝縮させずに、或いは凝縮器での
凝縮を反応器Aの液面調節等のための還流に必要
な最少量に止めて、その蒸気の全部或いは大部分
は蒸気のままで1,2―ジクロルエタンの蒸留精
製塔に供給される(工業的実施においてはこの態
様が最も好ましい。)。
さらに、別の実施態様によれば、頂部蒸気は非
凝縮ガスを除いて全量凝縮され、その凝縮液は管
5を経て全量が反応器Aに還流される。この場合
には、反応生成物の1,2―ジクロルエタンは反
応器Aの底部よりの溢流液として管8、受器C及
び管9を経て取り出される。この態様により取り
出される反応器Aの底部溢流液は、その組成が反
応器Aの反応域の液組成とほぼ一致するので、反
応域における液相組成(たとえば副反応抑制剤含
有量)を調べるのに好都合である。従つて本明細
書に記載の実施例の一部はこの態様で実施した。
なお、反応器Aには図示しない別途の冷却手段を
設けることができ、それによりたとえば反応器A
下部の温度調節を行うことが可能である。
凝縮器Bにおいて反応器Aの頂部蒸気を実質上
全量還流し、反応生成物の1,2―ジクロルエタ
ンを反応器Aの底部の溢流液として取り出す態様
においては、少量副生する1,1,2―トリクロ
ルエタン等はその取出される1,2―ジクロルエ
タンに伴なわれて取出され、反応域に蓄積するこ
とがない。しかし、反応生成物の1,2―ジクロ
ルエタンを凝縮器Bの凝縮液として管6より取り
出す場合、或いは反応器Aの頂部蒸気を蒸気のま
まで精留塔に取り出す場合等においては、反応域
で少量に副生する1,1,2―トリクロルエタン
(b.p.113℃)が反応媒体中に次第に蓄積してくる
ので、これらの場合においてもその蓄積を防止す
る程度において反応器Aより反応媒体を液状で断
続的に又は連続的に少量取り出す必要がある。
かかるときは、副反応抑制剤の前記芳香族化合
物を反応域の液相中に断続的に又は連続的に追加
添加し、副反応抑制剤の量を所定の量に保持する
ことが必要である。
以下に、実施例及び比較例をあげてさらに詳述
する。
実施例 1
直径250mm及び高さ10mの添付図面に示した軟
鋼製の反応器A内に、静止高さ4mまで1,2―
ジクロルエタンを仕込み、導入管1及び2よりそ
れぞれ塩素ガス及びエチレンを各々20Nm3/Hr
の流量で連続的に吹込み、また副反応抑制剤とし
てトルエンを供給管3より定量ポンプで85g/
Hrの割合で連続的に供給して、連続反応を行な
わせた。反応媒体中には、反応器壁より塩化第二
鉄が溶出し、50〜200ppm(重量)含有されてい
た。
連続反応中、反応器A内の圧力をエチレンガス
吹込部付近の圧力で1.3Kg/cm2Gに維持し、反応
器内の温度を液相部の温度で100〜110℃に保つ
た。したがつて、反応域の反応媒体の1,2―ジ
クロルエタンは沸騰していたが、その蒸気は管4
を経て凝縮器Bに至り、ここで冷却されて凝縮
し、その凝縮液(60℃)は全量を管5を経て反応
器Aの頂部に還流させ、凝縮器Bの未凝縮ガスは
30〜40℃の排ガスとして管7より取り出された。
反応器Aの反応域の液相は上記のように反応熱に
よつて沸騰していたが、1,2―ジクロルエタン
生成反応によつて増加する液量分は反応器Aの底
部より溢流液として管8により受器Cに取り出さ
れ、さらに受器Cから管9により取り出された。
受器Cより取り出された溢流反応液の組成は下
表のとおりであり、この組成は別に反応域より直
接にサンプリングにより取り出した沸騰中の反応
域の液相組成と一致した。なお、下表には、この
反応における各生成物の選択率を付記したが、そ
の選択率は未凝縮ガスを考慮に入れてエチレン基
準で計算したものである(以下、同じ)。
The present invention relates to an improvement in a method for producing 1,2-dichloroethane by subjecting ethylene and chlorine to a high temperature reaction in a liquid phase in a reaction medium containing 1,2-dichloroethane as a main component. The present invention relates to an industrially advantageous method for producing 1,2-dichloroethane by suppressing the side reaction of producing 2-trichloroethane. 65-160°C in the presence of a metal chloride catalyst in a reaction medium based on 1,2-dichloroethane.
A high temperature method for producing 1,2-dichloroethane through a liquid phase reaction of ethylene and chlorine at a temperature of ,
2-dichloroethane can be taken out as a vapor, and in that case, the reaction zone can be effectively cooled by the latent heat of vaporization of 1,2-dichloroethane, so there is an advantage that special reaction zone cooling means can be omitted. It will be done. Not only that, but also the evaporated 1,2
-If dichloroethane is directly supplied as vapor to a rectification column for purifying 1,2-dichloroethane, the heat source for rectifying the product can be saved, which is a win-win situation. In recent years, such high-temperature methods have attracted attention due to energy-saving issues. However, although such high-temperature methods have the above-mentioned characteristics, the reaction temperature is 60°C or higher, especially when the boiling point of 1,2-dichloroethane as the reaction medium ( When the temperature reaches 83℃ or higher, 1,
1,2-trichloroethane production side reaction increases,
There was a fundamental drawback that the selectivity of the target 1,2-dichloroethane decreased and the yield decreased. Conventionally, methods for improving the drawbacks of such high temperature methods have also been proposed. For example, UK patent
1186742 uses oxygen as a side reaction inhibitor,
A method is shown in which a small amount of oxygen is added to the reaction mixture to suppress the formation of 1,1,2-trichloroethane. However, although this method has the effect of suppressing side reaction products, when the produced 1,2-dichloroethane is distilled from the top of the column and obtained by condensation and liquefaction, the uncondensed gas separated from the condensate is It contains unreacted ethylene and oxygen, and this ethylene and oxygen may form an explosive mixture, and treatment is required to prevent this. In addition, U.S. Patent No. 3911036 adopts a two-step reaction method,
In the first stage, about 17% conversion is carried out at a high temperature, and then in the second stage, the remaining conversion is carried out at a low temperature to suppress the formation of side reaction products. However, such a two-stage reaction method has a fatal drawback that the process is complicated. The present inventor conducted various studies on the liquid phase reaction between ethylene and chlorine, particularly on suppressing the side reaction of producing 1,1,2-trichloroethane in the high-temperature liquid phase reaction. It has been discovered that this objective can be achieved by allowing benzene and/or a chlorinated product of benzene to exist in a specified amount or more as a side reaction inhibitor (Japanese Patent Application No. 81,486/1986). Further, as a result of various studies on the side reaction inhibitor, the present inventor learned that a specific aromatic compound has an effect similar to that of benzene, and thus arrived at the present invention. That is, the present invention involves a liquid phase reaction of ethylene and chlorine at a reaction temperature of 65 to 160°C in a reaction medium containing 1,2-dichloroethane as a main component in the presence of a metal chloride catalyst to produce 1,2-dichloroethane. - In the method for producing dichloroethane, the general formula (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2
and R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ) 1,2- characterized in that at least one aromatic compound selected from the group consisting of alkylbenzene hydrocarbons and chlorinated products thereof is present in the liquid phase in an amount of 0.001% by weight or more based on the liquid phase. The present invention provides a method for producing dichloroethane. The present invention generally comprises a reactor containing effective amounts of a metal chloride catalyst and the above-mentioned side reaction inhibitor,
It is carried out by continuously introducing ethylene and chlorine into a 2-dichloroethane reaction medium and carrying out a continuous reaction at a temperature of 65 to 160°C. In the present invention, the reaction medium present in at least the upper liquid level layer of the reaction medium (i.e., the produced 1,2-dichloroethane) is boiled by the heat of reaction between ethylene and chlorine, but the reaction medium in the raw material introduction region is boiled. The medium may be boiling or may be maintained below the boiling temperature under the conditions. The latter is more preferable than the former because it can prevent the raw material inlet from being blocked due to adhesion of the metal chloride catalyst. The reaction medium in the introduction area can be easily cooled by slightly cooling the bottom of the reactor, or by withdrawing the reaction medium from near the liquid surface and circulating it in a loop at the bottom of the reactor. I can do it. In the present invention, the amounts of ethylene and chlorine blown into the reactor are normally determined by the superficial gas velocity of the reactor.
100~10000m/Hr, preferably 500~5000m/Hr
Hr range. The molar ratio of ethylene and chlorine is usually 0.9 to 1.3, preferably 1.00.
~1.10. Generally, it is desirable to carry out the reaction with an excess of ethylene; in this case, the conversion rate of chlorine is
It will be close to 100%. However, the reaction can also be carried out with excess chlorine, in which case the ethylene conversion rate will be close to 100%. The pressure inside the reactor in the present invention is usually in the range of reduced pressure to 20 kg/cm 2 G, preferably normal pressure to 5 kg/cm 2 G. In addition, the reaction temperature is the temperature at which the upper liquid level layer of the reaction medium boils under the pressure inside the reactor, and the temperature is usually 65-160℃, preferably 70-160℃.
It is in the range of 150℃. When the reaction temperature is below 65℃,
The amount of 1,1,2-trichloroethane produced is extremely small, so there is no need to add a side reaction inhibitor, and at temperatures above 160°C, the amount of 1,1,2-trichloroethane produced increases significantly, causing side reactions. This is not economical because the amount of inhibitor added increases. In the high temperature method in which the reaction is carried out at a temperature of 65 to 160°C and the upper liquid level layer of the reaction medium is boiled as in the present invention, the reaction zone can be effectively cooled by the latent heat of vaporization of the reaction medium, and the reaction zone The advantage is that no special cooling means are required to cool the . In this high temperature method, if the reaction product 1,2-dichloroethane is supplied to the 1,2-dichloroethane rectification column with all or part of the top steam of the reactor kept as vapor, the reaction heat produced can be used for rectification. It can be used as a heat source, making it extremely advantageous industrially. As the metal chloride catalyst present in the reaction medium in the present invention, metal chloride catalysts generally known in this reaction can be used. For example, ferric chloride, aluminum chloride, antimony chloride, copper chloride, etc. can be used. A preferred metal chloride catalyst is ferric chloride. The amount of metal chloride catalyst used is usually 10 to 10% as the catalyst concentration in the liquid phase of the reaction zone.
6000ppm (weight), preferably 30-2000ppm (weight)
It is. If the main body of the reactor or other container is made of mild steel, ferric chloride will naturally elute and the above catalyst concentration can be easily obtained, so there is no need to specially supply a metal chloride as a catalyst. Too high a catalyst concentration is undesirable because it causes troubles such as clogging of the apparatus due to precipitation of metal chlorides. In the present invention, the general formula (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2
Alternatively, R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ) At least one aromatic compound selected from the group consisting of alkylbenzene hydrocarbons and their chlorinated products is present, and this point is the most distinctive feature of the present invention. It is something. The presence of an effective amount of such a side reaction inhibitor makes the production of 1,1,2-trichloroethane extremely effective despite the use of high temperature reaction conditions where the reaction medium, 1,2-dichloroethane, boils. This results in excellent effects that enable industrial implementation of the high temperature method with the advantages described above. Specific compounds represented by the above general formula used in the present invention include, for example, toluene, xylene, ethylbenzene, ethyltoluene, mesitylene, n-butylbenzene, alkylbenzene hydrocarbons such as cumene, and benzyl chloride. Chlorinated products of the above-mentioned alkylbenzene hydrocarbons can be mentioned. These aromatic compounds may be used alone or as a mixture thereof. For example, when toluene is used as a side reaction inhibitor and is supplied into the reactor, the toluene quickly converts to toluene monochloride in the reactor, and then sequentially to toluene dichloride, toluene trichloride, and toluene tetrachloride. and converted to toluene pentachloride. Therefore, when toluene is fed into the reactor little by little and reacted, the various chlorinated products of toluene described above are present in significantly larger amounts than toluene in the liquid phase of the reaction zone. Therefore, each of these chlorinated compounds also exhibits side reaction suppressing effects in the same way as toluene. Therefore, the side reaction inhibitor supplied to the reactor is not limited to toluene alone, and may be one or more of these various chlorinated toluenes. The aromatic compounds used industrially are preferably inexpensive, and toluene is most advantageously used. The amount of the aromatic compound present in the present invention is 0.001% by weight or more based on the liquid phase of the reaction zone,
Preferably 0.01 to 20% by weight, more preferably
It is 0.01 to 5% by weight. If the amount of side reaction inhibitor is insufficient, 1,1,2-trichloroethane will be produced in large quantities, and at the same time, the amount of by-produced hydrogen chloride will also increase, resulting in a decrease in the conversion rate of 1,2-dichloroethane. . If a sufficient amount of side reaction inhibitor is present, the amount of 1,1,2-trichloroethane produced can be easily reduced to 1.5% by weight or less based on the 1,2-dichloroethane produced, and 1,2-dichloroethane However, if the amount of the side reaction inhibitor is less than 0.001% by weight, the amount of 1,1,2-trichloroethane produced will be as high as 3% by weight. In this case, the selectivity of 1,2-dichloroethane decreases to about 97% or less. The side reaction inhibitor may be supplied to the reaction zone either as a highly concentrated compound itself or as a diluted compound with a solvent such as 1,2-dichloroethane. When using the side reaction inhibitor diluted with 1,2-dichloroethane, as 1,2-dichloroethane,
It is preferable to use 1,2-dichloroethane, which does not contain impurities that would inhibit the reaction between ethylene and chlorine. When using 1,2-dichloroethane, which contains a large amount of impurities that inhibit the above reaction, and using a large amount of this to dilute the side reaction inhibitor, and using the side reaction inhibitor at a low concentration, the reaction between ethylene and chlorine The reaction is inhibited, the conversion rate of ethylene to 1,2-dichloroethane decreases, and the yield deteriorates. Note that the side reaction in the reaction to produce 1,2-dichloroethane from ethylene and chlorine is mainly the 1,1,2-trichloroethane producing reaction, so if the 1,1,2-trichloroethane producing reaction can be suppressed, 1 , 2-dichloroethane is inevitably improved. FIG. 1 schematically shows a 1,2-dichloroethane manufacturing apparatus used in Examples of the present invention to be described later. A in the figure is a reactor, which is equipped with a chlorine gas introduction pipe 1, an ethylene introduction pipe 2, and a side reaction inhibitor supply pipe 3. B is a condenser;
The steam flowing out from the top of the reactor A can be cooled and condensed through the pipe 4, and the condensed liquid is passed through the pipe 5.
It can be returned to the reactor A via the pipe 6, or taken out to the outside via the pipe 6. 7 is a pipe for discharging non-condensable gas from the condenser B. C
is a receiver, and the bottom liquid of the reactor A overflowing through a pipe 8 is stored in this receiver C, and can be further taken out to the outside via a pipe 9. To describe the mode of producing 1,2-dichloroethane using the apparatus shown in FIG. metal chloride catalyst is present. As mentioned above, if reactor A etc. are made of mild steel, 1,2
- Ferric chloride naturally elutes during the dichloroethane production reaction, so there is no need to specifically supply it as a metal chloride. Chlorine gas and ethylene are blown into the reaction medium of this reactor A at predetermined flow rates from the chlorine gas introduction pipe 1 and the ethylene introduction pipe 2, respectively. Further, a side reaction inhibitor (for example, toluene) is supplied from the side reaction inhibitor supply pipe 3 at a predetermined flow rate. Then, ethylene and chlorine react to produce 1,
While 2-dichloroethane is produced, the heat of reaction causes the reaction medium and the reaction product to become 1,2-
Dichloroethane boils and releases its vapor. According to one embodiment, the overhead vapor (mainly 1,2-dichloroethane) of reactor A is cooled and condensed in condenser B via line 4, and a portion of the condensate is transferred via line 5 to reactor A. The residue is taken out through tube 6 as crude 1,2-dichloroethane. In this case, the gas that is not condensed in the condenser B is taken out from the pipe 7 as exhaust gas. According to another embodiment, in order to effectively utilize the reaction heat of reactor A for distillation purification of the product 1,2-dichloroethane, the top vapor of reactor A is not condensed at all in the condenser. Alternatively, the condensation in the condenser is reduced to the minimum amount required for reflux for liquid level adjustment in reactor A, etc., and all or most of the vapor remains as vapor for distillation and purification of 1,2-dichloroethane. column (this embodiment is most preferred in industrial practice). Furthermore, according to another embodiment, the top vapor is completely condensed except for non-condensable gases, and the condensate is refluxed in its entirety to reactor A via line 5. In this case, the reaction product 1,2-dichloroethane is removed as an overflow from the bottom of reactor A via line 8, receiver C and line 9. Since the composition of the bottom overflow liquid of reactor A taken out by this embodiment is almost the same as the liquid composition of the reaction zone of reactor A, the liquid phase composition (for example, side reaction inhibitor content) in the reaction zone is examined. It is convenient for Accordingly, some of the examples described herein were performed in this manner.
Note that reactor A can be provided with a separate cooling means (not shown), so that, for example, reactor A
It is possible to adjust the temperature of the lower part. In an embodiment in which substantially all of the top vapor of reactor A is refluxed in condenser B and the reaction product 1,2-dichloroethane is taken out as an overflow liquid at the bottom of reactor A, a small amount of 1,1, 2-trichloroethane and the like are taken out together with the 1,2-dichloroethane that is taken out, and do not accumulate in the reaction zone. However, when the reaction product 1,2-dichloroethane is taken out from the pipe 6 as a condensate from condenser B, or when the top vapor of reactor A is taken out as a vapor to the rectification column, etc. Since a small amount of 1,1,2-trichloroethane (bp 113°C), which is produced as a by-product, gradually accumulates in the reaction medium, even in these cases, the reaction medium should be kept in liquid form from reactor A to the extent that the accumulation is prevented. It is necessary to take out small amounts intermittently or continuously. In such a case, it is necessary to additionally add the aromatic compound as a side reaction inhibitor to the liquid phase of the reaction zone intermittently or continuously to maintain the amount of the side reaction inhibitor at a predetermined level. . The following is a more detailed explanation of Examples and Comparative Examples. Example 1 In a mild steel reactor A shown in the attached drawings with a diameter of 250 mm and a height of 10 m, a 1,2-
Charge dichloroethane, and add 20Nm 3 /Hr of chlorine gas and ethylene through inlet pipes 1 and 2, respectively.
85 g/m of toluene was injected continuously from the supply pipe 3 as a side reaction inhibitor using a metering pump.
Continuous reactions were carried out by continuously supplying Hr at the same rate. Ferric chloride was eluted from the reactor wall and contained 50 to 200 ppm (by weight) in the reaction medium. During the continuous reaction, the pressure in reactor A was maintained at 1.3 Kg/cm 2 G near the ethylene gas blowing part, and the temperature in the reactor was kept at 100 to 110°C at the temperature of the liquid phase. Therefore, although the reaction medium in the reaction zone, 1,2-dichloroethane, was boiling, its vapor was transferred to tube 4.
It reaches condenser B, where it is cooled and condensed, and the entire amount of the condensate (60°C) is refluxed to the top of reactor A through pipe 5, and the uncondensed gas in condenser B is
It was taken out from pipe 7 as exhaust gas at 30-40°C.
The liquid phase in the reaction zone of reactor A was boiling due to the heat of reaction as described above, but the amount of liquid increased by the 1,2-dichloroethane production reaction was discharged from the bottom of reactor A as an overflow liquid. It was taken out to receiver C through tube 8, and further taken out from receiver C through tube 9. The composition of the overflowing reaction liquid taken out from receiver C is as shown in the table below, and this composition coincided with the liquid phase composition of the boiling reaction zone, which was separately taken out by sampling directly from the reaction zone. In addition, the selectivity of each product in this reaction is added to the table below, and the selectivity is calculated based on ethylene, taking into account uncondensed gas (the same applies hereinafter).
【表】
このように、この連続反応における1,2―ジ
クロルエタンの選択率は99.18%であつた。
比較例 1
トルエンを全く供給しないで、そのほかは実施
例1と同様にして連続反応させた。
その結果は下記組成の溢流液が取り出され、こ
の連続反応における1,2―ジクロルエタンの選
択率は96.93%であつた。[Table] Thus, the selectivity of 1,2-dichloroethane in this continuous reaction was 99.18%. Comparative Example 1 A continuous reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that no toluene was supplied. As a result, an overflow liquid having the following composition was taken out, and the selectivity of 1,2-dichloroethane in this continuous reaction was 96.93%.
【表】
実施例 2
トルエンの代りにキシレンを85g/Hr供給し
て用いたこと以外は実施例1におけると同様な条
件で連続反応を行なわせた。その結果、反応器A
の底部よりの溢流液として下記の反応液が取り出
された。この反応における1,2―ジクロルエタ
ンの選択率は99.03%であつた。[Table] Example 2 A continuous reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that xylene was supplied at 85 g/Hr instead of toluene. As a result, reactor A
The following reaction solution was taken out as an overflow from the bottom of the reactor. The selectivity of 1,2-dichloroethane in this reaction was 99.03%.
【表】
実施例 3
トルエンの代りに2,4―ジクロルトルエンを
85g/Hr供給して用いたこと以外は実施例1に
おけるのと同様の条件で連続反応を行なわせた。
その結果、反応器Aの底部よりの溢流液として
下記の反応液が取り出された。
この反応における1,2―ジクロルエタンの選
択率は、99.09%であつた。[Table] Example 3 Using 2,4-dichlorotoluene instead of toluene
Continuous reaction was carried out under the same conditions as in Example 1 except that 85 g/Hr was supplied. As a result, the following reaction liquid was taken out as an overflow liquid from the bottom of reactor A. The selectivity of 1,2-dichloroethane in this reaction was 99.09%.
【表】
本発明によれば、高温反応であるにもかかわら
ず、副反応物の生成を抑制することができ、高収
率で1,2―ジクロルエタンを製造することが出
来、工業的に極めて有利である。[Table] According to the present invention, despite the high temperature reaction, it is possible to suppress the formation of side reactants, and it is possible to produce 1,2-dichloroethane in high yield, which is extremely industrially possible. It's advantageous.
添付図面は各実施例において使用した1,2―
ジクロルエタン製造装置を概略図で示したもので
ある。図面における各符号はそれぞれ下記のもの
を示す。
A:反応器、B:凝縮器、C:受器、1:塩素
ガス導入管、2:エチレン導入管、3:反応抑制
剤供給管、4,5,6,7,8,9:配管。
The attached drawings are 1 and 2 used in each example.
1 is a schematic diagram showing a dichloroethane manufacturing apparatus. Each symbol in the drawings indicates the following. A: Reactor, B: Condenser, C: Receiver, 1: Chlorine gas introduction pipe, 2: Ethylene introduction pipe, 3: Reaction inhibitor supply pipe, 4, 5, 6, 7, 8, 9: Piping.
Claims (1)
エタンを主成分とする反応媒体中で、エチレンと
塩素とを65〜160℃の反応温度で液相反応せしめ
て1,2―ジクロルエタンを製造する方法におい
て、反応域の液相中に副反応抑制剤として一般式 (式中、R1は炭素数1〜5のアルキル基、R2
及びR3は水素原子又は炭素数1〜5のアルキル
基を示す。)で表わされるアルキルベンゼン系炭
化水素類及びそれらの塩素化物類からなる群より
選ばれた少くとも一種の芳香族化合物を液相に対
して0.001重量%以上存在せしめることを特徴と
する1,2―ジクロルエタンの製造方法。 2 前記芳香族化合物が、トルエン、キシレン又
はそれらの塩素化物である特許請求の範囲第1項
記載の方法。 3 前記芳香族化合物が液相に対して0.01〜20wt
%存在せしめられる特許請求の範囲第1項又は第
2項に記載の方法。 4 前記金属塩化物触媒が塩化第二鉄であり、塩
化第二鉄が該反応媒体中に10〜6000ppm存在する
特許請求の範囲第1〜3項のいずれか1つに記載
の方法。 5 前記反応媒体を、反応熱によつて沸騰せし
め、1,2―ジクロルエタンをガス状で反応域か
ら取り出し、次いで凝縮して1,2―ジクロルエ
タンを収得する特許請求の範囲第1〜4項のいず
れか1つに記載の方法。 6 前記反応媒体を、反応熱によつて沸騰せし
め、1,2―ジクロルエタンをガス状で反応域か
ら取り出し、次いで凝縮して1,2―ジクロルエ
タンを収得し、一方反応媒体中に高沸不純物が蓄
積するのを防止するために、反応媒体の一部を液
状で反応域から断続的に又は連続的に取り出し、
その際前記副反応抑制剤を反応媒体中に断続的に
又は連続的に追加添加し、該副反応抑制剤の量を
所定の量に保持する特許請求の範囲第5項記載の
方法。[Scope of Claims] 1. A liquid phase reaction of ethylene and chlorine at a reaction temperature of 65 to 160°C in a reaction medium containing 1,2-dichloroethane as a main component in the presence of a metal chloride catalyst. In the method for producing 2-dichloroethane, the general formula (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, R 2
and R 3 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. ) 1,2- characterized in that at least one aromatic compound selected from the group consisting of alkylbenzene hydrocarbons and chlorinated products thereof is present in the liquid phase in an amount of 0.001% by weight or more based on the liquid phase. Method for producing dichloroethane. 2. The method according to claim 1, wherein the aromatic compound is toluene, xylene, or a chlorinated product thereof. 3 The aromatic compound is 0.01 to 20wt relative to the liquid phase.
% of the method according to claim 1 or 2. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal chloride catalyst is ferric chloride, and ferric chloride is present in the reaction medium in an amount of 10 to 6000 ppm. 5. The reaction medium is brought to a boil by the heat of reaction and 1,2-dichloroethane is removed from the reaction zone in gaseous form and then condensed to obtain 1,2-dichloroethane. Any one of the methods. 6 The reaction medium is brought to a boil by the heat of reaction, and 1,2-dichloroethane is removed from the reaction zone in gaseous form and then condensed to obtain 1,2-dichloroethane, while high boiling impurities are present in the reaction medium. To prevent accumulation, a portion of the reaction medium is removed in liquid form from the reaction zone intermittently or continuously;
6. The method according to claim 5, wherein the side reaction inhibitor is additionally added intermittently or continuously to the reaction medium, and the amount of the side reaction inhibitor is maintained at a predetermined amount.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55189020A JPS57109727A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Preparation of 1,2-dichloroethane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55189020A JPS57109727A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Preparation of 1,2-dichloroethane |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57109727A JPS57109727A (en) | 1982-07-08 |
| JPH0128007B2 true JPH0128007B2 (en) | 1989-05-31 |
Family
ID=16233953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55189020A Granted JPS57109727A (en) | 1980-12-26 | 1980-12-26 | Preparation of 1,2-dichloroethane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57109727A (en) |
-
1980
- 1980-12-26 JP JP55189020A patent/JPS57109727A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS57109727A (en) | 1982-07-08 |
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