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JPS5917086B2 - Method for oxychlorination of ethylene and catalyst composition used therein - Google Patents

Method for oxychlorination of ethylene and catalyst composition used therein

Info

Publication number
JPS5917086B2
JPS5917086B2 JP51083891A JP8389176A JPS5917086B2 JP S5917086 B2 JPS5917086 B2 JP S5917086B2 JP 51083891 A JP51083891 A JP 51083891A JP 8389176 A JP8389176 A JP 8389176A JP S5917086 B2 JPS5917086 B2 JP S5917086B2
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JP
Japan
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weight
chloride
catalyst bed
potassium chloride
cupric chloride
Prior art date
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Expired
Application number
JP51083891A
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Japanese (ja)
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JPS5212104A (en
Inventor
エリオツト・ポーター・ドン
ジヨセフ・シルベスター・ナボルスキ
ハーベイ・ジヨン・フオクト
メイヤー・ヘンリー・ヘインズ
ラムゼイ・ゴードン・キヤンベル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stauffer Chemical Co
Original Assignee
Stauffer Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/686,333 external-priority patent/US4123467A/en
Application filed by Stauffer Chemical Co filed Critical Stauffer Chemical Co
Publication of JPS5212104A publication Critical patent/JPS5212104A/en
Publication of JPS5917086B2 publication Critical patent/JPS5917086B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07C17/00Preparation of halogenated hydrocarbons
    • C07C17/093Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens
    • C07C17/15Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination
    • C07C17/152Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons
    • C07C17/156Preparation of halogenated hydrocarbons by replacement by halogens with oxygen as auxiliary reagent, e.g. oxychlorination of hydrocarbons of unsaturated hydrocarbons
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明はエチレンの固定触媒床オキシクロル化方法、
更に詳細には、エチレンを固定触媒床にてオキシクロル
化してクロル化された炭化水素、特に1・2−ジクロロ
エタンを得る方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention provides a fixed catalyst bed oxychlorination method for ethylene;
More particularly, it relates to a process for oxychlorinating ethylene over a fixed catalyst bed to obtain chlorinated hydrocarbons, particularly 1,2-dichloroethane.

エチレンのような炭化水素を塩化水素および酸素元素を
含有するガス、特に空気と触媒の存在下で加熱、加圧下
にて反応させるとクロル化されることは知られている。
It is known that chlorination occurs when a hydrocarbon such as ethylene is reacted with a gas containing hydrogen chloride and oxygen, especially air, in the presence of a catalyst under heat and pressure.

かかる方法は「オキシクロル化(0xych10rin
ati0n)」またはデイーコン(DeacOn)法と
言われていて、一般には多孔性の耐火担持物上に担持さ
れた少くとも2価の金属の塩化物からなる触媒を使用す
る。かかる方法に使用されるもつとも普通の触媒は活性
アルミナ、シリカ、アルミナ−シリカ、珪藻土等の粒状
物質に塩化第二銅を担持させたものである。活性アルミ
ナがその種々の形態の各れにおいても、もつとも普通に
利用されている担体である。加えて、その触媒にはアル
カリ金属クロライド、希土類金属クロライドおよび他の
金属化合物であつて、望ましい反応は促進し、そして/
または副反応の進行は阻止するような添加物質を含んで
いることがある。特にエチレンから1・2−ジクロロエ
タンを製造しようとする場合には、かかる触媒への添加
物として塩化カリウムが用いられてきた。これは、その
塩化カリウムが塩化エチルの生成を阻害することが知ら
れているためである。しかしながら、塩化カリウムの量
は少くしなければならないが、これはまた主反応に対す
る触媒活性を低下させる傾向になる。かかる固定床オキ
シクロル化法の実施に際して注意すべき点の一つは反応
温度の制御である。
Such a method is called “oxychlorination (Oxych10rin
DeacOn process generally uses a catalyst consisting of a chloride of at least a divalent metal supported on a porous refractory support. The most common catalysts used in such processes are cupric chloride supported on particulate materials such as activated alumina, silica, alumina-silica, and diatomaceous earth. Activated alumina, in each of its various forms, is by far the most commonly utilized support. In addition, the catalyst may include alkali metal chlorides, rare earth metal chlorides, and other metal compounds that promote the desired reaction and/or
Alternatively, it may contain additives that inhibit the progress of side reactions. Potassium chloride has been used as an additive to such catalysts, particularly when attempting to produce 1,2-dichloroethane from ethylene. This is because potassium chloride is known to inhibit the production of ethyl chloride. However, the amount of potassium chloride must be small, which also tends to reduce the catalytic activity for the main reaction. One of the points to be noted when carrying out such a fixed bed oxychlorination method is control of the reaction temperature.

オキシクロル化反応自体は非常な発熱反応であるのに加
えて、その触媒床自体の熱伝導性が低いので、反応温度
の制御は困難となる。これら2つの要因の結果、触媒床
中に望ましくない法外に高い温度を有する局所的ゾーン
が形成される危険性がある。従つて、かかる例外的に高
い局在的温度を予防する。または少くとも減少させる目
的で数多くの工夫がなされている。たとえば、反応試剤
の割合を調整したり、またはフイードを不活性ガスまた
は一つ、もしくはそれ以上の反応ガスの過剰量で希釈し
たり、または制御された外部冷却をし、そして/または
種々の直径の管を付けた反応管を使用したり、または触
媒粒子を不活性な粒子で希釈したり、または触媒および
/または不活性な粒子の大きさを変えることによつて温
度を制御することが種々提案されている。特に、反応が
反応管にて行なわれるときはたとえば、アメリカ国特許
第3184515号に記載されているように、望ましく
ない局在的高温の問題はその全反応管に亘つて存在しな
いことは知られている。
The oxychlorination reaction itself is a highly exothermic reaction, and the catalyst bed itself has low thermal conductivity, making it difficult to control the reaction temperature. As a result of these two factors, there is a risk of localized zones with undesirably high temperatures forming in the catalyst bed. Thus, such exceptionally high localized temperatures are prevented. Or at least, many efforts have been made to reduce it. For example, adjusting the proportions of the reactants, or diluting the feed with an inert gas or an excess of one or more reactant gases, or providing controlled external cooling, and/or using various diameters. The temperature can be controlled in various ways by using reaction tubes with tubes, by diluting the catalyst particles with inert particles, or by varying the size of the catalyst and/or inert particles. Proposed. In particular, it is known that when the reaction is carried out in a reaction tube, as described for example in U.S. Pat. ing.

これはオキシクロル化反応自体の性質による結果であり
、その反応は反応混合物の流れ方向に沿つてだんだんと
その激しさが減つてくる。触媒床の入口では、その反応
は急速に、かつ激しく進行し、その温度とホツト・スポ
ツト(温度の一番高いポイント)双方の制御は重要であ
る。しかしながら、反応試剤が触媒床中を通過するにつ
れて、酸素が消費され、その反応はいくらかその激しさ
が弱くなる。このことが特に問題になるのは、この技術
分野では知られている如く、そのオキシクロル化法が2
個またはそれ以上の触媒反応器が連続して配置されてい
て、そして空気(または酸素)フイード全体を数個の反
応器中に分けて仕込まれる場合である。すなわち、オキ
シクロル化のフイード混合物が反応するにつれて、酸素
が各反応器の出口付近では消費されてしまつていて、こ
の領域では手に負えない反応が起きたり、または不当に
高い局在温度が発生するという問題は、その入口に近い
反応器部分よりも少ない。反応温度と局在的な高温の形
成をかなり制御するばかりでなく、ジクロロエタン−の
転換ならびに選択率もけつこう高くするための提案され
ている一つの解決法は、触媒を、不活性粒子を触媒粒子
で混ぜたもので希釈することである。
This is a result of the nature of the oxychlorination reaction itself, which becomes less and less intense along the flow direction of the reaction mixture. At the inlet of the catalyst bed, the reaction proceeds rapidly and vigorously, and control of both the temperature and the hot spot (highest temperature point) is important. However, as the reactants pass through the catalyst bed, oxygen is consumed and the reaction becomes somewhat less vigorous. This is particularly problematic because, as is known in the art, the oxychlorination process
This is the case when several catalytic reactors are arranged in series and the entire air (or oxygen) feed is divided into several reactors. That is, as the oxychlorination feed mixture reacts, oxygen is being consumed near the outlet of each reactor, leading to uncontrollable reactions in this region or unreasonably high localized temperatures. This is less of a problem than in the reactor section closer to its inlet. One proposed solution to not only significantly control the reaction temperature and the formation of localized high temperatures, but also to significantly increase the conversion and selectivity of dichloroethane, is to replace the catalyst with inert particles. It is diluted with a mixture of particles.

このために使用される不活性粒子としては、たとえば、
シリカ、アルミナ、グラフアイト、グラス・ビーズ等が
ある。方法によつて、オキシクロル化用反応器中の触媒
と希釈剤との割合が変つている。反応器の入口側では、
反応または局在的高温の危険があるために濃度の低い触
媒を使用するのが望ましい。しかしながら、入口から奥
では、反応が進行し、かつその激しさも弱くなるので、
これらの危険性はそんなに顕著なものではなく、実際に
より高い活性のある触媒を使用して、酸素が消費される
につれて反応を促進し続けさせるのが好ましい。すなわ
ち、希釈された触媒を使用するときにその触媒床を2つ
またはそれ以上のゾーンに分割して、その各ゾーンが異
なる割合の触媒と希釈剤を含んでいて、かつ反応器の出
口側につれてその触媒と希釈剤との割合を増加させてい
くのは普通のことである。たとえば、アメリカ国特許第
3184515号の実施例1には、希釈された触媒を用
いた方法が記載されていて、その方法では反応管が4つ
のゾーンに分けられていて、その第1番目のゾーンには
7%(容積)の触媒および93%(容積)のグラフアイ
ト希釈剤が含有されており、その第2番目のゾーンでは
触媒と希釈剤との容積パーセント比が15対85であり
、その第3番目のゾーンでは40対60の触媒と希釈剤
との混合物であり、そして、第4番目のゾーンには触媒
が100%含まれている。
Inert particles used for this purpose include, for example:
Examples include silica, alumina, graphite, and glass beads. Depending on the process, the proportions of catalyst and diluent in the oxychlorination reactor vary. On the inlet side of the reactor,
It is desirable to use a lower concentration of catalyst due to the risk of reaction or localized high temperatures. However, in the depths from the entrance, the reaction progresses and its intensity becomes weaker.
These risks are not so significant that it is in fact preferable to use a more active catalyst to continue to accelerate the reaction as oxygen is consumed. That is, when using a diluted catalyst, the catalyst bed is divided into two or more zones, each zone containing a different proportion of catalyst and diluent, and closer to the exit of the reactor. It is common to increase the ratio of catalyst to diluent. For example, Example 1 of U.S. Pat. No. 3,184,515 describes a diluted catalyst method in which the reaction tube is divided into four zones, the first contains 7% (by volume) catalyst and 93% (by volume) graphite diluent, the second zone having a volume percent ratio of catalyst to diluent of 15:85; The third zone is a 40:60 mixture of catalyst and diluent, and the fourth zone contains 100% catalyst.

別の変法では、かなり高活性の触媒が反応器の入口真近
に置かれていて、反応を開始させ、そのすぐ後にずつと
活性の低い触媒を入れて隣接ゾーン中にホツト・スポツ
トの形成を防いでいる。しかしながら、前述したような
希釈された触媒を使用するのには、いくつかの不利益が
ある。
In another variant, a fairly highly active catalyst is placed directly near the reactor inlet to initiate the reaction, and a less active catalyst is introduced shortly after to create hot spots in adjacent zones. is prevented. However, there are several disadvantages to using diluted catalysts as described above.

その第一には、触媒を数個の異なる反応ゾーンに仕込ま
なければならないので、数個の異なつた割合の触媒と希
釈剤との混合物を作成しなければならない。しかしなが
ら、もつと問題にしなければならないことは、触媒と希
釈剤を混合した場合に不均一な混合物ができることであ
る。従つて、混合が満足すべき程度に完全に行なわれな
ければ、反応ゾーンのある特定部における触媒粒子の濃
度によつて望ましくない局在的な高温が形成される虞れ
がある。更に、多くの場合、希釈剤の粒子は触媒粒子の
ようには全体的に同じ大きさ、または形をしていない。
そこで、たとえば、異なる形状、または大きさの希釈剤
粒子で円柱状または球状の触媒粒子することが提案され
ている。かかる場合には、全体の混合物は反応試剤およ
び圧力に対し、かなり不均一な表面を有することにより
、そして/または反応中に圧力低下が起るのは有利では
ない。たとえ、希釈剤粒子が触媒粒子と相対的に同じ形
状もしくは大きさを有していても、希釈剤と触媒が満足
には混合されなく、その結果ホツト・スポツトが生ずる
という可能性と共に、異なる反応ゾーンのために異なる
触媒一希釈剤の混合物を作成しないといけないという面
倒な工程が必要となる。提案されている別の解決法は、
希釈剤の有無に拘らず、触媒の粒子の大きさを入口側か
ら出口側へと小さくしていくことである。このような考
え方はアメリカ国特許第3699178号に記載されて
いる。しかしながら、かかる工程も、触媒が希釈剤なし
に利用されているとしても、記載されているような粒子
サイズを得るために注意深く製造することが必要であり
、かつ、この考え方の目的を達成するためには少くとも
2つ、そしておそらく3つまたは4つの異なる触媒を作
成する必要がある。この考え方の別の具体策としては、
触媒を希釈剤粒子と混合する方法があるが、希釈剤粒子
を利用することは異なる大きさの触媒粒子を製造する場
合における不利点をより不利にするものである。この発
明はエチレンから1・2−ジクロロエタンを製造するた
めのオキシクロル化方法を提供することを目的としてい
る。
First, since the catalyst must be charged to several different reaction zones, several different proportions of catalyst and diluent mixtures must be prepared. However, a problem that must be addressed is that when the catalyst and diluent are mixed, a non-uniform mixture is formed. Therefore, if the mixing is not satisfactorily thorough, the concentration of catalyst particles in certain parts of the reaction zone can create undesirable localized high temperatures. Furthermore, in many cases, the diluent particles are not the same overall size or shape as the catalyst particles.
Therefore, it has been proposed, for example, to use diluent particles of different shapes or sizes to form cylindrical or spherical catalyst particles. In such cases, it is not advantageous for the entire mixture to have a fairly inhomogeneous surface to the reaction reagents and pressure and/or that a pressure drop occurs during the reaction. Even if the diluent particles have the same relative shape or size as the catalyst particles, different reactions may occur, with the possibility that the diluent and catalyst will not mix satisfactorily, resulting in hot spots. A tedious process is required in which different catalyst-diluent mixtures must be prepared for each zone. Another proposed solution is
Regardless of the presence or absence of a diluent, the size of catalyst particles is made smaller from the inlet side to the outlet side. Such a concept is described in US Pat. No. 3,699,178. However, such a process also requires careful manufacturing to obtain the particle size as described, even if the catalyst is utilized without diluent, and to achieve the objectives of this concept. requires the creation of at least two, and perhaps three or four, different catalysts. Another concrete measure of this idea is
Although there are methods of mixing the catalyst with diluent particles, the use of diluent particles makes the disadvantages of producing catalyst particles of different sizes even more disadvantageous. The object of this invention is to provide an oxychlorination process for producing 1,2-dichloroethane from ethylene.

この発明の別の目的は、エチレンから1・2一ジクロロ
エタンを製造するためのオキシクロル化方法であつて、
そこでホツト・スポツト形成および温度が容易に制御で
きる方法を提供することである。
Another object of the invention is an oxychlorination process for producing 1,2-dichloroethane from ethylene, comprising:
Therefore, it is an object of the present invention to provide a method in which hot spot formation and temperature can be easily controlled.

この発明のまた別の目的は、塩化水素の高い転換率にお
いて、エチレンをオキシクロル化して1・2−ジクロロ
エタンを製造する方法を提供することである。
Another object of this invention is to provide a process for producing 1,2-dichloroethane by oxychlorination of ethylene at high conversion of hydrogen chloride.

この発明の更に別の目的は、実質的に均一な圧力低下が
かなり長期間に亘つて維持される方法を提供することで
ある。
Yet another object of the invention is to provide a method in which a substantially uniform pressure drop is maintained over a considerable period of time.

また、この発明の別の目的は、エチレンの1・2−ジク
ロロエタン−の転換選択率が非常に高く、かつ、エチレ
ンおよび/または空気などの反応試剤の過剰量を最低に
おさえることができる方法を提供することである。
Another object of the present invention is to provide a method in which the conversion selectivity of ethylene to 1,2-dichloroethane is very high and the excess amount of reaction reagents such as ethylene and/or air can be kept to a minimum. It is to provide.

更にまた、この発明の別の目的は、反応試剤を高いフロ
ー(流れ)率で用いて行なうことができる方法を提供す
ることである。
Yet another object of the invention is to provide a process that can be carried out using high flow rates of the reactants.

この発明の更に別の目的は、空気または酸素を酸素含有
ガスとして使用して行なうことができるエチレンのオキ
シクロル化システムおよび方法を提供することである。
Yet another object of this invention is to provide a system and method for oxychlorination of ethylene that can be carried out using air or oxygen as the oxygen-containing gas.

更に、この発明は、前述した利点を有するエチレンの1
・2−ジクロロエタン−のオキシクロル化に使用する新
しい触媒を提供することを目的とする。
Furthermore, the present invention provides a method for using ethylene, which has the above-mentioned advantages.
- The purpose is to provide a new catalyst for use in the oxychlorination of 2-dichloroethane.

この発明の概要は、表面積が大であり、かつ、構造保全
が高い球状の活性アルミナに塩化第二銅および塩化カリ
ウムからなる新規な触媒を利用した新規なオキシクロル
化方法からなつている。
The outline of this invention consists of a novel oxychlorination method utilizing a novel catalyst consisting of cupric chloride and potassium chloride on spherical activated alumina having a large surface area and high structural integrity.

かかる触媒を一連の三つの反応器中で使用し、その触媒
は不活性な希釈剤の不存在下で実質的に使用し、その触
媒中の塩化第二銅および塩化カリウムの含有および重量
比を各反応器中にて変えることによつてエチレンの1・
2−ジクロロエタン−の転換が、高い転換率および選択
率の割合で行なわれ、かつ、ホツト・スポツトの抑制も
よく、そして長期間に亘つて圧力低下がほとんどなく行
なわれる。最初の2個の反応器の各々において、触媒床
は2つのゾーンに分けられていて、入口に近いゾーン中
の触媒は好ましくは、出口に近いゾーン中の触媒よりも
、いくらか低い塩化第二銅含量であり、そして、塩化カ
リウムと塩化第二銅との重量比が高いものである。また
、この発明の別の対象は、前述した触媒を前述したよう
に反応器中に配置させることからなるオキシクロル化方
法を実施するための反応システムである。
Such a catalyst is used in a series of three reactors, the catalyst being used substantially in the absence of an inert diluent, and the content and weight ratio of cupric chloride and potassium chloride in the catalyst being of ethylene by changing in each reactor.
The conversion of 2-dichloroethane is carried out at high conversion and selectivity rates, with good hot spot suppression, and over long periods of time with little pressure drop. In each of the first two reactors, the catalyst bed is divided into two zones, with the catalyst in the zone near the inlet preferably containing somewhat lower cupric chloride than the catalyst in the zone near the outlet. content, and the weight ratio of potassium chloride to cupric chloride is high. Another object of the invention is also a reaction system for carrying out the oxychlorination process, which consists in arranging the catalyst described above in a reactor as described above.

更に、詳細には、ある一つの対象によれば、この発明は
エチレンの固定床オキシクロル化方法であつて、これは
(a)エチレン、塩化水素および酸素含有ガスの第1番
目の部分を第1番目の反応ゾーンにおいて触媒的には不
活性な粒子によつて実質的には希釈されてなく、そして
、塩化第二銅および塩化カリウムが活性化されたアルミ
ナの球状粒子上に担持されていることからなる第1番目
の触媒床に接触させて反応させ、上記第1番目の触媒床
は反応試剤の流れ方向に二部分に分割されていて、その
第一の部分は該触媒床の約45%乃至約75%からなり
、そして、第二の部分は該触媒床の約25%乃至約55
%からなり、かつ、該第一の部分は塩化第二銅が約4.
5%乃至約12.5%(重量)および塩化カリウムが約
1.5%乃至約7%(重量)から成つていて、その塩化
第二銅と塩化カリウムとの重量比が約1.5対1と約4
対1との間であり、そして、該第二部分は塩化第二銅が
約12乃至約25%(重量)および塩化カリウムが約0
.5乃至約4%(重量)から成つていて、そして、その
塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が約5対1と約1
5対1との間であり、(b)上記工程(a)での生成物
と酸素含有ガスの第2番目の部分とを第2番目の反応ゾ
ーンにおいて触媒的には不活性な粒子によつて実質的に
は希釈されてなく、そして、塩化第二銅および塩化カリ
ウムが活性アルミナの球状粒子上に担持されていること
からなる第2番目の触媒床に接触させて反応させ、その
第2番目の触媒床は反応試剤の流れ方向に二分割されて
いて、その最初の部分は該触媒床の約45%乃至約75
%からなり、そして、その第二の部分は該触媒床の約2
5%乃至約55%からなり、その触媒床の最初の部分は
約5.5乃至約15%(重量)の塩化第二銅および約1
乃至約5%(重量)の塩化カリウムからなり、その塩化
第二銅と塩化カリウムとの重量比が約2対1乃至約6対
1であり、そして、その第二の部分は約12乃至約25
%(重量)の塩化第二銅および約0.5乃至約4%(重
量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩化カ
リウムとの重量比が約5対1乃至約15対1であり、そ
して(c)上記工程(b)での生成物と酸素含有ガスの
第3番目の部分とを第3番目の反応ゾーンにおいて触媒
的には不活性な粒子によつて実質的には希釈されてなく
、そして、活性アルミナの球状粒子土に塩化第二銅が約
12乃至約25%(重量)そして塩化カリウムが約0.
5乃至約4%(重量)かつその塩化第二銅と塩化カリウ
ムとの重量比が約5対1乃至約15対1の割合で担持さ
れていることからなる第3番目の触媒床に接触させる工
程からなつている。
More particularly, according to one object, the invention is a fixed bed oxychlorination process for ethylene, which comprises: (a) a first portion of ethylene, hydrogen chloride, and an oxygen-containing gas; in the second reaction zone substantially undiluted by catalytically inert particles, and the cupric chloride and potassium chloride are supported on activated alumina spherical particles. The first catalyst bed is divided into two parts in the flow direction of the reactants, the first part containing about 45% of the catalyst bed. and the second portion comprises from about 25% to about 55% of the catalyst bed.
%, and the first portion comprises about 4.5% of cupric chloride.
5% to about 12.5% (by weight) of potassium chloride and about 1.5% to about 7% (by weight) of potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being about 1.5. vs 1 and about 4
and the second portion is between about 12 and about 25% (by weight) cupric chloride and about 0% potassium chloride.
.. 5 to about 4% (by weight), and the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is about 5 to 1 and about 1.
(b) combining the product of step (a) above and a second portion of oxygen-containing gas in a second reaction zone with catalytically inert particles; the second catalyst bed, substantially undiluted, and comprising cupric chloride and potassium chloride supported on spherical particles of activated alumina; The second catalyst bed is divided into two parts in the direction of flow of the reactants, the first part being about 45% to about 75% of the catalyst bed.
%, and the second portion comprises about 2% of the catalyst bed.
5% to about 55%, the first portion of the catalyst bed comprising about 5.5 to about 15% (by weight) cupric chloride and about 1
from about 5% (by weight) of potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being from about 2:1 to about 6:1, and the second portion from about 12 to about 1% by weight. 25
% (by weight) of cupric chloride and about 0.5 to about 4% (by weight) of potassium chloride, in a weight ratio of cupric chloride to potassium chloride of about 5:1 to about 15:1. and (c) substantially diluting the product of step (b) above and a third portion of oxygen-containing gas with catalytically inert particles in a third reaction zone. and about 12 to about 25% (by weight) of cupric chloride and about 0.0% (by weight) of potassium chloride in the activated alumina spherical particle soil.
5% to about 4% (by weight) of the catalyst supported on the catalyst in a ratio of cupric chloride to potassium chloride of about 5:1 to about 15:1 by weight. It consists of a process.

この発明の別の対象は、活性アルミナの球状粒子からな
る基体に担持された塩化第二銅および塩化カリウムから
なる触媒組成物であつて、その基体が約225乃至約2
75イ/7のBET表面積、少くとも90%の摩擦強度
、約0.3乃至0.6cc/7の全窒素細孔容積、約5
0乃至100λの平均細孔直径そして、約20乃至約5
0%の細孔容積が約80乃至約600λの直径の細孔に
よつて構成されていて、そして更に、後述するようなX
線回折パターンによつて特徴ずけられていて、そしてH
Fでエツチングした後に何ら観察されるような粒の境界
がないことからなる触媒組成物である。
Another subject of the invention is a catalyst composition consisting of cupric chloride and potassium chloride supported on a substrate consisting of spherical particles of activated alumina, the substrate comprising about 225 to about 2
BET surface area of 75 i/7, friction strength of at least 90%, total nitrogen pore volume of about 0.3 to 0.6 cc/7, about 5
Average pore diameter of 0 to 100λ and about 20 to about 5
0% of the pore volume is constituted by pores with a diameter of about 80 to about 600λ, and further includes X as described below.
characterized by a line diffraction pattern, and H
The catalyst composition consists of no grain boundaries as observed after etching with F.

この発明の第三の対象は、活性アルミナの球状粒子上に
担持された塩化第二銅および塩化カリウムからなる触媒
の存在下においてエチレンをオキシクロル化する反応シ
ステムであつて、この反応システムは(a)第1番目の
反応ゾーンが反応試剤の流れ方向に沿つて2つの部分に
分割されていて その第一の部分が該触媒床の約45%
乃至約75%からなり、そしてその第二の部分は該触媒
床の約25%乃至約55%からなり、かつ、前記第一の
部分は約4.5%乃至約12.5%(重量)の塩化第二
銅および約1.5%乃至約7%(重量)の塩化カリウム
からなつていて、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重
量比が約1.5対1と約4対1との間であり、そして、
前記第二の部分は約12乃至約25%(重量)の塩化第
二銅および約0.5乃至約4%(重量)の塩化カリウム
からなつていて、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重
量比が約5対1と約15対1との間であり、(b)第2
番目の反応ゾーンが反応試剤の方向に沿つて2つの部分
に分割されていて、その第一の部分は前記触媒床の約4
5%乃至約75%からなり、そしてその第二の部分は前
記触媒床の約25%乃至約55%からなり、その触媒床
の第一の部分は約5.5乃至約15%(重量)の塩化第
二銅および約1乃至5%(重量)の塩化カリウムであつ
て、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が約2対
1と約6対1の間からなつていて、そして、その第二の
部分は約12乃至約25%(重量)の塩化第二銅および
約0.5乃至約4%(重量)の塩化カリウムからなり、
その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が約5対1と
約15対1との間であり、そして、(c)第3番目の反
応ゾーンが、約12乃至約25%(重量)の塩化第二銅
および約0.5乃至約4%(重量)の塩化カリウムから
なり、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が約5
対1と約15対1との間であることからなる第3番目の
触媒床からなるエチレンの固定床オキシクロル化の反応
システムである。
A third object of the invention is a reaction system for the oxychlorination of ethylene in the presence of a catalyst consisting of cupric chloride and potassium chloride supported on spherical particles of activated alumina, which reaction system comprises (a ) the first reaction zone is divided into two parts along the flow direction of the reactants, the first part occupying approximately 45% of the catalyst bed;
and the second portion comprises from about 25% to about 55% of the catalyst bed, and the first portion comprises from about 4.5% to about 12.5% (by weight). cupric chloride and about 1.5% to about 7% (by weight) potassium chloride, with a weight ratio of cupric chloride to potassium chloride of about 1.5:1 to about 4:1. and,
The second portion is comprised of about 12 to about 25% (by weight) cupric chloride and about 0.5 to about 4% (by weight) potassium chloride; the weight ratio is between about 5:1 and about 15:1, and (b) the second
The second reaction zone is divided into two parts along the direction of the reactants, the first part being about 4.5 m above the catalyst bed.
and the second portion comprises from about 25% to about 55% of the catalyst bed, and the first portion of the catalyst bed comprises from about 5.5 to about 15% (by weight). cupric chloride and about 1 to 5% (by weight) potassium chloride, the cupric chloride to potassium chloride weight ratio being between about 2:1 and about 6:1; and the second portion comprises about 12 to about 25% (by weight) cupric chloride and about 0.5 to about 4% (by weight) potassium chloride;
the cupric chloride to potassium chloride weight ratio is between about 5 to 1 and about 15 to 1, and (c) the third reaction zone is about 12 to about 25% (by weight) of cupric chloride and about 0.5 to about 4% (by weight) of potassium chloride, with a weight ratio of cupric chloride to potassium chloride of about 5.
A fixed bed oxychlorination reaction system of ethylene comprising a third catalyst bed comprising between 1:1 and about 15:1.

この発明に係る触媒は、以下の実施例において記載する
ように、塩化第二銅および塩化カリウムの水溶液を利用
した従来の含浸法によつて製造される。
The catalysts of this invention are prepared by conventional impregnation methods utilizing aqueous solutions of cupric chloride and potassium chloride, as described in the Examples below.

含浸される担体は球状の粒子であつて表面積の大きい活
性アルミナである。すなわち、これはBET表面積が少
くとも100m2/y、好ましくは約225乃至約27
5m2/7であり、また摩擦硬度が少くとも90%であ
り、全窒素細孔容積が0.3乃至約0.6CC/yおよ
び平均細孔直径が約50乃至約100λであつて、その
うち細孔容積の約20乃至50%が約80乃至約600
λの直径を有する細孔で構成されている。このアルミナ
は更に三つの主要なピーク、すなわち、1.39λおよ
び1.98λにデイフユーズピークおよび2.34λに
別のピークを有し、その1.39Aにおけるピークと1
.98λにおけるピークとの強さの比が約1.5対1乃
至5対1であるX線回折パターンによつて、そして、H
Fでエツチング後実質的には何ら観測されうる結晶(G
rain)境界がないことによつて特徴づけられる。こ
れらの性質を有する担体は長期間に亘る操作においても
良好な構造的保全を有する。この種の適当な担体の例と
しては、商品名「HSC−114」〔ホードライ・プロ
セス・アンド・ケミカル・カンパニー(HOudryP
rOcessandChemicalCOmpny)〕
および「SCM−250」〔ローンープロジル(RhO
nePrOgil)〕にて市販されているアルミナが挙
げられる。
The impregnated carrier is activated alumina, which is a spherical particle with a large surface area. That is, it has a BET surface area of at least 100 m2/y, preferably from about 225 to about 27
5 m2/7, a friction hardness of at least 90%, a total nitrogen pore volume of 0.3 to about 0.6 CC/y, and an average pore diameter of about 50 to about 100λ, of which fine About 20 to 50% of the pore volume is about 80 to about 600
It consists of pores with a diameter of λ. This alumina further has three major peaks, namely a diffuse peak at 1.39λ and 1.98λ and another peak at 2.34λ, with its peak at 1.39A and 1
.. by an X-ray diffraction pattern with an intensity ratio of about 1.5 to 1 to 5 to 1 with the peak at
After etching with F, virtually no crystals can be observed (G
rain) characterized by the absence of boundaries. Supports with these properties have good structural integrity even during long-term operation. An example of a suitable carrier of this type is the trade name "HSC-114" [HOudry Process & Chemical Company (HOudryP
rOcessandChemicalCompany)]
and “SCM-250” [Rhoneprodil (RhO
Examples include alumina commercially available from nePrOgil).

以下、この発明を、この発明の方法を実施するためおよ
びこの発明の触媒およびシステムを利用するために例示
したフローシートを示す図面によつて説明する。
The present invention will now be described with reference to the drawings showing exemplary flow sheets for carrying out the methods of the present invention and for utilizing the catalysts and systems of the present invention.

図面において、この発明に係る方法は、Rl,R2およ
びR3と称す3つの反応器を連続して配置して行なわれ
る。
In the drawing, the process according to the invention is carried out in three reactors arranged in series, designated R1, R2 and R3.

各反応器は各々12,14および16として示す触媒床
を含んでいて、それらは管状の反応器であつて、触媒を
充填したチユーブを有するものが好ましい。反応器R1
において、その触媒床は反応試剤の流れ方向に沿つて2
つの部分に分割されている。第一の部分、すなわち反応
器の入口側は、その触媒床全長の約45乃至約75%、
好ましくは約55乃至約65%を占め、そして約4.5
乃至約12.5、好ましくは約5乃至8、より好ましく
は約5,5乃至約6,5%(重量)の塩化第二銅および
約1.5乃至約7、好ましくは約2乃至約4、より好ま
しくは約2.7乃至3.3%(重量)の塩化カリウムか
らなり、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が約
1.5対1乃至約4対1、好ましくは約1.5対1乃至
約3対1、より好ましくは約2対1である触媒を含んで
いる。この触媒床の第二の部分、すなわち、反応器の出
口側は、触媒床全長の約25乃至約55%、好ましくは
約35乃至約45%を占め、そして、約12乃至約25
、好ましくは約15乃至約20%(重量)の塩化第二銅
および約0.5乃至約4、好ましくは約1.5乃至3%
(重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩
化カリウムとの重量比が約5対1乃至約15対1、好ま
しくは約5対1乃至約12対1、より好ましくは約10
対1である触媒を含んでいる。すなわち、反応器R1の
触媒床12は二種類の触媒を含んでいて、第一の触媒は
触媒床の入口側部分にあつて、反応がその初期段階にお
いて抑制不可能にならないようにノするために比較的に
低い活性のものであり、そして第二の触媒はその出口側
部分にあつて、塩化第二銅含量が第一のものより高く、
従つてより活性が高く反応が酸素消費によつて喪えだす
時点まで反応を継持させるものである。
Each reactor contains a catalyst bed designated 12, 14 and 16, respectively, and are preferably tubular reactors having tubes filled with catalyst. Reactor R1
, the catalyst bed is arranged in two directions along the flow direction of the reactants.
divided into two parts. The first portion, the inlet side of the reactor, comprises about 45% to about 75% of the total length of the catalyst bed.
Preferably accounts for about 55 to about 65% and about 4.5
from about 12.5 to about 12.5, preferably from about 5 to 8, more preferably from about 5.5 to about 6.5% (by weight) cupric chloride and from about 1.5 to about 7, preferably from about 2 to about 4 , more preferably about 2.7 to 3.3% (by weight) potassium chloride, with a weight ratio of cupric chloride to potassium chloride of about 1.5:1 to about 4:1, preferably about 1.5:1 to about 3:1, more preferably about 2:1 catalyst. The second portion of the catalyst bed, the outlet side of the reactor, accounts for about 25 to about 55%, preferably about 35 to about 45%, of the total length of the catalyst bed, and comprises about 12 to about 25% of the total length of the catalyst bed.
, preferably about 15 to about 20% (by weight) cupric chloride and about 0.5 to about 4, preferably about 1.5 to 3%
(by weight) of potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being about 5:1 to about 15:1, preferably about 5:1 to about 12:1, more preferably about 10
Contains a catalyst that is 1:1. That is, the catalyst bed 12 of reactor R1 contains two types of catalysts, the first catalyst being in the inlet side of the catalyst bed to prevent the reaction from becoming uncontrollable in its early stages. the second catalyst has a higher cupric chloride content than the first in its outlet portion;
Therefore, the activity is higher and the reaction continues until the reaction stops due to oxygen consumption.

反応器R2は触媒床14を含んでいて、これも2つに分
割されている。
Reactor R2 contains a catalyst bed 14, which is also divided into two parts.

その第一の部分は反応器の入口側であつて、床全長の約
45乃至約75%、好ましくは約55乃至65%を占め
、そして第二の部分は出口側であつて、床全長の約25
乃至約55%、好ましくは約35乃至約45%を占める
。反応器R2中の触媒床14の第一の部分の触媒は、反
応がすでに部分的に進行しているので、反応器R1中の
床12の第一の部分に含まれる触媒よりもいくらか強力
またはより活性であることができる。反応器R2におけ
る床の第一の部分の触媒は約5.5乃至約15%、好ま
しくは約7.5乃至約12.5、より好ましくは約9乃
至11%(重量)の塩化第二銅および約1乃至約5、好
ましくは約1.5乃至3.5、より好ましくは約2.5
乃至約3.5%(重量)の塩化カリウムからなり、その
塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が約2対1乃至約
6対1、好ましくは約3対1乃至約4対1、より好まし
くは約10対3(3.3対1)からなつている。反応器
R1と同様に、反応器R2の触媒床の第二の部分はより
強力な触媒を含有していて、それは約12乃至約25、
好ましくは約15乃至約20%(重量)の塩化第二銅お
よび約0.5乃至約4、好ましくは約1.5乃至約3%
(重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩
化カリウムとの重量比が約5対1乃至約15対1、好ま
しくは約5対1乃至約12対1、より好ましくは約10
対1からなる。反応器R1の場合と同様に、ガスが触媒
床を通過するにつれて、酸素が消費されて反応の強さが
弱まるので、望ましくない程高い局在温度が触媒床の出
口に近い部分で起こる危険性は入口に近い部分の場合よ
りもずつと低い。従つてその出口部分ではより活性のあ
る触媒が使用でき、より良い転換をさせるためには実際
にはそうすべきである。反応器R1でもR2でも、塩化
第二銅と塩化カリウムとの重量比は、触媒床の第一の部
分が第二の部分より高いのが好ましい。
The first part is the inlet side of the reactor and accounts for about 45 to about 75%, preferably about 55 to 65% of the total bed length, and the second part is the outlet side and accounts for about 45 to about 75% of the total bed length. Approximately 25
It accounts for from about 55%, preferably from about 35 to about 45%. The catalyst in the first part of the bed 14 in reactor R2 is somewhat more powerful or Can be more active. The catalyst in the first portion of the bed in reactor R2 is about 5.5 to about 15%, preferably about 7.5 to about 12.5%, more preferably about 9 to 11% (by weight) cupric chloride. and about 1 to about 5, preferably about 1.5 to 3.5, more preferably about 2.5
from about 3.5% (by weight) of potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being from about 2:1 to about 6:1, preferably from about 3:1 to about 4:1; More preferably, the ratio is about 10:3 (3.3:1). Similar to reactor R1, the second portion of the catalyst bed in reactor R2 contains a more powerful catalyst, which is about 12 to about 25
Preferably about 15 to about 20% (by weight) cupric chloride and about 0.5 to about 4, preferably about 1.5 to about 3%
(by weight) of potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being about 5:1 to about 15:1, preferably about 5:1 to about 12:1, more preferably about 10
Consists of 1 to 1. As in reactor R1, as the gas passes through the catalyst bed, oxygen is consumed and the intensity of the reaction is reduced, so there is a risk of undesirably high localized temperatures near the outlet of the catalyst bed. is gradually lower than that near the entrance. A more active catalyst can therefore, and indeed should, be used in the outlet section for better conversion. In both reactors R1 and R2, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is preferably higher in the first part of the catalyst bed than in the second part.

反応器R3にはいると反応のほとんど残り全てが進行し
て完了し、そして、反応器R1およびR2に比べて望ま
しくない程高い局在的温度が起る可能性はずつと少なく
なる。
Once in reactor R3, almost all the remainder of the reaction has proceeded to completion and there is less and less possibility of undesirably high localized temperatures compared to reactors R1 and R2.

従つて、反応器R3の床全部が、床12および14の後
側の部分で利用した触媒よりもより活性のある触媒で構
成することができ、それは約12乃至約25、好ましく
は約15乃至約20%(重量)の塩化第二銅および約0
.5乃至約4好ましくは約1.5乃至約3%(重量)の
塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩化カリウム
との重量比が約5対1乃至約15対1好ましくは約5対
1乃至12対1、より好ましくは約10対1である。ま
た、反応器R3および/または反応器R1およびR2の
出口にもつとも近い部分の触媒床12,16に、塩化カ
リウム含量がより低く、そして、塩化第二銅と塩化カリ
ウムとの重量比がより高い触媒であつても使用すること
が可能である。この発明に係る方法を操作するに当つて
、塩化水素ガスはライン1を通して供給され、そして、
プレヒータ一22で予熱される。
Thus, the entire bed of reactor R3 can be comprised of a more active catalyst than that utilized in the later portions of beds 12 and 14, which ranges from about 12 to about 25, preferably from about 15 to about 20% (by weight) cupric chloride and about 0
.. 5 to about 4, preferably about 1.5 to about 3% (by weight) of potassium chloride, and the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is about 5:1 to about 15:1, preferably about 5:1. 1 to 12:1, more preferably about 10:1. Also, the catalyst beds 12, 16 in the parts closest to the outlet of reactor R3 and/or reactors R1 and R2 have a lower potassium chloride content and a higher weight ratio of cupric chloride to potassium chloride. It is also possible to use catalysts. In operating the method according to the invention, hydrogen chloride gas is supplied through line 1 and
It is preheated by a preheater 22.

エチレンはライン2に供給され、予熱器21で予熱され
、そして、塩化水素フイードとライン1で混合される。
酸素含有ガスは空気、分子状酸素または酸素強化空気あ
つてもよく、それはライン3を通して供給され、そして
これはライン3a,3bおよび3cにそれぞれ分かれる
。この分割は各々が均等であつても不均等であつてもよ
い。ライン3a中の部分は塩化水素/エチレン混合フイ
ードとライン1中で混合され、そしてライン4を通して
反応器R1中に供給される。混合ガスフイードの温度は
一般には約120〜220℃、好ましくは約135〜1
80℃である。その混合フイードは、前述した如く、好
ましくはチユーブに充填した触媒からなる触媒床12中
を通過し、そして反応器からライン5に取り出される。
反応器R1の生成物はライン5を通つて、ライン3bに
おいて酸素含有ガスの第二部分と混ぜられ、ライン6を
経由して反応器R2に供給され、そして、床14にて触
媒と接触する。
Ethylene is fed in line 2, preheated in preheater 21, and mixed in line 1 with the hydrogen chloride feed.
The oxygen-containing gas may be air, molecular oxygen or oxygen-enriched air, which is supplied through line 3, which is split into lines 3a, 3b and 3c, respectively. This division may be equal or unequal. The portion in line 3a is mixed with the hydrogen chloride/ethylene mixed feed in line 1 and fed through line 4 into reactor R1. The temperature of the mixed gas feed is generally about 120-220°C, preferably about 135-1
The temperature is 80°C. The mixed feed passes through a catalyst bed 12, preferably consisting of tube packed catalyst, as described above, and is removed from the reactor in line 5.
The product of reactor R1 is passed through line 5, mixed with a second portion of oxygen-containing gas in line 3b, fed via line 6 to reactor R2, and contacted with the catalyst in bed 14. .

反応生成物はライン7を通つて取り出され、ライン3c
において酸素含有ガスの第三の部分と接触し、そしてラ
イン8を通つて反応器R3の触媒床16に供給される。
この反応生成物はライン9に取り出され、好ましくは熱
交換器23中で冷却し、そして、生成物凝縮器24中で
凝縮される。反応生成物はライン10中で回収され、そ
れは主に1・2−ジクロロエタンからなつていて、少量
のエチルクロライドおよび他の塩化炭化水素類を含んで
いる。一般に、この方法は、全体のシステムの圧力が約
30乃至約100psig、好ましくは約40乃至約9
0psigにて行なわれる。反応器Rl,R2およびR
3中の温度抑制を維持するために、これらの反応器は、
沸騰水、水蒸気又はダウサーム(登録商標:DOwth
erm)流体のような熱交換流体を含むジヤケツトでチ
ユープすなわち、触媒床を被覆したようなジャケツト付
反応器として構造するのが好ましい。一般に、この反応
は約180乃至約340℃、好ましくは約300℃以下
の温度で行なう。反応器R1においては、ホツト・スポ
ツト温度は一般には約330℃以下、好ましくは約30
0℃以下に維持される。反応器R2においては、ホツト
・スポツト温度は一般には330℃以下、好ましくは3
00℃以下に維持される。そして、反応器R3における
ホツト・スポツト(高温点)は一般には320℃以下、
好ましくは300℃以下に維持される。別の重要な要因
は反応器中の高温点局在の抑制である。各反応器におい
ては、高温点は触媒床の入口端の方に局在させるべきで
ある。反応器R1およびR2において、高温点は、床の
第一の部分、すなわち、より活性の低い部分の入口側に
実際には局在すべきである。もしその高温点が、ずつと
離れた床の出口側で発生する場合には、床中の反応は余
りにも遅く進行していること、すなわち、触媒が効率よ
く利用されていないことの証拠である。更に、もし高温
点が余りにも床の出口側で発生すれば、これは床の第二
の部分にある、より強力な触媒による反応増進効果と累
積的効果を奏し、そのところで望ましくない高温レベル
に達することになる。ライン3a,3bおよび3c中へ
の酸素含有ガスの分割は、3つの反応器全部に均等の量
が供給されるように、または所望に応じ、各反応器に供
給される量がこの技術分野において知られているように
変わるように行なわれる。
Reaction products are removed through line 7 and line 3c
is contacted with a third portion of oxygen-containing gas at and fed through line 8 to the catalyst bed 16 of reactor R3.
The reaction product is removed in line 9, preferably cooled in heat exchanger 23, and condensed in product condenser 24. The reaction product is recovered in line 10 and consists primarily of 1,2-dichloroethane with small amounts of ethyl chloride and other chlorinated hydrocarbons. Generally, the method operates at a total system pressure of about 30 to about 100 psig, preferably about 40 to about 9 psig.
Performed at 0 psig. Reactors Rl, R2 and R
In order to maintain temperature control during 3, these reactors were
Boiling water, steam or Dowtherm (registered trademark: Dowth)
Preferably, the reactor is constructed as a jacketed reactor, such as a tube or catalyst bed covered with a jacket containing a heat exchange fluid, such as an erm) fluid. Generally, the reaction is conducted at a temperature of about 180 to about 340°C, preferably below about 300°C. In reactor R1, the hot spot temperature is generally below about 330°C, preferably about 30°C.
Maintained below 0°C. In reactor R2, the hot spot temperature is generally below 330°C, preferably below 330°C.
The temperature is maintained below 00°C. The hot spot (high temperature point) in reactor R3 is generally below 320°C.
Preferably, the temperature is maintained at 300°C or lower. Another important factor is the suppression of hot spot localization in the reactor. In each reactor, the hot spot should be localized towards the inlet end of the catalyst bed. In reactors R1 and R2, the hot spot should actually be localized on the inlet side of the first, ie less active, part of the bed. If the hot spots occur on the exit side of the bed that are far apart, this is an indication that the reaction in the bed is proceeding too slowly, i.e., the catalyst is not being utilized efficiently. . Additionally, if a hot spot occurs too close to the exit side of the bed, this will have a cumulative effect with the reaction enhancement effect of the more powerful catalyst in the second part of the bed, leading to undesirable high temperature levels there. will be reached. The division of the oxygen-containing gas into lines 3a, 3b and 3c is such that an equal amount is fed to all three reactors or, as desired, the amount fed to each reactor is determined in this art. It is done to change as is known.

各反応器に供給されるこのガス量の変化は反応器中の温
度ならびに高温点の局在に影響する。図面では例示の目
的で3つの反応器全てが順流式、すなわち、反応液が反
応器の頂部から供給され、そして、生成物が底部から取
り出される方式であるシステムが描かれている。
Variations in the amount of gas supplied to each reactor affect the temperature within the reactor as well as the localization of hot spots. For illustrative purposes, the drawing depicts a system in which all three reactors are co-flow, ie, reaction liquid is fed from the top of the reactor and product is removed from the bottom.

しかしながら、この発明は順流式の反応器でも、逆流式
の反応器でも行なうことができるし、この場合には逆流
式反応器に利用されている適当な触媒保持装置を取り付
ける。また反応器を順流式と逆流式を交互に構造すれば
配管費用の軽減になる。すなわち、反応器ROおよびR
3を逆流式にして、そして、反応器R2を順流式にする
か、逆に、反応器R1およびR3を順流式にして、そし
て、反応器R2を逆流式にすることも可能である。塩化
水素フイードは第1番目の反応器に全てを供給する必要
はなく、一部を分けて、そして酸素含有ガスの第2番目
の部分と共に反応器R2に供給することもできる。
However, the present invention can be carried out in either a downflow reactor or a counterflow reactor, in which case a suitable catalyst retention device used in counterflow reactors is installed. Furthermore, if the reactor is configured to alternate between a forward flow type and a reverse flow type, piping costs will be reduced. That is, reactors RO and R
It is also possible to make 3 a counter-flow type and reactor R2 a down-flow type, or, conversely, to make reactors R1 and R3 a down-flow type and reactor R2 a counter-flow type. The hydrogen chloride feed does not have to be fed entirely to the first reactor; a portion can also be fed in portions and together with the second portion of oxygen-containing gas to reactor R2.

一般に、この方法は、塩化水素に対し、酸素含有ガスお
よびエチレンの両方を過剰に用いて行ない、塩化水素を
できるだけ完全に転換する。
Generally, the process is carried out using an excess of both an oxygen-containing gas and ethylene relative to the hydrogen chloride to convert the hydrogen chloride as completely as possible.

空気を用いるときには、多量のガスを取扱うことを避け
るために、これらの反応試剤の過剰量をできるだけ少な
くするのが望ましい。かかる場合、エチレンの過剰量は
最高約35%、好ましくは約5乃至約20%に維持し、
そして、空気の過剰量は最高約25%、好ましくは約5
乃至約20%に維持するのがよい。この明細書では、こ
の発明を主に、酸素含有ガスが空気であるオキシクロル
化法に関連して記載するが、ここに記載された触媒、シ
ステムおよび方法はまた分子状酸素、または酸素強化空
気を使用する場合の操作に適用するのにも適している。
When using air, it is desirable to minimize the excess amount of these reactants to avoid handling large amounts of gas. In such cases, the excess amount of ethylene is maintained at a maximum of about 35%, preferably from about 5 to about 20%;
and the excess amount of air is up to about 25%, preferably about 5%.
It is preferable to maintain the ratio between about 20% and about 20%. Although the invention will be described herein primarily in the context of oxychlorination processes in which the oxygen-containing gas is air, the catalysts, systems and methods described herein may also contain molecular oxygen, or oxygen-enriched air. It is also suitable for application in operations when used.

アメリカ国特許第3892816号に記載されているよ
うなかかる方法においては、反応が進みすぎること、お
よび過大に高い高温点が発生することを予防するために
、酸素および塩化水素に対し、大過剰のエチレンが利用
されている。この過剰エチレンは好ましくは反応生成物
から回収され、そして、オキシクロル化反応器に循環さ
れている。すなわち、かかる方法においては、エチレン
過剰量を最少限にすることを目的にしていない。もし、
スチール製装置を塩化水素のフロー回路に使用すれば、
少量の塩化第二鉄が生成されてフイード流と一緒に触媒
中に入り込む。酸素含有ガス供給系が腐食すれば、鉄酸
化物が生成され、これらが反応器中の塩化水素と反応し
て塩化第二鉄ZZに変換される。
In such processes, such as those described in U.S. Pat. No. 3,892,816, a large excess of Ethylene is used. This excess ethylene is preferably recovered from the reaction product and recycled to the oxychlorination reactor. That is, such methods do not aim to minimize the amount of excess ethylene. if,
When steel equipment is used in hydrogen chloride flow circuits,
A small amount of ferric chloride is produced and passes into the catalyst with the feed stream. If the oxygen-containing gas supply system corrodes, iron oxides are produced, which react with hydrogen chloride in the reactor and are converted to ferric chloride ZZ.

触媒も不純物として少量の鉄を含有している。しかしな
がら、たとえ少量でも塩化第二鉄が加われば、塩化第二
銅のオキシクロル化触媒を汚染し、不活性にする傾向が
あることが判明した。従つて、この発明の一つの態様と
して、米国特許出願第595464号〔出願人:ラムゼ
一・ジ一・キヤンベル(RamseyGCampbel
l)発明の名称「塩化第二鉄含有ガス流の精製」出願日
:1975年7月14日〕に言己載されているように、
触媒の塩化第二鉄による汚染を、塩化水素流または混合
ガスフイード流を約5乃至約25、好ましくは約10乃
至約20%(重量)の塩化ナトリウム若しくは塩化カリ
ウムに含浸させた活性アルミナの床に通すことによつて
、回避する。この床は予熱器22の前後いずれかに塩化
水素ライン1中に、または混合フィードラィン4中に設
置することができる。別の方式では、それを反応器R1
中の入口に隣接した空間30に配置させることもできる
。好ましい態様では、管状の反応器を使用して、その床
の物質を、反応試剤のフロー方向に沿つて塩化第二銅触
媒の前に、入口に隣接した反応器R1の管の部分に填め
ることもできるし、または、スクリーン等によつて、そ
の触媒から分離して除去された塩化第二鉄が塩化第二銅
触媒中に移動することを除去することもできる。好まし
い態様では、利用されたアルミナは触媒担体として利用
されているものと同じである。各反応器R1およびR2
の操作は互の操作に.よつてほんの部分的に影響される
だけであることは留意すべきである。
The catalyst also contains a small amount of iron as an impurity. However, it has been found that the addition of even small amounts of ferric chloride tends to contaminate the cupric chloride oxychlorination catalyst and render it inactive. Accordingly, one embodiment of the present invention is disclosed in U.S. Patent Application No. 595,464 (assigned by Ramsey G.Campbel).
l) As stated in the title of the invention "Purification of Gas Streams Containing Ferric Chloride" Filing date: July 14, 1975]
The ferric chloride contamination of the catalyst is transferred to a bed of activated alumina impregnated with about 5% to about 25%, preferably about 10% to about 20% (by weight) of sodium chloride or potassium chloride with a hydrogen chloride stream or mixed gas feed stream. Avoid by passing. This bed can be installed in the hydrogen chloride line 1 either before or after the preheater 22 or in the mixing feed line 4. In another scheme, it is reactor R1
It can also be located in the space 30 adjacent to the entrance of the interior. In a preferred embodiment, a tubular reactor is used and the bed material is loaded into the section of the tube of reactor R1 adjacent to the inlet, along the flow direction of the reactants and before the cupric chloride catalyst. Alternatively, the ferric chloride separated and removed from the catalyst can be prevented from migrating into the cupric chloride catalyst using a screen or the like. In a preferred embodiment, the alumina utilized is the same as that utilized as the catalyst support. Each reactor R1 and R2
The operations of are mutual operations. It should be noted that this is only partially affected.

すなわち、たとえばもし反応器R1およびR2のいずれ
かにおける高温点の局在もしくは温度が一時的に所望の
範囲外である場合にも、他の反応器の操作が悪影響を受
けるとは限らないし、または、もしかかる悪影響があつ
たとしても、冷却剤の温度、反応器中への空気の分割等
を調節することによつて別個に操作を抑制することも可
能である。同様にして、そんなに好ましいことではない
けれども、反応器R1又はR2のどち,らか一方に、こ
こに開示の触媒床の分割割合及び′ 触媒を適用し、他
の一方には余り効率がよくない触媒を利用することも可
能である。かかる構成は生産高、圧力低下、転換率選択
率などにおいて、この発明の利点の全てを有することを
期待できないけれども、緊急時または触媒が一時的に入
手し得ない場合には必要である。この発明の種々の態様
および改良を更に説明するために、以下の実施例を示す
が、これらはこの発明を何ら制限する意図で示すもので
はなく、単にこの発明を例示するためのものである。
That is, for example, if the hot spot localization or temperature in either reactor R1 and R2 is temporarily outside the desired range, the operation of the other reactor will not necessarily be adversely affected, or However, such adverse effects, if any, can be suppressed separately by adjusting the temperature of the coolant, the division of air into the reactor, etc. Similarly, although less preferred, it is possible to apply the catalyst bed split proportions and 'catalysts disclosed herein to one of the reactors R1 or R2, while the other is less efficient. It is also possible to use catalysts. Although such a configuration cannot be expected to have all of the advantages of this invention in terms of yield, pressure drop, conversion selectivity, etc., it is necessary in emergencies or when catalyst is temporarily unavailable. The following examples are presented to further illustrate various aspects and improvements of the invention, but are not intended to limit the invention in any way, but are merely illustrative of the invention.

触媒の製造例 以下の実施例において利用される触媒ぱ以下の如く製造
された。
Catalyst Preparation Examples The catalysts utilized in the following examples were prepared as follows.

乾燥末含浸の球状アルミナ粒子をビーカ一に入れて秤量
した。
Spherical alumina particles impregnated with dry powder were placed in a beaker and weighed.

使用したアルミナは前記のHSCll4で以下の性質を
有していた。X一線回折データーでは3つの主ピークが
1.39、1.98および2.34λに示され、そのう
ち1.39および1.98λにおけるピークはデイフユ
ーズ・ピークであつた。
The alumina used was HSCll4 described above and had the following properties. The X-ray diffraction data showed three main peaks at 1.39, 1.98 and 2.34λ, of which the peaks at 1.39 and 1.98λ were diffuse peaks.

ガンマ−アルミナのX−線回折パターンは、ASTMフ
アイル10425に示されるように同一値に主ピークを
有していた。しかしながら、ASTMフアイル1042
5は1.39および1.98λにほぼ等しい強さのピー
クを有しているけれども、これらの例に使用される触媒
の回折データーでは1.39λのピークの強さが1.9
8λのピークのそれより約2倍であることが示された。
これらの結果は、担体が(結晶性の)ガンマ−アルミナ
ならびにアルミナの不定形のものからできていることを
示している。
The X-ray diffraction pattern of gamma-alumina had a main peak at the same value as shown in ASTM file 10425. However, ASTM file 1042
Although 5 has peaks with approximately equal intensities at 1.39 and 1.98λ, in the diffraction data of the catalysts used in these examples, the intensity of the peak at 1.39λ is 1.9.
It was shown to be about twice that of the 8λ peak.
These results indicate that the support is made of (crystalline) gamma-alumina as well as amorphous forms of alumina.

不定形のものはおそらくローアルミナであり、そのX一
線回折パターンは1.40λに単一の広い帯を有して〜
・る。この触媒の微細構造をHFでエツチングして更に
調べた。新しい触媒と使用済の触媒の試料を特別な試料
ホルダー上に置き、そしてエポキサイド樹脂中にはめ込
んだ。それらの試料を切断し、研摩し、そして20%H
F溶液を用いた室温で2〜5分間断面を化学的に腐食さ
せた。20秒後および4分後21Xでそして5分後85
Xで観察したが、結晶境界の証拠は何ら観察されなかつ
た。
The amorphous one is probably rhoalumina, and its X-line diffraction pattern has a single broad band at 1.40λ~
・Ru. The microstructure of this catalyst was further investigated by etching with HF. Samples of fresh and used catalyst were placed on special sample holders and embedded in epoxide resin. The samples were cut, polished and 20% H
The sections were chemically etched for 2-5 minutes at room temperature using F solution. After 20 seconds and 4 minutes at 21X and after 5 minutes at 85
No evidence of crystal boundaries was observed.

またエツチング後12分間経過しても結晶境界は観察さ
れなかつた。水をそのビーカ一に少量加えて、添加する
毎に内容物を水分がビーカ一中に観察されるようになる
まで攪拌した。
Furthermore, no crystal boundaries were observed even after 12 minutes had passed after etching. A small amount of water was added to the beaker and the contents were stirred after each addition until moisture was observed in the beaker.

この時点で、アルミナは水で飽和されている。ビーカ一
の最終重量から、吸収された水の重量百分率を出した。
すなわち、水分量は特定重量のベースによつて吸収され
た重量を測定して得られる。含浸させる乾燥アルミナベ
ースの量を秤量した。
At this point, the alumina is saturated with water. The weight percentage of water absorbed was determined from the final weight of the beaker.
That is, the amount of water is determined by measuring the weight absorbed by a specific weight of base. The amount of dry alumina base to be impregnated was weighed.

この乾燥ベースに対する所望の重量パーセントの塩化第
二銅および塩化カリウムの量を秤量して水に溶解した。
得られた水溶液に更に水を加えて、前以て決定したベー
スの吸収容量までその容積を増やした。そして、この容
積を約3%少なくしてベースに吸収されない含浸用溶液
が多量過剰にならないようにする必要がある。そのベー
スおよび含浸用溶液を被覆されたドラム中に入れ、密閉
し、そして15分間回転して含浸させた。15分後その
ドラムを取りはずして直ちに開け、そしてガラスまたは
陶器製のトイレに厚みが約3インチになるように置いた
The desired weight percent amounts of cupric chloride and potassium chloride based on the dry base were weighed and dissolved in water.
More water was added to the resulting aqueous solution to increase its volume to a predetermined base absorption capacity. It is then necessary to reduce this volume by about 3% to avoid a large excess of impregnating solution that is not absorbed by the base. The base and impregnating solution were placed in a coated drum, sealed, and rotated to impregnate for 15 minutes. After 15 minutes, the drum was removed, immediately opened, and placed in a glass or ceramic toilet approximately 3 inches thick.

そのトイレを温度を140℃に維持した強制ドラフトオ
ーブンに16乃至24時間入れた。次いで、得られた触
媒を取り出し、冷却して、そして気密コンテナ一中に貯
蔵した。このようにして得られた触媒中の塩類の重量パ
ーセントは所望値の0.5%以内であつた。その精度は
アルミナベースを秤量前に完全に乾燥することによつて
上げることができる。この場合、乾燥後、直ちに含浸さ
せるべきである。そうしなくて遅滞させると、得られた
触媒の物理構造にとつて好ましくない。以下の表中の実
験データーは、前記工程によつて得られた触媒を図面に
示すフロー順序に配置した装置中で用いて得たものであ
る。
The toilet was placed in a forced draft oven maintained at a temperature of 140°C for 16 to 24 hours. The resulting catalyst was then removed, cooled, and stored in an airtight container. The weight percentage of salts in the catalyst thus obtained was within 0.5% of the desired value. Its accuracy can be increased by completely drying the alumina base before weighing. In this case, it should be impregnated immediately after drying. Otherwise, the delay is unfavorable to the physical structure of the resulting catalyst. The experimental data in the table below were obtained using the catalyst obtained by the above process in an apparatus arranged in the flow sequence shown in the drawing.

3つの反応器Rl,R2およびR3は各々長さ12,5
フイート、直径1インチスケジユール40ニツケルパイ
プで構成されていて、2.5インチスケジユール40ス
チールパイプで全長に亘つてジヤケツトが付されていて
、そして反応試剤が下方に流れるように設置されている
The three reactors Rl, R2 and R3 each have a length of 12,5
The foot consisted of 1 inch diameter 40 nickel pipe, jacketed the entire length with 2.5 inch 40 steel pipe, and installed to allow the reaction reagents to flow downward.

反応熱はダウサーム(登録商標:DOwtherm)
Eを2つのパイプの間にできた円形空間で還流させるこ
とによつて除去された。各反応器の触媒床中の高温点温
度と、その局在は、各反応器の底部に供給した長さ12
フイートのサーモウエル(ThermOwell)中の
可動熱電対によつて測定された。図面に示されている如
く、塩化水素は予熱器22を通してライン1中のシステ
ムに供給される。
The reaction heat is Dowtherm (registered trademark: Dowtherm)
E was removed by refluxing it in a circular space created between two pipes. The hot spot temperature in the catalyst bed of each reactor and its localization are determined by the length 12
Measured by a moving thermocouple in a foot thermowell. Hydrogen chloride is supplied to the system in line 1 through preheater 22, as shown in the drawing.

エチレンは予熱器21を通してライン2のシステム中に
供給される。空気はライン3に仕込まれ、そして、分岐
ライン3a,3bおよび3cに分かれ、ライン3aの空
気は反応器R1に、ライン3bの空気は反応器R2およ
びライン3cの空気は反応器R3に仕込まれた。予熱後
の反応器R1への混合フイードは約140℃の温度であ
つた。100%生産(スループツト:ThrOugh−
Put)基準は反応器中の塩化水素質量速度117.6
7m01e/h−1n2と当量として認定された。
Ethylene is fed into the system in line 2 through preheater 21. Air is charged into line 3 and then split into branch lines 3a, 3b and 3c, the air in line 3a is fed into reactor R1, the air in line 3b is fed into reactor R2 and the air in line 3c is fed into reactor R3. Ta. The mixed feed to reactor R1 after preheating was at a temperature of about 140°C. 100% production (Throughout: Through-
(Put) standard is hydrogen chloride mass velocity in the reactor 117.6
It was recognized as equivalent to 7m01e/h-1n2.

空気およびエチレンフイード割合は、化学当量で反応が
起り、1・2−ジクロロエタンが生産されると仮定して
、塩化水素に対するパーセント過剰として表わした。反
応器R3から取り出されたガスは、圧力減少後、ガラス
製の水冷式コンデンサー中で冷却され、そこで未反応の
塩化水素の全てを水相として、そして生産された1・2
−ジクロロエタンの大部分を比較的純粋な(約98.5
%)の有機相として凝縮された。
Air and ethylene feed proportions were expressed as percent excess over hydrogen chloride, assuming that the reaction occurred in chemical equivalents and 1,2-dichloroethane was produced. The gas withdrawn from reactor R3, after pressure reduction, is cooled in a glass water-cooled condenser, where it removes all the unreacted hydrogen chloride as water phase and the produced 1.2
- Most of the dichloroethane is relatively pure (approximately 98.5
%) was condensed as an organic phase.

塩化水素転換はその水相を水酸化ナトリウムで滴定し、
その塩化水素濃度を重量パーセントで得ることによつて
測定した。水冷コンデンサーからの未凝縮ガスはガスク
ロマトグラフイ一によつて分析した。
Hydrogen chloride conversion involves titrating the aqueous phase with sodium hydroxide;
The hydrogen chloride concentration was determined by obtaining the weight percent. Uncondensed gas from the water-cooled condenser was analyzed by gas chromatography.

この分析は工〉※チレン酸化量およぶエチルクロライド
生成量を計算するのに使用し、両者をエチレンフイード
の百分率で表わした。第1表はこの発明における好まし
い態様の方法の実施例の条件を示す。
This analysis was used to calculate the amount of ethylene oxidation and the amount of ethyl chloride produced, both expressed as a percentage of ethylene feed. Table 1 shows the conditions of an example of the method of the preferred embodiment of this invention.

この実験は全320時間継続され、そしてそれは2部分
に分けられた。第1番目の部分は最初の298時間を占
め、そして設備は塩化水素および他の反応試剤の125
%生産高(スループツト)で操業された。最後の22時
間はその設備を100%生産高割合で操業した。使用す
る触媒は3つの配合で製造した。これらは第1表で触媒
A.BおよびCとして示した。それらの塩化第二銅およ
び塩化カリウムの所望の重量パーセントは次の通りであ
る。第1表は触媒分析後の成分量を示す。
This experiment lasted a total of 320 hours and was divided into two parts. The first portion occupies the first 298 hours, and the equipment is filled with 125
% output (throughput). During the last 22 hours, the equipment was operated at 100% production rate. The catalyst used was prepared in three formulations. These are listed in Table 1 as Catalyst A. Shown as B and C. The desired weight percentages of cupric chloride and potassium chloride are as follows: Table 1 shows the component amounts after catalyst analysis.

触媒C中5の塩化第二銅および塩化カリウムの量は異な
る数種の製法によつて得た触媒を使用したので、いくら
か変動があつた。3つの反応器全ての触媒床の長さは1
35インチであつて、その第1番目(上部)の部分の長
さは81インチ(床長の60%)そしてその第2番目(
下部)の部分の長さは54インチ(床全長の40%)で
あつた。
The amounts of cupric chloride and potassium chloride in Catalyst C 5 varied somewhat because catalysts obtained by several different preparations were used. The length of the catalyst bed in all three reactors is 1
35 inches, the first (upper) part is 81 inches (60% of the floor length) and the second (upper) part is 81 inches (60% of the floor length).
The length of the lower section was 54 inches (40% of the total floor length).

反応器R1の床12の第1番目の部分には触媒Aを、反
応器R2の床14の第1番目の部分には、触媒Bを、そ
して、反応器R3および反応器Rl,R2の下部5の部
分には触媒Cを利用した。実験の最初の60時間の間に
不安定なデーターを出す種々の原因を修正し、そして安
定させた。
The first part of bed 12 of reactor R1 contains catalyst A, the first part of bed 14 of reactor R2 contains catalyst B, and the lower part of reactor R3 and reactors Rl, R2. Catalyst C was used for part 5. Various sources of unstable data were corrected and stabilized during the first 60 hours of the experiment.

同様に、全体の運転の間の265時間から298時間の
間はパイロツトプラントの安定化のため1ケ月間運転を
中止した。以下の表から分かるように、操作中に、全体
のシステム圧、空気およびエチレンの過剰量および3つ
の反応器への空気の分量を変えて、これらの条件が塩化
水素転換、1・2−ジクロロエタン−の選択率およびホ
ツト・スポツト温度ならびに局在に及ぼす効果を決定し
た。
Similarly, between 265 and 298 hours during the entire run, the pilot plant was shut down for one month to allow for stabilization. As can be seen from the table below, during the operation, the overall system pressure, the excess amount of air and ethylene, and the amount of air to the three reactors were varied and these conditions were used for hydrogen chloride conversion, 1,2-dichloroethane - effects on selectivity and hot spot temperature and localization were determined.

実験データおよび結果は以下の第表に示す。上述した実
施例1と同様にして、この発明の範囲内の触媒組成およ
び反応条件を種々に組み合わせて使用して以下の第表に
示す実施例2〜9を行なつた。
Experimental data and results are shown in the table below. Similar to Example 1 above, Examples 2 to 9 shown in the following table were conducted using various combinations of catalyst compositions and reaction conditions within the scope of the present invention.

実施例1と同様に、全ての場合における触媒床の長さは
135インチであり、第1番目のゾーン、すなわち、上
部の入口側の長さは81※3インチ(床全長の60%)
であり、そして第2番目のゾーンの長さは54インチで
全床長の40%である。反応器R3中の触媒は実施例1
の場合と同じである。冷却剤の温度は実施例1と同様に
維持した。上記実施例1〜9において、前記触媒を記載
したような条件で使用すると、設計生産高(スループツ
ト)の125%の生産高でホツトスポツト温度を一般に
約340℃以下に維持できることが判明した。
Similar to Example 1, the length of the catalyst bed in all cases was 135 inches, and the length of the first zone, i.e., the upper inlet side, was 81*3 inches (60% of the total bed length).
and the length of the second zone is 54 inches, which is 40% of the total bed length. The catalyst in reactor R3 was Example 1.
The same is true for . Coolant temperature was maintained as in Example 1. In Examples 1-9 above, it has been found that when the catalyst is used under the conditions described, hot spot temperatures can generally be maintained below about 340 DEG C. at a throughput of 125% of the design throughput.

高温点も抑制可能な局在に留まつているし、そして、実
際に明らかなように多くの場合、高温点は300℃より
かなり低い温度に下がつた。同様に重要なことは、圧力
低下が反応系の全体に亘つて実質的に一定に保持され、
そして実施例1でおいて運転時間が300時間以上を経
過してもそうであることである。すなわち、ホツトスポ
ツト抑制をするために圧力低下をさせることも必要でな
く、そして、触媒劣化による圧力低下が長期に亘る運転
時間の間にも増さなかつた。更に、高いスループツトで
操業したときでも、エチレン過剰量を塩化水素転換率に
は実質的に影響を及ぼさないで適当な範囲内に維持でき
た。第および表中のデーターからも明らかなように、約
10%のエチレン過剰量でも尚塩化水素転換率99%以
上を得ながら運転することが可能であつた。更に、ここ
に記載した触媒は設計生産高以下で操作するときにも適
当であることが判明した。すなわち、ここに記載した触
媒およびシステムは多様性を有し、そしてそれらは、フ
イードストツク供給、および市場需要のような条件によ
つて、実質的に設計容量以下から実質的に設計容量以上
までの範囲に亘つて変換または変更を要することなく生
産高(スループツト)を変えうるプラント操作で利用す
ることができる。
The hot spot also remains suppressably localized and, as is evident in practice, has in many cases fallen to temperatures well below 300°C. Equally important, the pressure drop is held substantially constant throughout the reaction system;
This is true even if the operating time in Example 1 exceeds 300 hours. That is, it was not necessary to reduce the pressure to suppress hot spots, and the pressure drop due to catalyst deterioration did not increase even during long operating hours. Furthermore, even when operating at high throughput, the ethylene excess could be maintained within a reasonable range without substantially affecting hydrogen chloride conversion. As is clear from the data in Section 1 and Table 1, it was possible to operate with an excess amount of ethylene of about 10% while still obtaining a hydrogen chloride conversion rate of 99% or more. Furthermore, the catalysts described herein have been found to be suitable even when operating below design production. That is, the catalysts and systems described herein are diverse and can range from substantially below design capacity to substantially above design capacity, depending on conditions such as feedstock supply and market demand. It can be used in plant operations where throughput can be varied without requiring conversion or modification.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図はこの発明の方法を実施するための反応システムを示
すフローシートである。 Rl,R2,R3・・・・・・反応器、12,13,1
4・・・・・・触媒床。
The figure is a flow sheet showing a reaction system for carrying out the method of this invention. Rl, R2, R3... Reactor, 12, 13, 1
4...Catalyst bed.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 エチレンの固定床オキシクロル化方法であつて、(
a)エチレン、塩化水素および酸素含有ガスの第1番目
の部分を第1番目の反応ゾーンにおいて触媒的には不活
性な粒子によつて実質的には希釈されてなく、そして塩
化第二銅および塩化カリウムが活性化されたアルミナの
球状粒子上に担持されていることからなる第1番目の触
媒床に接触させて反応させ、上記第1番目の触媒床は反
応試剤の流れ方向に二つの部分に分割されていて、その
第一の部分は該触媒床の約45%乃至約75%からなり
、そして第二の部分は該触媒床の約25%乃至約55%
からなり、かつ、該第一の部分は塩化第二銅が約4.5
%乃至約12.5%(重量)および塩化カリウムが約1
.5%乃至約7%(重量)からなつていて、その塩化第
二銅と塩化カリウムとの重量比が約1.5対1と約4対
1との間であり、そして、該第二部分は塩化第二銅が約
12乃至約25%(重量)および塩化カリウムが約0.
5乃至約4%(重量)から成つていて、そしてその塩化
第二銅と塩化カリウムとの重量比が約5対1と約15対
1との間であり、(b)上記工程(a)での生成物と酸
素含有ガスの第2番目の部分とを第2番目の反応ゾーン
において触媒的には不活性な粒子によつて実質的には希
釈されてなく、そして、塩化第二銅および塩化カリウム
が活性アルミナの球状粒子上に担持されていることから
なる第2番目の触媒床に接触させて反応させ、その第2
番目の触媒床は反応試剤の流れ方向に二つの部分に分割
されていて、その最初の部分は該触媒床の約45%乃至
約75%からなり、そして、その第二の部分は該触媒床
の約25%乃至約55%からなり、その触媒床の最初の
部分は約5.5乃至約15%(重量)の塩化第二銅およ
び約1乃至約5%(重量)の塩化カリウムからなり、そ
の塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が約2対1乃至
約6対1であり、そして、その第二の部分は約12乃至
約25%(重量)の塩化第二銅および約0.5乃至約4
%(重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と
塩化カリウムとの重量比が約5対1乃至約15対1であ
り、そして(c)上記工程(b)での生成物と酸素含有
ガスの第3番目の部分とを第3番目の反応ゾーンにおい
て触媒的には不活性な粒子によつて実質的には希釈され
てなく、そして、活性アルミナの球状粒子に塩化第二銅
が約12乃至約25%(重量)そして塩化カリウムが約
0.5乃至約4%(重量)かつその塩化第二銅と塩化カ
リウムとの重量比が約5対1乃至約15対1の割合で担
持されていることからなる第3番目の触媒床に接触させ
て反応させることを特徴とするエチレンの固定床オキシ
クロル方法。 2 酸素含有ガスが空気である前記第1項の方法。 3 酸素含有ガスが酸素である前記第1項または第2項
の方法。 4 第1番目の触媒床の第一の部分が該床の約55乃至
約65%からなり、そして、該床の第二の部分が該床の
約35%乃至約45%からなる前記第1〜3項各項の方
法。 5 第1番目の触媒床の第一部分が約5乃至約8%(重
量)の塩化第二銅および約2乃至約4%(重量)の塩化
カリウムからなる前記第1〜4項の方法。 6 第1番目の触媒床の第一の部分が約5.5乃至約6
.5%(重量)の塩化第二銅および約2.7乃至約3.
3%(重量)の塩化カリウムからなる前記第1〜5項各
項の方法。 7 第1番目の触媒床の第一の部分における塩化第二銅
と塩化カリウムとの重量比が約2対1である前記第1〜
6項各項の方法。 8 第1番目の触媒床の第二の部分が約15乃至約20
%(重量)の塩化第二銅および約1.5乃至約3%(重
量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩化カ
リウムとの重量比が約5対1乃至約12対1である前記
第1〜7項各項の方法。 9 第1番目の触媒床の第二の部分における塩化第二銅
と塩化カリウムとの重量比が約10対1である前記第1
〜8項各項の方法。 10 第2番目の触媒床の第一の部分が該床の約55乃
至約65%からなる前記第1〜9項各項の方法。 11 第2番目の触媒床の第一の部分が約7.5乃至約
12.5%(重量)の塩化第二銅および約1.5乃至約
3.5%(重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第
二銅と塩化カリウムとの重量比が約3対1乃至約4対1
である前記第1〜10項各項の方法。 12 第2番目の触媒床の第一の部分が約9乃至約11
%(重量)の塩化第二銅および約2.5乃至約3.5%
(重量)の塩化カリウムからなる前記第1〜11項各項
の方法。 13 第2番目の触媒床の第一の部分における塩化第二
銅と塩化カリウムとの重量比が約10対3である前記第
1〜12項各項の方法。 14 第2番目の触媒床の第二の部分が約15乃至約2
0%(重量)の塩化第二銅および約1.5乃至約3%(
重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩化
カリウムとの重量比が約5対1乃至約12対1である前
記第1〜13項各項の方法。 15 第2番目の触媒床の第二の部分における塩化第二
銅と塩化カリウムとの重量比が約10対1である前記第
1〜14項各項の方法。 16 第3番目の触媒床が約15乃至20%(重量)の
塩化第二銅および約1.5乃至約3%(重量)の塩化カ
リウムからなり、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重
量比が5対1乃至約12対1である前記第1〜15項各
項の方法。 17 第3番目の触媒床における塩化第二銅と塩化カリ
ウムとの重量比が約10対1である前記第1〜16項各
項の方法。 18 実質的に等しい量の酸素含有ガスを第1、2およ
び3番目の反応ゾーンに供給することからなる前記第1
〜17項各項の方法。 19 反応ゾーンが管状反応器からなつており、その各
々に触媒床がその管の中に含有されている前記第1〜1
8項各項の方法。 20 塩化水素を、第1番目の触媒床に接触させる前に
塩化ナトリウムまたは塩化カリウムに含浸させた活性ア
ルミナの球状粒子の床に接触させることからなる前記第
1〜19項各項の方法。 21 エチレン、塩化水素および第1番目の部分の酸素
含有ガスを混合し、そして、この混合フィードを第1番
目の触媒床に接触させる前に、塩化ナトリウムまたは塩
化カリウムに含浸させた活性アルミナの球状粒子の床に
接触させることからなる前記第1〜20項各項の方法。 22 活性アルミナを塩化カリウムに含浸させることか
らなる前記第1〜21項各項の方法。 23 第1番目の反応ゾーンが管状反応器であつて、そ
れが第1番目の触媒床を含む充填された管であり、入口
側に隣接したその管の部分が前記試剤で含浸された活性
アルミナの球状粒子からなる前記第1〜22項各項の方
法。 24 エチレンが塩化水素に対し、約35%以下のモル
過剰で存在していることからなる前記第1〜23項各項
の方法。 25 酸素含有ガスが塩化水素に対し、約25%以下の
モル過剰で存在していることからなる前記第1〜24項
各項の方法。 26 塩化水素の一部分を第1番目の反応ゾーンを迂回
させ、そして第2番目の反応ゾーンに供給することから
なる前記第1〜25項各項の方法。 27 エチレンを塩化水素および酸素含有ガスと、触媒
的に不活性な粒子によつて実質的には希釈されていない
活性アルミナの球状粒子上に担持された塩化第二銅およ
び塩化カリウムからなる触媒床の存在下で固定床オキシ
クロル化する反応システムであつて、(a)第1番目の
反応ゾーンは、反応試剤の流れ方向に沿つて2つの部分
に分割されていて、その第一の部分は該触媒床の約45
%乃至約75%からなり、そしてその第二の部分は該触
媒床の約25%乃至約55%からなり、かつ、前記第一
の部分は約4.5%乃至約12.5%(重量)の塩化第
二銅および約1.5%乃至約7%(重量)の塩化カリウ
ムからなつていて、その塩化第二銅と塩化カリウムとの
重量比が約1.5対1と約4対1との間であり、そして
、前記第二の部分は約12乃至約25%(重量)の塩化
第二銅および約0.5乃至約4%(重量)の塩化カリウ
ムからなつていて、その塩化第二銅と塩化カリウムとの
重量比が約5対1と約15対1との間であり、(b)第
2番目の反応ゾーンは、反応試剤の方向に沿つて2つの
部分に分割されていて、その第一の部分は前記触媒床の
約45%乃至約75%からなり、そして、その第二の部
分は前記触媒床の約25%乃至約55%からなり、その
触媒床の第一の部分は約5.5乃至約15%(重量)の
塩化第二銅および約1乃至5%(重量)の塩化カリウム
であつて、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が
約2対1と約6対1の間からなつていて、そして、その
第二の部分は約12乃至約25%(重量)の塩化第二銅
および約0.5乃至約4%(重量)の塩化カリウムから
なり、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比が約5
対1と約15対1との間であり、そして、(c)第3番
目の反応ゾーンは、約12乃至約25%(重量)の塩化
第二銅および約0.5乃至約4%(重量)の塩化カリウ
ムからなり、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比
が約5対1と約15対1との間であることからなる第3
番目の触媒床からなることを特徴とするエチレンの固定
床オキシクロル化の反応システム。 28 第1番目の触媒床の第一の部分が該床の約55乃
至約65%からなり、そして、該床の第二の部分が該床
の約35%乃至約45%からなる前記第27項の反応シ
ステム。 29 第1番目の触媒床の第一の部分が約5乃至約8%
(重量)の塩化第二銅および約2乃至約4%(重量)の
塩化カリウムからなる前記第27項または第28項の反
応システム。 30 第1番目の触媒床の第一の部物が約5.5乃至約
6.5%(重量)の塩化第二銅および約2.7乃至約3
.3%(重量)の塩化カリウムからなる前記第27〜2
9項各項の反応システム。 31 第1番目の触媒床の第一の部分における塩化第二
銅と塩化カリウムとの重量比が約2対1である前記第2
7〜30項各項の反応システム。 32 第1番目の触媒床の第二の部分が約15乃至約2
0%(重量)の塩化第二銅および約1.5乃至約3%(
重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩化
カリウムとの重量比が約5対1乃至約12対1である前
記第2T〜31項各項の反応システム。 33 第1番目の触媒床の第二の部分における塩化第二
銅と塩化カリウムとの重量比が約10対1である前記第
27〜32項各項の反応システム。 34 第2番目の触媒床の第一の部分が該床の約55乃
至約65%からなる前記第27〜33項各項の反応シス
テム。 35 第2番目の触媒床の第一の部分が約7.5乃至約
12.5%(重量)の塩化第二銅および約1.5乃至約
3.5%(重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第
二銅と塩化カリウムとの重量比が約3対1乃至約4対1
である前記第2T〜34項各項の反応システム。 36 第2番目の触媒床の第一の部分が約9乃至約11
%(重量)の塩化第二銅および約2.5乃至約3.5%
(重量)の塩化カリウムからなる前記第27〜35項各
項の反応システム。 37 第2番目の触媒床の第一の部分における塩化第二
銅と塩化カリウムとの重量比が約10対3である前記第
27〜36項各項の反応システム。 38 第2番目の触媒床の第二の部分が約15乃至約2
0%(重量)の塩化第二銅および約1.5乃至約3%(
重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩化
カリウムとの重量比が約5対1乃至約12対1である前
記第27〜37項各項の反応システム。 39 第2番目の触媒床の第二の部分における塩化第二
銅と塩化カリウムとの重量比が約10対1である前記第
27〜38項各項の反応システム。 40 第3番目の触媒床が約15乃至約20%(重量)
の塩化第二銅および約1.5乃至約3%(重量)の塩化
カリウムからなり、その塩化第二銅と塩化カリウムとの
重量比が約5対1乃至約12対1である前記第27〜3
9項各項の反応システム。 41 第3番目の触媒床における塩化第二銅と塩化カリ
ウムとの重量比が約10対1である前記第27〜40項
各項の反応システム。 42 酸素含有ガスを3つに分割する手段から更になり
、その各割合を第1、2および3番目の各々の反応ゾー
ンに供給することからなる前記第27〜41項各項の反
応システム。 43 反応ゾーンが管状反応器からなつており、その管
に各々の触媒床が含有されている前記第27〜42項各
項の反応システム。 44 前記第27〜43項各項の反応システムであつて
、更に塩化ナトリウムまたは塩化カリウムにて含浸され
たアルミナの球状粒子が触媒床前の入口側に隣接する第
1番目の反応ゾーンの管中に反応試剤の流れ方向に入れ
られていることからなる反応システム。 45 アルミナが塩化カリウムで含浸されている前記第
27〜44項各項の反応システム。 46 エチレン、塩化水素及び酸素含有ガスを、触媒的
には希釈されてなく、そして塩化第二銅および塩化カリ
ウムが活性化されたアルミナの球状粒子上に担持されて
いる触媒床と接触させることから成る固定床多段反応方
式におけるエチレンのオキシクロル化方法であつて、少
くとも1個の反応器においては触媒床は反応試剤の流れ
方向に二部分に分割されていて、その第一の部分は該触
媒床の約45%乃至約75%からなり、そして、第二の
部分は該触媒床の約25%乃至約55%からなり、かつ
、該第一部分は塩化第二銅が約4.5%乃至約12.5
%(重量)および塩化カリウムが約1.5%乃至約7%
(重量)から成つていて、その塩化第二銅と塩化カリウ
ムとの重量比が約1.5対1と約4対1との間であり、
そして、該第二部分は塩化第二銅が約12乃至約25%
(重量)および塩化カリウムが約0.5乃至約4%(重
量)から成つていて、その塩化第二銅と塩化カリウムと
の重量比が約5対1と約15対1との間にあることを特
徴とするエチレンの固定床オキシクロル化方法。 47 触媒床の第一の部分が約4乃至約8%(重量)の
塩化第二銅および約2乃至約4%(重量)の塩化カリウ
ムからなり、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比
が約1.5対1乃至3対1である前記第46項の方法。 48 エチレン又は部分的にクロル化されているその誘
導体から成る原料フィード、塩化水素及び酸素含有ガス
を、触媒的には希釈されてなく、そして塩化第二銅およ
び塩化カリウムが活性化されたアルミナの球状粒子上に
担持されている触媒床と接触させることから成る固定床
多段反応方式における該フィードのオキシクロル化方法
であつて、少くとも1個の反応器においては触媒床は反
応試剤の流れ方向に二分割されていて、その第一の部分
は該触媒床の約45%乃至約75%からなり、そしてそ
の第二の部分は該触媒床の約25%乃至約55%からな
り、かつ、該第一部分は塩化第二銅が約5.5乃至約1
5%(重量)および塩化カリウムが約1乃至約5%(重
量)からなつていて、その塩化第二銅と塩化カリウムと
の重量比が約2対1と約6対1との間であり、そして、
該第二部分は塩化第二銅が約12乃至約25%(重量)
および塩化カリウムが約0.5乃至約4%(重量)から
なつていて、その塩化第二銅と塩化カリウムとの重量比
が約5対1と約15対1との間であることを特徴とする
オキシクロル化方法。 49 触媒床の第一の部分が約7.5乃至約12.5%
(重量)の塩化第二銅および約1.5乃至約3.5%(
重量)の塩化カリウムからなり、その塩化第二銅と塩化
カリウムとの重量比が約3対1乃至約4対1からなる前
記第48項の方法。 50 活性アルミナの球状粒子からなるベースに担持さ
れた塩化第二銅および塩化カリウムからなる触媒組成物
であつて、そのベースが約225乃至約275m^2/
gのBET表面積、少なくとも90%の摩擦強度、約0
.3乃至0.6cc/g全窒素細孔容積、約50乃至1
00Åの平均細孔直径そして、約20乃至約50%の前
記細孔容積が約80乃至約600Åの直径の細孔によつ
て構成されている触媒組成物。
[Scope of Claims] 1. A fixed-bed oxychlorination process for ethylene, comprising (
a) a first portion of ethylene, hydrogen chloride and oxygen-containing gas in a first reaction zone substantially undiluted by catalytically inert particles and cupric chloride and Potassium chloride is reacted in contact with a first catalyst bed consisting of activated alumina spherical particles, said first catalyst bed having two parts in the flow direction of the reaction reagents. a first portion comprising about 45% to about 75% of the catalyst bed and a second portion comprising about 25% to about 55% of the catalyst bed.
and the first portion contains about 4.5 cupric chloride.
% to about 12.5% (by weight) and about 1% potassium chloride
.. 5% to about 7% (by weight), the ratio by weight of cupric chloride to potassium chloride being between about 1.5 to 1 and about 4 to 1; contains about 12% to about 25% (by weight) of cupric chloride and about 0.0% (by weight) of potassium chloride.
5 to about 4% (by weight), and the ratio by weight of cupric chloride to potassium chloride is between about 5 to 1 and about 15 to 1; ) and a second portion of oxygen-containing gas in a second reaction zone substantially undiluted by the catalytically inert particles and cupric chloride. and potassium chloride supported on spherical particles of activated alumina to react.
The second catalyst bed is divided into two parts in the direction of flow of the reactants, the first part comprising about 45% to about 75% of the catalyst bed, and the second part comprising about 45% to about 75% of the catalyst bed. about 25% to about 55% of the catalyst bed, with the first portion of the catalyst bed consisting of about 5.5 to about 15% (by weight) cupric chloride and about 1 to about 5% (by weight) potassium chloride. , the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is about 2:1 to about 6:1, and the second portion is about 12 to about 25% (by weight) of cupric chloride and about 0.5 to about 4
% (by weight) of potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being from about 5:1 to about 15:1, and (c) the product of step (b) above and oxygen. a third portion of the containing gas in a third reaction zone substantially undiluted by the catalytically inert particles, and cupric chloride is added to the spherical particles of activated alumina. from about 12 to about 25% (by weight) and from about 0.5 to about 4% (by weight) potassium chloride and in a ratio by weight of cupric chloride to potassium chloride of about 5:1 to about 15:1. A fixed bed oxychlor process for ethylene, characterized in that the reaction is carried out in contact with a third bed of supported catalyst. 2. The method of item 1 above, wherein the oxygen-containing gas is air. 3. The method of item 1 or 2 above, wherein the oxygen-containing gas is oxygen. 4. The first portion of the first catalyst bed comprises about 55% to about 65% of the bed, and the second portion of the first catalyst bed comprises about 35% to about 45% of the bed. ~Methods in each section of Section 3. 5. The method of paragraphs 1-4, wherein the first portion of the first catalyst bed comprises about 5 to about 8% (by weight) cupric chloride and about 2 to about 4% (by weight) potassium chloride. 6 The first portion of the first catalyst bed is about 5.5 to about 6
.. 5% (by weight) cupric chloride and about 2.7 to about 3.
The method according to each of the above items 1 to 5, comprising 3% (by weight) of potassium chloride. 7. Said first to third catalyst bed wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the first portion of the first catalyst bed is about 2:1.
Methods for each section in Section 6. 8 The second portion of the first catalyst bed is about 15 to about 20
% (by weight) of cupric chloride and about 1.5 to about 3% (by weight) of potassium chloride, in a weight ratio of cupric chloride to potassium chloride of about 5:1 to about 12:1. A method according to any of the above items 1 to 7. 9 said first catalyst bed wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the second portion of the first catalyst bed is about 10:1;
- Methods in each section of Section 8. 10. The method of each of paragraphs 1-9, wherein the first portion of the second catalyst bed comprises about 55% to about 65% of the bed. 11 The first portion of the second catalyst bed comprises about 7.5 to about 12.5% (by weight) cupric chloride and about 1.5 to about 3.5% (by weight) potassium chloride. , the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is about 3:1 to about 4:1
The method according to each of the above items 1 to 10. 12 The first portion of the second catalyst bed is about 9 to about 11
% (by weight) of cupric chloride and about 2.5 to about 3.5%
(by weight) of potassium chloride. 13. The method of each of paragraphs 1 to 12 above, wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the first portion of the second catalyst bed is about 10 to 3. 14 The second portion of the second catalyst bed is about 15 to about 2
0% (by weight) cupric chloride and about 1.5 to about 3% (by weight)
14. The method of any of the preceding paragraphs 1 to 13, wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is from about 5:1 to about 12:1. 15. The method of each of paragraphs 1 to 14 above, wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the second portion of the second catalyst bed is about 10 to 1. 16 The third catalyst bed is comprised of about 15 to 20% (by weight) cupric chloride and about 1.5 to about 3% (by weight) potassium chloride, the cupric chloride and potassium chloride by weight 16. The method of each of the above items 1 to 15, wherein the ratio is from 5:1 to about 12:1. 17. The method of each of paragraphs 1 to 16 above, wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the third catalyst bed is about 10:1. 18 said first step comprising supplying substantially equal amounts of oxygen-containing gas to the first, second and third reaction zones;
〜17 Methods for each item. 19. The reaction zone consists of tubular reactors, each of which contains a catalyst bed within the tube.
Methods for each section in Section 8. 20. The method of each of paragraphs 1 to 19, comprising contacting hydrogen chloride with a bed of activated alumina spherical particles impregnated with sodium chloride or potassium chloride before contacting the first catalyst bed. 21 Activated alumina spheres impregnated with sodium chloride or potassium chloride before mixing the ethylene, hydrogen chloride and a first portion of the oxygen-containing gas and contacting the mixed feed with the first catalyst bed. 21. The method of any of the preceding paragraphs 1 to 20, comprising contacting a bed of particles. 22. The method of each of the above items 1 to 21, which comprises impregnating activated alumina with potassium chloride. 23 The first reaction zone is a tubular reactor, which is a packed tube containing a first catalyst bed, and the section of the tube adjacent to the inlet side is made of activated alumina impregnated with said reagent. The method according to each of the above items 1 to 22, comprising spherical particles. 24. The method of each of paragraphs 1 to 23 above, wherein ethylene is present in a molar excess of about 35% or less relative to hydrogen chloride. 25. The method of each of paragraphs 1 to 24 above, wherein the oxygen-containing gas is present in a molar excess of about 25% or less relative to hydrogen chloride. 26. The method of each of paragraphs 1 to 25 above, comprising bypassing a portion of the hydrogen chloride through the first reaction zone and feeding it into the second reaction zone. 27 Catalyst bed consisting of ethylene with hydrogen chloride and oxygen-containing gas and cupric chloride and potassium chloride supported on spherical particles of activated alumina substantially undiluted by catalytically inert particles A reaction system for fixed bed oxychlorination in the presence of (a) a first reaction zone divided into two parts along the flow direction of the reactants, the first part being Approximately 45% of the catalyst bed
% to about 75%, the second portion comprising about 25% to about 55% of the catalyst bed, and the first portion comprising about 4.5% to about 12.5% (by weight) ) of cupric chloride and about 1.5% to about 7% (by weight) potassium chloride, with a weight ratio of cupric chloride to potassium chloride of about 1.5:1 to about 4:1. and the second portion is comprised of about 12 to about 25% (by weight) cupric chloride and about 0.5 to about 4% (by weight) potassium chloride; the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is between about 5:1 and about 15:1; (b) the second reaction zone is divided into two portions along the direction of the reaction reagents; wherein the first portion comprises about 45% to about 75% of the catalyst bed, and the second portion comprises about 25% to about 55% of the catalyst bed, and the second portion comprises about 25% to about 55% of the catalyst bed. The first portion is about 5.5 to about 15% (by weight) cupric chloride and about 1 to 5% (by weight) potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being between about 2:1 and about 6:1, and the second portion is about 12 to about 25% (by weight) cupric chloride and about 0.5 to about 4% (by weight). of potassium chloride, and the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is approximately 5.
and (c) the third reaction zone comprises about 12 to about 25% (by weight) cupric chloride and about 0.5 to about 4% (by weight) (by weight) of potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being between about 5 to 1 and about 15 to 1;
A reaction system for fixed-bed oxychlorination of ethylene, characterized in that it consists of a second catalyst bed. 28 The first portion of the first catalyst bed comprises about 55% to about 65% of the bed, and the second portion of the bed comprises about 35% to about 45% of the bed. Section reaction system. 29 The first portion of the first catalyst bed is about 5% to about 8%
29. The reaction system of paragraph 27 or paragraph 28, comprising cupric chloride (by weight) and about 2 to about 4% (by weight) potassium chloride. 30 The first component of the first catalyst bed contains about 5.5 to about 6.5% (by weight) cupric chloride and about 2.7 to about 3% (by weight) cupric chloride.
.. Said No. 27-2 consisting of 3% (by weight) potassium chloride
Reaction system for each section in 9 sections. 31 said second catalyst bed wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the first portion of the first catalyst bed is about 2:1;
Reaction systems for each item in items 7 to 30. 32 The second portion of the first catalyst bed is about 15 to about 2
0% (by weight) cupric chloride and about 1.5 to about 3% (by weight)
32. The reaction system of any of paragraphs 2T to 31 above, wherein the reaction system comprises potassium chloride (by weight), wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is from about 5:1 to about 12:1. 33. The reaction system of each of paragraphs 27-32 above, wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the second portion of the first catalyst bed is about 10 to 1. 34. The reaction system of each of paragraphs 27-33, wherein the first portion of the second catalyst bed comprises about 55% to about 65% of the bed. 35 The first portion of the second catalyst bed comprises about 7.5 to about 12.5% (by weight) cupric chloride and about 1.5 to about 3.5% (by weight) potassium chloride. , the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is about 3:1 to about 4:1
The reaction system according to each of Items 2T to 34 above. 36 The first portion of the second catalyst bed is about 9 to about 11
% (by weight) of cupric chloride and about 2.5 to about 3.5%
(by weight) of potassium chloride. 37. The reaction system of each of paragraphs 27-36 above, wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the first portion of the second catalyst bed is about 10 to 3. 38 The second portion of the second catalyst bed is about 15 to about 2
0% (by weight) cupric chloride and about 1.5 to about 3% (by weight)
38. The reaction system of any of the preceding paragraphs 27 to 37, wherein the reaction system comprises potassium chloride (by weight), wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride is from about 5:1 to about 12:1. 39. The reaction system of paragraphs 27-38, wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the second portion of the second catalyst bed is about 10 to 1. 40 Third catalyst bed is about 15 to about 20% (by weight)
of cupric chloride and about 1.5 to about 3% (by weight) potassium chloride, the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being about 5:1 to about 12:1. ~3
Reaction system for each section in 9 sections. 41. The reaction system according to any one of Items 27 to 40 above, wherein the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride in the third catalyst bed is about 10:1. 42. The reaction system according to each of the above items 27 to 41, further comprising means for dividing the oxygen-containing gas into three parts, and supplying each proportion to each of the first, second and third reaction zones. 43. The reaction system according to any of the preceding paragraphs 27 to 42, wherein the reaction zone consists of a tubular reactor, each tube containing a respective catalyst bed. 44 The reaction system according to any of the above items 27 to 43, in which spherical particles of alumina impregnated with sodium chloride or potassium chloride are further contained in the tube of the first reaction zone adjacent to the inlet side in front of the catalyst bed. A reaction system consisting of a reaction reagent placed in the direction of flow. 45. The reaction system according to any of the above items 27 to 44, wherein alumina is impregnated with potassium chloride. 46 From contacting ethylene, hydrogen chloride and oxygen-containing gases with a catalyst bed that is catalytically undiluted and in which cupric chloride and potassium chloride are supported on activated spherical particles of alumina. A process for oxychlorination of ethylene in a fixed bed multistage reaction system comprising: in at least one reactor, the catalyst bed is divided into two parts in the flow direction of the reaction reagents, the first part being the second portion comprises about 25% to about 55% of the catalyst bed, and the first portion comprises about 4.5% to about 4.5% cupric chloride. Approximately 12.5
% (by weight) and potassium chloride from about 1.5% to about 7%
(by weight), the weight ratio of cupric chloride to potassium chloride being between about 1.5 to 1 and about 4 to 1;
and the second portion is about 12 to about 25% cupric chloride.
(by weight) and potassium chloride from about 0.5 to about 4% (by weight), the ratio by weight of cupric chloride to potassium chloride being between about 5:1 and about 15:1. A fixed bed oxychlorination process for ethylene, characterized in that: 47 The first portion of the catalyst bed comprises from about 4 to about 8% (by weight) cupric chloride and from about 2 to about 4% (by weight) potassium chloride, the cupric chloride and potassium chloride weighing 47. The method of paragraph 46, wherein the ratio is about 1.5:1 to 3:1. 48 A raw material feed consisting of ethylene or a partially chlorinated derivative thereof, hydrogen chloride and an oxygen-containing gas, catalytically undiluted and cupric chloride and potassium chloride activated alumina A process for the oxychlorination of said feed in a fixed bed multistage reaction system comprising contacting the feed with a bed of catalyst supported on spherical particles, the catalyst bed being in the flow direction of the reactants in at least one reactor. the first portion comprising about 45% to about 75% of the catalyst bed, and the second portion comprising about 25% to about 55% of the catalyst bed; The first part contains about 5.5 to about 1 cupric chloride.
5% (by weight) and potassium chloride from about 1 to about 5% (by weight), the ratio of cupric chloride to potassium chloride being between about 2:1 and about 6:1 by weight. ,and,
The second portion is about 12 to about 25% (by weight) cupric chloride.
and about 0.5 to about 4% (by weight) of potassium chloride, wherein the ratio by weight of cupric chloride to potassium chloride is between about 5 to 1 and about 15 to 1. oxychlorination method. 49 The first portion of the catalyst bed is about 7.5% to about 12.5%
(by weight) of cupric chloride and from about 1.5 to about 3.5% (by weight)
49. The method of claim 48, wherein the cupric chloride to potassium chloride weight ratio is from about 3 to 1 to about 4 to 1. 50 A catalyst composition consisting of cupric chloride and potassium chloride supported on a base consisting of spherical particles of activated alumina, the base comprising about 225 to about 275 m^2/
g BET surface area, at least 90% frictional strength, about 0
.. 3 to 0.6 cc/g total nitrogen pore volume, about 50 to 1
A catalyst composition having an average pore diameter of 00 Å and about 20 to about 50% of the pore volume being constituted by pores having a diameter of about 80 to about 600 Å.
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