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OSTERREICHISCHE STICKSTOFFWERKE AKTIENGESELLSCHAFT, résidant à LINZ (Autriche).
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PROCEDE DE PREPARATION DXACHLOROCYCLOHEXANE.
La réaction du benzène et du chlore à la lumière fournit, com- me on le sait, un mélange d'isomères d'hexachlorocyclohexane., dont l'iso- mère gamma a pris une importance industrielle comme constituant actif d' insecticide.
Si l'on veut obtenir un hexachlorocyclohexane aussi riche que possible en isomère gamma et contenant surtout peu de produits de substi- tution chlorés indésirables, il est connu d'effectuer la réaction, norma- lement exothermique, à une température aussi basse que possible. On a pro- posé par exemple, dans cet ordre d'idées de refroidir à 20 C le benzène avant de l'introduire dans la zone de réaction.
Les modes opératoires connus jusqu'à présent comportent une sé- rie d'inconvénients Par exemple, la difficulté de la dissipation de la chaleur de réaction ne permet qu'un rendement relativement faible. Le fait que le récipient de réaction est exécuté en métal exige le plus souvent que l'installation d'irradiation soit placée à l'intérieur du récipient, et les produits de réaction cristallisés se fixent alors sur le corps lumineux cré- ant ainsi des pertes de lumière.' On a trouvé à présent qu'à la différence des procédés connus,on peut obtenir des avantages techniques et économiques importants en prenant soin avant tout,de la façon expliquée en détails plus loin, d'éloigner directement la chaleur de réaction du mélange, d'une manière techniquement simple et avantageuse.
Suivant l'invention, on atteint ce but en soumettant les ingrédients de réaction à l'irradiation sous la forme d'un film liquide mince immédiate- ment refroidi sur la surface d'écoulement même. De cette façon, la chaleur de réaction,nuisible au produit final, est dissipée très promptement et sû- rement
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Le temps de séjour relativement court du mélange de réaction dans la zone d'irradiation permet d'obtenir un rendement très élevé et un mélange d'isomères qui, déjà à l'état brut, est incolore, à. peu près exempt d'huile et relativement exempt d'odeurs désagréables La cristal- lisation du produit de réaction sur le système d'irradiation est impossi- ble puisque celui-ci se trouve à l'extérieur de l'espace de réaction.
La lumière irradie d'abord suivant l'invention, la couche d'agent de refroi- dissement, ce qui fait que les rayons calorifiques accompagnant les rayons lumineux ne peuvent entrer dans l'espace de réaction et l'échauffer de fagon indésirable.
Le procédé de l'invention permet d'obtenir un rendement beau- coup plus élevé que le procédé connu, dans lequel le benzène réagit par exemple sous forme de vapeur, avec le chlore. Il rend en outre possible de travailler avec un excès de benzène des plus réduits, et de maintenir ainsi constante la température du produit de réaction à une valeur peu éle- vée, alors qu'il est nécessaire, lorsque la réaction s'effectue par exemple dans une colonne Raschig, d'entraîner la chaleur de la réaction par du ben- zène en excès ou un autre solvant.
Ces avantages s'obtiennent le mieux à l'aide de l'agencement représenté sur le schéma annexéa Celui-ci comprend essentiellement un ré- cipient de réaction 1, de forme tubulaire ou analogue", en matière translu- cide, par exemple en verre, à l'intérieur duquel s'écoulent ensemble du chlore gazeux introduit par la conduite 5 et du benzène liquide introduit par le distributeur 4, le benzène sous la forme d'un mince film liquide s'écoulant rapidement le long de la paroi intérieure du récipient de réac- ti-on. Le tube 1 est entouré à distance appropriée d'un second tube concen- trique 2 également en matière translucide.
Dans l'espace compris entre les deux tubes s'écoule, à équi-courant ou contre-courant, un agent de re- froidissement comme l'eau par exemple, en contact direct avec la paroi sé- parant le mélange de réaction et le milieu de refroidissement. Le maintien constant de la température de réaction à un niveau peu élevé, obtenu de cette façon, évite aussi les risques de bris du récipient de réaction. Im- médiatement à l'extérieur de la chemise de refroidissement se trouvent les corps éclairants 3, en forme de tubes ou autre forme, qui ont la même lon- gueur que le tube de réaction. Cet agencement fait réaliser une économie d'espace maximum.
Le benzène liquide entrant à la partie supérieure de l'appareil est dirigé par un distributeur approprié 4 pour s'écouler en un film régu- lier sur la paroi intérieure refroidie de l'extérieur, où il se mélange au chlore gazeux et est exposé à l'irradiation.
Afin de faire entrer en réaction les dernières parties du chlore présent en quantité inférieure à la quantité théoriquement nécessaire, on peut avantageusement faire suivre l'appareil d'un tube de post-réaction,par exemple également en verre, également irradié de l'extérieur, mais dépourvu de chemise de refroidissement. Le mélange s'écoulant du tube de réaction peut ainsi être évacué à contre-courant, comme le montre le dessin. La post# chloration peut aussi être obtenue en donnant au tube de réaction une lon- gueur plus grande que la longueur nécessaire à l'exécution de-la réaction principale à allure rapide, avec ou sans prolongement correspondant de la chemise de refroidissement.
Cependant,pour économiser la matière et ré- duire l'encombrement,la fin plus lente de la chloration peut s'effectuer en supprimant le refroidissement dans la partie terminale du tube, ou dans une partie distincte et non refroidie de l'appareil. Gomme il ne reste plus à ce moment qu'une faible quantité de chlore à faire réagir, la conta- mination du produit final par formation de sous-produits indésirables n'est pas à craindre,.
La réaction de chloration principale s'effectue dans la partie marquée I, tandis que la post-chloratlon a lieu dans la partie II. Dans cette seconde partie, 1 désigne à nouveau le récipient de réaction et 6 la paroi extérieure de ce récipient permettant le passage à contre-courant.
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L'invention n'est pas limitée à la forme de réalisation repré- sentée sur le schéma. Les récipients de réaction I et II peuvent être réu- nis en un seul appareil comme sur le dessin, ou séparés et reliés par des tuyaux La section transversale du récipient de réaction n'est pas nécessairement circulaire .
EXEMPLE.
On introduit par heure dans le tube de réaction décrit ci-des- sus 12 parties en poids de benzène et 1,4 partie en poids de chlore De cette manière, on obtient directement à la sortie du tube une solution benzénique contenant environ 14% d'un mélange d'isomères d'hexachlorocy- clohexane. Après avoir séparé le benzène par distillation, on obtient 1,7 partie en poids du mélange d'isomères d'hexachlorocyclohexane, conte- nant 17 % de gamma-hexachlorocyclohexane, incolore et très peu odorant.
Si l'on supprime le refroidissement du mélange de réaction s'écoulant en couche mince, on n'obtient qu'un tiers environ de la quan- tité de mélange brut d'isomères.
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ï E Y E N D I g T I 0 N S
1. Procédé de préparation d'hexachlorocyclohexane par réaction de benzène liquide en couche mince avec du chlore gazeux sous l'effet de la lumière, caractérisé en ce qu'on fait réagir avec le chlore le benzène éventuellement prérefroidi, sous la forme d'un film continu et liquide, refroidi pendant la réaction, les rayons lumineux passant par l'agent de refroidissement du mélange de réaction avant d'agir sur ce dernier.