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Verfahren zur Gewinnung gasförmiger Chlorwasserstoffs ure aus wässriger Säure.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von gasförmiger Chlorwasserstoffsäure aus wässriger Säure mittels Chlorkalzium. Die Verwendung von Chlorkalzium zur Trennung des Chlorwasserstoffgases von den dasselbe enthaltenden Flüssigkeiten und Dämpfen ist bekannt und der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung ist der, ein wirtschaftlicheres, einfacheres und zuverlässigeres Verfahren als bisher zu schaffen und im besonderen eine stetige und ununterbrochene Gewinnung von Salzsäuregas in trockenem und konzentriertem Zustand zu erreichen. Es sollen ferner die mit weitgehender Verdampfung verbundenen Kosten und fallweise auftretenden Schwierigkeiten vermieden werden, die sich bei Erhitzung des verbrauchten Chlorkalziums zwecks Erzielung der zur Weiterverwendung notwendigen Konzentration ergeben.
Ein wichtiges Merkmal bei Durchführung der Erfindung zwecks Erzielung der oben geschilderten Ergebnisse besteht darin, dass das Chlorkalzium, sobald es eine gewisse Verdünnung erreicht hat, noch heiss einem entsprechenden Unterdruck ausgesetzt wird. der genügt. um unter Ausnützung der in der Lösung- enthaltenen Wärme eine Konzentration des Chlor- kalziums herbeizuführen, die es zur Wiederverwendung geeignet macht. Ein weiteres, wichtiges Kennzeichen besteht darin, dass diese Konzentrierung des Chlorkalziums in derselben Vorrichtung oder in einer Abteilung derselben Vorrichtung vorgenommen werden kann. in dem das Chlorkalzium das Salzsäuregas in Freiheit setzt.
Das Verfahren ist bei bestimmten Konzentrationen und Temperaturen wirksamer als bei anderen und obwohl nicht beabsichtigt ist, die Erfindung auf diese bestimmten Werte zu beschränken, sei erwähnt, dass eine Chlorkalziumiösung von anfänglich nicht mehr als 40 Teilen Wasser (vorzugsweise 30) auf 100 Teile Chlorkalzium befriedigende Resultate ergibt. Die Salzsäurekonzentration soll etwa 300/0 betragen. Es können annähernd gleiche Gewichtsmengen Chlorkalzium und wässriger Salzsäure genommen werden und man lässt die Temperatur nicht über zirka 1650 C ansteigen, da dies die höchste Temperatur ist, bei der das gesamte Chlorkalzium in Lösung bleibt und bei der noch kein festes Salz ausfällt.
Wenn stärker wasserhaltiges Chlorid verwendet wird, sinkt das Verhältnis zwischen wiedergewonnener gasförmiger und flüssiger Säure, d. h. die Gasmenge nimmt ab. während die Flüssigkeitsmenge steigt.
Wenn das Verhältnis der Gewichtsmengen von Chlorkalzium und flüssiger Saure sinkt, nimmt die Menge der wiedergewonnenem, gasförmigen Säure natürlich ab. Dies trifft auch zu, wenn die Konzentration der flüssigen Säure unter 30% ist ; in diesem Fall muss die Menge des Chlorkalziums vergrössert werden, wenn man gleiche Resultate bei der Rückgewinnung erzielen will. Trotzdem gibt es natürlich auch hier eine Grenze.
Bei der Ausführung des Verfahrens wird das Chlorkalzium und die wässrige Salzsäure
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Retorte unter Vakuum gesetzt. Versuche haben ergeben, dass der Wärmeinhalt der Lösung in diesem Zeitpunkt hinreicht, um unter Mitwirkung des Unterdrucks und ohne weitere Wärmezufuhr den grössten Teil des Wassers aus der Masse zu verdampfen, wobei als Rückstand Chlorkalzium mit einem Wassergehalt von nicht mehr als 30 Teilen auf 100 Teile des Chlorids bleibt, das noch heiss ist und sich ohne weiteres wieder verwenden lässt.
Beispiel : 1207. Chlorkalzium mit einem 40 Teile Wasser auf 100 Teile Chlorid nicht übersteigenden Wassergehalt werden in eine von aussen beheizte Retorte aus Salzsäure- festem Material eingebracht, die hierauf entweder auf einmal oder allmählich mit 100 kg 30 /oiger Chlorwasserstoffsäure beschickt und sodann erwärmt wird. Es entwickelt sich trockenes Chlorwasserstoffgas und der Gasstrom wird durch Regelung der Heizung konstantgehalten. Beim Verlassen der Retorte passiert das Gas eine Kühlschlange.
Wenn die Temperatur von 130 C erreicht ist, sind ungefähr 90 /o der ursprünglich vorhandenen Salzsäuremenge als trockenes konzentriertes Gas überdestilliert und der übrige Teil. der sieh am Boden der Kühlschlange angesammelt hat, stellt Säure von zirka Sa/n Konzentration dar, die zirka 80/0 der ursprünglichen Säuremenge beträgt. Diese konzentrierte Salzsäure kann entweder als solche verwendet werden oder aber mit einer frischen Charge flÜssiger Säure zur neuerlichen Aufarbeitung mittels Chlorkalzium gelangen.
Bei fortgesetzter Erwärmung geht eine Säure von allmählich abnehmender Konzentration über, die zu fraktionieren sich meist nicht lohnt. Ihre durchschnittliche Salzsänrekonzentration ist l /o.
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Bei Erreichung der Temperatur von 163" C wird mit dem Erwärmen ausgesetzt und Unterdruck hergestellt. Hiebei braucht man für die Vakuumpumpe nicht zu fürchten, da die überdestillierende Flüssigkeit fast reines Wasser ist, das sich ohne Schwierigkeiten kondensieren
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verwendet werden.
Versuche haben ergeben, dass die Erwärmung ohne Schwierigkeiten so geleitet werden kann, dass die erste Phase der Destillation, in der das Säuregas gewonnen wird, gegenüber der zweiten, in der man die Säurelösung erhält, etwas verlängert wird. Dies stellt ein einfaches Mittel dar, trockenes Salzsäuregas in stetigem und ununterbrochenem Strom zu erhalten. Dazu ist es nur notwendig, zwei Apparate aufzustellen und unter genauer Einhaltung der Phasen der Gewinnung des Säuregases und der gelösten Säure zu betreiben.
Beispielsweise kann das Rohr oder die Leitung, die das entwickelte Säuregas an seinen Bestimmungsort führen, gleichzeitig mit beiden Kühlschlangen verbunden sein. Beim Betriebe einer der beiden Retorten kann nach Beendigung der Gasentwicklung der Hahn zwischen der Kühlschlange und der Gasleitung abgesperrt und die sich dann kondensierende sehr verdünnte Säurelösung gesondert abgelassen werden, wenn die Vakuumleitung, wie beschrieben. gegen Ende des Arbeitsganges angeschlossen worden ist. Wenn der Hahn abgesperrt wird, hat der Arbeitsgang der zweiten Retorte bereits begonnen. Wenn in dieser zweiten Retorte die Gasentwicklung aufhört, ist das Überdestillieren der sehr verdünnten Säurelösung und auch die Einführung der 30% igen. für den dritten Arbeitsgang zu verwendenden Säure in die erste Retorte beendet.
Die Dauer der Phase. in der flüssige Säure gewonnen wird, ist merklich kürzer als die der Phase, in der Säuregas gewonnen wird. und dadurch bleibt der Bedienung genügend
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begonnen wird.
Es ist wesentlich, zu bemerken, dass die Temperatur des Chlorkalziums, das bei der Vakuumdestillation zurückbleibt, im Zeitpunkte seiner Wiederverwendbarkeit noch zirka 70 C beträgt. Also enthält es noch immer einen Teil der ihm zugeführten Wärme.
Das Verfahren stellt eine Lösung des Problems der Wiedergewinnung von gasförmiger Chlorwasserstoffsäure dar, das bisher in vielen Industrien noch nicht gelöst werden konnte.
Es ist dazu nur notwendig, diese Gase durch Wasser absorbieren zu lassen und Versuche haben ergeben, dass selbst bei Gasen sehr geringer Konzentration (0'5 g HCI im M) vollständige Absorption möglich ist, und zwar auch in verdünnter Salzsäure, bis eine Anreicherung auf zirka 27"/o erfolgt ist, welche Konzentration zur Anwendung des vorliegenden Verfahrens mehr als hinreichend ist.
Die Lösung, die in der beschriebenen Weise behandelt wird, gibt Chlorwasserstoffsäure als trockenes konzentriertes Gas ab, das ohne weiteres verwendbar ist, während sich für Gase der obenerwähnten, geringen Konzentration nicht leicht eine Verwendung finden lässt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung gasförmiger Chlorwasserstoffsäure aus wässriger Säure mittels Kalziumchlorid, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemisch wässriger (zweckmässig etwa 30%piger) Salzsäure und Kalziumchloridlösung von nicht mehr als 40 Teilen Wasser (zweckmässig etwa 30 Teile Wasser) auf 100 Teile Kalziumchlorid auf eine Temperatur von etwa 1650 C erwärmt, um das Chlorwasserstoffgas abzutreiben, und die Lösung hierauf einem Unterdruck aussetzt, um die Konzentrierung der Kalziumchloridlösung herbeizuführen.