AT200159B

AT200159B - Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem Halogenwasserstoff

Info

Publication number: AT200159B
Authority: AT
Original assignee: Knapsack Ag
Priority date: 1956-07-19
Filing date: 1957-06-13
Publication date: 1958-10-25

Description


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  Verfahren zur Gewinnung von hocaprozentigem Halogenwasserstoff 
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem, insbesondere für die Herstellung von reinem Halogenwasserstoffgas verwendbarem Halogenwasserstoff, insbesondere
Chlorwasserstoff und Bromwasserstoff aus einem diese Stoffe enthaltenden Gas- oder Dampfgemisch. 



   Es ist bekannt, einen im dampfförmigen oder gasförmigen Zustand in einem Abgas enthaltenen Stoff   i mit   einer Flüssigkeit zu absorbieren, welche aus einem azeotropen Gemisch des zu gewinnenden Stoffes mit einem zweiten Stoff besteht. Die dabei anfallende konzentrierte Lösung des ersten Stoffes im zweiten
Stoff wird anschliessend in einer geeigneten Vorrichtung erwärmt, wobei der leichter flüchtige erste Stoff solange entweicht, bis wieder die azeotrope Zusammensetzung erreicht ist. Dieses azeotrope Gemisch wird erneut zur Absorption verwendet. 



   Sind aber in dem Abgas von vornherein schon die beiden Stoffe enthalten, die das azeotrope Gemisch bilden, so kann mit dem genannten Absorptions-Desorptionsverfahren der erste Stoff nur zum Teil in rei- ner Form gewonnen werden. Im ungünstigsten Falle, wenn das Verhältnis der Menge des ersten Stoffes zur
Menge des zweiten Stoffes im Abgas gerade der azeotropen Zusammensetzung entspricht, ist es mit dem genannten Verfahren sogar unmöglich, den ersten Stoff auch nur zum Teil in reiner Form zu gewinnen. In jedem Falle fällt bei der Auskochung des ersten Stoffes aus der konzentrierten Lösung dieses ersten Stoffes im zweiten Stoff überschüssiges azeotropes Gemisch an, für das es häufig an einer geeigneten Verwen- dungsmöglichkeit fehlt. 



   Es wurde nun eine Verfahrensweise gefunden, mit der man je nach der Zusammensetzung des Gas- oder Dampfgemisches den Anfall an solchem, in der Regel unerwünschten,   überschüssigen   azeotropen
Gemisch vollständig oder zumindest zu einem erheblichen Teil verhindern kann. Dabei benutzt man den unter Betriebsbedingungen nicht kondensierbaren Anteil des Abgases als   Trägergasfürden   Abtransport des zweiten Stoffes aus dem erfindungsgemäss angewendeten Absorptionssystem. Dies ist insbesondere dann mit einem hohen Wirkungsgrad möglich, wenn, von der azeotropen Zusammensetzung ausgehend, das
Partialdruckverhältnis vom ersten zum   zweitenStoffnach geringeren Konzentrationen   hin stark zunimmt. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem Halogenwasserstoff besteht nunmehr darin, dass man den Halogenwasserstoff aus einem wasserdampfhaltigen Gas- und Dampfgemisch, welches neben diesem Halogenwasserstoff noch einen unter Betriebsbedingungen nicht kondensierbaren
Permanentgasanteil enthält, in einem Absorptionssystem im Laufe von mindestens zwei Teilschritten abtrennt, wobei man im ersten Schritt das Gas- und Dampfgemisch im Gegenstrom zu von oben heiss zu- laufender, bezüglich Halogenwasserstoff unterhalb der azeotropen Zusammensetzung liegender, wässriger Halogenwasserstoffsäure führt und dabei im oberen bzw.

   im mittleren und oberen Teil der Absorption einer Temperatursteigerung aussetzt, derart, dass der über Kopf abgehende Permanentgasanteil des Gasund Dampfgemisches zuvor bei einer Temperatur, die noch unterhalb des Siedepunktes der dort zulaufenden Säure liegt, zwar viel   Wamerdampf, aberwenig Halogenwasseistof f aufnimmt,   während am Bo - den eine konzentrierte Halogenwasserstoffsäure abgezogen und durch Auskochen auf 100%igen Halogenwasserstoff und etwa azeotrope Säure aufgearbeitet wird und wobei man im zweiten Schritt das über Kopf abgehende Gas- und Dampfgemisch anschliessend soweit abkühlt, dass nahezu der gesamte Anteil an Ha- 
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   Nach einer besonderen Ausführungsart der Erfindung benutzt man den als Trägergas wirkenden Permanentgasanteil des Gas- und Dampfgemisches dazu,

   um bei entsprechender Wahl der Temperatur am Kopf desAbsorptionssystem soviel Wasserdampf abzuführen, dass nach der anschliessenden Abkühlung dieses über Kopf abgehenden Gas- und Dampfgemisches,-und damit nach der nahezu vollständigen Abscheidung des in der Absorptionsstufe nicht aus dem Gas- und Dampfgemisch ausgewaschenen Halogenwasserstoffanteiles zusammen mit nur einem Teil des Wasserdampfes-, die im Abgas hinter dieser Kondensationsstufe (zweiter Schritt) verbleibende Wasserdampfmenge gerade derjenigen Wasserdampfmenge entspricht, die in dem dem Absorptionssystem (erster Schritt) von unten zugeführten Gas- und Dampfgemisch enthalten ist. 



  Wird weniger Wasserdampf im Abgas hinter der Kmdensationsstufe abgeführt als in dem zugeführten Gas-und Dampfgemisch enthalten ist, so fällt noch ein Teil des Chlorwasserstoffes in Form von überschüssigem azeotropen Gemisch an ; wird dagegen zuviel Wasserdampf mit dem abgehenden Gas abgezogen, so muss dem System Frischwasser zugeführt werden, damit die Menge des umlaufenden azeotropen Gemisches konstant bleibt. i DieHöhe derTemperatur am Kopf des Absorptionssystems kann durch die Wärme der diesem System oben heiss zulaufenden wässrigen Halogenwasserstoffsäure reguliert werden. Schliesslich kann die Höhe der Temperatur am Kopf des Absorptionssystems auch durch eine zusätzliche Beheizung regulierbar sein. 



  Die dem Absorptionssystem oben heiss zulaufende, verdünnte, wässrige Halogenwasserstoffsäure wird durch Mischen der verdünnten Säure, die durch Abkühlung hinter dem Absorptionssystem abgeschieden wurde, mit der azeotropen Säure hergestellt, welche durch Auskochen von Halogenwasserstoff aus der konzentrieren, wässrigen Halogenwasserstoffsäure anfällt, die aus dem Absorptionssystem unten abläuft. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist insbesondere vorteilhaft zur Gewinnung von Halogenwasserstoff aus einem wasserdampfhaltigen Abgas mit einem hohenPermanentgas- und einem verhältnismässig geringen Halogenwasserstoffgehalt. 



  Die Höhe der Temperatur am Boden des Absorptionssystems kann durch eine zusätzliche Kühlung reguliert werden. Es kann aber gleichzeitig auch das heisse, halogenwasserstoff- und wasserdampfhaltige Gas-und Dampfgemisch schon vor dem Eintritt in das Absorptionssystem in einer Vorkondensationsstufe auf eine unterhalb etwa + 400 C liegende Temperatur abgekühlt und die dabei anfallende Halogenwasser- stoffsäure, die einen oberhalb, der azeotropen Zusammensetzung liegenden Halogenwasserstoffgehalt besitzt, mit der aus dem Absorptionssystem unten ablaufenden, konzentrierten Halogenwasserstoffsäure vor deren Aufarbeitung vereinigt werden. 



  Beim Verfahren zur Gewinnung von hochprozentiger Chlorwasserstoffsäure verfährt man erfindungsgemäss so, dass man den Chlorwasserstoff aus einem wasserdampfhaltigen Gas- und Dampfgemisch, welches neben diesem Chlorwasserstoff noch einen unter Betriebsbedingungen nicht kondensierbaren Permanentgas- anteil wie z. B. Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Methan, Kohlendioxyd oder Gemische dieser enthält, wobei der Chlorwasserstoffgehalt zwischen etwa 0, 5 Vol.-% und etwa 70Vol.-%, derWasserdampfgehalt zwischen etwa 05 Vol.-% und etwa 40 Vol. -0/0 und der Permanentgasanteil zwischen etwa 5 Vol. -0/0 und etwa 99 Vol..-% liegen können und wobei diese Vol. -'10 bezogen sind auf die Summe aller Gas- und Dampfkomponenten, in einem Absorptionssystem im Laufe von zwei Teilschritten abtrennt.

   Im ersten Schritt führt man das Gas- und Dampfgemisch im Gegenstrom zu von oben'heiss zulaufender, wässriger Chlorwasserstoffsäure, wobei die Konzentration dieser Säure zwischen etwa 12 Gew.-% und etwa 21 Gen.-% an Chlorwasserstoff liegen kann und wobei man dabei dieses Gas- und Dampfgemisch im mittleren und oberen Teil der Absorption einer Temperatursteigerung aussetzt, derart, dass der über Kopf abgtehende Permanentg asanteil des Gas- und Dampfgemisches zuvor bei einer Temperatur, die noch unterhalb des Siedepunktes der dort zulaufenden Säure liegt, zwar viel Wasserdampf, aber wenig Chlorwasser- stoff aufnimmt, während am Boden eine konzentrierte Chlorwasserstoffsäure, deren Konzenträtionzwi- schen etwa 25 Gew.-% und etwa 35 Gew.-% an Chlorwasserstoff liegen kann,

   abgezogen und durch Auskochen auf 100% igen Chlorwasserstoff und etwa azeotrope Säure mit einem Gehalt von etwa 21 Gew.-% Chlorwasserstoff aufgearbeitet wird. Im zweiten Schritt kühlt man das über Kopf mit Temperaturen zwischen etwa +500 C und etwa +105  C abgehende Gas-und Dampfgemisch, dessen Chlorwasserstoffgehalt zwischen etwa 0, 1 Vol. -'10 und etwa 5 Vol. -% und dessen Wasserdampfgehalt zwischen etwa 3 Vol. do und etwa 60 Vol. -0/0, Rest Permanentgas, liegen kann, anschliessend soweit auf Temperaturen zwischen etwa +200 C und etwa +70  C ab, dass nahezu der gesamte Anteil an Chlorwasserstoff zusammen mit nur einem Teil des Wasserdampfes kondensiert wird, so dass in dieser Nachkondensationsstufe eine wässrige Chlorwasserstoffsäure mit einer Konzentration von zwischen etwa 0, 1 Gew.-% und etwa 15 Gel.

   do an Chlorwasserstoff anfällt, und dass das diese Nachkondensationsstufe verlassende Gas- und Dampfgemisch    

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   Cehalte von zwischen 0 % und etwa 25 Vol. -%Wasserdampf und vorteilhafterweise unter etwaO,lVol.'% Chlorwasserstoff, Rest Permanentgas aufweist.   
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Témperatur des Ausgangsgas- und Dampfgernischesses Gemisch vor dem Eintritt ill das Absorptionssystem in einer Vorkondensationsstufe auf eine unterhalb etwa 400 C liegende Temperatur abzukühlen und die dabei anfallende Halogenwasserstoffsäure, die einen oberhalb der azeotropen Zusammensetzung liegenden Halogenwasserstoffgehalt besitzt, mit der aus dem Absorptionssystem unten ablaufenden,   konzentrierten Halogenwasserstoffsäure   vor deren Aufarbeitung zu vereinigen.

   Die Temperatur der von oben zulaufenden wässrigen Säure kann beliebig sein. Sie ist je- doch vorteilhafterweise mindestens so heiss wie die gewünschte Temperatur des das Absorptionssystem über Kopf verlassenden Gas-und Dampfgemisches. 



   Das chlorwasserstoff- und wasserdampfhaltige Ausgangsgas- und Dampfgemisch enthält vorteilhafter- weise zwischen etwa   l Vol.-%   und etwa 15 Vol.-% Chlorwasserstoff, zwischen etwa 1 Vol.-% und etwa   130 Vol. -%"Wasserdampf   und zwischen etwa 60 Vol.-% und etwa 99   Vol. -0/0 Permanentgas,   wie z. B. Was-   serstoff. Stickstoff, Sauerstoff, Methan,   Kohlendioxyd oder Gemische dieser,   wobei. diese Vol.-%   wiede- nun bezogen sind auf die Summe aller Gas- und Dampfkomponenten. 



   Das aus dem Absorptionssystem über Kopf abgehende Gas- und Dampfgemisch besitzt vorteilhafter- weise eine zwischen   etwa :-600   C und etwa +90  C liegende Temperatur und weist, ebenfalls vorteilhaf- 
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    Gehalte@0 Vol.-%   und etwa 50   Vol. -0/0   Wasserdampf, Rest Permanentgas, auf. 



   Das die Nachkondensationsstufe verlassende Gas- und Dampfgemisch weist meistens eine zwischen   etwa.-30   C und etwa. 600 C liegende Temperatur, auf. 



   Die Konzentration der nach der Auskochung anfallenden Säure soll natürlich in der Nähe der azeotropen Zusammensetzung liegen. Je tiefer man bei der Auskochung mit der HCl-Konzentration herunterkommt umso günstiger ist dies für den Prozess. Es ist daher vorteilhaft, mit möglichst hohem Druck auszukochen. da sich dabei die azeotrope Zusammensetzung nach kleineren HCl-Konzentrationen verschiebt. 



  Mit guten Auskochapparaten kann man auf jeden Fall bis zu einem Chlorwasserstoffgehalt von etwa 21Gew. -%herunterkommen. 



   Das heisse. chlorwasserstoff- und wasserdampfhaltige Gas- und Dampfgemisch kann schon vor dem Eintritt in das Absorptionssystem in einer Vorkondensationsstufe auf eine unterhalb etwa +400 C liegende Temperatur abgekühlt und die dabei anfallende Chlorwasserstoffsäure, die eine Konzentration von zwischen etwa 25 Gew.-% und etwa 35 Gew.-% an Chlorwasserstoff besitzt, mit der aus dem Absorptionssystem unten ablaufenden, konzentrierten Chlorwasserstoffsäure vor deren Aufarbeitung vereinigt werden. 



   Beim Verfahren zur Gewinnung von hochprozentiger Bromwasserstoffsäure verfährt man erfindungsgemäss entsprechend so, dass man den Bromwasserstoff aus einem wasserdampfhaltigen   Gas-und Dampfge-   misch, welches neben diesem Bromwasserstoff noch einen unter Betriebsbedingungen nicht kondensierbaren Permanentgasanteil enthält, wobei der Bromwasserstoffgehalt zwischen etwa 0,5 Vol.-% und etwa 50 Vol.-%, der Wasserdampfgehalt zwischen etwa   0, 5 Vol.-%   und etwa 40 Vol.-lo undderPermanentgas- 
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 auf die Summe aller Gas-und Dampfkomponenten, in einem Absorptionssystem im Laufe von zwei Teilschritten abtrennt Im ersten Schritt führt man das Gas- und Dampfgemisch im Gegenstrom zu von oben heiss zulaufender, wässriger Bromwasserstoffsäure,

   wobei die Konzentration dieser Säure zwischen etwa 40   Gel.-%   und etwa 49 Gew.-% an Bromwasserstoff liegen kann und wobei man dabei dieses Gas- und Dampfgemisch im mittleren und oberen Teil der Absorption einer Temperatursteigerung aussetzt, derart, dass der über Kopf abgehende Permanentgasanteil des Gas- und Dampfgemisches zuvor bei einer Temperatur, die noch unterhalb des Siedepunktes der dort zulaufenden Säure liegt, zwar viel Wasserdampf, aber wenig Bromwasserstoff aufnimmt, während am Boden eine konzentrierte Bromwasserstoffsäure, deren Konzentration zwischen etwa 53 Gew.-% und etwa 60 Gew.-% an Bromwasserstoff liegen kann, abgezogen und durch Auskochen auf   lOOoigen   Bromwasserstoff und etwa azeotrope Säure mit einem Gehalt von etwa 48   Gew.-%   Bromwasserstoff aufgearbeitet wird. 



   Im zweiten Schritt kühlt man das über Kopf mit Temperaturen zwischen   etwa +400   C und etwa   - : 100    C abgehende Gas- und Dampfgemisch, dessen Bromwasserstoffgehalt zwischen etwa   0, l Vol.-%   und etwa 5 Vol.-% und dessen Wasserdampfgehalt zwischen etwa 3   Vol.-%   und etwa 60   Vol.-%,   Rest Permanentgas, liegen kann, anschliessend soweit auf Temperaturen unter etwa +600 C, dass nahezu der 

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 gesamte Anteil an Bromwasserstoff zusammen mit nur einem Teil des Wasserdampfes kondensiert wird.

   so dass in dieser Nachkondensationsstufe eine wässrige Bromwasserstoffsäure mit einer Konzentration von zwischen etwa 5 Gew.-% und etwa 40   Gene -%   an Bromwasserstoff anfällt und dass das diese Nachkondensationsstufe verlassende Gas- und Dampfgemisch Gehalte von zwischen etwa 3 Vol.-% und etwa 20   Vol. du   Wasserdampf und unter etwa 0,5 Vol.-% Bromwasserstoff, sowie zwischen etwa 80   Vol. -0/0   und etwa 97 Vol.-% Permanentgas aufweist. 



   Die Temperatur des   Ausgangsgas- und Dampfgemisches   soll wiederum nicht wesentlich über dem Siedepunkt der Waschflüssigkeit liegen und kann gegebenenfalls wie oben beschrieben vorgeregelt werden. 



   Die Temperatur der über Kopf aufgegebenen wässrigen Säure ist beliebig, vorteilhafterweise jedoch mindestens so hoch wie die erwünschte Temperatur des abgehenden Gases. 
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   In der Nachkondensationsstufe fällt im allgemeinen eine wässrige Bromwasserstoffsäure mit einer Konzentration von zwischen etwa 20 Gew.-% und etwa 35 Gew.-% an Bromwasserstoff an, wobei das die-   se Nachkondensationsstufe   verlassende Gas-und Dampfgemisch vorteilhafterweise Gehalte von unter etwa   0, l Vol.-'%   Bromwasserstoff aufweist. 



   Das heisse, bromwasserstoff- und wasserdampfhaltige Gas- und Dampfgemisch kann schon vor dem Eintritt in das Absorptionssystem in einer Vorkondensationsstufe auf eine unterhalb   etwa- :-40    C liegende Temperatur abgekühlt und die dabei anfallende Bromwasserstoffsäure, die eine Konzentration von zwischen etwa 50 Gew.-% und etwa 60   Gel.-%   an Bromwasserstoff besitzt, mit der aus dem Absorptionssystem unten anlaufenden, konzentrierten Bromwasserstoffsäure vor deren Aufarbeitung vereinigt werden. 



   In der beigefügten Zeichnung ist ein Fliessschema gemäss der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung schematisch dargestellt u. zw. bedeutet :
1 den Absorptionsturm, 2 die Zuleitung der verdünnten Säure über Kopf dieses Absorptionsturmes 1 und 3 die Ableitung des Gas-und Dampfgemisches über Kopf von 1. Die Kühlvorrichtung für dieses Gasund Dampfgemisch ist mit 4 bezeichnet. 5 ist die Bodenableitung der konzentrierten Säure aus dem   Ab-   sorptionsturm 1 und 6 der Auskocher, über dessen Kopf durch die Ableitung 7 das Halogenwasserstoffgas austritt. Bei 11 tritt die azeotrope Säure am Boden des Auskochers 6 aus. Diese wird über die Ableitung 13 teilweise aus dem Prozess entfernt und teilweise über die Ableitung 12 mit der verdünnten Säure vermischt, welche am Boden der Kühlvorrichtung 4 über die dortige Ableitung 8 austritt.

   Dieses Gemisch aus azeotroper Säure aus dem Auskocher 6 und verdünnter Säure aus der Kühlvorrichtung 4 wird wieder über Kopf durch die Zuleitung 2 dem Absorptionsturm 1 zugeführt, Über die Zuleitung 9 gelangt das Ausgangsgas-und Dampfgemisch aus Permanentgas, Halogenwasserstoff und Wasserdampf in Bodennähe in den Absorptionsturm   1,   während über die Ableitung 10 das Endgas aus der Kühlvorrichtung 4 austritt und abgeleitet wird. 



   Im einzelnen verfährt man, an Hand des Fliessschemas erläutert, im Falle eines Abgases, das aus 
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Absorptionssäure geführtzeichneten   Rohrbündel-Wärmeaustauscher -,   erwärmt, so dass die Temperatur am Kopf des Absorptions turmes 1 innerhalb eines Temperaturbereiches gehalten wird, der je nach dem Wasserdampfgehalt des Abgases und der Konzentration der dort zulaufenden Säure festzulegen ist und innerhalb welchem dann auch die Temperatur der über Kopf zulaufenden Absorptionssäure liegen kann. Die Temperatur der dort zulaufenden Säure kann aber auch höher liegen.

   Das am Kopf des Absorptionsturmes 1 durch die Leitung 3 abströmende mit Wasserdampf und Chlorwasserstoff beladene Permanentgas wird anschliessend in einer Kühlvorrichtung 4 soweit abgekühlt, dass praktisch der gesamte Chlorwasserstoffanteil zusammen mit einem Teil des Wasserdampfes kondensiert wird. Die durch die Leitung 5 im Absorptionsturm 1 ablaufende konzentrierte Salzsäure wird im Auskocher 6 wieder bis zur azeotropen Zusammensetzung ausgekocht, 
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 -Leitungden.   verdünnten Säure   und lässt dieses Gemisch wieder durch die Leitung 2 dem Absorptionsturm 1 zulaufen. Es   izt   grundsätzlich möglich, den mittleren und oberen Teil der Absorption mittels der aufgegebenen Säure zu erwärmen In diesem Fall kann das durch Leitung eingebrachte Säuregemisch in bekannter Weise z.

   B. mittels eines Graphit-Wärmeaustauschers zusätzlich aufgewärmt oder abgekühlt werden. Vorteilhafterweise wird jedoch die Absorption indirekt,   z.   B. mit Dampf beheizt, um die erforderliche Wär memenge dem System zuzuführen-Dann ist es nicht erforderlich, die Temperatur des zulaufenden Säure- gemisches vorzuregulieren, Bei 10 tritt das   1dgs- und Dampfgemisch   und bei 13 die überschüssige azeotrope Säure aus. 



   Die beschriebene Verfahrensweise lässt sich auch auf   Gas-und/oder Dampfgemische   übertragen, die neben dem Permanent- oder Trägergas an Stelle von Wasserdampf und Halogenwasserstoff zwei andere Komponenten enthalten, welche ein azeotropes Gemisch bilden. 



     Beispiel   Zwei N m3 des zirka 600 C heissen Permanentgases, bestehend aus Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxyd, strömen, mit 162 g Chlorwasserstoff und 150 g Wasserdampf beladen, durch die Leitung 9 in den Absorptionsturm 1 ein, wobei die Temperatur am Fusse des Absorptionsturmes bei 200 C liegt. 



   Durch Kondensation des Wasserdampfes und Absorption des Chlorwasserstoffes in der herabrieselnden
Absorptionssäure fallen pro diesen 2   Nm3   Permanentgas 1128 g einer etwa 31%igen (Gew. - %) Salzsäure bestehend aus 351 g HC1 und 777 g H2O an, die durch die Leitung 5 ablaufen. Das im Absorptionsturm 1 aufsteigende Abgas wird nach oben zu bis auf +74  C erwärmt. Durch die Leitung 3 werden von den über die Leitung 2 mit 74  C zulaufenden 1442 g 17%iger (Gew.-%) Säure, 569 g Wasserdampf   und 57   g Chlorwasserstoffgas in 2   NmPermanentgas     abgeführt.   Der   übrige   Teil der durch die Leitung 2 zulaufenden Säure läuft mit etwa 23 Gew.-% Chlorwasserstoffgehalt als Absorptionssäure durch   den Absorptionsturm l.   



   In der Kühlvorrichtung 4 wird das durch die Leitung 3 eintretende Gasgemisch auf   etwa-1-400   C abgekühlt wobei 483 g Wasser zusammen mit 57 g Chlorwasserstoff als 540 g 10, 5   %ige (Gew. -0/0) Säure   abgeschieden werden, die durch die Leitung 8 abläuft, während noch 86 g Wasserdampf in den 2 Nm3Per manentgas in der Gasphase verbleiben und durch die Leitung 10 ausströmen. 
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    (Gew. -0/0) Säure(Gew.-lo) Säure von   zirka 500   C,   so erhält man 1442 g 17%ige(Gew.-%) Säure von zirka 740 C, die man wieder durch die Leitung 2 dem Absorptionsturm 1 zulaufen lässt. 



   Durch die Leitung 13 werden 81 g   ige     (Gew. -0/0)   Salzsäure aus dem Prozess entfernt. Diese enthalten 17 g Chlorwasserstoff, die also nicht als   100% igues   Gas gewonnen werden können. 17 g sind aber nur
10, 5 Gew.-% des Chlorwasserstoffgehaltes der Abgäsmenge. 



   Mit den zurzeit üblichen Absorptionsverfahren hätten dagegen 40 g des Chlorwasserstoffes, das sind nahezu 25 Gew.-% nicht als   liges   Chlorwasserstoffgas gewonnen werden können. 



   Der im vorliegenden Beispiel gefundene Prozentsatz von 10,5 Gew.-% an überschüssigem AzeotropChlorwasserstoff ist kein Minimalwert. Durch eine entsprechende Vergrösserung der Berührungsfläche des Absorptionsturmes 1 lässt sich der Anfall an überschüssigem, azeotropen Gemisch bei der gewählten Ab-   gaszusammensetzung sogar vollständig vermeiden, Beispiel 2 : Aus den in 2 Nm 3 eines Permanentgases bestehend aus einem Gemisch von Stickstoff   Wasserstoff und Kohlendioxyd enthaltenen 250 g Bromwasserstoff und 46 g Wasserdampf eines 55 - 60   C   heissen   Abgases erhält man durch die erfindungsgemässe Arbeitsweise in der Ableitung 5, zusammen mit der im Absorptionsturm 1 herabrieselnden Absorptionssäure, 1586 g 56, 8%ige (Gew.-%) Bromwasserstoff säure.

   Je 2 Nm3 des mit   i-65    C am Kopf des   Absorptionsiurmes l   durch die Leitung 3 abströmenden Permanentgases führen von den über die Leitung 2 zulaufenden 1500 g   46% iger (Gew.-%)   Säure 40 g Bromwasserstoff und 170 g Wasser ab. so dass 1290 g 50 4%ige (Gew.-%) Säure als Absorptionssäure durch den   Absorptionsturm 1 laufen. In der Kühlvorrichtung 4 wird das durch die Leitung 3 eintretende Gasdampfgemisch auf etwa 35  C abgekühlt, wobei sich je 2 Nm Permanentgas 164 g 24, 4%ige (Gew.-%) Bromwas-   serstoffsäure abscheiden, die durch die Leitung 8 ablaufen, während 46 g Wasser in dem durch die Leitung   10 abströmenden   Abgas verbleiben. 



   Aus den durch die Leitung 5 ablaufenden 1586 g 56,   8% iger (Gew.-%)   Säure, werden im Auskocher 6 250 g nahezu   10obiger   Bromwasserstoff durch die Leitung 7 ausgetrieben, so dass 1336 g 48, 6% ige   (Gew. -0/0)   Säure zurückbleiben. Diese 1336 g werden mit den durch die Leitung 8-ablaufenden 164 g   24 4  iger (Gew.-%)   Säure vermischt, wobei 1500 g   46% ige (Gew.-%)   Säure erhalten werden, die man wieder durch die Leitung 2 dem Absorptionsturm 1 zulaufen lässt. 

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   In diesem Beispiel kann der gesamte Bromwasserstoffgehalt des Abgases als 100%iges Bromwasser- stoffgas gewonnen werden, während mit dem zur Zeit üblichen Verfahren maximal nur eine      oige Aus-   beute zu erzielen ist. 



     Beispiels :   72 Nm3 eines 50 - 60  C heissen Permanentgases aus Stickstoff, Sauerstoff und   Koh -   i lendioxyd, beladen mit 6 kg Chlorwasserstoff und 5,8 kg Wasserdampf, werden in einem   Vorkondensa-   tor von +980 C auf +35  C abgekühlt, wobei sich 6,8 kg   31%oige (Gew.-%)   Säure, bestehend aus 2, 11 kg
HCI   und 4, 69kg HzO   abscheiden, so dass noch 3,89 kg Chlorwasserstoff und 1, 11 kg Wasserdampf in dem
Permanentgas enthalten sind, welches unten in den Absorptionsturm 1 eintritt. 



   Im Absorptionsturm, der mit 56,29 kg +750 C heisser, 18, 5%iger   (Gew. -0/0)   Salzsäure beaufschlagt wird, werden am Boden 42,2 kg 29,7   loige     (Gew. -0/0)   Säure gewonnen. Das dem Turm mit +71,5 Cver- lassende Gas enthält 17, 31 kg Wasserdampf und 1, 78 kg Chlorwasserstoff und wird im Nachkondensator   auf-t42    C abgekühlt.

   Dabei werden 15, 1 kg 11,8 %ige (Gew.-%) Salzsäure abgeschieden, so dass im abgehenden Gas noch 3, 99 kg Wasserdampf und nur noch Spuren von Chlorwasserstoff enthalten sind. 
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 werden 41, 19 kg mit den 15,1 kg an 11, 8%iger (Gew.-%) Säure aus dem Nachkondensator vermischt und als 18,   59/oige (Gew.-lo) Säure   von etwa 800 C wieder über Kopf dem Absorptionsturm aufgegeben. 2,   29 kg  
21   Oleige     (Gew. -0/0)   Säure   müssen   aus dem Prozess entfernt werden. 



   Im vorliegenden Beispiel werden demnach92 %(Gew.-% bzw. Vol.-%) des HCl-Gehaltes des Gasge- misches als reines Chlorwasserstoffgas gewonnen. Mit den bisher üblichen Verfahren wären nur bis etwa
70 % (Gew.-% oder   Vol. -0/0)   des Chlorwasserstoffes als 100%iges HCl-Gas gewinnbar gewesen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Gewinnung von hochprozentigem Halogenwasserstoff aus'wasserdampfhaltigen Gas- und Dampfgemischen, welche neben diesem Halogenwasserstoff noch einen unter Betriebsbedingungen nicht kondensierbaren Permanentgasanteil enthalten, durch Absorption mit Hilfe von verdünnter, wässriger Halogenwasserstoffsäure, dadurch gekennzeichnet, dass man den Halogenwasserstoff in einer Absorptions- und einer Nachkondensationsstufe abtrennt, wobei man im ersten Schritt das Gas- urjI Dampfgemisch im Gegenstrom zu von oben heiss zulaufender, bezüglich Halogenwasserstoff unterhalb der azeotropen Zusammensetzung liegender, wässriger Halogenwasserstoffsäure führt und dabei im mittleren und oberen Teil der Absorption einer Temperatursteigerung aussetzt, derart,

dass der über Kopf abgehende Permanentgasanteil des Gas- und Dampfgemisches zuvor bei einer Temperatur, die noch unterhalb des Siedepunktes der dort zulaufenden Säure liegt, zwar viel Wasserdampf, aber wenig Halogenwasserstoff aufnimmt, während am Boden eine konzentrierte Halogenwasserstoffsäure abgezogen und durch Auskochen auf hochkonzentrierten Halogenwasserstoff und etwa azeotrope Säure aufgearbeitet wird und wobei man im zweiten Schritt das über Kopf abgehende Gas-und Dampfgemisch anschliessend soweit abkühlt, dass nahezu der gesamte Anteil an'Halogenwasserstoff zusammen mit nur einem Teil des Wasserdampfes kondensiert wird, und zur Absorption eine heisse, verdünnte, wässrige Halogenwasserstoffsäure verwendet wird, die durch Mischen der verdünnten Säure, die beim Abkühlen hinter der Absorption abgeschieden wurde, mit der azeotropen Säure,

welche durch Auskochen von Halogenwasserstoff aus der konzentrierten, wässrigen Halogenwasserstoffsäure anfällt, die aus dem Absorptionssystem unten abläuft, entsteht, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den als Trägergas wirkenden Permanentgasanteil des Gas- und Dampfgemisches dazu benutzt, um bei entsprechender Wahl der Temperatur am Kopf des Absorptionssystems soviel Wasserdampf abzuführen, dass nach der anschliessenden Abkühlung dieses über Kopf abgehenden Gas- und Dampfgemisches, - und damit nach der nahezu vollständigen Abscheidung des im.

Absorptionssystem nicht aus dem Gas- und Dampfgemisch ausgewaschenen Halogenwasserstoffanteils zusammen mit nur einem Teil des Wasserdampfes -, die im Abgas hinter dieser Kondensationsstufe (zweiter Schritt) verbleibende Wasserdampfmenge gerade derjenigen Wasserdampfmenge entspricht, die in dem dem Absorptionssystem (erster Schritt) von unten zugeführten Gas-und Dampige- misch enthalten ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Temperatur am Kopf des Absorptionssystems durch die Wärme der diesem System oben heiss zulaufenden wässrigen Halos genwasserstoffsäure reguliert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Tempe- <Desc/Clms Page number 7> rMur am Kopf des Absorptionssystems durch eine zusätzliche Beheizung reguliert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das dem Absorptions- system zugeführte, wasserdampfhaltige Gas- und Dampfgemisch aus Abgasen mit mindestens 60 % Per- manentgas- und höchstens 15 % Halogenwasserstoffgehalt besteht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Tempe- ratur am Boden des Absorptionssystems durch eine zusätzliche Kühlung reguliert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das heisse halogenwas- serstoff- und wasserdampfhaltigeGas- und Dampfgemisch schon vor dem Eintritt in das Absorptionssystem in einer Vorkondensationsstufe auf eine unterhalb etwa +400 C liegende Temperatur abgekühlt und die dabei anfallende Halogenwasserstoffsäure, die einen oberhalb der azeotropen Zusammensetzung liegen- den Halogenwasserstoffgehalt besitzt, mit der aus dem Absorptionssystem unten ablaufenden, konzen- trierten Halogenwasserstoffsäure vor deren Aufarbeitung vereinigt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zur Gewinnung von hochprozentigem Chlorwasser- stoff aus einem wasserdampfhaltigen Gas-und Dampfgemisch, welches neben diesem Chlorwasserstoff noch einen unter Betriebsbedingungen nicht kondensierbaren Permanentgasanteil enthält, wobei der Chlor- wasserstoffgehalt zwischen etwa 0,5 Vol.

No und etwa 70 Vol. -0/0, der Wasserdampfgehalt zwischen etwa 0,5 Vol. undetwa40Vol.-% und derpermanentgasanteil zwischen etwa 5 Vol.-% und etwa 99 Vol.-% liegen können und wobei diese Vol. do bezogen sind auf die Summe aller Gas- und Dampfkomponenten, durch Absorption mit Hilfe verdünnter wässriger Chlorwasserstoffsäure, dadurch gekennzeichnet, dass man den Chlorwasserstoff in einer Absorptionsstufe und einer Nachkondensationsstufe abtrennt, wobei man in der Absorptionsstufe das Gas- und Dampfgemisch im Gegenstrom zu von oben heiss zulaufender, wässriger Chlorwasserstoffsäure führt, wobei die Konzentration dieser Säure zwischen etwa 12 Gel.-% und etwa 21 Gel.-% an Chlorwasserstoff liegen kann,

und wobei man dabei dieses Gas- und Dampfgemisch im mittleren und oberen Teil der Absorption einer Temperatursteigerung aussetzt, derart, dass der über Kopf abgehende Permanentgasanteil des Gas- und Dampfgemisches zuvor bei einer Temperatur, die noch unterhalb des Siedepunktes der dort zulaufenden Säure liegt, zwar viel Wasserdampf, aber wenig Chlorwas - serstoff aufnimmt, während am Boden eine konzentrierte Chlorwasserstoffsäure, deren Konzentration zwischen etwa 25 Gew.-% und etwa 35 Gew.-% an Chlorwasserstoff liegen kann, abgezogen und durch Auskochen auf 100%igen Chlorwasserstoff und etwa azeotrope Säure mit einemGehalt von etwa 21Gew.-% Chlorwasserstoff aufgearbeitet wird und wobei man in der Nachkondensationsstufe das über Kopf mit Temperaturen zwischen etwa +500 C und etwa +1050 C abgehende Gas- und Dampfgemisch,

dessen Chlorwasserstoffgehalt zwischen etwa 0, l Vol.-% und etwa 5 Vol. -0/0 und dessen Wasserdampfgehalt zwischen etwa 3 Vol.-% und etwa 60 Vol. -0/0, Rest Permanentgas, liegen kann, anschliessend soweit auf Temperaturen zwischen etwa +200 C und etwa +700 C abkühlt, dass nahezu der gesamte Anteil an Chlorwasserstoff zusammen mit nur einem Teil des Wasserdampfes kondensiert wird, so dass in dieser Nachkondensationsstufe eine wässrige Chlorwasserstoffsäure mit nur einer Konzentration von zwischen etwa 0, 1 Gew.

-0/0 und etwa 15 Gew.-% an Chlorwasserstoff anfällt und dass das diese Nachkondensationsstufe verlassende Gas- und Dampfgemisch Gehalte von zwischen 0% und etwa 25 Vol.-% Wasserdampf und unter etwa 0, l Vol.-% Chlorwasserstoff, Rest Permanentgas, aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das chlorwasserstoff- und wasserdampfhaltige Ausgangsgas- und Dampfgemisch zwischen etwa 1 Vol. -0/0 und etwa 15 Vol.-% Chlorwasserstoff, zwischen etwa 1 Vol. -% und etwa 30 Vol. -0/0 Wasserdampf und zwischen etwa 60 Vol. -0/0 und etwa 99 Vol.-% Permanentgas enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass das aus dem Absorptionssystem über Kopf abgehende Gas- und Dampfgemisch eine zwischen etwa +600 C und etwa +900 C liegende Temperatur besitzt und Gehalte von zwischen etwa 0,1 Vol. -% und etwa 2 Vol. -0/0 Chlorwasserstoff und zwischen etwa 10 Vol.-% und etwa 50 Vol.-% Wasserdampf, Rest Permanentgas, aufweist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das die Nachkondensationsstufe verlassende Gas- und Dampfgemisch eine zwischen etwa +300 C und etwa +600 C liegende Temperatur aufweist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das heisse, chlorwasserstoff- und wasserdampfhaltige Gas- und Dampfgemisch schon vor dem Eintritt in das Absorptionssystem in einer Vorkondensationsstufe auf eine unterhalb etwa +400 C liegende Temperatur abgekühlt und die dabei anfallende Chlorwasserstoffsäure, die eine Konzentration von zwischen etwa 25 Gew.-% und etwa 35 Gew. an Chlorwasserstoff besitzt, mit der aus dem Absorptionssystem unten ablaufenden, konzentrierten Chlorwasserstoffsäure vor deren Aufarbeitung vereinigt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, zur Gewinnung von hochprozentiger Bromwasser <Desc/Clms Page number 8> EMI8.1 schen etwa 10 Vol.-% und etwa 99 Vol. -0/0 liegen können und wobei diese Vol. -0/0 bezogen sind auf die i Summe aller Gas- und Dampfkomponenten, durch Absorption mit Hilfe verdünnter wässriger Bromwasser- stoffsäure, dadurch gekennzeichnet, dass man den Bromwasserstoff in einer Absorptionsstufe und einer Nachkondensationsstufe abtrennt, wobei man in der Absorptionsstufe das Gas- und Dampfgemisch im Ge- genstrom zu von oben heiss zulaufender, wässriger Bromwasserstoffsäure führt,

wobei die Konzentration dieser Säure zwischen etwa 40 Gew.-% und etwa 49 Gew.-% an Bromwasserstoff liegen kann und wobei man dabei dieses Gas- und Dampfgemisch im mittleren und oberen Teil der Absorption einer Tempera- tursteigerung aussetzt, derart, dass der über Kopf abgehende Permanentgasanteil des Gas- und Dampfge- misches zuvor bei einer Temperatur, die noch unterhalb des Siedepunktes der dort zulaufenden Säure liegt, zwar viel Wasserdampf, aber wenig Bromwasserstoff aufnimmt, während am Boden eine konzen- trierte Bromwasserstoffsäure, deren Konzentration zwischen etwa 53 Gew.-% und etwa 60 Gew.-% an Brom- wasserstoff liegen kann, abgezogen und durch Auskochen auf 100 % igen Bromwasserstoff und etwa azeo- trope Säure mit einem Gehalt von etwa 48 Gew.-% Bromwasserstoff aufgearbeitet wird,

und wobei man in der Nachkondensationsstufe das über Kopf mit Temperaturen zwischen etwa +400 C und etwa +100 C abgehende Gas-und Dampfgemisch, dessen Bromwasserstoffgehalt zwischen etwa 0, 1 Vol.-% und etwa 5 Vol.-% und dessen Wasserdampfgehalt zwischen etwa 3 Vol.-% und etwa 60 Vol.

-0/0, Rest Permanent- gas, liegen kann, anschliessend soweit auf Temperaturen unter etwa +60 C abkühlt, dass nahezu der ge- samte Anteil an Bromwasserstoff zusammen mit nur einem Teil des Wasserdampfes kondensiert wird, so dass in dieser Nachkondensationsstufe eine wässrige Bromwasserstoffsäure mit einer Konzentration von zwi- schen etwa 5 Gew.-% und etwa Gel.-% an Bromwasserstoff anfällt und dass das diese Nachkondensa- tionsstufe verlassende Gas-und Dampfgemisch Gehalte von zwischen etwa 3 Vol. -0/0 und etwa 20 Vol.-% Wasserdampf und unter etwa 0,5 Vol.-% Bromwasserstoff sowie zwischen etwa 80 Vol. -0/0 und etwa 97 Vol.-% Permanentgas aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das bromwasserstoff-und wasser- EMI8.2 etwa 99 Vol.-% Permanentgas enthält.

15. Verfahren nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet ; dass das aus dem Absorptionssystem über Kopf abgehende Gas- und Dampfgemisch eine zwischen etwa +500 C und etwa - ;. 800 C liegende Temperatur besitzt und Gehalte von zwischen etwa 0, l Vol.-% und etwa 2 Vol.-% Bromwasserstoff und zwischen etwa 3 Vol.-% und etwa 40 Vol. -0/0 Wasserdampf, Rest Permanentgas aufweist.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nachkondensationsstufe eine wässrige Bromwasserstoffsäure mit einer Konzentration von zwischen etwa 20 Gew.-% und etwa 35 Gew.-% an Bromwasserstoff anfällt und dass das diese Nachkondensationsstufe verlassende Gas-und Dampfgemisch Gehalte von unter etwa 0, 1 Vol.-% Bromwasserstoff aufweist.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass heisses bromwasserstoff-und wasserdampfhaltiges Gas-und Dampfgemisch schon vor dem Eintritt in das Absorptionssystem in einer Vorkondensationsstufe auf eine unterhalb etwa +40 C liegende Temperatur abgekühlt und die dabei anfallende Bromwasserstoffsäure, die eine Konzentration von zwischen etwa 50 Gew.-% und etwa 60 Gew.-% an Bromwasserstoff besitzt, mit der aus dem Absorptionssystem unten ablaufenden, konzentrierten Bromwasserstoffsäure vor deren Aufarbeitung vereinigt wird.