AT220597B - Verfahren zur Herstellung von Metallhalogeniden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Metallhalogeniden

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AT220597B
AT220597B AT303160A AT303160A AT220597B AT 220597 B AT220597 B AT 220597B AT 303160 A AT303160 A AT 303160A AT 303160 A AT303160 A AT 303160A AT 220597 B AT220597 B AT 220597B
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cracking
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halogenation
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AT303160A
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Rene Antoine Paris
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Pechiney Prod Chimiques Sa
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  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von Metallhalogeniden 
Es ist bekannt, Metallchloride, wie z. B. Chloride des Aluminiums, Eisens, Siliziums, Mangans, Calciums, Titans, Zirkons, Tantals, Niobs, Berylliums usw., wobei diese Aufzählung nicht einschränkend sein soll, dadurch herzustellen, dass gasförmiges Chlor mit einem Gemisch eines Oxyds des genannten Metalls oder einer ähnlichen Verbindung und Kohlenstoff umgesetzt wird, wobei gegebenenfalls auf die Temperatur erhitzt wird, die zur Einleitung und/oder Unterstützung der Chlorierungsreaktion erforderlich ist, wie sie beispielsweise durch folgende Gleichungen dargestellt ist : 
 EMI1.1 
 und/oder 
 EMI1.2 
 wobei M ein Metall mit der Wertigkeit n ist. 



   Es ist auch bekannt, dass die Zersetzung von gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen durch ihre Erhitzung auf eine mehr oder weniger hohe Temperatur, die gewöhnlich höher ist als einige hundert Grad, unterstützt wird. Durch das thermische Cracken von Methan werden beispielsweise direkt Kohlenstoff und Wasserstoff nach der folgenden endothermen Reaktion erhalten : 
 EMI1.3 
 
Ausser derartigen Reaktionen der Zersetzung von Kohlenwasserstoffen in ihre Elemente können jedoch auch Zwischenreaktionen erfolgen, bei denen neue Kohlenwasserstoffe gebildet werden. Dies gilt besonders für das Cracken von Kohlenwasserstoffen, die eine mehr oder weniger grosse Anzahl von Kohlenstoffatomen aufweisen. 



   Beispielsweise ist es bekannt, Russ auf technischem Wege durch thermisches Cracken von leichten Kohlenwasserstoffen zu erzeugen. Dann wird der pulverförmige Russ von dem Gasstrom mitgenommen und auf beliebige bekannte Weise, beispielsweise durch Filtrieren, auf Hülsen oder mit Hilfe von Zyklonen usw. gewonnen. 



   Damit die vorstehend angegebene Reaktion   (1)   leicht, rasch und vollständig durchgeführt werden kann, müssen das Oxyd und der Kohlenstoff, die sich beide im festen Zustand befinden, vorher so innig wie möglich miteinander in Berührung gebracht werden. Bisher wird dies mit Hilfe von mechanischen Verfahren durchgeführt, beispielsweise durch Brechen, Kneten, Mischen, Agglomerieren usw. Diese Verfahren haben unter anderem den Nachteil, dass sie einen mehr oder weniger niedrigen Wirkungsgrad haben und das oxydierte Element und das Reduktionsmittel, die sich beide im festen Zustand befinden, nur mehr oder weniger wirksam miteinander in Berührung bringen. 



   Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung eines Verfahrens zur Erzeugung von Metallhalogeniden, in dem das Mittel zur Reduktion des zu behandelnden Metalloxyds aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 erzeugt wird, worauf das Oxyd und der reaktionsfähige Kohlenstoff sehr innig und gründlich miteinander in Berührung gebracht und dadurch die vorgenannten Nachteile beseitigt werden. 



   Ferner bezweckt die Erfindung die Schaffung eines mit praktisch automatischer Wärmeregelung durchgeführten Verfahrens zur Erzeugung von Metallhalogeniden, in dem einerseits nach einer thermischen Zersetzungsreaktion, wie z. B. 
 EMI2.1 
 praktisch die gesamte Menge des verwendeten Kohlenwasserstoffes Kohlenstoff erzeugt, der gründlich mit dem behandelten Metalloxyd in Berührung gebracht wird und anderseits praktisch die gesamte Menge der dabei gebildeten gasförmigen Verbindungen auf eine höhere Oxydationsstufe gebracht werden. 



   Weiters bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zur Erzeugung von im wesentlichen reinen und wasserfreien Metallhalogeniden, die praktisch keine entsprechenden Oxyhalogenide enthalten. 



   Es ist wohl bereits versucht worden, diese genannten Erfindungsziele zu erreichen, so enthält die USA-Patentschrift   Nr. 1, 713, 968   (LEA, Humhrey)   den Vorschlag, Kohlenwasserstoffe mit hocherhitztem   Aluminiumoxyd zu cracken und das erhaltene Produkt zu chlorieren. Die gemäss diesem Verfahren zur Verwendung gelangenden schweren Kohlenwasserstoffe wie Heizöle   u. dgl.   erwiesen sich jedoch für den Zweck der vorliegenden Erfindung als völlig unbrauchbar, weil diese Kohlenwasserstoffe nicht   volkom-   men verdampft werden können und Anlass zu unerwtinschten Nebenreaktionen geben. Der Autor dieser Patentschrift empfiehlt daher zur Behebung dieses Mangels und zur Verbesserung der Ausbeute, dass die Oxydcharge mit festem Kohlenstoff gemischt werden soll. 



   Gemäss vorliegender Erfindung erfolgt das Cracken, wie im folgenden noch deutlicher erläutert werden wird, im Inneren der Masse des Oxydes und die Halogenierungsreaktion geht quasi gleichzeitig im gleichen Inneren dieser gleichen Oxydmasse vor sich. Erfindungsgemäss wurde nämlich erkannt, dass bei Verwendung der leichtesten Kohlenwasserstoffe bei der Crackreaktion genügend Kohlenstoff in feinster Verteilung an den gewünschten Stellen und in so reaktionsfähiger Form erhalten wird, dass ein Zusatz von Kohlenstoff zur Oxydcharge ganz überflüssig ist. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Erzeugung von Metallhalogeniden besteht darin, dass KohlenWasserstoffverbindungen, die höchstens vier Kohlenstoffatome enthalten, im gasförmigen Zustand bei hohen Temperaturen mit Metalloxydteilchen in Berührung gebracht und gecrackt werden und dass mit diesen Teilchen und den durch dieses Cracken erhaltenen Produkten bei hohen Temperaturen ein Halogen in Berührung gebracht wird. 



   Erfindungsgemäss wurde nämlich gefunden, dass durch das thermische Cracken von niedrigen Kohlenwasserstoffen in Berührung mit festen Teilchen aus Oxyden beispielsweise des Aluminiums, Magnesiums, Vanadins, Titans, Zirkons, Tantals, Niobs, Berylliums usw. - wobei diese Aufzählung nicht als einschränkend anzusehen ist-und durch die Umsetzung eines gasförmigen Halogens beispielsweise von Chlor, Brom oder Jod bei einer Temperatur, die zur Einleitung und/oder Unterstützung der Halogenierungsreaktion genügt, direkt ein Metallhalogenid oder ein Halogenid eines Metalloids erhalten wird.

   Es findet praktisch derselbe Vorgang statt, als wenn beim Cracken von gesättigten Kohlenwasserstoffen die folgende Gesamtreaktion erhalten werden würde : 
 EMI2.2 
   und/oder   
 EMI2.3 
 wobei M ein Metall mit der Wertigkeit n und X ein Halogen wie Chlor, Brom oder Jod darstellt, und die eine und/oder die andere der beiden Reaktionen als eine Funktion der Temperatur fortschreiten, bei der das erfindungsgemässe Verfahren durchgeführt wird. 



   Diese Reaktion muss jedoch so durchgeführt werden, dass die Menge des mit einer gegebenen Menge des Kohlenstoffes und Metalloxyde in Berührung tretenden Halogens gegenüber der in Gleichung (3) und/ oder (3b) angegebenen theoretischen Menge des Kohlenstoffes praktisch im Überschuss vorhanden ist. 



   Die Menge der für eine gegebene Masse des Oxydes eingeführten Kohlenwasserstoffe wird so berechnet, dass die Gesamtmenge der durch das Cracken erzielten Kohlenstoffatome gleich gross oder grösser ist als die nach Gleichung (3) und/oder (3b) erforderliche Anzahl. Wenn man das Volumen und die Zusam- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 mensetzung der behandelten Kohlenwasserstoffe kennt, ist die Anzahl dieser Kohlenstoffatome leicht messbar. Dies kann z. B. momentan erfolgen, indem man durch quantitative Analyse die Anzahl der Was- serstoffatome feststellt, die in den aus der Crackzone austretenden Gasen enthalten sind, nachdem ge- gebenenfalls der freie Kohlenstoff abgezogen wird, der von den Gasen mitgenommen worden sein kann. 



   Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden insbesondere gesättigte aliphatische
Kohlenwasserstoffe mit nicht mehr als 4 Kohlenstoffatomen, beispielsweise Methan, verwendet, damit man durch das Cracken reduzierend wirkenden Kohlenstoff und Wasserstoff erhält. Bei Verwendung dieser leichten Kohlenwasserstoffe werden Nebenreaktionen bei der Crackung von vornherein ausgeschaltet, so dass einerseits die Bildung des reduzierend wirkenden Kohlenstoffes praktisch quantitativ erfolgt und an- derseits das gewonnene Gasgemisch von Verunreinigungen frei ist. 



   Es wurde festgestellt, dass Kohlenwasserstoffe unter Bildung von reduzierend wirkendem Kohlenstoff erfindungsgemäss gecrackt werden können, indem diese Kohlenwasserstoffe direkt mit dem zu behandeln- den Oxyd in Berührung gebracht werden. Das Cracken erfolgt bei Temperaturen, die hoch genug sind, um eine fast quantitative technische Reaktion mit hoher Geschwindigkeit und hohem Wirkungsgrad zu ermög- lichen, insbesondere bei Temperaturen über   900oC,   vorzugsweise zwischen etwa 1100-14000C. 



   Erfindungsgemäss werden normalerweise gasförmige Kohlenwasserstoffe in die Einrichtung eingeführt, um mit dem zu behandelnden Oxyd in Berührung gebracht zu werden, das sich im kalten Zustande befin- den oder vorzugsweise vorerhitzt sein kann. Dabei kann vorzugsweise eine Temperatur erreicht werden, die nur etwas niedriger ist als die Temperatur, bei der das Cracken dieser Kohlenwasserstoffe beginnt. 



   Diese Kohlenwasserstoffe werden in reinem Zustand oder, wie nachstehend erläutert, im Gemisch mit Inertgasen und/oder mit dem für die Halogenierungsreaktion erforderlichen Halogen in die Einrichtung eingeführt. 



   Bei einer bestimmten erfindungsgemässen Arbeitsweise wird den Kohlenwasserstoffen ein Gas zuge- setzt, das Sauerstoff und/oder Wasserdampf enthält, um die Verbrennung der Kohlenwasserstoffe einzuleiten. In diesem Falle wird die Menge des eingeführten Sauerstoffes jedoch so berechnet, dass sie kleiner ist als zur vollständigen Verbrennung der Kohlenwasserstoffe notwendig und dass die durch die exotherme Verbrennungsreaktion erzeugte Wärmemenge der für die Crackreaktion der Kohlenwasserstoffe erforderlichen Wärmemenge ganz oder teilweise entspricht. 



   Nach einer nicht einschränkenden Ausführungsform der Erfindung werden Kohlenwasserstoffe in Berührung mit dem zu behandelnden Oxyd und bei einer Temperatur, die annähernd der Halogenierungsreaktionstemperatur dieses Oxydes entspricht, in Anwesenheit von Kohlenstoff direkt gecrackt. Die beiden Phasen des Crackens der Kohlenwasserstoffe und der Halogenierung des Oxydes in Anwesenheit von Kohlenstoff können daher nacheinander oder auch gleichzeitig, beispielsweise in derselben Einrichtung, durchgeführt werden. Erfindungsgemäss kann die Halogenierungszone der Zone, in der die Kohlenwasserstoffe auf bzw. in dem Oxyd selbst gecrackt werden, direkt folgen oder mit ihr teilweise oder vollständig übereinstimmen, wodurch der reaktionsfähige Kohlenstoff mit dem Oxyd in innige Berührung gebracht wird. 



   Die gasförmigen Kohlenwasserstoffe und/oder das gasförmige Halogen können dann mit dem zu behandelnden Oxyd in Berührung gebracht werden, das in Form einer festen Schicht oder einer wandernden Schicht oder einer Wirbelschicht vorhanden sein kann. 



   Bei Anwendung einer festen Schicht wird das zu behandelnde Oxyd in Form von Teilchen, vorzugsweise von annähernd einheitlicher Grösse, beispielsweise einer Grössenordnung von wenigen Millimetern, insbesondere unter 20 mm, direkt in eine Reaktionskammer eingebracht, deren Wände mit feuerfesten Materialien ausgekleidet sind, die bei der Arbeitstemperatur von den erzeugten Halogeniden nicht angegriffen werden und vorzugsweise weder mit Kohlenstoff noch mit dem Halogen reagieren. Durch nach bekannten Verfahren durchgeführte direkte oder indirekte Erhitzung wird dann die Masse des Oxyds auf die Temperatur gebracht, die für den Ablauf der Crackreaktion der Kohlenwasserstoffe und/oder der Halogenierungsreaktion nach der Erfindung erforderlich ist.

   Beim Cracken von Methan kann beispielsweise die Temperatur der Masse des Oxydes wenigstens in der Crackzone eine Grössenordnung von 9000C und darüber haben und bis zu   1200 - 14000C   steigen. Wenn die Masse des zu behandelnden Oxydes auf diese Weise auf die gewünschte Temperatur erhitzt worden ist, werden die zu crackenden Kohlenwasserstoffe und das Halogen gleichzeitig oder getrennt in die Kontaktkammer eingeführt, u. zw.

   mit solchen Geschwindigkeiten, dass einerseits die mit dem heissen zu behandelnden Oxyd in Berührung stehenden Kohlenwasserstoffe möglichst vollständig gecrackt werden und anderseits die Halogenierungsreaktion dieses Oxydes in Anwesenheit des dabei erzeugten Kohlenstoffes mit hohen Halogenidausbeuten erfolgt, und dass schliesslich jede Mitnahme des durch das Cracken erzeugten, reduzierend wirkenden Kohlenstoffes durch 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 die aus der Kammer austretenden Gase verhindert wird. Die erforderliche Wärmemenge wird durch beliebige bekannte   Heiz-und/oder Wärmeaustauscheinrichtungen   direkt oder indirekt erzeugt. 



   Da die   Destillations-oder Sublimationstemperatur   einer beträchtlichen Anzahl von Metallhalogeniden im allgemeinen ziemlich niedrig ist-diese Temperaturen sind dem Fachmann   bekannt -,   tritt das nach dem erfindungsgemässen Verfahren erhaltene Halogenid oft mit dem die Reaktionskammer verlassenden Gasstrom aus und muss aus. diesem sofort rückgewonnen werden, indem diese Gase durch einen oder eine Reihe von Kondensatoren geführt werden, deren Temperatur (oder Temperaturen) in Abhängigkeit von den physikalischen Konstanten des erhaltenen Halogenids und der andern Bestandteile der am Ende der Reaktionskammer erhaltenen Gase bestimmt werden, so dass das Halogenid in reinem Zustand erhalten wird. 



   Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Verfahren folgende Phasen auf :
Normalerweise gasförmige Kohlenwasserstoffe werden gecrackt, indem sie mit Metalloxydteilchen in Berührung gebracht werden, die vorher auf hohe Temperaturen erhitzt wurden, welche   über'900 C   und vorzugsweise zwischen etwa 1100 und 1400 C liegen, wodurch die zu behandelnden Oxydteilchen in innige Berührung mit dem beim Cracken gebildeten Kohlenstoff gebracht werden. 



   Mit den so erhaltenen Teilchen, die im wesentlichen aus Metalloxyd und Kohlenstoff bestehen, wird bei einer Temperatur von weniger als 1300 C, vorzugsweise von weniger als etwa   1100-1200 C,   ein gasförmiges Halogen in Berührung gebracht. 



   Die im wesentlichen aus Wasserstoff bestehenden Gase, die während der Crackreaktion gebildet wurden, werden verbrannt, indem sie in Berührung mit den zu behandelnden Metalloxydteilchen mit einem sauerstoffhaltigen Gas gemischt werden, so dass die während dieser Verbrennungsreaktion freigesetzte Wärmemenge an diese Teilchen abgegeben wird, die dadurch auf eine Temperatur von über 9000C gebracht werden, wenn sie mit den Kohlenwasserstoffen in Berührung gelangen. 



   Wenn normalerweise gasförmige Kohlenwasserstoffe, die vier Kohlenstoffatome oder weniger enthalten und vorzugsweise im wesentlichen aus Methan bestehen, und die bei einer hohen Temperatur, welche über 9000C und vorzugsweise zwischen 1100 und 14000C mit festen Teilchen aus Metalloxyden mit hohen Schmelzpunkten, vorzugsweise von der Grössenordnung von 16000C oder darüber in Berührung stehen, nach Gleichung (2b) thermisch zersetzt werden und die dabei gebildeten Gase anschliessend in Anwesenheit von sauerstoffhältigen Gasen, vorzugsweise von Luft, nach den Gleichungen :

   
 EMI4.1 
 oder 
 EMI4.2 
 verbrannt werden, genügt, die während der exothermen Verbrennungsreaktion nach (4) oder (4b) entbundene Wärmemenge zur Erhitzung der festen Teilchen auf die zur thermischen Zersetzung dieser Kohlenwasserstoffe erforderliche Temperatur und dann auf die zur Halogenierung in Anwesenheit des auf diese Weise gebildeten, reduzierend wirkenden Kohlenstoffes erforderliche Temperatur, so dass die endotherme Crackreaktion nach (2b) und dann die Halogenierungsreaktion ablaufen kann. In diesem thermisch autonomen und abgestimmten Verfahren, das von kalten, auf Raumtemperatur befindlichen Metalloxyde ausgeht, erhält man daher schliesslich Metallhalogenidteilchen, die im wesentlichen wieder Raumtemperatur oder eine etwas darüber liegende Temperatur aufweisen.

   Anderseits erhält man aus bei Zimmertemperatur normalerweise gasförmigen kalten Halogeniden und kaltem Halogen schliesslich mehr oder weniger heisse Gase. 



   In dieser Ausführungsform sind die Zone, in der die Kohlenwasserstoffe in Berührung mit Metalloxydteilchen unter Bildung von Kohlenstoff gecrackt werden, die Zone, in der diese Teilchen halogeniert werden, und die Zone, in der die durch das Cracken gebildeten Gase verbrannt werden, voneinander getrennt.

   Ausserdem dürfen weder die Verbrennungsgase in die Crack-und/oder Halogenierungszone eintreten, noch die beim Cracken der Kohlenwasserstoffe gebildeten Gase in die Halogenierungszone eintreten, noch die-bei derHalogenierung gebildeten Gase in die   Crack-und/oder   Verbrennungszone gelangen, damit jede Berührung zwischen dem bei der Verbrennung des Wasserstoffes gebildeten Wasserdampf und dem erzeugten Halogen verhindert wird, das in diesem Fall nur mit Schwierigkeiten in wasserfreiem Zustand erhalten werden könnte, ebenso wie jede Berührung zwischen dem beim Cracken des Kohlenwasserstoffes freigesetzten Wasserstoff und dem Halogen, das bei der Bildung einer Wasserstoffsäure dann durch Reaktion 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 mit dem Metalloxyd   Oxyhalogenide   bilden könnte,

   und schliesslich jede Berührung zwischen dem gecrackten Kohlenstoff und dem durch die Verbrennung des Wasserstoffes gebildeten Wasserdampf, die dann nach der Gleichung 
 EMI5.1 
 miteinander reagieren würden, wodurch Kohlenstoffverluste verursacht würden. 



   Die vorgenannten Forderungen können dadurch erfüllt werden, dass das Inberührungbringen der Koh- lenwasserstoffe mit den Metalloxydteilchen und das Cracken der mit den Metalloxydteilchen in   Berüh-   rung stehenden Kohlenwasserstoffe dadurch bewirkt wird, dass während dieser thermischen Zersetzungs- reaktion entwickelte Gase in Berührung mit diesen Teilchen und in Anwesenheit von Sauerstoff verbrannt und die erhitzten Teilchen die mit dem beim Cracken erzeugten, reduzierend wirkenden Kohlenstoff in inniger Berührung stehen und in ihn eingebettet sind, halogeniert werden, wobei diese Teilchen entweder in Form einer wandernden oder einer Wirbelschicht angeordnet sind. 



   Eine besondere Variante dieser Ausführungsform ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Darin wird eine bewegte Schicht aus beliebigen Metalloxydteilchen nacheinander mit drei Gasströmen im Gegen- strom beaufschlagt. In einer mittleren Crackzone 2 werden vorerhitzte Metalloxydteilchen bei 5 einge- führt und mit einem bei 8 eingeführten Kohlenwasserstoffstrom beaufschlagt, der erhitzt und gecrackt wird, wenn er mit den Teilchen in Berührung kommt. Dabei wird Kohlenstoff-abgelagert und es werden im wesentlichen aus Wasserstoff bestehende Gase freigesetzt (Gleichung 2b), die bei 9 abgezogen wer- den. Einer Verbrennungszone l wird dieser Wasserstoff bei 10 und ein sauerstoffhaltiges Gas bei 11 zuge- führt. Der Wasserstoff wird in Berührung mit den bei 4 eingeführten Metalloxydteilchen nach Glei- chung (4) oder (4b) in der Zone 1 verbrannt.

   Die bei dieser Reaktion freigesetzte Wärmemenge bewirkt dann die Vorerhitzung dieser Teilchen vor ihrem Eintritt in die Crackzone. Bei dieser Arbeitsweise wird die zum Erhitzen und Cracken der Kohlenwasserstoffe erforderliche Energie zur Gänze oder zum grössten
Teil durch die Teilchen herangeführt, die die Wärme gespeichert enthalten, welche bei der Verbren- nung der bei der thermischen Zersetzung der Kohlenwasserstoffe entstandenen Gase in Anwesenheit der
Oxydteilchen entbunden wird. Diese mit Kohlenstoff imprägnierten Teilchen, die mindestens die zu ihrer
Halogenierung erforderliche Temperatur haben müssen, werden bei 6 in eine anschliessende Halogenierungszone 3 eingeführt und dann mit dem bei 13 eingeleiteten gasförmigen Halogen in Berührung ge- bracht.

   Das Metallhalogenid wird dann entweder bei 7 in festem Zustand abgezogen oder es wird als Gas von den bei der Halogenierung gebildeten Gasen mitgenommen. Im letzteren Fall wird das Metallhalogenid bei 15 rückgewonnen, beispielsweise durch ein beliebiges bekanntes fraktioniertes Kondensationsverfahren. Wenn das Halogenid in fester Form anfällt, werden die erzeugten Gase bei 14 aufgefangen. 



  Man kann diese Gase auch dazu verwenden, das Halogen vor seiner Einleitung in dieHalogenierungszone 3 zu erhitzen, beispielsweise mit Hilfe eines Wärmetauschers 16, in den die Gase und das Halogen bei 14 bzw. 17 eingeleitet und aus dem sie bei 18 bzw. 13 abgezogen werden. In der Verbrennungszone 1 gebildete und bei 12 gesammelte Gase können dazu verwendet werden, den Kohlenwasserstoff vor seiner Einleitung in die Crackzone 2 vorzuerhitzen, beispielsweise mittels eines Wärmetauschers 19, in den die Gase und der Kohlenwasserstoff bei 12 bzw. 20 eingeleitet und aus dem sie bei 21 bzw. 8 abgezogen werden. 



   Die derart zu behandelnden Teilchen sollen vorzugsweise einerseits in Form eines Granulats vorliegen, das nur einen relativ geringen Druckverlust der Gase verursacht und insbesondere eine Korngrösse unter 20 mm, vorzugsweise zwischen 2 und 10 mm, hat, anderseits aber möglichst porös sein und eine möglichst grosse spezifische Oberfläche aufweisen. Beispielsweise kann dieses Granulat aus geblasenen Kugeln bestehen. 



   Each andern Varianten dieser Ausführungsform wird das Wirbelschichtverfahren verwendet und es werden die Zone der Verbrennung der mit kalten Metalloxydteilchen in Berührung stehenden, während der thermischen Zersetzung der Kohlenwasserstoffe gebildeten Gase, die Zone, in der diese Kohlenwasserstoffe in Berührung mit den vorerhitzten Metalloxydteilchen gecrackt werden, und die Zone, in der diese imprägnierten Teilchen, die mit dem beim Cracken erzeugten reduzierend wirkenden Kohlenstoff in inniger Berührung stehen und in ihm eingebettet sind, durch drei parallele Kreisläufe gebildet, wie sie beispielsweise in Fig. 2 und 3 schematisch dargestellt sind. 



   Fig. 2 zeigt ein Verfahrensschema des nach der Wirbelschichttechnik durchgeführten erfindungsgemässen Verfahrens. 



   Fig. 3 zeigt ein Verfahrensschema einer andern Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, in der mit vollständiger Fluidisierung gearbeitet wird. 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
 EMI7.1 
 
<tb> 
<tb> Methan <SEP> 92,6 <SEP> Gew.-%
<tb> Äthan <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> Propan <SEP> 0, <SEP> 8 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> Butan <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> 
 
 EMI7.2 
 
 EMI7.3 
 
<tb> 
<tb> Methan <SEP> 92,6 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP> 
<tb> Äthan <SEP> 6, <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> Propan <SEP> 0, <SEP> 7 <SEP> grew.-% <SEP> 
<tb> Butan <SEP> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-% <SEP> 
<tb> 
 
 EMI7.4 


Claims (1)

  1. ;PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Metallhalogeniden durch eine bei erhöhter Temperatur durchge- führte Behandlung eines Metalloxyde in Anwesenheit von durch Cracken von Kohlenwasserstoffen ent- standenem Kohlenstoff mit einem gasförmigen Halogen, dadurch gekennzeichnet, dass Kohlenwasserstof- fe, die höchstens 4 Kohlenstoffatome enthalten, bei einer Temperatur von über etwa 900 C mit Metall- oxydteilchen in Berührung gebracht und gecrackt werden und dass mit diesen Teilchen und den durch die- ses Cracken erhaltenen Produkten ein Halogen bei einer Temperatur unter 14000C in Berührung gebracht wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Halogen Chlor, Brom oder Jod verwendet wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Oxyd des Magnesiums, Va- nadins, Tantals, Aluminiums, Zirkons, Niobs oder Berylliums verwendet wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Verwendung gelangenden Kohlenwasserstoffe im wesentlichen aus Methan bestehen.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass den Kohlenwasserstoffen ein sauerstoffhaltiges Gas zugesetzt wird.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenierungreaktion bei einer Temperatur von derselben Grössenordnung wie die Temperatur der Crackreaktion durchgeführt wird.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halogenierungsreaktion bei einer niedrigeren Temperatur als die Crackreaktion durchgeführt wird.
    8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gasförmigen Kohlenwasserstoffe durch Berührung mit Metalloxydteilchen, die einen Schmelzpunkt über 1600 C haben und die auf eine Temperatur über 900 C, vorzugsweise zwischen etwa 1100 und etwa 14000C vorerhitzt sind, gecrackt werden, dass die Halogenierung der aus Metalloxyd und dem beim Cracken gebildeten Kohlenstoff bestehenden Teilchen bei einer Temperatur unter etwa 1400 C, vorzugsweise unter etwa 1100oC, erfolgt und dass das beim Cracken freigesetzte wasserstoffhaltigeGas durch Vermischen mit einem sauerstoffhaltigen Gas verbrannt wird, und zum Vorerhitzen der Metalloxydteilchen dient.
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Phasen der Verbrennung, des Crackens und der Halogenierung voneinander getrennt, nacheinander nach dem Verfahren der wandernden Schicht durchgeführt werden.
    10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Phasen der Verbrennung, des Crackens und der Halogenierung voneinander getrennt, nacheinander nach dem Wirbelschichtverfahren durchgeführt werden.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halogenierungsphase Sauerstoff in einer Menge von bis zu 20 Vol. -0/0 des Halogens zugeführt wird.
AT303160A 1959-04-23 1960-04-21 Verfahren zur Herstellung von Metallhalogeniden AT220597B (de)

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