AT265207B

AT265207B - Entfernung von Stickstofftrichlorid aus dieses enthaltenden gasförmigen oder flüssigen Gemischen

Info

Publication number: AT265207B
Application number: AT148865A
Authority: AT
Original assignee: Solvay
Priority date: 1964-02-21
Filing date: 1965-02-19
Publication date: 1968-10-10

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Entfernung von Stickstofftrichlorid aus dieses enthaltenden gasförmigen oder flüssigen Gemischen 
Die   Erfindung   betrifft die Entfernung von Stickstofftrichlorid aus dieses enthaltenden Gemischen und bezweckt insbesondere die Zerstörung von Stickstofftrichlorid, das in gasförmigen oder flüssigen Gemischen enthalten ist, beispielsweise in Gemischen, die gasförmiges oder flüssiges Chlor und Stickstofftrichlorid enthalten. 



   Bekanntlich sind Stickstofftrihalogenide sehr instabile Verbindungen, deren Zersetzung häufig von heftigen Detonationen begleitet sein kann. Da sich die Stickstofftrihalogenide in zahlreichen halogenidhaltigen Gemischen vorfinden, empfiehlt es sich, sie im Hinblick auf ihre   Instabilität   zu entfernen. 



   Bisher hat man thermische oder photochemische Methoden benutzt, um die Stickstofftrihalogenide zu zerstören. Diese Verfahren erweisen sich aber nicht als zufriedenstellend, denn abgesehen davon, dass sie kostspielig und schwierig auszuführen sind, bewirken sie keine vollständige Zerstörung der Stickstofftrihalogenide, woraus sich ergibt, dass ein Gemisch mit einem nur geringen Gehalt an diesen Verunreinigungen auf diese Weise nicht gereinigt werden kann. 



   Die Erfindung erlaubt es, diese Nachteile zu vermeiden, u. zw. ohne dass man hiefür spezielle Mittel einzusetzen braucht. Man kommt dabei zur völligen und schnellen Zerstörung des Stickstofftrichlorid, selbst wenn das Ausgangsgemisch nur kleinste Mengen davon enthält. 



   Es wurde überraschenderweise gefunden, dass gasförmige oder flüssige Gemische, die Stickstofftrichlorid als Verunreinigung enthalten, in einfacher und schneller Weise gereinigt werden können, wenn man als Katalysator für die Zersetzung von Stickstofftrichlorid die unter dem Namen Monelmetall bekannte Nickel-Kupfer-Legierung verwendet. Im allgemeinen besteht eine solche Legierung aus 60 bis 
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 zu   1, 5 Gew.-%   Silizium und bis zu 0, 5 Gew.-% Kohlenstoff, wobei diese Legierung gegebenenfalls noch kleine Mengen an Kobalt und Aluminium bzw. mehr als 1, 5 Gew.-% Silizium enthalten kann. 



  Vorzugsweise wird das Monelmetall in Form eines groben Pulvers oder noch besser in Form von Drehspänen eingesetzt. 



   Es ist an sich bekannt, dass man das Stickstofftrichlorid durch Kupfer oder durch Nickel zerstören kann. Diese Metalle vermögen jedoch die Stickstofftrihalogenide nicht vollständig zu zersetzen, ihre Wirkung ist ausserdem ziemlich langsam. Es war nicht zu erwarten, dass die Kombination von Kupfer und Nickel im Monelmetall zu den erfindungsgemäss festgestellten Resultaten führen könnte, die einen sehr beträchtlichen synergistischen Effekt darstellen, insbesondere im Vergleich zu einem blossen Gemisch aus Nickel und Kupfer. Diese Effekte werden tieferstehend näher erläutert. 



   Die erfindungsgemässe Verwendung kann in überaus einfacher Weise erfolgen. Im Falle von gasförmigen Gemischen genügt es, die Gase durch ein Filter zu leiten, das aus aufgeschichteten Drehspänen oder aus groben Körnern des Monelmetalls gebildet ist. Im Falle einer Flüssigkeit wird eine 

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 gewisse Menge von Spänen aus Monelmetall in das Medium eingeführt und während einer vorbestimmten Zeit einwirken gelassen. 



   Die Legierung bleibt lange Zeit wirksam und lässt sich leicht regenerieren, indem man sie mit Wasser behandelt, um die an ihrer Oberfläche gebildeten Salze zu lösen, und hierauf in geeigneter Weise trocknet, z. B. durch Behandeln mit Azeton und Belüften in einem Luftstrom. 



   Es wurde ausserdem beobachtet, dass es bei einem Gehalt des flüssigen oder gasförmigen Chlors an Brom in einer Menge von mehr als 100 ppm zweckmässig ist, das flüssige oder gasförmige Chlor einer vorhergehenden Behandlung zur Bromentfernung zu unterwerfen, um so den Bromgehalt auf einen Wert unter 100 ppm zu bringen und alle Vorteile des Verfahrens gemäss der Erfindung wahren zu können. 



   Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert. 



  Obwohl diese Beispiele nur auf die Reinigung des Chlors von Stickstofftrichlorid Bezug nehmen, soll dadurch der Umfang der Erfindung in keiner Weise beschränkt werden. 



     Beispiel l :   Dieses Beispiel wird zu Vergleichszwecken angegeben. Es betrifft die Behandlung von gasförmigem Chlor, enthaltend wechselnde Mengen Stickstofftrichlorid (ausgedrückt   in"Gew.-Tei-     len"je Million Gew.-Teile"="ppm"),   mit Kupferspänen, Nickelspänen oder einem Gemisch von Kupferund Nickelspänen, wobei Kupfer und Nickel in einem Gewichtsverhältnis von 30 : 70 vorlagen, also genau dem Verhältnis dieser Metalle im Monelmetall entsprachen. 



   Das verwendete Filter besass eine Höhe von 120 mm und einen Durchmesser von 45 mm. Die Strömungsgeschwindigkeit des Chlors betrug 20 cm/sec. Es wurde bei Raumtemperatur gearbeitet. 
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<tb> 
<tb> 



  Kupfer <SEP> Nickel <SEP> Kupfer <SEP> + <SEP> Nickel
<tb> NCI, <SEP> ppm <SEP> NCIS <SEP> ppm <SEP> NCIS <SEP> ppm
<tb> vor <SEP> Fil- <SEP> nach <SEP> Fil- <SEP> vor <SEP> Fil- <SEP> nach <SEP> Fil- <SEP> vor <SEP> Fil- <SEP> nach <SEP> Filtration <SEP> tration <SEP> tration <SEP> tration <SEP> tration <SEP> tration
<tb> 1042 <SEP> 41S <SEP> 573 <SEP> 128 <SEP> 200 <SEP> 134
<tb> 669 <SEP> 89 <SEP> 437 <SEP> 147 <SEP> 189 <SEP> 175
<tb> 334 <SEP> 118 <SEP> 298 <SEP> 155 <SEP> 177 <SEP> 126
<tb> 264 <SEP> 80 <SEP> 224 <SEP> 141 <SEP> 155 <SEP> 90
<tb> 230 <SEP> 120 <SEP> 204 <SEP> 149
<tb> 182 <SEP> 146
<tb> 170 <SEP> 58 <SEP> 126 <SEP> 51
<tb> 143 <SEP> 35 <SEP> 106 <SEP> 33
<tb> 107 <SEP> 31 <SEP> 71 <SEP> 59
<tb> 82 <SEP> 27 <SEP> 53 <SEP> 26
<tb> 
 
Unterhalb einer gewissen Menge an Stickstofftrichlorid wird der Effekt des Kupfers, des Nickels bzw.

   des Kupfer-Nickel-Gemisches Null. 



   Beispiel 2 : Es wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gearbeitet, jedoch wurden als   Füllelement   für das Filter Drehspäne aus Monelmetall der Zusammensetzung 65   Gew.-%   Ni, 
 EMI2.2 
 Rest übliche Verunreinigungen, verwendet. 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> vor
<tb> Filtration <SEP> 1085 <SEP> 1075 <SEP> 1062 <SEP> 988 <SEP> 531 <SEP> 485 <SEP> 431
<tb> NC1s <SEP> ppm
<tb> nach
<tb> Filtration <SEP> 262 <SEP> 204 <SEP> 207 <SEP> 242 <SEP> 97 <SEP> 90 <SEP> 81
<tb> vor
<tb> Filtration <SEP> 341 <SEP> 328 <SEP> 317 <SEP> 242 <SEP> 233 <SEP> < 233
<tb> NCl3 <SEP> ppm <SEP> nach
<tb> Filtration <SEP> 65 <SEP> 88 <SEP> 70 <SEP> 2 <SEP> 0 <SEP> 0
<tb> 
 
Bei der gewählten Geschwindigkeit, nämlich 20 cm/sec, was einer Berührungszeit von ungefähr 0, 6 sec entspricht, was die Zersetzung des Stickstofftrichlorids vollständig,

   solange dessen Gehalt un- 

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 gefähr 250 ppm nicht überstieg. Bei höheren Gehalten genügt es, die Berührungszeit zwischen dem Gasgemisch und dem Filter in entsprechender Weise zu verlängern. 



   Das Verfahren wurde in einer industriellen Anlage mit Erfolg angewendet. Dabei wurde in die Sammelleitung für konzentriertes Chlor einer Elektrolysenzelle mit Quecksilberkathode ein Filter von 150 mm Durchmesser von 500 mm Höhe eingebaut. Der Gehalt des konzentrierten Chlors an Stickstofftrichlorid variierte von 3 bis 6 ppm. 



   Nach Ablauf von zehn Wochen waren 231 t Chlor behandelt. wobei die Stickstofftrichloridzerstörung total geblieben war. Ein derartiges Ergebnis lässt sich mit den bisher bekannten Verfahren nicht erreichen. 



     Beispiel 3 :   Dieses Beispiel bezieht sich auf die Zerstörung von Stickstofftrichlorid in flüssigem Chlor. Zu diesem Zwecke führt man Drehspäne aus Monelmetall in das flüssige Chlor ein und lässt sie 
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 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> 



  NC1, <SEP> ppm
<tb> Ausgangsgehalt <SEP> 88 <SEP> 473 <SEP> 544 <SEP> 1258
<tb> nach <SEP> 15 <SEP> min <SEP> 44 <SEP> 325 <SEP> 211 <SEP> 888
<tb> nach <SEP> 2 <SEP> 1/2 <SEP> h <SEP> 0 <SEP> 141 <SEP> 90 <SEP> 484
<tb> nach <SEP> 4 <SEP> 1/2 <SEP> h <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 177
<tb> nach <SEP> 6 <SEP> h <SEP> 0
<tb> 
 
Es ist klar, dass es zur Vermeidung eines   Vorhandenseins von Stickstofftrichlorid in flüssigem Chlor   vorzuziehen ist, das Chlor im Gaszustand zu behandeln, denn die totale Zerstörung dieser Verunreinigung erfolgt darin viel schneller.

   Nichtsdestoweniger zeigt das vorstehende Beispiel, dass die Erfindung auch für flüssiges Chlor anwendbar ist und dass dann, wenn es aus irgendeinem Grunde zweckmässig ist, einen flüssiges Chlor enthaltenden Behälter vollständig zu entleeren (beispielsweise um darin Reparaturen, wie Schweissvorgänge usw. vorzunehmen), das Vorhandensein von Stickstofftrichlorid, die bisher das Einhalten besonderer Vorsichtsmassnahmen (z. B. Waschen mit chlorierten Lösungsmitteln) notwendig machte, nun kein Problem mehr darstellt. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Die Verwendung von Monelmetall als Katalysator für die Zersetzung von Stickstofftrichlorid zum Zwecke der Entfernung desselben aus dieses enthaltenden gasförmigen oder flüssigen Gemischen.

Claims

2. Verwendung von Monelmetall in Form von Spänen für den in Anspruch 1 angegebenen Zweck.

3. Verwendung von Monelmetall in Form eines groben Pulvers für den in Anspruch 1 angegebenen Zweck.

4. Verwendung von Monelmetall in Form eines von aufgeschichteten Drehspänen und/oder Pulver gebildeten Filters für den in Anspruch 1 angegebenen Zweck, insbesondere zur Reinigung eines gasförmigen, Stickstofftrichlorid enthaltenden Gemisches.

5. Verwendung von Monelmetall in Form von Drehspänen und/oder grobem Pulver für den in Anspruch 1 angegebenen Zweck, insbesondere zur Reinigung eines flüssigen, Stickstofftrichlorid enthaltenden Gemisches.