CS218552B2 - Method of making the alumium chloride - Google Patents

Description

Vynález se týká- způsobu výroby chloridu hlinitého.

Ačkoliv je již dlouhou známa potenciální výhoda využití chloridu hlinitého jako· suroviny pro elektrolytickou výrobu hliníku, byla dosud technologická realizace vyloučena, jelikož neexistoval způsob, jak získat použitelný chlorid -hlinitý o -dostatečně vysoké čistotě -v ekonomicky dostatečném množství.

Jak uvedeno, je čistého chloridu hlinitého zapotřebí pro -elektrolytickou výrobu hliníku. Trvalá potřeba ekonomického způsobu výroby chloridu hlinitého o vysokém stupni čistoty -vedlo- k rozsáhlému experimentálnímu výzkumu, jakož i k vyhodnocování četných navržených způsobů. Dosud však žádný z navrhovaných postupů nedostačuje k uspokojení požadavku ekonomické provozní výroby chloridu hlinitého.

Z obecného hlediska je redukce materiálů -obsahujících oxid hlinitý chlorem za přítomnosti -redukujícího uhlíku v jakékoliv formě za vzniku chloridu hlinitého starým, o- sobě - známým způsobem, a jeden ze známých způsobů navrhuje použití bauxitu, jakožto materiálu obsahujícího oxid hlinitý. Avšak -bauxit obvykle obsahuje četné nečistoty, jako je -oxid železitý, -oxid křemičitý a oxid titaničitý. Protože -tyto- -nečistoty snadno reagují za přítomnosti uhlíku -s- chlorem za vzniku chloridů železa, křemíku a titanu, musí se -obvyklý plynný -reakční produkt s- obsahem chloridu hlinitého podrobit obtížným a nákladným -dodatečným čisticím operacím, mají-li se oddělit uvedené chloridové nečistoty za vzniku chloridu hlinitého uspokojující čistoty.

Jedním úkolem tohoto vynálezu je tedy způsob účinné -a ekonomické výroby chloridu hlinitého chlorováním zvláště upraveného oxidu, hlinitého, obsahujícího sodík, v přítomnosti uhlíkatého redukčního činidla, který zahrnuje -selektivní kondenzování některých složek z horké plynné -odváděné směsi -obsahující chlorid hlinitý, oxidy uhlíku, -stržené částice a kondenzovatelné -těkavé složky, jako je chlorid hlinitosodný, jejich oddělování a vracení do- reakční nádoby. Vynález se také týká způsobu -ochlazování horké unikající směsi plynů na předem stanovenou nízkou teplotu k selektivní kondenzaci alespoň části obsaženého chloridu hlinitosodného a oddělování tohoto podílu, jakož i stržených částeček ze vznikající plynné -směsi, a vracení alespoň části tohoto podílu do- chloračního pásma k urychlení chlorační reakce za podstatného· snížení teploty při chlorační reakci a/nebo za zlepšení reaktivity za současného zvýšení výtěžku chloridu hlinitého. Zachycená hmota znamená s výhodou asi 10 až 30 proč, hmotnostních, počítáno na -oxid hlinitý použitý pro chlorování.

Vynález se tedy týká způsobu výroby chloridu hlinitého -reakcí chloru s hliníkem a uhlíkem, který je vyznačený tím, že se působí chlorem za -teploty 450 až 800 °C, s výhodou 500 až 750 °C, s výhodou -bez potřeby přivádění tepla zvenčí, na oxid hlinitý, -se středním obsahem alfa oxidu hlinitého do- 5 % hmotnostních, zvláště do 3 °/o hmotnostních a s výhodou do 1 % - hmotnostního-, s povrchem alespoň 10 a s- výhodou alespoň 80 nAg'1, přičemž se oxid hlinitý promíchává -s uhlím a dohromady s ním má střední obsah vodíku -do 0,5 % hmotnostního; a střední -obsah uhlíku 15 až 24 % hmotnostních, vztaženo- na obsah oxidu hlinitého, uhlíku a vodíku, a přičemž celkový obsah železa, křemíku a titanu jako nečistot v oxidu hlinitém je do 0,5 % hmotnostního a obsah -sodíku, přepočtený na oxid sodný, jako nečistoty v -oxidu hlinitém je do 1,0 % hmotnostního, zvláště do 0,3 % hmotnostního a s výhodou do 0,1 % hmotnostního, a oxid hlinitý je ve formě oddělených částic a reakce -se s výhodou provádí ve fluidizované vrstvě částic oxidu hlinitého a s výhodou za tlaku 0,01 -až 1,0 MPa - za vzniku plynného- produktu obsahujícího chlorid hlinitý, chlor -a oxidy uhlíku, z nichž alespoň 25 o/o, zvláště 50 %l a s výhodou 67 až 100 proč, hmotnostních tvoří -oxid uhličitý, přičemž oxidy uhlíku -obsahují -s výhodou -do- 2 proč, hmotnostních fosgenu a plynný produkt je prost vodní páry, přičemž se z plynného produktu -s výhodou -nejdříve kondenzují ochlazením kondenzovatelné nečistoty, jako je chlorid hlinitosodný -a oxychlorid hlinitý, a vracejí se do chlorační zóny -a potom se dalším ochlazením desublimuje plynný chlorid hlinitý ze zbylé části ochlazeného plynného produktu výhradně jen na částicích chloridu -hlinitého samovolně -se doplňující fluidizované vrstvy, udržované na teplotě 30 až 100 °C, s výhodou na teplotě 50 až 70 °C, -desublimovaný chlorid hlinitý se z fluidizované vrstvy odebírá ve formě částic o střední velikosti 0,42 - až 0,042 mm a zbylý plynný produkt, -obsahující - chlor, fosg-en -a - oxid uhelnatý a stržené částice chloridu hlinitého, -se vrací do fluidizované vrstvy jakožto plyn udržující vstvu ve vznosu.

Předností způsobu podle vynálezu je ekonomický a účinný způsob izolace chloridu hlinitého- z plynné reakční směsi po chlorování -oxidu hlinitého znečištěného, -sodíkem -a možnost provozní výroby chloridu hlinitého, zvláště vhodného pro elektrolytickou výrobu hliníku elektrolýzou chloridu hlinitého.

Způsobem podle vynálezu je možná ekonomická výroba selektivně upraveného pevného chloridu hlinitého' o vysoké čistotě selektivním -oddělováním kondenzovatelných podílů a dalších -nečistot z horké plynné směsi po· chloraci -oxidu hlinitého- obsahujícího jako nečistoty sodík, jako oxidu hlinitého vyrobeného Bayerovým procesem, v podstatě prostého železa, křemíku a titanu jakožto nečistot, - -snížením -teploty pod reakční teplotu chlorace a nad teplotu kon218552 denzace chloridu hlinitého za podmínek okolí, jakož i provozní výroba selektivně upraveného chloridu hlinitého o vysoké čistotě přímou desublimací ze zbylé plynné směsi.

Vynález zahrnuje stupně získání chloridu hlinitého v podstatě prostého nečistot v plynné formě v plynném nosiči počátečním ochlazením plynného proudu na předem stanovenou teplotu pod teplotou chlorace a značně nad teplotou kondenzace chloridu hlinitého za podmínek okolí, takže se kondenzuje selektivně část obsažených kondenzovatelných nečistot včetně chloridu hlinitosodného a umožňuje oddělení stržených pevných a kapalných částic a zpočátku zkondenzovaných těkavých složek včetně reakčních produktů obsahujících sodík, s výhodou s následujícím druhým ochlazením zbylé plynné směsi na druhou a nižší předem stanovenou teplotu v rozsahu nad obvyklou teplotou kondenzace chloridu hlinitého. Tím selektivně kondenzují obsažené zbývající kondenzovatelné složky, s výjimkou chloridu hlinitého, a je možno v druhém stupni odělování odstranit zbývající stržené částice a další kondenzované podíly, takže vzniká konečná ochlazená plynná směs, obsahující chlor, fosgen, oxid uhelnatý a chlorid hlinitý, který je v podstatě prostý nečistot, načež se izoluje obsažený chlorid hlinitý o vysoké čistotě přímou desublimací v samostatně se doplňujícím pohyblivém loži členěného chloridu hlinitého, udržovaného na předem určené teplotě, podstatně nižší, než je nejvyšší obvyklá teplota tuhnutí chloridu hlinitého.

Chlorační reakce se provádí výhodněji s oxidem hlinitým než s bauxitem jako .výchozí látkou. Používaný výraz „oxid hlinitý“ označuje jakýkoli oxid hlinitý, který je extrahován z jeho odpovídajících rud. Běžným zdrojem oxidu hlinitého je produkt získaný známým postupem Bayerovým, kdy se surový bauxit extrahuje hydroxidem sodným, čímž se selektivně rozpustí obsažený hliník ve formě hlinitanu sodného, a obsažené železo, křemík a titan zůstanou ve formě nerozpustných nečistot; ze získaného roztoku se získá oxid hlinitý, například ve formě Bayerova hydrátu. Avšak v důsledku použití hydroxidu sodného· je oxid hlinitý získaný Bayerovým postupem, obvykle znečištěn sodíkem, například oxidem sodným, což vede ke tvorbě chloridu hlinitosodného. s dalšími nečistotami na podkladě sodíku během následujícího chlorování.

Reakce pro výrobu chloridu hlinitého z oxidu hlinitého z materiálů obsahujících oxid hlinitý, kde reagující uhlík je přítomný jako fosgen, chlorid uhličitý a/nebo oxid uhelnatý, je známa ze stavu techniky, ale průmyslové obchodní využití těchto postupů bylo znemožněno, pokud ne předem vyloučeno, mimořádnými náklady na výchozí látky, jakož i jejich nebezpečnou povahou.

Vynález se tedy týká zlepšeného postupu hospodárné výroby chloridu hlinitého, v podstatě bez použití fosgenu.

Použije-li se pevného uhlíku při redukci bauxitu chlorem za vzniku chloridu hlinitého, zahrnuje postup použití dvou pevných látek, které musí reagovat s plynem. Je známo, že průběh této reakce je exotermický za teplot poněkud nižších, jestliže se uhlík, například ve formě koksu, předem uloží na bauxitové částice. Taková předběžná úprava se proto· provádí bud' předběžným mícháním práškového uhlí, nebo částic uhlí s bauxitem a následujícím lisováním získané hmoty do briket a obvykle s následujícím odstraněním těkavých podílů, nebo předchozí úpravou bauxitu uhlovodíkem, například za použití methanu nebo jiného plynu, nebo za použití viskózních nebo pevných materiálů obsahujících asfalt, a to tak, že se uhlovodík krakuje a/nebo koksuje za vzniku bauxitových částic pokrytých uhlíkem. Podobné krakovací postupy se provádějí obvykle za velmi vysokých krakovacích teplot.

Ačkoliv bauxit s obsahem uhlíku, kterého se používá při běžné chlorační reakci, obsahuje vlhkost nebo vodík v jiné formě, nepokládalo se to dosud za škodlivé, jelikož vodík přechází na chlorovodík, který může reagovat s přítomnými nečistotami na podkladě železa. Jakkoliv takové plynné směsi s obsahem chloridu hlinitého vyžadují často čištění, přítomnost podobných vedlejších produktů v reakční směsi byla nejen velmi významná a důležitá, ale použití vzniklého chlorovodíku v redukci nečistot na podkladě železa, popřípadě obsažených v bauxitu, byla pokládána za jeden ze způsobů, jak převést podobné nečistoty do formy usnadňující jejich odstraňování.

V přímém rozporu se stavem techniky je tedy způsob podle vynálezu, jelikož se používá reagujících složek obsahujících co· nejmenší množství vodíku, pokud vůbec vodík obsahují.

Reakce oxidu hlinitého s chlorem je exotermní a provádí se ve vhodném uzavřeném systému, jako je například pec nebo pohyblivý pás nebo kapalné nebo pohybující se lože. __

Jestliže Částice oxidu hlinitého tvoří lože selektivně uspořádaných částic oxidu hlinitého o velkém povrchu s obsahem sodíkových nečistot nejvýše asi 1,0 % hmotnostní, přepočteno na oxid sodný, pak v přítomnosti redukujícího činidla, jako je uhlí, se tvoří horný plynný proud, obsahující chlorid hlinitý, stržené částice a kondenzovatelné těkavé složky. Při výhodném provedení způsobu podle vynálezu se horký plynný proud ochladí na předem stanovenou nízkou teplotu, jež je pod teplotou chlorace, ale nad teplotou kondenzování chloridu hlinitého, tj. asi na 200 až 500 °C, čímž se dosáhne selektivní kondenzace části konden218552 zovatelných složek; stržené částečky s tím i kondenzované složky, včetně kondenzované části chloridu hlinitosodného, například ve formě komplexu nebo· směsi s chloridem hlinitým, se potom oddělí z ochlazeného· plynného proudu a vracejí se například ve formě, jak byly odděleny, do chloračního pásma, přičemž tato vrácená hmota představuje asi 10 až 30 % hmotnostních původního přívodu oxidu hlinitého do lože a kondenzované složky znovu vytékají v chloračním pásmu a urychlí chlorační reakci; chlorid hlinitý se potom izoluje ze zbývajícího plynného proudu.

Je nutné instalovat prostředek k oddělení předem stanoveného- množství chloridu hlinitosodného z oddělených složek, před jejich opětným zaváděním do chloračního reakčního pásma.

Obvykle dalšími složkami nebo nečistotami v horkém plynném proudu z chloračníh^!oi pásma jsou stržené kapalné a/nebo pevné částice, jako je aluminiumoxychlorid a/ /nebo aluminiumhydrochlorid, jakož i oxid hlinitý a uhlí. Pro zjednodušení se zde uvažuje jen o aluminiumoxychloridu, který zahrnuje i aluminiumhydroxychlorid. Aluminiumoxychlorid, aluminiumhydroxychl·orid, oxid hlinitý a uhlí se tedy oddělí při uvedeném ochlazení a vracejí se zpět v pevné formě do chloračního· pásma, přičemž vracená hmota obvykle obsahuje komplex nebo směs chloridu hlinitosodného s chloridem hlinitým a aluminiumoxychlorid.

Způsob podle vynálezu je objasněn na přiložených výkresech:

Na obr. 1 je schéma reakčního zařízení vhodného pro provádění chlorace koksovaného porézního oxidu hlinitého; nebo· oxidu hlinitého impregnovaného uhlím podle vynálezu; obrázek popisuje také význaky chlazení, filtrování a recyklování části filtrovaných složek.

Na obr. 2 je schéma vhodných částí - zařízení použitelného! pro přípravu oxidu hlinitého impregnovaného uhlíkem za použití krakování krakovatelného uhlovodíku podle vynálezu.

Na obr. 3 je příklad desublimačního zařízení, použitelného při způsobu podle vynálezu.

Na obr. 1 je tedy schéma vhodného chloračního zařízení s napojeným zařízením pro získání a oddělování chloridu hlinitého· proúčelné provádění účinného a ekonomického chlorování koksovaného; oxidu hlinitého způsobem podle vynálezu a s následujícím oddělením takto vzniklého chloridu hlinitého.

Uzavřená chlorační soustava a zařízení obsahuje reakční nádobu 1 s pohyblivým ložem a přívodem chloru 32 na dolním konci; přívod může být v jakékoli formě pro distribuci plynu k přívodu do pohyblivého lože a vhodnou konstrukcí může být například perforovaná deska s pomocnými příklopkami na trubicích 3. Na horním konci je vývod pro plyny 33 a nad přívodem plynu 32 je umístěn přívod 34 proi čerstvý, selektivně upravený oxid hlinitý, -s vrstvou koksu, nebo impregnovaný uhlíkem, který se má chlorovat.

Chlorační reakce se účinně provádí tak, že se vede chlor vzhůru ložem porézního· oxidu hlinitého, impregnovaného uhlím v množství dostačujícím k uvedení lože do pohybu a k reakci -s koksovaným oxidem hlinitým nebo oxidem hlinitým, impregnovaným uhlím, s výhodou v podstatě za přítomnosti uhlovodíků, plynů obsahujících volný vodík, jakož i vlhkosti, s výhodou v podstatě exoterm-ně, takže vzniká plynná -reakční směs jako plynný proud, -obsahující chlorid hlinitý a oxidy uhlíku. Zvláště - pak je výhodné, -aby chlorační teplota - byla dostatečně nízká, aby vznikl plynný proud -si obsahem chloridu hlinitého a oxidu uhlíku, kde nejméně hmotnostně 50 % a s výhodou asi 67 % z uvedených oxidů tvoří oxid uhličitý.

Nejvýhodněji mají být teplota a obsah uhlíku takové, - aby plynný proud obsahoval chlorid hlinitý - a v podstatě pouze -oxid uhličitý, nebo jen zbytkové množství -oxidu uhe-lnatéoo -a fosgenu, přičemž -obsah fosgenu je hmotnostně pod 2 %, počítáno· na oxidy uhlíku, -s výhodou pod 1 -%. V případě oxidu uhličitého, -obsahujícího hmotnostně až do; 1,0 % sodíku, přepočteno na oxid sodný, bude plynná unikající směs -obsahovat rovněž kromě -stržených částeček -a kondenzovatelných těkavých složek množství zplyněného chloridu hlinitosodného, jež v po'dstatě odpovídá -obsahu sodíkových - nečistot v částicích porézního oxidu hlinitého, znečištěného -sodíkem. Reakční teplotu je třeba udržovat v rozmezí 450 až 800 °C, zvláště 500 až 750 °C a -s výhodou v rozsahu 650 až 700 °C, -a pokud se použije porézního -oxidu hlinitého -s částicemi, které jsou znečištěné sodíkem, s výhodou asi 600 °C.

Plynný chlor se do chloračního zařízení přivádí potrubím 6 a může se použít jakýkoli zdroj, -například zásobník s kapalným chlorem.

Ačkoliv -se chlorační reakce provádí -obvykle za normálního tlaku, tj. -asi 0,1 MPa, může se pracovat za vakua, například až do 0,01 MPa, jakož i za tlaku vyššího, až asi do 1,0 MPa. Takže je možno účinně provádět chlorační reakci v tlakovém rozmezí asi od 0,01 až do 1,0 MPa. Ačkoliv nižší tlaky obvykle vedou k úplnější reakci s větší účinností, vyšší tlaky dovolují rychlejší tlaky dovolují rychlejší reakci, což -obvykle -nahradí pokles účinnosti. Výhodné tlakové rozmezí je 0,1 až 0,3 MPa.

Exo-termní chlorační reakce má být obvykle samovolná, bez nutnosti vnějšího- přívodu tepla do -soustavy, má -se však provádět za nejnižší možné účinné -teploty, například 450 až 800 °C, zvláště proto, aby se -snížily -na minimum problémy -s konstrukčním materiálem. Současně nezbytně vznikající chlorovodík, jakož i chlorid hlinitosodný, vznikající z vodíku a ze sodíkových nečistot v použitém koksovaném oxidu hlinitém, jakož i plynný chlor sám jsou potenciálními korozně účinnými látkami, které působí méně destruktivně se snižující se teplotou při chlorování.

Reakční nádoba 1 je konstruována z vhodných materiálů, vzdorujících za teploty normální a zvýšené a s výhodou za exotermních podmínek, jakož i za použitého tlaku, tj. až do 1,0 MPa, účinkům chloru, bez destrukce materiálu, jakož i znečištění plynného- produktu, a současně to musí být materiál těsný proti nežádoucí přítomnosti vzduchu a vlhkosti.

Plynný chlorid hlinitý, získaný při popisovaném chloračním postupu, so může ekonomicky získávat z plynného reakčního produktu, který uniká z reakční nádoby 1 potrubím 36 do vhodných dělicích a izolačních zařízení, umístěných dále v uzavřeném obvodu. Taková zařízení obvykle obsahují efektivní kondenzační jednotky tak, aby vznikl chlorid hlinitý s charakteristikami vysoké čistoty, jako to- ještě bude dále podrobněji uvedeno.

: Vhodným řízením vlastností porézního oxidu hlinitého, impregnovaného uhlím a použitého jako výchozí látky, -a reakčního- prostředí -se může chlorační reakce -snadno provádět tak, že asi hmotnostně 10 % nebo méně z použitého chloru se spotřebuje reakcí s přítomným vodíkem nebo -s- uhlovodíky, které byly použity k impregnaci oxidu hlinitého uhlím. Chlorační postup se provádí v uzavřené soustavě a v podstatě za vyloučení vlhkosti, takže efektivně vzniká plynný produkt, obsahující ekonomicky oddělitelný chlorid hlinitý a oxidy uhlíku. Výchozí materiály a -reakční prostředí se udržují -s výhodou za -takového stavu, aby byl plynný produkt v podstatě prostý vody, a celkem hmotnostně méně než asi 10 %, a zvláště méně -než asi 5 % chloru se spotřebuje reakcí s přítomným vodíkem, uhlovodíky a vlhkostí.

Jak bylo -shora zdůrazněno, povaha a vlastnosti koksovaného oxidu hlinitého jako- - - reakční složky při chloračním postupu mají velký význam při provozním provádění postupu podle vynálezu a produkt se žádanými vlastnostmi se může získat tepelným krakováním krakovatelných -uhlovodíků v loži vhodně uspořádaného oxidu hlinitého.

Velmi výhodný způsob přípravy oxidu hlinitého impregnovaného uhlím je založen na tepelném krakování krakovatelného- uhlovodíku ve -styku -s částicemi selektivně upraveného oxidu hlinitého o velkém povrchu v prvém pásmu za krakovací -teploty dostačující k selektivnímu krakování uhlovodíku, -aniž se ovlivňuje kvantitativně přeměna oxidu hlinitého na α-oxid hlinitý, přičemž se ukládá uhlík, vzniklý krakováním in šitu, na částice oxidu hlinitého, čímž -se tvoří částice oxidu hlinitého o vysokém povrchu, impregnované uhlíkem nebo povlečené koksovaným uhlím, a -současně vzniká plynný produkt -obsahující vodík a zbytek tepelně krakova-telného uhlovodíku; čás-tice oxidu hlinitého impregnované uhlím se -odstraní z prvého- pásma, zbylý krakovatelný uhlovodík -z plynného vývodu z prvého- pásm-a se nanese na částice -oxidu hlinitého o velkém povrchu v -druhém pásmu za chlazení na teplotu -dostačující ke kondenzování těkavých uhlíkatých složek krakovatelných uhlovodíků z plynného vývodu a převedou se takto- předem povlečené částice -oxidu hlinitého o velkém povrchu s nánosem - krakovatelného uhlovodíku z -druhého pásma do prvého pásma pro tepelné krakování krakovatelného uhlovodíku -ve -styku s- oxidem hlinitým. Výrazem „tepelné krakování“ se míní jakákoli reakce, kdy -se ukládá na oxidu hlinitém uhlík za zvýšených teplot z krakovatelných uhlovodíků.

S výhodou se při popisovaném krakování impregnuje oxid hlinitý tak, že se co nejméně zmenšuje vysoký povrch ‘výcho-zího oxidu hlinitého, a získají -se výsledné částice porézního -oxidu hlinitého, impregnované uhlím, s konečným obsahem vodíku nejvýše asi pod 0,5 %, přepočteno- -na veškerou hmotnost -oxidu hlinitého, uhlíku -a obsaženého- vodíku, a to- přes vysokou koncentraci vodíku nutně přítomného- v uzavřené -soustavě.

Za použitých krakovacích -teplot se vodík vzniklý při krakování nepřerušovaně' odnímá z prvého- pásma, tj. z místa krakování, dostačujícím -způsobem -tak, že částice oxidu -hlinitého o- velkém povrchu -a impregnované uhlím se vyznačují průměrným obsahem vodíku pod hmotnostně asi 0,5 %. Na druhé -straně, pokud by náhodou vzniklé částice -oxidu hlinitého., impregnované uhlím, měly nežádoucně vysoký obsah vodíku, lze vodík z částic vypudit, například suchým plynem, jako je dusík apod., takže se -tím odstraní dostačující množství vodíku a dosáhne -se potřebného nízkého- obsahu vodíku pod asi uvedených 0,5 % hmotnostního.

Nízký konečný -střední obsah vodíku, tj. ve formě chemisorbovaného- uhlovodíku nebo v jiné volné nebo vázané formě, je zvláště žádoucí, protože -se tím snižuje na minimum spotřeba chloru, jakož i vznik nežádoucích vedlejších produktů nebo nečistot, jako je chlorovodík při -následujícím chlorování za vzniku chloridu hlinitého. Dále pak -se uhlí nanáší na částice -oxidu hlinitého v prvém pásmu tak, aby vznikly vysoce reaktivní částice oxidu hlinitého, impregnovaného uhlím, -o- velkém povrchu -s průměrným obsahem uhlí hmotnostně asi 15 až 24 %·, a s výhodou 17 až 19 °/o, aby bylo- možno provést následující chlorování za účinných -exotermních reakčních podmínek.

Podle výhodného- provedení postupu podle vynálezu se krakování -tepelně krakova218552 telného kapalného uhlovodíku a s tím spojené nanášení uhlíku in sítu provádí v prvém pásmu ve styku s vyhřátým pohyblivým ložem předem upravených částic, selektivně konstituovaného oxidu hlinitého, udržovaného· na zvýšené teplotě, dostačující ke krakování uhlovodíku, nejvhodněji mezi 750 až 1100 °C, zatímco· nanášení zbylého krakovatelného uhlovodíku a dalších uhlíkatých podílů se provádí v druhém pásmu ve chlazeném pohyblivém loži částic oxidu hlinitého za udržování na nižší teplotě, nejvhodněji mezi 20 až 100 °C. S výhodou se chlazené lože doplňuje čerstvými částicemi oxidu hlinitého· o· velkém povrchu v množství odpovídajícím množství částic předběžně povlečených a s povlakem zbylých krakovatelných uhlovodíků, které se odnímají z druhého pásma a přepravují se do prvého pásma vyhřátého pohyblivého lože, kde nahrazují částice oxidu hlinitého impregnované uhlím, které se odtud odnímají. Přidávání do prvého pásma se provádí v místě, kde je lože dostatečně vyhřáté, aby se přidávaný materiál prudce vyhřál na krakovací teplotu tak, že uhlovodík nevytéká dříve, než je krakován. Navíc alespoň část zbývajícího· plynného produktu, ze kterého byly zbytky krakovatelného· uhlovodíku naneseny na částice oxidu hlinitého v druhém pásmu, se může odnímat z druhého· pásma a buď vést · do prvého pásma, a/nebo. zpět do druhého· pásma, aby se tím zachránily uhlíkaté podíly, které jsou stále ještě v tomto plynném produktu.

Zatímco krakování a zahřívání se obvykle provádějí za atmosférického tlaku, · mohou se použít popřípadě tlaky mírně nižší, například až do 0,01 MPa, jakož i tlaky mírně vyšší, například až asi do 1,0 MPa, k podpoře krakování, jakož i k nanášení in sítu a za tepla krakovatelného uhlovodíku na částice oxidu hlinitého. Obecně řečeno, mohou se použít při krakovacích postupech tlaky asi od 0,01 až do 1,0 MPa. Vyšší tlaky jsou výhodné, avšak celkový rozměr zařízení se tím zvětší. Je tedy výhodné rozmezí tlaků asi od 0,1 až do· 0,3 MPa. Oprava k předběžnému povlékání částic oxidu hlinitého se provádí v podstatě za tlaků shora uvedených pro krakovací a zahřívací postupy.

Při popsaném tepelném krakování uhlovodíku v prvém pásmu pohyblivého lože vzniká horký plynný produkt, obsahující vodík a uhlíkaté podíly, · zahrnující těkavé krakovatelné uhlovodíky, například tepelně redukovatelné a kondenzovatelné těkavé látky, obsahující uhlík, jakož i stržené částice uhlíku. Tento horký plynný produkt, který se vypouští z horkého lože, se zavádí do· chladného pohyblivého lože částic oxidu hlinitého o vysoké povrchové ploše, aby se snížila teplota plynného· produktu a aby se nanesla alespoň část uvedených uhlíkatých podílů, například včetně uhelného prachu a kondenzovaných tepelně redukovatelných uhlovodíků, na částice oxidu hlinitého· při jejich vzájemném styku, čímž se předběžně povléknou částice oxidu hlinitého před jejich zavedením do prvého· pásma. Horký plynný produkt z vyhřátého lože se může rovněž ochladit na nižší · kondenzační teplotu, před uvedením do styku s chladným ložem, a tím ochlazuje alespoň zčásti chladné lože ve vzájemném styku, nebo chladné lože může být nezávisle udržováno na nižší kondenzační teplotě, dostatečně nízké, k prudkému ochlazení horkého plynného produktu ke snížení jeho teploty na potřebný stupeň ke kondenzování těkavých nebo kondenzovatelných uhlovodíkových podílů.

Jak shora uvedeno, alespoň část ze zbývajícího chladného plynného produktu z chladného lože, obsahující stále ještě uhlíkaté podíly, se může recyklovat a zavádět do zahřátého lože jako alespoň část zviřujícího plynu, čímž se napomáhá uvádět lože do pohybu. Zvláště když se chladné lože uvádí do· pohybu plynem obsahujícím uhlík, jako je například methan, ethan a/ /nebo · propan, alespoň část smíšeného plynného· produktu, získaného z chladného · lože a stále ještě obsahujícího zbývající chlazené plynné produkty z prvého pásma, tedy· obsahujícího stále ještě uhlíkaté · podíly, jakož i zviřující plyn, obsahující uhlovodíky a · z druhého- pásma, se může vést do vyhřátého lože a/nebo vracet do vychlazeného· lože jako alespoň část zviřujících plynů, čímž se přispívá k uvádění lože do pohybu.

Jak shora uvedeno, charakter oxidu hlinitého, zaváděného do druhého pásma, má podstatný význam. Takto selektivně upravené výchozí materiály, obsahující v podstatě čistý oxid hlinitý s průměrným· obsahem a-oxidu hlinitého hmotnostně asi pod 5 °/o, zvláště asi pod 3 °/o as výhodou asi pod 1 · %, mají průměrnou ztrátu žíháním asi pod 5 · %, střední velikost částic asi 300 až 75 μπι, přičemž povrch je alespoň asi 10 m2/g, zvláště ailespoň asi 20 m²/g a s výhodou alespoň asi 80 m²/g. Zde uváděné plochy povrchu jsou založeny na údajích Braunera, Emmetta a Teliera, viz J. Amor. Chem. Soc. 60, 309. Materiály vznikající Bayerovým postupem mají obvykle uvedené nutné vlastnosti, ačkoliv v podstatě se může použít jakéhokoliv čistého oxidu hlinitého.

Takový v podstatě čistý oxid hlinitý má být prost nečistot, tj. má se vyznačovat obsahem hmotnostně asi pod 0,5 % nečistot na bázi železa, křemíku a titanu, například jejich oxidů nebo· jiných sloučenin, ale může se vyznačovat obsahem sodných nečistot nejvýše asi 1,0 % a zvláště nejvýše 0,6 proč., přepočteno· na uhličitan sodný nebo na oxid sodný, jako je uhličitan sodný, natriumaluminát, křemičitan sodný apod.

Je ovšem vhodnější, je-li obsah sodných nečistot hmotnostně nejvýše asi 0,3 a s výhodou nejvýše asi 0,1 %, přepočteno na oxid sodný; sodíkovými nečistotami jsou například uhličitan sodný, natriumaluminát a/nebo; křemičitan sodný. Takový v podstatě čistý oxid hlinitý se s výhodou vyrábí z hydratovaného oxidu hlinitého kalcinováním za vzniku porézního oxidu hlinitého nebo oxidu hlinitého o velkém povrchu před vlastním impregnováním uhlím.

Uvedené kalcinování se dá provádět v rotační peci, ve věži, v tunelu, v pohyblivém loži, v statickém loži apod., za teplot asi 700 až 1100 °C, s výhodou asi 800 až 900 stupňů Celsia a nejvýhodněji asi 850 °C, a reakce se dá účinně provádět za tlaku asi 0,01 až 1,0 MPa, přičemž vzniklý oxid hlinitý se vyznačuje průměrným obsahem a-částic oxidu hlinitého pod asi 5 % hmotnostních, jakož i obsahem pevně vázané vody pod -asi 5 °/o hmotnostních, jak bylo· uvedeno shora. Obsah α-částic oxidu hlinitého se stanoví z difrakce Rentgenových paprsků částicemi a vyhodnotí se poměr píku intenzity pro -rovinu 116 k intenzitě píku pro tutéž -rovinu za použití standardu vzorku s částicemi α-oxidu hlinitého. Impregnování oxidu hlinitého uhlím se dá provádět současně -s výše -zmíněným kalcinováním hydrátu oxidu hlinitého, nebo- potom po kalcinování; výhodnější je impregnace po kalcinaci.

Pevně vázanou vodou není voda, která se obvykle pokládá za absorbovanou nebo adsorbovanou, avšak je pevněji vázána, protože je přítomná v oxidu hlinitém i po kalcinaci. Tato pevně vázaná -voda se může definovat funkčně jako voda představující průměrnou hmotnostní ztrátu žíháním pod 5 proč., přepočteno- na -oxid hlinitý. Ztrátou žíháním se míní -adsorbovaná voda vypuzená z povrchu oxidu hlinitého- standardizovaným zahříváním oxidu hlinitého na 300 stupňů Celsia s následujícím dalším zahříváním takového oxidu hlinitého na 1100 °C, přičemž se váží oxid hlinitý po zahřívání na 300 °C a znovu po zahřívání na 1100 °C, přičemž stonásobek hmotnostního rozdílu, dělený hmotností po zahřívání na 300 °C, je uváděn jako ztráta žíháním.

V -souvislosti -se stanovením ztráty žíháním částic oxidu hlinitého s obsahem těkavých nečistot, například sodných, jakož i impregnovaných uhlím, se musí vzít zřetel na to, že uhlí a těkavé nečistoty se zplyní během zahřívání. Poto- při stanovení za použití koksovaného oxidu hlinitého se zjistí obsah uhlí a oxidu sodného u zkoušeného- vzorku za použití oddělených vzorků před zahříváním a po zahřívání na 1100 °C. Vypočte se změna hmotnosti ztrátou uhlíku a sodných nečistot a odečte se od celkové ztráty hmotnosti.

Předkalclnační podmínky jsou velmi významné, jelikož má dojít k selektivní přeměně částic oxidu hlinitého na formu v v podstatě prostou vody nebo na bezvodou porézní formu, tj. -s obsahem nejvýše hmotnostně asi 5 -%, zvláště asi 3 °/o a -nejvýhodněji -asi 1 % celkové vázané vody, neboli s obsahem vody, která se rovná ztrátě žíháním, aniž dochází ke škodlivému zhoršení poréznosti oxidu hlinitého. Teploty -vyšší než asi 1100 °C vedou k -tvorbě nežádoucího hustého povrchu nebo povrchu s obsahem «-částic oxidu hlinitého v množství nad shora uvedené mezní hodnoty.

Při způsobu podle -obr. 2 se selektivně uspořádaný předem povlečený -oxid hlinitý o velkém povrchu zavádí do pohyblivého lože 16 uvnitř reakční nádoby nebo šachtové pece 11, jež je -vybavena na dolním konci zařízením 12 pro distribuci zviřujícího plynu. Šachtová pec 11 obsahuje -dále na horním konci vývod unikajících plynů 14, nepřímé vyhřívací prostředky 15, umístěné uvnitř pro zahřívání obsahu, zařízení pro· přivádění krakovatetného uhlovodíku, jako^: jsou kapalinové injekční trysky 18 pro zavádění uhlovodíků, kapalných za normálních podmínek -v blízkosti nepřímých vyhřívacích prostředků 15 pro krakování- v pohyblivém loži 16 za vzniku uhlíku a vodíku s ukládáním na částicích oxidu hlinitého- v loži, -a dále bočně umístěný -vývod 17 v části pod -vrchním zakončením reaktoru pro odvádění koksovaného- -oxidu -hlinitého- nebo- oxidu hlinitého impregnovaného- uhlíkem, při dosažení určité výšky lože.

Ve spojení s tím to zařízením je umístěna komora 79 pro- předběžné povlékání čássttc -v pohyblivém loži. Obsahuje zařízení pro distribuci zviřujícího- plynu 80 na dolním konci, vývod vzniklých plynů -na horním konci 81, chladicí zařízení 82 pro nepřímou výměnu -tepla pro chlazení částic oxidu hlinitého v pohyblivém loži 83, které je v této komoře 79, jakož i boční přívod 84, umístěný nad -zařízením 80 pro distribuci plynu, přičemž boční přívod 84 je určen pro- částice oxidu hlinitého, které -se mají upravovat pro přivedení -vpustí 85. Potrubí 86 spojuje vývod unikajících plynů 14 z reakční nádoby 11 a přívod 90 do komory 79. Přívod 90 je umístěn mezi zařízením 80 pro distribuci plynů -a bočním přívodem 84 pro- přidávání oxidu hlinitého, a potrubí 86 slouží k přepravě horkého plynného- vývodu z reakční -nádoby 11 do komory 79. Přívod 90 je izolován, aby se zmenšila na minimum možnost ucpání kondenzátem.

Druhé potrubí 87 spojuje zařízení 87‘ provypouštění částic z komory 79 se zařízením pro připouštění částic 87“ do reakční nádoby 11 -a je umístěno v blízkosti nepřímých vyhřívacích prostředků 15 -a vedou se jím předem povlečené částice z komory 79 do reakční nádoby 11. Injekční trysky 18 jsou umístěny -tak, že zaručují prudké -vyhřátí uhlovodíků bez -zplynění před krakováním. Potrubí 87 může obsahovat vsunutou uzavřenou zviřující komoru 89, vybavenou pomocným přívodem zviřujícího plynu 88 k dosažení žádaného -toku předem povlečených částic -oxidu hlinitého- z komory 79 do re218552 akční nádoby 11 bez tlakových přímých spojení mezi těmito dvěma zařízeními.

Chladicí zařízení pro -ochlazování plynného produktu z reakční nádoby 11 mohou jinak obsahovat nebo· obsahují .další zařízení 92 pro nepřímou výměnu tepla, umístěné operativně mimo komoru 79 ve spojitosti s potrubím pro· plyn 86, např. mezi reakční nádobou 11 a komorou 79 pro chlazení plynného· vývodu z reakční nádoby 11 před zavlečením do· komory 79.

Zakreslené injekční trysky 18 jsou s výhodou umístěny v radiálním postavení po obvodu 93 reakční nádoby 11, takže injikovaný uhlovodík, stále ještě v kapalné formě, se může rychle krakovat za vhodné krakovací teploty. Proniknutí každé z · trysek 18 do reakční nádoby 11 zajišťuje, že je vypuzený uhlovodík v kapalné formě a je vystaven přehřátí okolní vysokou krakovací teplotou.

Mohou být umístěna nezakreslená zařízení pro předběžné předehřátí krakovatelného uhlovodíku, například kapalného· nebo pevného uhlovodíku, před dosažením vlastní injekční trysky, takže uhlovodík bude snáze vytékat v kapalné formě z trysek.

Nepřímé vyhřívací prostředky 15 pro· reakční nádobu 11 mohou vhodně tvořit prostorově od -sebe uložená prodloužení tubulární části 19, zasahující dolů do· reakční nádoby 11 k ponoření do pohyblivého lože 16 dostatečně tak, aby zahřály lože na žádanou krakovací teplotu. Je zde palivové potrubí 95 pro přívod paliva ke spálení, například přírodního plynu, topného oleje, koksového hrášku nebo plynu vzniklého krakovacím postupem atd., ze vzdáleného zdroje pomocí rozdělovacího· potrubí 20 do hořáků s volným plamenem 94‘ uvnitř tubulárních částí 19 pro spalování za použití přívodu vzduchu, přiváděného potrubím 22. Produkty spalování jsou vypouštěny za použití potrubí 23.

Chladicí zařízení 82 pro nepřímou výměnu tepla v komoře 79 pro předběžné povlékání částic oxidu hlinitého může obsahovat vodu nebo jinou kapalnou chladicí kapalinu například v hadech 98, umístěných v komoře 79 k zasunutí do pohyblivého lože 83.

Při praktickém provádění postupu podle vynálezu se tepelně krakovatelný uhlovodík, s výhodou ve formě uhlovodíku, kapalného za normálních podmínek, injikuje v dostačujícím množství do pohyblivého lože 16 pomocí trysek 18, takže se dostává do styku s částicemi oxidu hlinitého, předem povlečenými, a krakuje se za vzniku uhlíku a vodíku, jakož i za vzniku koksovaných částic oxidu hlinitého . s potřebným obsahem uhlíku a vodíku. Takto vzniklý uhlík se přímo in šitu nanáší na vnitřní i vnější povrchy oxidu hlinitého. Pro krakovací reakci je výhodné používat uhlovodíky kapalné za normálních podmínek, protože se takto získává reaktivnější produkt. Pravdě16 podobně je to tím, že injikovaný kapalný uhlovodík má možnost smáčet oxid hlinitý dříve, než se krakuje. S výhodou má být krakovatelný uhlovodík v podstatě prost vlhkosti, čímž se zmenší na minimum ztráta krakovaného uhlíku spálením podíly kyslíku obsaženého ve vodě.

Připomíná se, že ačkoliv je možno rovněž použít při krakování uhlovodíků plynných za normálních podmínek, jako je methan, ethan nebo propan, zjistilo se, že při jejich použití dochází ke vzniku tlustších povlaků na zevním povrchu částic oxidu · hlinítého, což se nepříznivě projeví tím, že se sníží žádaný velký povrch částic. Při použití uhlovodíků plynných za normálních okolností, pro krakování může dojít k poklesu původního· velkého povrchu, řádově nejméně 80 m²/g, u porézního· oxidu hlinitého například 30 až 40 m²/g, zatímco· velký povrch oxidu hlinitého impregnovaného· uhlíkem po použití kapalných uhlovodíků se zmenší mnohem méně. Při práci s· popsaným zařízením se předpokládá určitá kombinace obou dvou typů nanášených vrstev.

Pokud jde u uhlovodíky, které jsou za normálních podmínek kapalné, pak z ekonomických důvodů jsou výhodnými typy topné oleje. Čím vyšší mají obsah aromatických a nenasycených uhlovodíků, tím vyšší bude i obsah vázaného uhlíku po nanesení in šitu během krakování, zatímco úměrně vznikne méně vodíku při krakování pro nežádoucí zadržení na oxidu hlinitém, impregnovaném uhlíkem, včetně uhlíku, který může být vázán ve formě uhlovodíku nebo v jiné kombinaci.

Při nepřerušovaném postupu se oxid hlinitý, selektivně tvarovaný, nejprve vede za teploty místnosti, tj. asi 15 až 30 °C, do komory 79 pro· předběžné povlékání s pohyblivým ložem 83, udržovaným na teplotě asi 20 až 100 °C, přičemž se lože udržuje v pohybu průchodem plynu · obsahujícího uhlovodík jako· je methan, ethan a/nebo propan, směrem vzhůru.

Horký plynný produkt z krakovací reakce se tedy zavádí do· uvedeného lože · potrubím 86. Podobný horký plynný produkt obvykle obsahuje zbylé krakovatelné uhlovodíky, včetně materiálů obsahujících tepelně redukovatelný uhlík a další uhlíkaté podíly, jako jsou kondenzovatelné zplyněné krakovatelné uhlovodíky, například částečně krakované nenasycené uhlovodíky apod., vzniklé při krakovací reakci, jakož i plyn cbsshující uhlovodíky, jako je methan, ethan a/nebo propan, ze zviřujícího plynu pro· lože v reakční nádobě 11, jakož i dále vodík, stržené jemné částice uhlíku nebo uhelný prach, jemné částice koksovaného oxidu hlinitého apod. Ve styku tohoto· horkého plynného produktu s poměrně chladnými částicemi oxidu hlinitého· v pohyblivém loži 83 se zbylé krakovatelné uhlovodíky, včetně cenných uhlíkatých podílů, prudce ochladí a jejich podstatná část bude kondenzovat a/nebo se nanáší· na částice oxidu · hlinitého s velkým · povrchem za vzniku předběžného povlaku. Vysoce adsorpční a · absorpční vlastnosti použitého oxidu hlinitého podporují podobné nanášení. Je možné, že kondenzované uhlovodíkové frakce, adsorbované nebo absorbované na částicích oxidu hlinitého v chlazeném loži, způsobují mírnou lepkavost povrchu, což podporuje povlékání jemným uhelným prachem a práš.kem konksovaného oxidu hlinitého· na takových částicích.

Teploty nad asi 100 °C nejsou obecně žádoucí v pohyblivém loži pro tvorbu předběžného povlaku, protože - potom může docházet k nedostačujícími prudkému - ochlazení a kondenzaci těkavých uhlovodíkových frakcí, a popřípadě i k novému vytěkávání uhlovodíkových složek, zatímco teploty pod asi 20 °C obvykle vyžadují zbytečně vysoké náklady na chlazení. Výhodnou teplotou chlazení je asi 50 °C, zvláště v případě krakovací teploty asi 900 °C.

Jestliže se pracuje v uzavřeném obvodu, . má se odvádět · - oxid hlinitý s předběžně vytvořeným povlakem v množství odpovídajícím přívodu výchozího oxidu hlinitého, zaváděného do komory 79, kde vzniká předběžný povlak a oxid hlinitý se má přepravovat do · vyhřívaného pohyblivého lože 16 souběžně · s odnímáním podobných množství oxidu hlinitého, impregnovaného uhlíkem, a to tak, že se v obou použitých zařízeních udržují vyvážená množství částic oxidu hlinitého.

Jestliže krakovací lože v prvém pásmu a lože v · druhém pásmu pro vznik předběžného povlaku jsou v obou případech lože pohyblivá, · pak studený plynný produkt, obsahující uhlovodíkové podíly, z druhého pohyblivého lože, který tedy obsahuje zviřující plyn s obsahem. uhlovodíku, a dále vodík, se dá běžně odvést do . prvého pohyblivého lože, · takže tvoří alespoň část plynu použitého pro zviřování uvedeného lože.

Jinak podobný chladný plynný produkt z lože pro předběžné pokrývání částic oxidu hlinitého se dá, alespoň částečně, · recyklovat přímo do chlazeného lože . jako^ zviřující plyn pro toto · lože. V každém případě tento chladný plynný produkt z lože 79 pro předběžné povlékání částic oxidu hlinitého se s výhodou nejprve filtruje, aby se oddělily stržené pevné podíly, přičemž se pevné zachycené podíly vrátí do pohyblivého lože, takže se uchová hodnota obsažených částic oxidu hlinitého i uhlíku.

Dále se alespoň část z uvedeného· chladného a filtrovaného plynného produktu ze zařízení pro vznik předběžného povlaku může · běžně spálit, například v nepřímých vyhřívacích prostředcích 15 pro vyhřívání nepřímou · výměnou tepla, čímž -se dodává teplo do prvého pásma pohyblivého lože, a využije se.

To · zvláště přispívá k uchování a využití obsahu vodíku v plynném produktu vznikajícím krakováním,. .. jakož i pomáhá ,k odstraňování nadbytku plynu ze - soustavy.

K uskutečnění uvedeného záměru recyklační · potrubí 99 pro vývodní plyn selektivně propojuje vývod 81 pro plynný produkt -z komory 79 pro vznik předběžného· povlaku na oxidu - hlinitém za použití dmýchadla 100 a kontrolních ventilů 104, 108 a 109, s přívodem chloru 12 do - distribučního zařízení ke zviřování v reakční nádobě 11 a dále se zařízením pro distribuci rozviřujícího. plynu 80 do distribučního zařízení v komoře 79 a dále nepřímými vyhrívacími prostředky 15 pomocí- potrubí - 103 a distribučního potrubí 20, a to tak, že -se docílí a udrží v podstatě uzavřená soustava.

Pytlové filtrační zařízení 101, obsahující filtry 102 k oddělení pevných podílů jako nečistot v plynu s vrácením pevných podílů, je vsunuto mezi vývod 81 a recyklační potrubí 99. Tento filtr- pracuje nejen tak, že zachová uhlíkaté látky, oxid hlinitý, které tvoří podstatu pevných částí, ale rovněž znemožní zanášení kompresoru nebo dmýchadla 100.

Ventil 105 a potrubí 106 jsou určeny ke stálému vypouštění části plynného vývodu z recyklačního potrubí 99 k odstranění nahromaděného vodíku - ze soustavy. Vodík se tedy může takto odstranit nebo vypudit bez zřetele na - to, odnímá-li se další vodík rovněž - pomocí potrubí 103, pro spálení v topných zařízeních 19.

Ve specifikovaném případě krakování uhlovodíku, kapalného za normálních okolností, v pohyblivém loži částic oxidu hlinitého za podmínek shora popsaných se krakuje pouze asi 60 % hmotnostních vstřikovaného uhlovodíku, kapalného· za normálních podmínek v krakovacím nebo koksovacím vyhřátém pohyblivém loži za nanášení in šitu na částice oxidu hlinitého a předběžně vytvořeným povlakem, a zbytek představuje v podstatě vytékané krakované nenasycené uhlovodíkové frakce. Například na každý kg vstřikovaného uhlovodíku, například topného oleje, se krakuje asi 0,6 kg uhlíku za vzniku povlaku na částicích oxidu hlinitého v zahřátém pohyblivém loži.

V chlazeném pohyblivém loži pro vznik předběžného povlaku se asi další 0,1 kg uhlíku získá z horkého plynného vývodu v důsledku popsané kondezace nanášení na vychlazený oxid hlinitý. Platí tedy, že recirkulací vypouštěných plynů se další 0,1 kg uhlíku na kg uhlovodíku může takto zachránit a nanést na - oxid hlinitý.

Přítomnost pohyblivého lože pro předběžný vznik vrstvy ve spojitosti s pohyblivým ložem pro hlavní krakování a koksování zajišťuje vyšší účinnost pro- karbonizační proces jako celek. Asi 10 až 15 % hmotnostních z obsahu uhlíku se dá zachránit kondenzováním a uložením na částicích oxidu hlinitého v loži pro vznik předběžné vrstvy

218 5 5 2 a dalších 5 až 10 % hmotnostních uhlíku se dá zachránit recyklováním vypuštěného plynu ze zařízení pro vznik předběžné vrstvy do vyhřátého lože jako zviřujícího plynu, takže se tím dosáhne podstatně vyšší celkový výtěžek vytěženého· uhlíku, který může dosáhnou asi 15 až 24 % hmotnostních z celkového množství uhlíku obsaženého ve formě krycí vrstvy na oxidu hlinitém.

Použiií-li se pohyblivá lože v prvém a v druhém pásmu, pak množství kondenzovaných těkavých uhlovodíků, nanesených a/nebo absorbovaných na oxidu hlinitém v chlazeném loži, kde vzniká předběžná vrstva, bude asi 15 % hmotnostních. Snaha po dosažení větších množství by zřejmě způsobila přílišnou lepkavost částic v chlazeném loži, tím by se částice shlukovaly a ničilo by se pohyblivé lože. Požadované množství uhlovodíku, který se má využít ke vzniku krycí vrstvy na částicích kysličníku hlinitého, se dá kontrolovat úpravou teploty v prvém loži, jakož i úpravou poměru oxidu hlinitého v přívodu oleje.

Při výhodném provedení -se udržuje teplota krakování asi na 750 až 950 °C, přičemž spodní teplota v zařízení pro vznik předběžné vrstvy se udržuje v rozmezí - asi 20 až 60 stupňů Celsia, a průměrný . obsah uhlíku ' na koksovaných - částicích -oxidu hlinitého nebo na částicích oxidu hlinitého impregnovaného uhlíkem je asi 17 až 19 % hmotnostních.

Používá-li se při chlorování oxidu hlinitého znečištěného sodíkem, ochladí se shora popsaný plynný produkt z chlo-rační reakce s výhodou na předem stanovenou teplotu, která je pod teplotou chlorační reakce a nad teplotou kondenzace chloridu hlinitého za obvyklých podmínek, -ale která dostačuje - ke kondenzování selektivní - části - obsažených kondenzovatelných - složek - včetně odpovídajících - - částí - přítomného - - a - - zplyněného - chloridu hlinitosodného. Stržené částice nebo složky a nově -kondenzované složky, včetně kondenzovaných podílů, jako je chlorid -hlinitosodný přítomný ve vzniklé ochlazené plynné vývodní směsi, se tím -oddělí a vrátí se ve formě hmoty do chlor-ačního lože; potom se může obsažený podíl chloridu hlinitého regenerovat ze zbývajícího ochlazeného plynného produktu.

Se zřetelem na řízení charakteru -oddělených složek, které se vracejí do pásma chlorační reakce, část podílu hlinitosodného se odstraňuje, -například zahříváním, promytím nebo filtrací mezi počátečním oddělením takových podílů z horkého plynného produktu a konečným vracením zpět do chlorování. Za podmínek chlorování a chlazení podle vynálezu představuje vrácená nebo recyklovaná hmota selektivně hmotnostně asi IQ až 30 -%; a s výhodou asi 15 až 25 -% z průměrného, obsahu -oxidu hlinitého v chloračním loži.

Ve zvláštním provedení se může horký plynný produkt selektivně ochlazovat na předem stanovenou teplotu asi 200 až 500 stupňů Celsia a s výhodou - asi 250 až - 350 stupňů Celsia.

V důsledku takového ochlazení část - ' z' přítomného vytékaného chloridu hlinitosodného, - který vznikl ze sodných nečistot v koksovaném -oxidu hlinitém, kondenzuje spolu s menším - množstvím -chloridu hlinitého, tento komplex -chloridu hlinitos-odného s chloridem hlinitým, jakož i případné nečistoty, obsažený uhlík, oxid -hlinitý, - aluminiumoxychlorid, aluminiumhydroxychlorid tvoří směs pevných a kapalných látek, která se vrací zpět.

S výhodou pouze stopy, nejvýše hmotnostně asi do 1,0 % -sodných nečistot, přepočteno na oxid sodný, které jsou přítomné jako nečistoty v koksovaném' oxidu hlinitém, například pocházející z použití - alkalického roztoku při přípravě oxidu hlinitého Bayerovým postupem, -a dále produkty, které vznikly reakcí chloru a oxidu hlinitého za účasti vodíku a/nebo -obsažené vlhkosti, tvoří odpovídající množství -chloridu hlinitosodného (NaAlCU), jakož i určitý podíl oxychloridu hlinitého¹ (A1OC1) -a -aluminiumhydroxychloridu (AlfOHJaCl), které jsou rozpuštěné - a mají důležitou -funkci. Tyto podíly, které se vracejí do selektivní - části ve formě - - hmoty - se - strženými ' částicemi, - - překvapivě zlepšují - reaktivitu systému, ve kterém se udržují například navrácením hmoty odděleného materiálu - do chloračního lože.

Navrácená hmota, řízená se - zřetelem na charakter a množství, -zlepšuje reaktivitu i pohyblivost lože pravděpodobně tím, -že předchází nahromadění částic α-oxidu hlinitého v loži s následující -degradací lože', - nebo se -uplatňuje katalytický účinek -chloridu ' hlinitého - a - - chloridu - -hlinitosodného, - - nebo dochází - - - k bezprostřední - - úpravě - - distribuce velikosti - částic v reakční nádobě.' V - každém případě takto - navrácená ' hmota, ' která - -selektivně představuje - asi - 10 - až 30 - %, a - s výhodou asi 15 až 25 %, například -as-i 17 -% oxidu hlinitého, použitého - v - l-oži,- - - a která obsahuje asi 10 až 15 %, například 12 - W komplexní směsi -chloridu hlinitosodného a chloridu hlinitého, specificky katalyzuje reakci oxidu hlinitého, -uhlíku a chloru, -nebo alespoň snižuje reakční teplotu, čímž vzniká ' chlorid hlinitý, oxid -uhličitý a -oxid uhelnatý za nižší teploty -a dochází ke -zvýšení výtěžků.

Například v nepřítomnosti této recyklované hmoty v soustavě může exotermní -chlorační reakce vyžadovat teplotu 700 C, zatímco za přítomnosti uvede recyklované hmoty ve shodě s tímto recyklačním postupem -je nutná pro dosažení porovnatelných výtěžků teplota pouze -600 °C.

Má se zato, že zplyněný chlorid hlinitosodný převážně kondenzuje v důsledku selektivního -chlazení plynného produktu -z chloračního reaktoru tak, -že za normálních sodný, více nebo méně ve formě komplexu s přítomným chloridem hlinitým, jakož 4 kapalné částice -aluminiumoxychloridu a/nebo . aluminiumhydroxychloridu se snadno· ukládají ' na stržených částicích pevných látek, kde se soustředí ještě před dosažením operativně-fyzického prostoru pro· oddělení znečišťujících částic.

Zatímco· postupy podle stavu techniky zahrnovaly jasné stupně přidávání sodíku z vnějších zdrojů, například ve formě chloridu sodného, do chloračního systému, kde reagoval bauxit -s uhlíkem, například ve formě , fosgenu a/nebo oxidu uhelnatého, a dále s chlorem, je překvapující, že lze dosáhnout zlepšené reaktivity použitím uhlíku a poměrně čistého porézního oxidu hlinitého za recyklování hmoty složek uvedeného typu v tak velkém množství při přepočtu na průměrný obsah oxidu hlinitého· v chloračním loži.

To nebylo možno předpokládat předem na podkladě sodných nečistot přítomných ve výchozím ' oxidu hlinitém, znečištěném sodíkem. Uvedený obsah nečistot v recyklované hmotě podle tohoto· vynálezu představuje konstantní množství, jež se selektivně odnímá v souvislosti se stupněm chlazení, a toto množství se nikoli nezávisle přidává do soustavy, aniž se recykluje ve formě jako· chlorid sodný nebo chlorid hlinitosodný, ale ve formě komplexu veškeré hmoty, zahrnující bezprostředně další nečistoty, operativně odnímané a spolu recyklované.

Pravděpodobně chlorid hlinitosodný, který se kondenzuje a odstraňuje v - odpovídajícím místě, se obvykle kondenzuje v kapalné formě jako komplexní směs s •odpovídajícím menším množstvím přítomného ' chloridu hlinitého, a taková komplexní směs obvykle obsahuje nejen současně •odstraňovaný aluminiumoxychlorid a aluminiumhydíroxychlo·ríd, · · -ale rovněž stopy chloru, fosgenu apod., jakož i -oxid hlinitý, pocházející ze strženého práškovaného oxidu hlinitého, který -byl původně přítomný v loži, nebo· který vznikl reakcí chloridu hlinitého -s popřípadě obsaženou vlhkostí, samozřejmě za současné tvorby chlorovodíku. Kromě -tohoto -oxidu hlinitého mohou být přítomny stržené částice koksovaného- oxidu hlinitého- a uhelný prach. Všechny uvedené typy složek představují podstatu hmoty, nepřerušovaně oddělované v odpovídajícím místě pro- případné selektivní oddělení podílů chloridu hlinitosodného -a navrácení tohoto podílu do chlorace pro· recyklování podle vynálezu.

Na -obr. 1 je schematicky zachyceno jedno chlorační zařízení, jakož i recyklační zařízení pro postup podle -vynálezu.

Chlorační část byla již popsána.

. Vývod 33 pro vypouštění plynů je spojen potrubím 36 s chladicím zařízením, -s výhodou typu výměníku 35 tepla, kde se ochlazuje plynný produkt -s obsahem chloridu hlinitého z reakční nádoby 1 na předem stanovenou nižší teplotu, nedostačující ke -kondenzování podstatnějších množství plynného- chloridu -hlinitého jako vlastního produktu za obvyklých podmínek. Vývod z výměníku 35 tepla je spojen potrubím 38 s - oddělovacím zařízením 37, obsahujícím - s výhodou filtr pro oddělení pevných látek, jakož i -stržených kapalných podílů, jako- i kondenzovaných těkajících složek, které současně při -takovém chlazení kondenzují, například jako je chlorid hlinitosodný, z ochlazeného plynného -vývodu. Oddělený materiál se vede recyklačním potrubím 39 do druhého dělicího zařízení 40‘. Toto -druhé zařízení usnadňuje selektivní odnětí předem stanovených množství chloridu hlinitosodného- z původně oddělené hmoty. Uvedené oddělení je možné selektivním novým vytékáním- uvedené látky zahříváním nebo filtrací nebo selektivním promytím.

Uvedené selektivní oddělení podílů chloridu hlinitosodného- představuje účinný stupeň kontroly -složení pohyblivého' lože v chloračním reaktoru a přispívá k udržení nejlepších operativních možností. Zbývající oddělený materiál se vede zpět do chloračního reaktoru, tj. uskuteční se tím řízené vracení alespoň - části takto· - odstraněných pevných -a kapalných podílů, jakož i kondenzovaných těkavých -složek zpět - přímo -do reakčního prostoru, například ve formě pevné látky, za použití vhodných prostředků, včetně zpětného- potrubí 39‘.

Plyn -napomáhající -v pohybu, například chlor, -se může - zavádět, popřípadě potrubím 39“, ke zlepšení vracení takové hmoty zpětným potrubím 39‘ do- reakční nádoby 1, přičemž -do potrubí 39‘ je -vestavěn -ventil 39“‘ ke kontrole toku zmíněného plynu.

Plynný chlor, použitý při chlorování, -se vede do přívodu plynu 32 potrubím 6 z jakéhokoli zdroje, jako je -zásobník s kapalným chlorem, například za obvyklé teploty asi - 15 - až 30 °C -a pod tlakem 0,1 MPa.

Reakční nádoba 1 je pochopitelně konstruována z materiálu vzdorujícího za zvýšených podmínek tlaku i teploty (například až do 1,0 MPa), jakož i - vzdorujícího- účinkům chloru, - -a současně je těsný proti vnikání vzduchu -a vlhkosti.

Podobně výměník 35 tepla může mít jakoukoli vhodnou formu, jako je koncentrický plášť -a válec -s prouděním, kam se vede běžně dostupné chladicí činidlo. Nebo může být chladicí zařízení vybaveno popřípadě zařízením pro přívod chladicího prostředku, jak - je čerchovaně zachyceno formou přívodního potrubí 35‘, kterým -se přivádí chladicí činidlo, jako je suchý inertní plyn nebo pevné částice chloridu hlinitého, -do přímého styku s horkým plynným produktem, čímž se - snižuje jeho teplota.

Oddělovací zařízení 37 může mít rovněž jakoukoli vhodnou formu. Část -na ' -obr. 1 zahrnuje obvykle svislou filtrační komoru, obsahující větší počet propustných filtračních členů 41, přičemž na horní -stropní stěně je vývod 37‘ pro vypouštění zbývají2185 5 2 čího- ochlazeného· plynného vývodu, ' a ' izolované postranice 37“ jsou zakončeny potrubím 39.

Izolované postránice 37“ s výhodou mají v podstatě hladký, neperforovaný povrch· a jsou vhodně izolovány ke' · snížení kondenzování těkavých složek v ochlazeném plynném - vývodu na minimum a umožňují vypouštění kondenzovaných a stržených nečistot - do' sběrné výsypky 37‘“. Filtrační členy 41 mají popřípadě poměrně hladký vnější ' povrch a jsou s výhodou -složeny z' porézního keramického' nebo kamínkového- filtračního materiálu, například z křemícttanu hořečnatohlinitého. Tyto filtry se periodicky propláchnou zpětným chodem -nebo se čistí jinak, -aby se od nich oddělily zadržené materiály, které by se jinak nedostaly do·' sběrné výsypky 37‘“ pro zadržení hmoty, - obsahující kondenzované těkavé složky a kapalné částice, spadající dolů.

Při práci podle popsaného, systému se filtrační členy 41 s výhodou udržují na dostatečně , vysoké' teplotě, například asi 200 -až 500 °C, pro nepřerušovaný tok hořkých plynů filtry -a k 'zábraně kondenzace zbývajících těkavých podílů -a -aby kondenzovala pouze část v tomto stupni kondenzovatelných podílů spolu se -strženými pevnými podíly nebo- na těchto podílech.

Ze zbylého plynného vývodu, který - se vypouští z oddělovacího zařízení 37 potrubím 42, se může izolovat obsažený chlorid hlinitý.

Lobulární chlorid hlinitý . -se získá selektivní -desublimací plynného chloridu hlinítétio v pohyblivém loži částic chloridu hlinitého, udržovaném na - teplotě podstatně nižší, než - je - horní obvyklá teplota -tuhnutí chloridu hlinitého. Teplota pohyblivého' lóže je asi - - 30 -až 100' °C, vhodně -asi 60 až 90 stupňů Celsia -a s výhodou asi 50 až 70 °C. Desublimací sě rozumí přímé vyloučení pevného chloridu hlinitého z plynné fáze, -bez přechodného-' vzniku kapalné fáze.

Popisovaná desublimace chloridu hlinitého se dá provádět i ve vakuu, například za sníženého· -tlaku -až do 0,01 MPa, jakož i za tlaku vyššího, - -například až do· tlaku, kdy bý chlorid hlinitý kondenzoval vé formě kapaliny za obvyklých podmínek, tj. - -až do 1,0 MPa se zřetelem na parciální tlak chloridu hlinitého. Výhodný tlak při postupu je asi 0,15 MPa.

V praxi se může použít jakýkoli plynný nosič -obsahující poměrně čistý plynný chlorid hlinitý z jakéhokoli zdroje. S výhodou -se používá plynný produkt z předchozího- chlorování -oxidu hlinitého, znečištěného Sodíkem, za přítomnosti uhlíku, ze kterého se před desublimací oddělí stržené částice pevných i kapalných podílů, jakož i kondenzovateiné těkavé složky -nebo -nečistoty, kondenzující za vyšší -teploty, než je horní mez kondenzační teploty chloridu hlinitého.

Pro desublimací -se používá zbylý horký plynný produkt pro chlorování -oxidu hlini24 tého, znečištěného -sodíkem, -a popřípadě obsahující ' chlor, fosgen a -oxid uhelnatý - i. uhličitý, plyn se uvádí za -teploty -ási 15ϋ - áž 250' °C přímo- do- ' styku -s pohyblivým' ložem pevných částic chloridu hlinitého, čímž- nábývá lože charakteru samovolně -se doplňujícího lože, a vyhovuje' podmínkám' pro výroby lobulárhího chloridu hlinitého s částicemi selektivní velikosti i konfigurace, ' což zajišťuje -snadnou manipulovatelnost a pohyblivost. Zvláště' se' 'takový chlorid hlinitý vyznačuje rozdělením' střední velikosti částic asi 425 až 45 μη a převážně asi 150 až 45 μία. Kondenzační desublimačňí postup ža použití pohyblivého lože vede k přijatelným jemným částicím pevného- chloridu -hlinitého is nízkým nákladem na chlazeení. Velikost částic konfigurace a čistota še uplatňují při dalším použití pro' elektrolytickou výrobu kovového hliníku.

S výhodou se plynný odpad,- zbývající - Ve formě směsi po přímé desublimací pódílů chloridu hlinitého a obsahující obvykle hlavně oxid uhelnatý a oxid uhličitý -spoltí s malými podíly chlorovodíku, chloridu uhličitého·, fosgenu a chloru, může regenerovat jako produkt z pohyblivého -lože, a jeho- část sé může s- výhodou recyklovat ve formě žviplynu pro lože částic - chloridu hlinitého'. - Jinak se ke zviřováhí lože může ' ptíůžít jakýkoli vhodný -v podstatě suchý a nereaktivní plyn, jako je' dusík, methan, vzduch, -oxid -uhličitý a/nebo oxid Uhelnatý.

Použiti výrazně nižší -desublimáčhf -né'bó kondenzační teploty ve -srovnání - - š- teplotou tuhnutí chloridu -hlinitého, například 3D áž 100' °C ve srovnání -s 180 °C, -a pohyb, ' který je stále v loži částic chloridu hlinitého, s překvapením vede k tvorbě částic ve výhodném rozmezí velikosti -a k tvorbě selektivně tvarovaných částic laločnatého, tvartí, vyznačujících sé tím, že v podstatě jsóů prosté plošných vnějších povrchů. Protože taková - konfigurace, jakož i rozptyl -Velikosti části přispívají ' ke snadné manipulaci při -dalším elektrochemickém zpracování chloridu hlinitého na kovový hliník, je - použití desubllmačiních teplot značně pod horní hranicí teploty desublimace chloridu hlinitého podle vynálezu -vysoce - výhodné. Nebylo možno očekávat, - že prudkým ochlazením plynného chloridu- hlinitého v pohyblivém ' loži z teploty asi' 15Ó až 250' *C - pod 100 °C, a s výhodou asi pod 60 °C v - jediném stupni vzniknou částice chloridu hlinitého o- selektivní velikosti a konfiguraci, se kterými -se snadno zachází, a které Jsou snadno pohyblivé.

Vhodnou volbou a řízením desublimačňí teploty a za použití pohyblivého lože částic chloridu - hlinitého - v kondenzačním pásmu vznikají částice chloridu hlinitého selektivní konfigurace a velikost částic ' pevného chloridu hlinitého lze selektivně řídit. Za nižších teplot uvnitř specifikovaného rožme218552 zí asi 35 až 100 °C je průměrná velikost částic desublimovaného produktu obecně menší než při použití vyšší teploty uvedeného¹ rozsahu. V závislosti na zvolené teplotě bude mít získaný chlorid hlinitý částice o střední velikosti asi 43 až 425 μπι a převážně asi 43 μπι až 150 μπι. Pracovní teplota nižší než asi 35 °C pohyblivého lože je obecně nehospodář,ná a nežádoucí, protože vyžaduje nadměrné náklady na chlazení, a pokud je v plynném vývodu přítomný chlorid titaničitý, kondenzují nadměrná množství této látky spolu se zvýšeným množstvím jemných částic chloridu hlinitého·, zatímco za teplot nad asi 100 °C za zmíněných operačních podmínek dochází v nežádoucí míře к nedokonalé desublimaci plynného chloridu hlinitého а к nežádoucím ztrátám v plynném odpadu trvale odváděném ze soustavy к odvedení škodlivých a/nebo toxických látek.

Podle vynálezu se zavádí plynný produkt, obsahující plynný chlorid hlinitý, do komory s pohyblivým ložem přívodem, který je udržován na teplotě nad kondenzační teplotou chloridu hlinitého a s výhodou v rozmezí asi 180 až 250 °C. Tento přívod je umístěn tak, že se plynný chlorid hlinitý zavádí do lože v místě vzdáleném od jakýchkoli styčných povrchů na vlastním zařízení nebo uvnitř tohoto zařízení, jako je tomu například na chladicích površích apod., čímž se předejde nežádoucí nebo předčasné kondenzaci plynného chloridu hlinitého •na kapalnou nebo pevnou formu jak v přívodu, tak na jakémkoli takovém styčném povrchu.

Podobná předčasná kondenzace by brzy vedla к škodlivé tvorbě šupin, jakož i ke vzniku vrstevných tvrdých vrstev pevného chloridu hlinitého na stěnách nádoby, jakož i na jakékoli z chladicích povrchů v nádobě a i ve vyústění vývodu. Neznamenalo by to jen ztrátu cenného produktu, ale rovněž by to vedlo к poměrně rychlému ucpání přívodu, jakož i к ucpání užitečného prostoru celého zařízení, ke zhoršení izolačních vlastností nutných chladicích povrchů. Takové nežádoucí usazeniny se nesnadno odstraňují, ale bez jejich odstranění by se doisáhlo nedostačujícího chlazení výměnou tepla, snížení použitelného prostoru zařízení a došlo by se možná i к ucpání přívodu.

Kondenzace poměrně čistého plynného chloridu hlinitého přímo v pevné formě v jediném stupni není obvykle spojena s problémy běžnými pří kondenzování jiných materiálů v pohyblivém loži. Například materiály, jako je ftalanhydrid, které se kondenzují v pohyblivém loži, jsou tak měkké, že se odírají ve styku s povrchem kondenzačního zařízení a semílací činností částic pohyblivého lože. Proto se musí kontrolovat teplota, tlak par a místo desublimace, aby nedošlo к předčasnému a škodlivému kondenzování plynného chloridu . hlinitého do kapalné f ormy, jakož i v jiných místech, čímž se účinně znemožní aglomerování částic v loži a případné selhání lože, ucpání přívodu a ukládání produktu na chladných površích komory.

Podobně plynný produkt má obsahovat poměrně čistý chlorid hlinitý, protože pochopitelně jakýkoliv podstatnější obsah nečistot, například chloridu hlinitosodného v komplexní směsi s chloridem hlinitým, pokud se neodstraní z plynného přívodu před vyústěním přívodu, by brzy ucpal vyústění ve formě nahromaděného kapalného kondenzátu v důsledku poměrně vyšší kondenzační teploty ve srovnání s poměrně studeným okolím ve vlastním komoře.

Ačkoliv obvykle nosič obsahující plynný chlorid hlinitý, který kondenzuje v pohyblivém loži podle vynálezu, je plynný produkt z chlorační reakce předchozího, typu, může být nosičem i plynný produkt z jiného typu chloračního postupu nebo reakce, nebo to může být nosič s obsahem plynného chloridu hlinitého z jiného vhodného zdroje, pokud je prost nežádoucích nečistot, které by rušily při desublimačním stupni.

Na obr. 3 plynný produkt, obsahující chlorid hlinitý z chloračního reaktoru 51 (typu podle obr. 1), se vede nejprve čisticím zařízením 52 (typy oddělovacího zařízení prvého stupně 37 a oddělovacího zařízení druhého stupně 40‘ podle obr. 1), kde se odstraňují stržené částice a kondenzovatelné těkavé podíly, kondenzující nad horní teplotu tuhnutí chloridu hlinitého¹. Zbylý plyn, který má dostatečně vysokou teplotu, aby nedošlo ke kondenzaci chloridu hlinitého, se zavádí přívodním potrubím 53 do pohyblivého lože částic chloridu hlinitého, kteréžto lože je v komoře 54. Komora 54 s pohyblivým ložem pro kondenzování chloridu hlinitého zahrnuje přívod 58 pro distribuování zviřujícího plynu na dolním konci, přičemž uvedený zviřující plyn je dodáván potrubím 57. Oddělovací zařízení 67, s výhodou permeabilní filtrační prostředí 69, jakož i vývod 59 pro zbylé plynné odpadní složky v horní části, je napojeno na vývodní vedení odpadních plynů 60, a je spojeno s vypouštěcím zařízením 62 chloridu hlinitého na odpovídajícím konci skloněné nebo zkosené perforované distribuční destičky 55, jež je umístěna u dna komory к usměrnění toku těžších částic směrem к vývodu, čímž dojde к odebírání kondenzovaných částic chloridu hlinitého obsažených v komoře. V horní části je umístěn výměník tepla ve formě žebrovaného vinutí 56 pro vychlazování obsahu a pro udržování teploty lože na předem stanoveném rozmezí. Vyčištěný zbylý plyn, který se vypouští z čistícího zařízení 52 a obsahuje podíly plynného chloridu hlinitého, se zavádí do pohyblivého lože v místě vzdáleném od chladicího vinutí a od jakéhokoli styku s povrchem.

Recyklační potrubí 63 pro zbylý plynný produkt je spojeno s vývodem pro odpadní plyn 60, jakož i s přívodem 58 pro· distribuování zviřujícíhO' plynu, což dovoluje recyklování a použití částí zbylých plynných vývodů jako· zviřujících plynů. K takovému účelu je kompresor nebo čerpadlo 64 vestavěno do· vývodního potrubí 60. Jinak se nezávislý zdroj zvirujícího plynu může přivádět za pomoci zásobního· potrubí 65 pro zviřování lože, místo používání zbylého vývodního plynu, přiváděného pomocí recyklačního potrubí 63, nebo kromě tohoto zbylého· vývodního plynu. Zviřující · plyn obsahuje samozřejmě hlavně oxid uhličitý a oxid uhelnatý a snad i některá zbylá množství nebo stopy nezreagovaného chloru, chlorovodíku, fosgenu nebo chloridu uhličitého, protože jde o konečný plynný odpad z chlorační reakce. Část tohoto· odpadního plynu se odnímá potrubím 66 a vymytím se odstraní škodlivé složky před vypuštěním plynného odpadu. P-oužije-li se nezávislého zdroje zvirujícího plynu, pak se obvykle odstraňuje veškerý podíl odpadního plynu potrubím 66.

Plynný odpad, který se vypouští z uzavřené soustavy potrubím 66, . obsahující převážně chlor, chlorovodík a fosgen jako· obtížné a toxické složky, se musí čistit před vypuštěním do ovzduší. Odpadní plyn se před vypuštěním do ovzduší může zbavit uvedených složek například promýváním za použití alkalických činidel, například hydroxidu sodného^ nebo uhličitanu sodného·. Může se také spálit v peci s vodíkem (nebo jeho zdrojem, jako je methan] za vzniku chlorovodíku z · chloru a fosgenu, načež se takto upravený plyn před vypuštěním do· ovzduší promývá, nebo se může využít jakákoli· jiná vhodná metoda · k odstraňování obtížných a škodlivých . složek · · z . odpadního plynu.

Přívod 61 pro · · přívod· plynu s ' · obsahem plynného chloridu · ' hlinitého · je opatřen zařízení 70 k udržování · teploty · přiváděného plynu na · zvýšené hodnotě a může obsahovat pomocná · zahřívací . - zařízení, jako · jsou elektrické odpory, nebo tepelně izolované materiály, jako · je... křemen, oxid hlinitý, grafit, azbest apod., . . za · účelem snížení na minimum nebo znemožnění předčasného· chladnutí a zkapalnění nebo ztuhnutí plynného chloridu hlinitého při průchodu, který by se ucpával; to by vadilo nebo jinak škodlivě ovlivňovalo žádanou kondenzaci nebo desublimaci. Takže prostředky pro· řízení teploty přiváděného plynu představují zařízení, jež umožňuje přívod plynného chloridu hlinitého nebo· · plynu obsahujícího chlorid hlinitý bez podstatnější ztráty tepla dovnitř pohyblivého lože.

K předcházení předčasné kondenzace plynného chloridu hlinitého v jiných místech, než je pohyblivé lože, ústí výstupní část přívodu 61 přímo do lože a je zakončena v místech vzdálených od všech styčných povrchů včetně· stěn komory a chladicích prostředků 56. Tímto způsobem se dostává zaváděný plynný nosič, obsahující chlorid hlinitý, -do kondenzačního prostoru 54 tak, že je bezprostředně ihned po styku s částicemi lože, a podíl chloridu hlinitého obsaženého v nosiči kondenzuje, aniž má možnost styku se sousedními povrchy celého zařízení. Ve zbylém zviřujícím plynu unikajícím z horní části lože je v důsledku kondenzace chlorid hlinitý v dostatečné míře přeměněn na pevnou fázi, takže se podstatněji nestrhává unikající plynnou směsí, přičemž vzniklé částice jsou dostatečně těžké a tvrdé, takže mohou tvořit složku pohyblivého lože v blízkosti stěn komory a chladicích prostředků bez nebezpečí, že by se na nich ukládaly.

Obvyklé podmínky v místě kondenzace by měly být takové, aby tlak par chloridu hlinitého byl právě dostatečně nízký, aby došlo k desublimaci chloridu hlinitého· do pevné formy bez ukládání zbytků chloridu hlinitého buď v pevné, nebo v kapalné formě na povrchu propustného· filtračního prostředí 69 separátoru 67.

Produkt vznikající přímou desublimaci podílů chloridu hlinitého má jedinečné vlastnosti. Částice chloridu hlinitého obvykle sférického charakeru se vyznačují laločnatým zaobleným povrchem _ prostým rovinných ploch ostrých úhlů. Částice chloridu hlinitého jsou tvořeny shluky větších počtů slepených nebo jinak vzájemně vázaných drobnějších částic, jejichž rozměry se dosti liší, ale obecně mají sféroidní charakter. V důsledku tohoto složitého uspořádání jsou vnější povrchy částic, ač stále charakterově Rřívočaré, obecně laločnaté a slívovité a vyznačují se místními odchylkami od skutečného sféroidního charakteru, a proto se označují jako laločnaté. Míra laločnatosti povrchu je · ..při způsobu . ··podle vynálezu různá. · Produkt může být složený z .aglomerátů částic menších velikostí, popřípadě i jinak vázaných, přičemž rozměry těchto menších částic se značně ·· liší, ale · vždy mají sféroidní nebo laločnatý charakter.

Pevné částice laločnatého chloridu · · hlinitého · · s obecně křivočarým vzezřením podle tohoto vynálezu obsahují kulaté laločky nebo lobulky, což jim · často uděluje jakýsi slívovitý, puchýřovitý a/nebo uzlíkovitý· povrchový charakter. ...

Obecně laločnaté · vzezření produktu . . ' se liší zřetelně od běžně obchodně dostupného chloridu hlinitého. Laločnatý charakter usnadňuje manipulaci a zlepšuje pohyblivost částic a zároveň při postupu podle vynálezu odpadá jakékoli drcení nebo tření . s nebezpečním současného znečištění nečistotami z použitého zařízení, a zvláště nedochází k vystavení chloridu hlinitého účinkům vzduchu se současným nebezpečím přijímání vlhkostí ze vzduchu.

Nový produkt, získaný postupem podle tohoto vynálezu, má sypnou hmotnost asi 1200 až 1680 kg/m³ (pro částečky s velikostí asi od 43 -do 425 μΐη. Sypný úhel je asi 35° až 41°, s průměrem asi 38°, při měření -v atmosféře suchého -dusíku. Sypný úhel souvisí se sféroidním charakterem produktu a je ovšem závislý na použitém postupu při měření.

Plynný produkt z chlorování oxidu hlinitého se zpracovává podle vynálezu následujícím způsobem:

Horká plynná směs z chlorování oxidu hlinitého, . připraveného Bayerovým postupem a znečištěného sodíkem za přítomnosti uhlíku, avšak v podstatě prostá uhlovodíků, plynu obsahujícího volný vodík, plynu obsahujícího volný kyslík, jakož i prostá vlhkosti obsahuje obvykle kromě plynného chloridu hlinitého oxidy uhlíku, s výhodou převážně oxid uhličitý, stržené částice jak pevných, tak i kapalných podílů, a kondenzovatelné těkavé složky, počítaje v to podíly zplyněného chloridu hlinitosodného.

Při způsobu podle vynálezu se nejprve vypustí z chloračního pásma, ochladí se na prvou předem stanovenou 'teplotu, například asi . 200 - až 600 °C a s výhodou asi 250 až 350 stupňů Celsia, což je pod chlorační teplotou reakce a nad kondenzační teplotou chloridu hlinitého za -obvyklých podmínek, což je 180 °C, přičemž však se za -této' -teploty účinně -selektivně kondenzuje podstatný díl kondenzovatelných -složek, včetně odpovídající části zplyněného chloridu hlinitosodného, -a -oddělí se od takto ochlazeného - plynného produktu stržené částice a současně kondenzované složky, včetně zkondenzovaného chloridu hlinitosodného, například ve formě směsi s přítomným chloridem hlinitým. Takto oddělená hmota může představovat například ' -až 15 až 25 % hmotnostních, přepočteno na chlorovaný oxid hlinitý. Toto - uvedené počáteční ochlazení -a -ochlazení stržených částic -a tím i kondenzovaných složek, včetně zkondenzovaného chloridu hlinitosodného, usnadňuje vychlazení zbylého plynného produktu na druhou - a ještě nižší, předem - určenou - 'teplotu, například asi 150 až 250 '°C, která' je stále vyšší, -než je kondenzační teplota chloridu hlinitého za obvyklých podmínek, ale jež dostačuje ke kondenzaci všech zbývajících těkavých složek, -kte^r^<3.. jsou kondenzovatelné nad kondenzační teplotou chloridu hlinitého, například - - včetně zbytku - chloridu ho bez - podstatnějšího kondenzování chloridu hlinitého. Druhý kondenzát, tj. materiál kondenzovaný za druhé předem -stanovené teploty a obsahující zbytek kondenzovaného·- chloridu hlinitosodného, se potom oddělí od zbylého plynného produktu obsahujícího chlorid hlinitý před vlastním získáním podílu chloridu - hlinitého, například kondenzováním.

Snadněji kondenzovatelné složky -nebo -nečistoty, získané z horkého plynného produktu z chloračního -pásma, obsahují chlorid hlinitosodný, obvykle v kombinaci nebo v komplexu s menším množstvím -obsaže30 ného chloridu hlinitého, jakož i stržené kapalné částice, -například aluminiumoxychloridu -a/nebo- aluminiumhydroxychloridu, dále pak pevné částice, jako je -oxid hlinitý, uhlík a oxid hlinitý impregnovaný uhlíkem. Při selektivní kondenzaci -se -odstraní podstatná část chloridu hlinitosodného a oddělí se v prvním stupni ve formě komplexní -směsi chloridu hlinitosodného s chloridem hlinitým spolu -s podstatným podílem al·uminiumoxychl·oridu a/nebo aluminiumhydroxychloridu a -spolu s výše zmíněnými pevnými částicemi. Pro zjednodušení se zde bude -dále uvažovat toliko; -o aluminiumoxychloridu, i když -obsahuje aluminiumhydroxychlorid. Z tohoto- hlediska v podstatě zbytek kondenzovatelných těkavých složek ve zbývajícím vývodním plynu se obvykle kondenzuje během -dalšího následujícího; chlazení, a tento druhý kondenzovaný -zbytek, který může obsahovat zbytek komplexní směsi chloridu hlinitosodného- a chloridu hlinitého, jakož i jakékoli zbývající pevné nebo kapalné částice, se potom může oddělit před konečným oddělením chloridu hlinitého ze zbývajícího plynného produktu, například za -využití delublimačníhh postupu. Takto získaný pevný chlorid hlinitý se musí vyznačovat čistotou -nejméně z 99,5 % - a podle vynálezu -se ekonomicky -dá vyrobit pevný chlorid hlinitý o čistotě nad 99,8 %.

Počáteční i druhý stupeň chlazení, jakož i s tím související stupně - dělení - se rovněž nutně, provádějí s vyloučením vlhkosti, s výhodou tak, že popřípadě izolovaný chlorid hlinitý obsahuje celkově asi pod 0,3 % -a zvláště asi pod 0,1 % hmotnostních vázaného kyslíku.

Chlorační reakce -se provádí -shora popsaným postupem za použití zařízení podle obr. 1.

Horký plynný produkt z chloračního lože, -který -obvykle - obsahuje stržené pevné - a kapalné částice, jakož i kondenzovatelné těkavé složky, se nejprve chladí na prvou nižší, - předem stanovenou -. teplotu, jež je. pod reakční teplotou, ale - hodně nad obvyklou teplotou kondenzace chloridu - hlinitého, vhodně asi 200 až 600 °C, a s - výhodou ' asi 250 až 350 - °C. V -důsledku takového -chlazení na ' počátku se kondenzuje část zplyněného chloridu hlinitosodného, -který vznikl ze sodných nečistot 'v koksovatelném kysličníku hlinitém, spolu -s určitým podílem chloridu hlinitého·, -a -tento -komplex chloridu hlinitosodného -s chloridem hlinitým, jakož i přítomné nečistoty, jako je uhlík, oxid hlinitý, aluminiumoxychlorid a aluminiumhydroxychlorid; tato směs se dá oddělit -ve formě hmoty obsahující -stržené pevné i kapalné částice.

V praxi při postupu podle vynálezu mohou být operace nepříznivě -narušeny vznikem směsi nadměrných množství kondenzátu se strženými částicemi, což vede ke tvorbě gumovité směsi -se snížením její te218552 kutosti. Je proto žádoucí řídit teplotu při počátečním chlazení tak, aby poměr kondenzátu ke strženým pevným částicím ve vzniklé směsi byl takový, aby vznikla snadno pohyblivá směs, se kterou se snadno, zachází, a která se dobře odstraňuje.

Za použití zařízení podle obr. 1 se může plynný horký produkt zprvu ochlazovat alespoň částečně vedením do výměníku tepla 35 potrubím 36, jež spojuje vývod 33 reakční nádoby 1 s výměníkem tepla 35, nebo ' vstřikováním v podstatě inertního a suchého chladicího plynu, jako je například dusík, - nebo jakýmkoli jiným vhodným prostředkem.

Chlorování, chlazení ve výměníku tepla a oddělování v prvém stupni se například provádí shora uvedeným způsobem, popsaným v souvislosti s obr. 1.

Filtračním zařízením, jež je s výhodou konstruováno z porézních kamenů, se účinně odstraní stržené pevné i kapalné podíly, - jakož i kondenzované těkavé kapaliny, zatímco zbylá plynná směs prochází - dále filtrem. Při vlastním postupu se může ochlazený plynný tok po vpuštění do filtrační komory uvést do cirkulačního pohybu směrem vzhůru tak, že se dosáhne alespoň částečného oddělení odstředěním pevných a kapalných stržených částeček .a kondenzovatelných těkavých složek, před zavedením plynné směsi do filtračního prostředí, čímž se předchází ucpání pórů filtru.

Filtrační člen 41 se udržuje na teplotě blízké prvé, předem určené nižší teplotě, takže se oddělený materiál udržuje trvale v pohyblivé formě, - což napomáhá nepřerušovanému odstraňování kondenzovaných kapalných a - pevných částic do sběrné výsypky 37“‘.

Zbylý plynný produkt z oddělovacího zařízení . prvého - stupně 37 se - potom znovu ochladí na -nižší teplotu, například průchodem druhým ' výměníkem tepla 43, přičemž tato, druhá nižší, předem - stanovená teplota. - dostačuje ke .. - kondenzování . v - podstatě veškerého) zbytku - kondenzovatelných těkavých -nečistot, které se například kondenzují - za obvyklých - podmínek za. -vyšší teploty, .než je - kondenzační teplota chloridu hlinitého -180 °C za - předpokladu - obvyklých podmínek -tlaku par, avšak - -stále bez podstatnějšího kondenzování chloridu hlinitého.

Druhá nižší a předem stanovená teplota, vhodně 150 - až 250 °C, ovlivňuje další kondenzování kondenzovatelných nečistot, například ve formě mlhy komplexu chloridu hlinitosodného s- chloridem hlinitým.

Takto - dále chlazený plynný produkt - - -se zavádí -do druhého oddělovacího zařízení 40, kde se nepřerušovaně odděluje tento dále kondenzovaný podíl komplexu - chloridu hlinitosodného s chloridem hlinitým, jakož i - jakékoli zbytky stržených nebo rozpuštěných pevných látek, jako je koksovaný oxid hlinitý a práškovaný uhlík, - jakož i kapaliny, jako je aluminiumoxychlorid a/ /nebo aluminiumhydroxychlorid; -oddělí - se tím tedy -tyto nečistoty od zbývajícího ochlazeného plynného - produktu obsahujícího nyní chlorid hlinitý.

Ačkoli je teplota plynné -směsi v druhém zařízení 40 dostatečně nízká k zajištění kondenzace v podstatě zbytku kondenzovatelných -složek -a zvláště komplexní směsi chloridu hlinitosodného -a chloridu -hlinitého, například 150 až 250 °C, nedochází v podstatě vůbec -ke kondenzování chloridu hlinitého, protože teplota je -stále vyšší, než je kondenzační -teplota chloridu hlinitého. Plynný produkt z druhého stupně dělení nyní sestává v podstatě z vysoce čistého chloridu hlinitého, který je v podstatě prost nečistot, jako- je chlorid hlinitosodný, aluminiumoxychlorid, -aluminiumhydroxychlorid, oxid hlinitý a uhlík.

Druhé oddělovací zařízení 40 může s výhodou obsahovat permeabilní filtrační prostředí, jako je plsť nebo pletivo 45, stálé za použité teploty.

Stupně počátečního a - druhého chlazení, jakož i současně s tím související stupně oddělování částic a -kondenzovatelných těkavých složek se provádějí rovněž v podstatě za -nepřítomnosti vlhkosti tak, aby popřípadě izolovaný chlorid hlinitý -obsahoval celkově hmotnostně asi- pod 0,3 % a -s -výhodou asi pod 0,1 % vázaného kyslíku.

Vytékaný chlorid hlinitosodný pravděpodobně převážně kondenzuje v -důsledku počátečního ochlazení horkého plynného produktu, vypuštěného z chloračního reaktoru, a to. -tak, že - za běžných podmínek se· snadno ukládá kondenzovaný chlorid - hlinitosodný, -více nebo - méně ve formě komplexu s přítomným chloridem hlinitým, jakož i přítomný aluminiumo-Kychlorid a/nebo aluminiumhy.drhxychlотid na stržených pevných částicích. Kondenzované částice - - těkavých kapalných . -složek a stržených kapalných částeček se proto oddělují od- plynného produktu a neukládají -se - napermeabilním·. - filtračním prostředí, a oddělují - se -spolu -se - strženými pevnými podíly filtračním prostředím.

Zbytek -vytékaného chloridu hlinitosodného a jakýchkoli případných zbytků - - -aluminiumhxychlhridu a/nebo aluminiumhydr^xychloridu -se kondenzuje potom v důsledku dalšího -ochlazení - plynného produktu a přitom se tyto - zbytky více nebo méně převádějí do formy mlhy.

Mlha se - účinně -a nepřerušovaně odstraní zjednodušeným způsobem v -druhém stupni odmlhovačem, například filtračním zařízením s jemnými póry, v -množství -odpovídajícím zbývajícím nečistotám. Zbývající nečistoty -obsahují zbylý chlorid hlinitosodný, obvykle ve formě komplexní směsi s chloridem hlinitým, jakož i jakýkoli zbytek - aluminiumoxychloridu, - aluminiumhydroxychloridu, -oxidu hlinitého ' -a uhlíku. Tito odstraňování - uvedených - nečistot -se - . provádí -.. s

2185 52 nějmenším možným nebezpečím’· ucpání filtračního členu 41.

Podíl Chloridu’ hlinitosodného, který se kondenzování výloučí, a který se odstraňuje v každém stupni oddělování, se'· kondenzuje obvykle· v kapalné formě· jako komplexní' směs- s odpovídajícím· menším množstvím p-říto-mného· chloridu hlinitého, á - taková směs obvykle obsahuje -stržené' nebo Rozpuštěné nejen současně odstraňované látky, jaká je- -aluminiumoxychlorid· a álumimuínhydroxychlorid, ale i -stopy chloru, fosgenu apod., jakož i oxid hlinitý,- pocházející jednak ze strhování práško-vitého oxidu hlinitého, který byl původně přítomný Jako surovina, jednak z reakce chloridu hlinitého -s vlhkostí, která může být přítomná v -reakční směsi, a -tím tedy za tvorby chlorovodíku. Kromě' -tohoto oxidu hlinitého mohou být rovněž přítomné -stržené - částice koksovaného' oxidu hlinitého' a práškovaného Uhlí. ' Všechny tyto' složky mohou představovat hmotu, jež se nepřerušovaně shróffiážduje v oddělovacím zařízení prvého -štuprté.

Ačkoliv jšou oddělovací zařízení 37 a 48 prvého a -druhého stupně zakreslena jako· propustné - filtry, je pochopitelné, že se - -hiohou poUžít -další oddělovací prostředky k dosažení žádaného oddělování. Pro' obměnu móže - být feákčriím čhlořačním zařízením Statické lože nebo peč, například rotační pec, - pohyblivé lože apod., á -odtud -še Vypouští horký plynný vývod pro dálší shořá ' popsané zpracovávání.

dopisovaný způsob čištění je zakončen získáním plynného' produktu, který -v podstatě obsahuje v plynné formě chlorid hlinitý, prostý nečistot v prostředí plynného ňošičé, zpracovatelný provozně a ekonomický ha pevných chlorid hlinitý o vysoké čistotě, například kondenzováním. Takto získaný chlorid hlinitý jako produkt -má obvyklé - čistotu -alespoň 99,5 °/o a lže -dosáhnout i čistoty řádově 99,8 %' i vyšší. Postup pádle vynálezu dovoluje ekonomickou provozní výtobu páVného - chloridu hlinitého, přičemž je získaný chlorid hlinitý v podstatě prost -sodíků, železa, křemíku -a titanů jako nečistot -a ' vyznačuje se celkovým obsahem netěkavého- podílu včetně vázaného kyslíku, asi pod 0,3 %, zvláště - asi pod 0,1 °d a s Výhodou ási pod -0,03 %. LObulární- chlorid hlinitý š obsahem asi pod -0,1 '% vázáného ' kyslíku - -a dalších netěkavých složek jé zvláště vhodný pro elektrolytickou Výřobti hliníku. Získaný chlorid hlinitý tvoří s výhodou pěVné částice o vysoké čistotě á -snadno pohyblivé, přičemž velikost částic - je V Rozmezí asi 43 - až 425 ^m. Takto získaný chloťid hlinitý je prost V podstatě sodíku -á železa.

Kóiiéčná kondenzace, čili - desublimace chloridu hlinitého -se s výhodou provádí zá použití popsaného desublimačního- postupu, žvl&šté v souvislosti s obr. 3, s výhodou v podstatě za nepřítomnosti vlhkosti, takže pevný chlorid hlinitý o- vysoké čistotě takto získaný obsahuje celkově- méně než- - 3S1 0,5 °/o - hmotnostních volné' vody, - jakož' i všech reakčních produktů vody a - chloridu hlinitého. Dále -se kondenzace - s výhodou provádí ' v podstatě - za nepřítomnosti - plynu obsahujícího volný vodík, plynu obsahujícího volný kyslík, jakož i netěkavých 'nečistot za -obvyklých podmínek, dostačujících k tomu, aby pevný chlorid hlinitý takto připravený kondenzací, -obsahoval hmotnostně méně než asi 0,3- %- a s výhodou méně než asi 0,1 % kyslíku n netěkavých -nečistot.

Následující příklady vynález objasňují, alě nijak ho- neomezují. Všechny díly a- procenta Jsou míněny -hmotnostně, pokud - - není jinak uvedeno.

Přikladl

Použijí se v podstatě- čisté, porézní částice oxidu hlinitého· - o' střední velikosti částic 150 μ- , připravené z báuxitu Bayetovýfíi postupem a obsahujícím asi pod 0,5 -- železa, křemíku - a titanu -dohromady jakožto nečistot a - asi 0-,25 % -sloučenin -sodíku, přepočteno na oxid sodný; částice -se předkalcinují při teplotě asi 850 °C za -vzniku kalcino-vaného produktu s obsahem· asi pod ' 5 proč. -α-ooidu hlinitého, se střední' ztrátou žíháním ' ási - - 3 °/o, -s povrchem· asi 100 m²/g, impregnované -stykem š produkty 'tepelného krakování -kapalných uhlovodíků -á vyznačují se průměrným -obsahem uhlíku asi· půd 17 % a -středním -obsahem vodíku ási pod 0,18 % (přepočteno· na veškerý oxid hlinitý, uhlík a vodík j. Produkt se zavádí v množství 16,2 kg/h do chloračního- pohyblivého lože v -reakčním zařízení typu podle -obr. 1.

Částice -oxidu hlinitého,· povlečené koksem nebo impregnované uhlíkem,· se vedou nepřetržitě - do reakční -nádoby- 1 pro chlorování -suchým chlorem, který -se vede vzhůru distribučním - přívodem plynu 32 -za 'přívodu 27,0 kg/h. Plynný chlor se zavádí přívodní ' -rychlostí dostatečnou -k - uvedení lože z částeček oxidu hlinitého, koksovaného nebo impregnovaného uhlíkem do· vznosu pří reakci za reakce s chlorem. Reakce mezi chlorem a mezi částicemi koksovaného oxidu hlinitého je exůtěrmní a chlorační teplota je asi 635 °C a udržuje -se za tlaku asi 0,1 -až 0,2 MPa.

Soustava se -udržuje v podstatě prostá vody, plynu obsahujícího kyslík a vodík, jakáž i - uhlovodíků tak, že asi pod 5 % chloru zréaguje reakcí s přítomnou vodou, vodíkem a uhlovodíky.

Plynný produkt o teplotě asi 635 °C, který se vypouští vývodem 33, -se vede dále k následujícímu oddělování chloridu hlinitého- a k regeneraci -složek, přičemž -se chlorid hlinitý kondenzuje a odděluje se- v množství 3,15 kg/h. Tento- plýnhý pťodukt, V podstatě prostý vody, obsahuje chlorid hlinitý Ve foťme par nebo zplyněný, jakož i oxid hlinitý a kysličník uhelnatý, přičemž podíl oxidu uhličitého je asi 80 %, vztaženo na hmotnost oxidů uhlíku, spolu se strženým prachem, včetně uhlíku a koksovaného oxidu hlinitého, jakož i zbývajících nečistot z výchozí suroviny, a má takové složení, že umožňuje ekonomické získání chloridu hlinitého o vysoké čistotě.

Uzavřený, cyklický způsob umožňuje chlorování za nepřístupu vlhkosti a vzduchu, a protože použitý koksovaný oxid hlinitý je v podstatě prost vlhkosti, uhlovodíků, vodíku i kyslíku, jakož i v zásadě prost složek obsahujících železo, křemík a titan, ale přesto obsahuje vhodný podíl uhlíku, jednotně a dokonale rozděleného na velkém povrchu částic oxidu hlinitého, je tím dána vysoce výkonná a ekonomická reakce, probíhající jednotně a v podstatě až do skončení, a která spotřebuje v podstatě veškerý použitý koksovaný oxid hlinitý jako výchozí surovinu. Ztráta chloru reakcemi za vzniku vedlejších produktů se tím omezí na minimum nebo odpadá vůbec a čištění produktu к odstranění komplexu není nutné, i když původní obsah nečistot může být až i asi 1,0 %, přepočteno na oxid sodný.

Výhoda popisovaného ukládání krakovaného uhlíku na porézním oxidu hlinitém in šitu při přípravě oxidu hlinitého impregnovaného uhlíkem jako výchozí látky umožňuje využití chloru až do spotřebování uvedených podílů uhlíku při exotermní chlorační reakci bez podstatnější ztráty nezreagovaného chloru v plynné směsi, nebo nadbytečné tvorby chlorovaných produktů, jako je chlorid uhličitý, fosgen a chlorovodík, zatímco se posunuje reakční rovnováha ve prospěch vzniku oxidu uhličitého za exotermní reakce za malé tvorby oxidu uhelnatého a v neprospěch tvorby velkého množství oxidu uhelnatého za endotermní reakce s malou tvorbou oxidu uhličitého¹.

Taková příznivá rovnováha pochopitelně zaručuje plné využití uhlíku obsaženého v soustavě, přičemž odpadá nutnost dodávání externího tepla к uskutečnění endotermní reakce.

Protože je ekonomicky obtížné regenerovat plynný chlor obsažený v odpadních plynech z chlorační reakce a protože odpadní plyn rovněž obsahuje pouze malá množství fosgenu, chlorovodíku a chloru kromě určitého¹ podílu oxidu uhelnatého a převažující množství oxidu uhličitého, chlorační reakce podle vynálezu, zvláště za použití uvedených typů . koksovaného oxidu hlinitého, představuje podstatné provozní zlepšení při výrobě lobulárního chloridu hlinitého o vysoké čistotě.

P ř í к 1 a d 2

Oxid hlinitý, použitý při způsobu podle příkladu 1 (avšak se ztrátou po žíhání asi % a se středním obsahem vodíku 0,18%, se střední velikostí částic 150 μΐη) se zavá36 dí do chloračního reaktoru typu uvedeného na obr. 1 způsobem popsaným v příkladu

1. Plynný chlor se zavádí ve stejném množství a stejnou rychlostí jako při způsobu podle příkladu 1.

Reakce mezi plynným chlorem a částicemi koksovatelného oxidu hlinitého je exotermní a na počátku se udržuje teplota při chloraci asi 575 °C.

Plynný produkt má teplotu asi 575 °C a vede se vývodem 33 do výměníku tepla 35) kde se ochladí na teplotu asi 250 °C. Uvedený plynný produkt obsahuje páry chloridu hlinitého nebo plynný chlorid hlinitý, oxid uhličitý a uhelnatý spolu se strženým prachem včetně uhlíku a koksovaného oxidu hlinitého, jakož i zbytky nečistot, které byly ve výchozí látce.

Plynný produkt, ochlazený na teplotu 250 stupňů Celsia, se filtrací zbaví stržených prachových a kapalných částic a tím i kondenzovatelných těkavých podílů ve filtračním zařízení 37. Tyto stržené prachové a kapalné částice a kondenzované těkavé podíly odfiltrované ve filtračním zařízení 37 obsahují směs chloridu hlinitosodného a chloridu hlinitého, v důsledku přítomnosti sodných nečistot ve výchozím oxidu hlinitém, připraveném Bayerovým postupem, a aluminiumoxychlorid, aluminiumhydroxychlorid, oxid hlinitý a uhlík, dále stopy chloru, chlorovodíku a fosgenu, přičemž se všechny tyto složky nepřerušovaně oddělují více nebo méně ve formě směsi. Obsaženými kondenzovatelnými těkavými složkami jsou tedy látky, které kondenzují v důsledku ochlazení plynného produktu z chlorační teploty 250 °C.

Získaná směs stržených prachových 1 kapalných podílů a částic, jakož i kondenzovaných těkavých složek, získaná ve sběrné výsypce 37’”, se nepřerušovaně vrací do vlastního lože recyklačním potrubím 39. Tuto vrácenou hmotu tvoří v podstatě chlorid hlinitosodný, aluminiumoxychlorid a částice uhlíku i oxidu hlinitého až do 15 % čerstvého oxidu hlinitého, impregnovaného uhlíkem. Podíl vrácené hmoty je značný ve srovnání s množstvím koksovaného oxidu hlinitého, který je v loži pro exotermní reakci v reakční nádobě 1.

Pro srovnání: pokud se oddělená hmota nevrací zpět do lože, pak za jinak obecně porovnatelných podmínek je teplota 710 °С v loži nutná к dosažení porovnatelné účinnosti při konverzi chloru na chlorid hlinitý. Zjištěný výsledek je překvapující, protože se nedalo očekávat, že by nepřerušované vracení tak velikých a konstantních množství oddělených složek, včetně sodné nečistoty, mohlo mít jakýkoli takto vyslovený vliv na teplotu při provádění exotermní reakce. Zřejmě koncentrace chloridu hlinitosodného a/nebo dalších složek ve vracené hmotě ihned bezprostředně způsobí v pohyblivém loži reakční nádoby 1 podporování chlorační reakce, snad zvyšováním pohyblivosti lože, například ovlivňováním rozdělení velikosti částic v loži a/nebů snad zvyšováním reaktivity celé soustavy katalytickým působením.

Chlorid , hlinitý se získá v podstatě v čistém' stavu ze zbývajícího plynného produktu z oddělovacího zařízení 37 potrubím 42. Chlorid hlinitý se takto získá v podstatě vyšším výtěžku, přepočteno na /reagovaný oxid hlinitý, než v případě, kdy by se ' oddělená směs nevracela zpět do lože.

Příklad 3

Částice porézního oxidu hlinitého, impregnované uhlíkem nebo koksované, se chlorují za zvýšené teploty a ze získané plynné reakční směsi se odstraňují stržené pevné a kapalné částice a kondenzovatelné těkavé nečistoty kondenzací za vyšší 'teploty, než je kondenzační teplota chloridu hlinitého' za obvyklých podmínek, takže se získá poměrně čistý plynný produkt, obsahující v podstatě pouze chlorid hlinitý, oxid uhličitý a oxid uhelnatý, jakož i stopová množství jiných nečistot, například chloru, chlorovodíku, fosgenu, chloridu uhličitého.

Tento poměrně čistý plynný produkt s teplotou asi 200 °C se vpouští do desublimačního nebo kondenzačního zařízení 54, podle obr. 3, pomocí tepelně izolovaného přívodu 61 rychlostí asi 24 680 dm3/h. Kondenzační komora 54 obsahuje lože o hmotnosti asi 42 kg pevných 'částic poměrně čistého chloridu hlinitého se střední velikostí částic 150 až 425 ^m, které se udržují v pohybu průchodem zvirujícího plynu, například suchého vzduchu, vedeného směrem vzhůru potrubím 65 a distribučním přívodem 58.

Výměník 56 tepla se chladí proháněním vody o teplotě asi 20 °G chladicími hady tak, že vpouštěný plyn o teplotě asi 200 °C, přiváděný potrubím 53, se prudce ochladí asi na 60 °C na povrchu částic poměrně čistého chloridu hlinitého v pohyblivém loži.

Prudce ochlazený a chladný plynný _ chlorid hlinitý tvoří pravděpodoně pevné Částice charakteru oček, ze kterých dalším nanášením chloridu hlinitého vznikají větší částice a/nebo se tyto malé částice ukládají na jiných částicích pevného Chloridu hlinitého v loži. Jak částice chloridu hlinitého narůstají, odnímají se trvale z lože vývodem 62, přičemž rozdělení velikosti částic je takové, jak bylo shora uvedeno. Za popsaných podmínek nedochází k podstatnějšímu nebo rušivému ukládání kondezovaného chloridu hlinitého ani v tepelně izolovaném přívodu ani na jakékoli povrchové ploše uvnitř nádoby, například na stěny a na chladicích hadech.

Odpadní plyn z pohyblivého lože v kondenzační komoře 54 se vede filtrační soustavou 67 a oddělené částice chloridu hlinitého, jakož i odpovídající prach se vědou zpět do lože. Odpadní' plyn obsahuje hlavně oxid uhličitý, oxid Uhelnatý a vzduch se stopovým množstvím chloru, chlorovodíku, fosgenu, chloridu uhličitého apod.

Chlorid hlinitý, který se vypouští vývodem 62 v množství průměrně 32,5 kg/h, jé poměrně pevným produktem obecně laločnatého a steroidního charakteru a obsahuje méně než 0,3 % hmotnostních vázaného' kyslíku jako nečistoty, vyznačuje šé nízkým obsahem adsorbovaného oxidu Uhličitého a fosgenu (stopová množství) a rozdělení střední velikosti částic je následující:

větší než 425 μΐη 8 %

150 ^m 22 % menší než 150 «m 40 % hustota je asi 1200 až '1660 kg/m³.

Příklad 4

Použije se v podstatě suchý, ale sodíkem znečištěný oxid hlinitý o velkém povrchu, připravený z bauxitu Bayerovým postupem, obsahující celkem asi pod 0,5 % železa, křemíku a titanu a zvláště asi pod 0,25 % sloučenin sodíku, přepočteno na oxid sodný předkalcinováním asi při teplotě 850 ^ĎC. Získaný konečný kalcinovaný produkt s obsahem méně než 3 ' % α-oxidu a se ztrátou žíhání menší než 5 % a s povrchem asi 100 m²/g, se impregnuje uhlíkem tak, že ' průměrný obsah uhlíku je asi 18 % a průměrný obsah vodíku asi pod 0,5 %. Taková surovina se vede přívodem 34 do reakční nádoby 1 s pohyblivým ložem v uzavřené soustavě chloračního zařízení podle obr. ' 1.

Částice porézního oxidu hlinitého, znečištěné sodíkem a koksované nebo impérgované uhlíkem, se vedou do reakční nádoby 1 za teploty asi 20 °C ke chlorování plynným chlorem, který se vede vzhůru distribučním přívodem 2. Plynný chlor o teplotě asi 20 °C ' se ' přivádí rychlostí ' dostačujíc! k uvedení do pohybu ložé 'Částic oxidu hlinitého a ke zreagování chloru ' š oxidem hlinitým, přičemž hmotnostní poměr ' chloru . ' k částicím oxidu hlinitého · je asi 1: 0,55. Réakce mezi chlorem a částicemi koksovaného oxidu hlinitého je exotermní a udržuje šé čhlorační teplota asi 600 až 740 °C.

Plynný produkt se vede vývodem pro plyny 33 do výměníku 35 tepla, kam sé zavádí chladicí kapalina v množství dostačujícím k ochlazení plynného^ produktu asi na 37 až 400 °C. Takový plynný produkt obsahuje chlorid hlinitý ve formě par nebo plynný chlorid hlinitý, jakož i oxid uhličitý a oxid uhelnatý spolu se strženými práškovanými částicemi zahrnujícími uhlík a koksovaný oxid hlinitý, jakož i zbylé nečistoty, z výchozí suroviny. Plynný produkt obsahuje méně než 0,3 % volného kyslíku a celkově méně než 0,5 % volné vody, jakož i vázané vody, představující reakční produkty vody a chloridu hlinitého.

. Z ochlazeného plynného produktu se odfiltrují stržené pevné a kapalné částice a současně kondenzované těkavé podíly v oddělovacím zařízení 37 prvého stupně. Tyto stržené práškové a kapalné částice, jakož i kondezované těkavé podíly, obsahující sípěs chloridu hlinitosodného a chloridu hlinitého z oxidu hlinitého, jakožto suroviny vyrobené Bayerovým procesem, jakož i aluminiumoxychlorid, aluminiumhydroxychlorid, oxid hlinitý a uhlík, dále stopy chloru, chlorovodíku a fosgenu, se trvale odstraňují více nebo méně ve formě částečně rozpuštěné hmoty.

Zbylý plynný produkt, který se vypouští z oddělovacího zařízení prvého stupně 37, se ochladí asi na 220 až 250 °C a vede se do druhého oddělovacího zařízení 40’, kde

A v %

В v %

S1C14	0,008	0,008
FeC13	0,041	0,055
TÍC14	0,005	0,005
NaCl	0,02	0,03
CaCl2	0,000	0,004
MgC12	0,001	0,004
ZnC12	0,004	0,002
CuC12	0,000	0,000
C0CI3	0,015	0,012
VC13	0,0003	0,0006
MnC12	0,0003	0,0004
СгС1з	0,0015	0,003(2)
BC13	0,0,06	0,001
LiCl	0,002	0,009
NiČ 12 <	0,004	0,009

<r— .

Netěkavé látky (v podstatě oxidy) 0,035 % Chlorid hlinitý : rozdíl

Příklad 5

Opakuje se v podstatě postup podle příkladu 4 a vzniklý chlorid hlinitý se získává výpustí 62 podle obr. 3 ve formě poměrně jemného a pohyblivého, vysoce čistého desublimoyaného pevného produktu, v podstatě prostého sodných nečistot, jakož i nečistot na bázi železa, křemíku a titanu; obsah vázaného kyslíku a netěkavých nečistot je menší než asi 0,3 %, obsah adsorbovaného oxidu uhličitého a fosgenu je velmi nízký (stopová množství) a rozdělení střed se odstraní zbývající obsažený chlorid hlinitosodný, jakékoli zbytky oxidu hlinitého a práškovaného uhlí a jakékoli stopy chloru, chlorovodíku a fosgenu.

Odstraněním těchto zbývajících nečistot, obsažených ve vývodním plynu, se získá poměrně čistý, konečný plynný produkt, obsahující v podstatě pouze chlorid hlinitý, oxid uhličitý a oxid uhelnatý, jakož i stopová množství jiných nečistot, například fosgenu, chloridu uhličitého apod., od kterých se chlorid hlinitý o vysoké čistotě snadno oddělí, například kondenzováním chloridu hlinitého způsobem popsaným v příkladu 3.

Analýza dvou vzorků je v tabulce (obsah kovu je přepočten na odpovídající chlorid).

ní velikosti částic je tato:

více než 355 μΐη 1 %

180 až 355 μΐη 2 %

150 až 180 μΐη 10 % až 150 /im 47 % . méně než 45 um 40% měrná hmota činí 1200 až 1680 kg/m³ a je zvláště vhodný bez další úpravy pro elektrolytickou výrobu kovového hliníku z chloridu hlinitého.

V tabulce je opět uvedena analýza dvou vzorků (obsah kovů je vždy vyjádřen formou chloridů).

A v % B v %

SÍC14	0,008	0,008
FeCh	0,041	0,055
TiCl'4	0,005	0,005
NaCl	0,02	0,03
CaC12	0,000	0,004
MgClz	0,001	0,004
ZnC12	0,004	0,002
CuC12	0,000	0,000
C0CI3	0,015	0,012
VC13	0,0003	0,0006
MnC12	0,0003	0,0004
CrC13	0,0015	0,003(2)
BCI3	0,006	0,001
LiCl	0,002	0,009
N1C12	0,004	0,009

Netěkavé podíly (v podstatě oxidy): pod 0,035 %

Chlorid hlinitý : rozdíl

Příklade

Použijí se částice v podstatě čistého' porézního oxidu hlinitého o střední velikosti asi 75 až 150 дш, vyrobeného z bauxitu Bayerovým postupem, obsahujícího celkem méně než 0,5 % sloučenin železa, křemíku a titanu a asi 0,25 °/o sloučenin sodíku, přepočteno na oxid sodný, po' předkalcinaci asi na 850 °C za vzniku konečného kalcinovaného produktu s obsahem asi pod 3 % a-oixidu hlinitého · se ztrátou žíháním pod 5 % as povrchem asi 100 m2/g. Tyto částice se vedou v množství 22,5 kg/h přívodem 85 do komory 79 s pohyblivým ložem pro předběžnou úpravu částic oxidu hlinitého v uzavřeném zařízení podobného typu jako na obr. 2.

Komora 79 obsahuje oxid hlinitý ve formě pohyblivého lože, udržovaného v pohybu průchodem zviřujícího plynu, který se vede z komory 11 potrubím 86 do distribučního přívodu 80. Lože se udržuje na teplotě asi nad 20 °C chlazením vodou, jež se přivádí do chladicího zařízení 82 ve formě chladicích prvků, ponořených do pohyblivého lože. Jakmile se ustaví rovnováha, přeruší se ventilem 109 přívod methanu a k pohybu ochlazeného lože se použije plyn obsahující recyklovaný methan z recyklačního přívodu_99.

Částice oxidu hlinitého o teplotě asi 70 °C v ochlazeném pohyblivém loži přepadávají potrubím 87 a dále ramenem 89 dolů do vyhřátého pohyblivého lože v šachtové peci 11, přičemž toto lože je udržováno v pohybu průchodem zviřujícího plynu s obsahem methanu z recyklačního potrubí 99 o teplotě asi 70 °C pomocí distribučního přívodu 12 ve spodní části lože.

Přepad částic oxidu hlinitého· z komory potrubím 87 do šachtové pece 11 se děje v poměru odpovídajícím přívodu čerstvého oxidu hlinitého, jehož částice se dostávají do komory 79 potrubím 84, a rovněž ve stejném poměru se odnímají upravené · částice oxidu hlinitého z lože v šachtové peci 11 výpustí 17, a tím se udržuje rovnovážný stav v soustavě, která · je dána uvedenými dvěma pohyblivými loži.

Vývodní plyn z komory 79, obsahující methan, se vypouští z uvedené komory s teplotou asi 70 °C s vývodem 81. Stržené částice oxidu hlinitého a práškovaných podílů se oddělí ve filtru 101 a ' vracejí se svou vlastní hmotností do ochlazeného lože, zatímco plynný vývod, zbavený prachu, se vede potrubím 99 do dmýchadla 100, a dále se část tohoto plynu vede do distribučního přívodu 12 jako . plyn ke zvirování pohyblivého lože v šachtové peci 11.

Do hořáků vyhrívacích částí 19, ponořených do^ vyhřívaného pohyblivého· lože, se vede přírodní plyn ke spálení vzduchem, přiváděným potrubím 22, a dosáhne se tím krakovací teploty asi 910 °C pohyblivého lože. Rozkladné produkty po uvedeném spalování se vedou z vyhrívacích částí 19 vývody 23, takže ani vzduch ani kyslík nebo produkty po spálení nepřicházejí do styku s částicemi oxidu · hlinitého ve vyhřátém loži.

Palivový olej, předehřátý mimo prostor vlastní šachtové pece 11 asi na 150 °C, seinjikuje do vyhřátého lože v množství asi 72 kg/h tryskami · pro vstřikování oleje 18, umístěnými radiálně po ' obvodu šachtové pece 11 v blízkosti vyhrívacích částí 19, přičemž se palivový olej vyhřeje až asi na 350 stupňů Celsia v částech trysek ponořených do zahřátého lože před opuštěním trysky, aby se dostal do styku s částicemi lože. Olej obvykle smáčí částice oxidu hlinitého nebo ses nimi dostává do· styku, a . krakuje se v loži za teploty 910 °C během mimořádně krátké doby prodlení, · načež se , . takto vzniklý uhlík nanáší in šitu přímo a bezprostředně na vnitřní i vnější povrchy částic za vzniku částic porézního oxidu hlinitého, krytých uhlíkem koksováním nebo impregnováním. Tyto částice opouštějí lože konstantní přepadovou . rychlostí asi · 25,9 kg/h vývodem 8.

Plynný vývod z šachtové pece 11, unášející -stržené částice oxidu hlinitého a uhelný prach, jakož i zbytky krakovatelného uhlovodíku, včetně plynné a kondenzovatelné těkavé uhlovodíkové složky, například tepelně redukovatelné uhlíkaté složky, se vyvádí potrubím 14 к zavedení do ochlazeného lože komory 79.

Plynný vývod z šachtové pece 11, vpuštěný do chladného lože v komoře 79 za teploty asi 910 °C, se ihned prudce ochladí v chladném loži, jehož teplota se udržuje asi na 70 °C. Takové prudké ochlazení způsobí kondenzování a/nebo nanášení kondenzovatelných těkavých uhlovodíkových složek, jakož i strženého uhelného prachu a částečně j jemných částic koksovaného oxidu hlinitého na částicích oxidu oxidu hlinitého v chladném loži, a tím se dosáhne předběžně pokrytí takových částic oxidu hlinitého před jejich přepadem potrubím 87 к zavedení do vyhřátého lože šachtové pece 11.

Další podíl plynu, recyklovaného z vývodu 81 z komory 79 přes filtrační zařízení 101 a recyklační potrubí 99, se odnímá v místě ventilu 105 za pomoci potrubí 106 ke spálení vodíku, který vnikl během krakování, к němuž došlo v šachtové peci 11.

Celkové množství plynu, jež se spálí v hořácích vyhřívacích částí 19 a jež se odvádí potrubím 108 ke spálení nahromaděného vodíku, odpovídá plynům vzniklým během postupů koksování, zatímco podíl recyklačního plynu, který se použije к zvíření lože v komoře 1, zůstává více nebo méně konstantní po dosažení rovnováhy. ’

V šachtové peci 11 a v komoře 79 se udržuje tlak 0,1 až 0,2 MPa.

Oxid hlinitý, pokrytý koksováním uhlíkem, a získaný s teplotou asi 910 °C výpustí 17 ze šachtové pece 1 má týž obsah a-oxidu hlinitého jako výchozí porézní oxid hlinitý, přiváděný potrubím 84 do komory 79. Obsah α-oxidu hlinitého v oxidu hlinitém získaném koksováním se nezvýší v důsledku poměrně nízké použité krakovací teploty. Současně se povrchová plocha nezmenší.

Získané částice koksovaného oxidu hlinitého nebo oxidu hlinitého impregnovaného uhlím se vyznačují středním obsahem uhlíku asi 18 %, jakož i obsahem vodíku asi 0,12 °/o, přepočteno na veškerý oxid hlinitý, jakož i přítomný uhlík a vodík, přičemž střední velikost částic je stále asi 150 μπι, celkový obsah nečistot na bázi sloučenin železa, křemíku a titanu je asi 0,5 % a obsah sodných nečistot, například uhličitanu sodného, je 0,25 °/o, přepočteno na oxid sodný.

Použitý topný olej obsahuje v 1 kg 0,89 kilogramu uhlíku a asi 0,585 kg uhlíku (asi 60 % z topného oleje a asi 65 % z obsahu uhlíku) se ukládá in sítu na oxidu hlinitém krakováním v šachtové peci a asi 0,1 kilogramu uhlíku na 1 kg topného oleje se ukládá z horkého plynného vývodu nanášením na částice v komoře s vychlazenými částicemi a celkovým obsahem 0,685 kg koksovaného uhlíku na oxid hlinitý/kg použitého topného oleje.

Claims (11)

1. Způsob výroby chloridu hlinitého reakcí chloru s oxidem hliníku a uhlíkem, vyznačený tím, že se působí chlorem za teploty 450 až 800 °C, s výhodou 500 až 750 °C, s výhodou bez přivádění tepla zvenčí, na oxid hlinitý se středním obsahem alfa oxidu Hlinitého hmotnostně do 5 °/o, zvláště do 3 o/o. a s výhodou do 1 °/o, s povrchem alespoň 10 á s výhodou alespoň 80 m/.g-¹, přičemž se oxid hlinitý promíchává s uhlím a dohromady s ním má střední obsah vodíku hmotnostně do 0,5 % a střední obsah uhlíku hmotnostně 15 až 24 °/o, vztaženo na obsah oxidu hlinitého, uhlíku a vodíku, a přičemž celkový obsah železa, křemíku a titánu jako nečistot v oxidu hlinitém je hmotnostně do 0,5 °/o a obsah sodíku, přepočtený na oxid sodný, jako nečistoty v oxidu hlinitém je hmotnostně do 1,0 %, zvláště do 0,3 % a s výhodou do 0,1 %, a oxid hlinitý jé ve formě oddělených částic a reakce se s výhodou provádí ve fluidizo-. váné vrstvě částic oxidu hlinitého a s výhodou za tlaku 0,01 až 1,0 MPa za vzniku plynného produktu obsahujícího chlorid hlinitý, chlor a oxidy uhlíku, z nichž alespoň hmotnostně 25 °/o, zvláště 50 °/o a s vynalezu výhodou 67 až 100 % tvoří oxid uhličitý, přičemž oxidy uhlíku obsahují s výhodou hmotnostně do 2 % fosgenu a plynný produkt je prost vodní páry, přičemž se z plynného produktu s výhodou nejdříve kondenzují ochlazením kondenzovatelné nečistoty, jako je chlorid hlinitosodný a oxychlorid hlinitý, a vracejí se do chlorační zóny a potom se dalším ochlazením desublimuje plynný chlorid hlinitý ze zbylé části ochlazeného plynného produktu výhradně jen na částicích chloridu hlinitého samovolně se doplňující fluidizované vrstvy udržované na teplotě 30 až 100 °C, s výhodou na teplotě 50 až 70 °C, desublimovaný chlorid hlinitý se z fluidizované vrstvy odebírá ve formě částic o střední velikosti 0,42 až 0,042 milimetrů a zbylý plynný produkt, obsahující chlor, fosgen a oxid uhelnatý a stržené částice chloridu hlinitého, se vrací do fluidizované vrstvy, jakožto plyn udržující vrstvu ve vznosu.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se reakce provádí za exotermních podmínek.

3. Způsob podle bodů 1 a 2, vyznačený tím, že se reakce provádí s oxidem hlinitým impregnovaným uhlím, přičemž je střední obsah uhlíku hmotnostně 17 až 19 procent a impregnovaný oxid hlinitý má střední Obsah vodíku hmotnostně do 0,3 % a s výhodou do 0,1 %.

4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačený tím, že se reakce provádí s oxidem hlinitým, který má střední ztrátu žíháním hmotnostně do 5 %, zvláště do 3 % a s výhodou 1 %.

5. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že se reakce provádí s oxidem hlinitým vyrobeným Bayerovým způsobem.

6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačený tím, že se chlorační plynný produkt ochlazuje na teplotu 200 až 600 °C, přičemž zkondenzuje chlorid hlinitosodný a oxychlorid hlinitý.

7. Způsob podle bodu 6, vyznačený tím, že se zkondenzovaná směs spolu se strženým chloridem hlinitým vrací do chlorační zóny v množství hmotnostně 10 až 30 %, s výhodou 15 až 25 %, vztaženo na oxid hlinitý zaváděný do chlorační zóny.

8. Způsob podle bodů 1 až 7, vyznačený tím, že se chlorid hlinitý izoluje z plynného produktu desublimací na částicích fluidízované vrstvy a zbylý plynný produkt z fluidizované vrstvy se zavádí jako zviřující plyn pro fluidizovanou vrstvu o teplotě 180 až 250 °C.

9. Způsob podle bodů 1 až 8, vyznačený tím, že se zbylý plynný produkt ze fluidizované vrstvy zavádí jako zviřující plyn pro fluidizovanou vrstvu v místě vzdáleném od kontaktních ploch.

10. Způsob podle bodů 1 až 9, vyznačený tím, že se z plynného produktu chlorace odděluje chlorid hlinitosodný ochlazením na teplotu 200 až 600 °C a zbylý chlorid hlinitosodný se odstraňuje ochlazením na 150 až 200 °C.

11. Způsob podle bodu 10, vyznačený tím, že se spolu s chloridem hlinitosodným z plynného produktu chlorace odděluje ochlazením také oxychlorid hlinitý.