DD243943A1

DD243943A1 - Verfahren zur rezyklisierung von entfallsalzsaeure

Info

Publication number: DD243943A1
Application number: DD28367885A
Authority: DD
Inventors: Rudolf Proft; Kornelia Rasmussen; Manfred Horx; Bruno Klatt; Hans-Joachim Koch
Original assignee: Bitterfeld Chemie
Priority date: 1985-12-04
Filing date: 1985-12-04
Publication date: 1987-03-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rezyklisierung der bei organischen Chlorierungsprozessen als Entfallprodukt anfallenden, noch organische Chlorierungsprodukte enthaltenden Salzsaeure indem zur Rueckgewinnung der in der Entfallsalzsaeure enthaltenen Wertkomponente Chlor, diese dem Chloralkalielektrolyseprozess nach dem Diaphragmaverfahren unter Verwendung fluorplastmodifizierter Diaphragmen in einer solchen Menge zugefuehrt wird, dass die zugesetzte Salzsaeuremenge der bei dem normalen Diaphragmaprozess auftretende Natronlaugestromausbeuteverlusten aequivalent ist.

Description

Wird die Salzsäurezugabe über die sich nach Gleichung 1 ergebende Konzentration erhöht, so treten Natronlaugestromausbeuteverluste auf, die sich durch Gleichung 2 ausdrücken lassen:

^GHC1

^liaOH ⁼ I

¹HaDH ^{+ 0}HCl .

AyNaOH = Natronlaugestromausbeuteverlust gegenüber dem Prozeßabiauf ohne Salzsäurezusatz .

Es wurde gefunden, daß bei Anwendung eines mit Fluorplast modifizierten Diaphragmas der Zusatz von Entfallsalzsäure zu der in den Elektrolyseur einlaufenden Sole in der sich nach Gleichung 1 ergebenden Konzentration keine nachteiligen Folgen für den Elektrolyseprozeß hat und daß die bei Einsatz von unmodifizierten Asbestdiaphragmen in diesem Fall auftretende schnelle Verstopfung des Diaphragmas nicht auftritt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher erläutert werden.

Beispiel

Vier identische,hintereinander geschaltete Laborelektrolyseure mit 100cm² Elektrodenfläche, ausgerüstet mit fluorplastmodifiziertem formstabilem Diaphragma mit 20% PTFE-Gehalt und dimensionsstabiler Anode, werden mit einer Stromstärke von 18Abei einerTemperaturvon80°Cbei einer durch eine Überlaufvorrichtung von 20cm über oberer Katodenkante fixierten Anolytstandshöhe im Dauerbetrieb getestet. Zu den Elektrolyseuren 1 und 2 werden nach 8stündigem Betrieb mit Normalsole aus einem Methanolchlorierungsprozeß stammende Entfallsalzsäure mit einer Verunreinigung von etwa 1g Chloral/I in einer Konzentration von 0,15MoI HCI/I einlaufenden Sole zugesetzt. Diese Konzentration ergibt sich nach Gleichung 1 aus den durchschnittlichen Natronlaugestromausbeuten vorheriger Betriebsperioden der Elektrolyseure

Die Elektrolyseure 3 und 4 werden unter gleichen Bedingungen wie die Elektrolyseure 1 und 2 aber ohne Salzsäurezusatz betrieben.

Es werden täglich dreimal Natronlaugekonzentration, Natriumchloratgehalt und Natronlaugestromausbeute der abfließenden Bäderlauge sowie Chlorstromausbeute und Chlorkonzentration im austretenden Anodengas ermittelt. In Tabelle 1 sind die über eine Betriebsdauer von 100 Tagen gebildeten arithmetischen Mittelwerte angeführt. Für die Zellen 1 und 2 ist neben der gemessenen Laugestromausbeute die unter der Voraussetzung berechnete Laugestromausbeute, daß die Laugestromausbeuteverluste nur durch Neutralisation der zugesetzten Salzsäure verursacht werden, mit angeführt.

Tabelle 1

Kennwert Mit Salzsäurezusatz ohne Salzsäurezusatz

. ZeIIeNr. ZeIIeNr. , ZeIIeNr. ZeIIeNr.

1 2 3 4

Durchschnittl. Laugekonzentration Mol/l 3,64 3,60 3,13 3,10

Durchschnittl. Natriumchloratgehalt der Bäderlauge g/l

Laugestromausbeute gemessen % Laugestromausbeute berechnet % Chlorstromausbeute % Chlorgehalt im Anodengas %

Aus den in Tabelle 1 angeführten Daten ist ersichtlich, daß bei der Zugabe von Entfallsalzsäure zu der einlaufenden Sole in

Mengen, die dem Natronlaugestromausbeuteverlust (1-yNaOH) beim Normalprozeß äquivalent sind, keine zusätzliche

Natronlaugestromausbeuteverluste auftreten.

Die Natronlaugekonzentration in der abfließenden Bäderlauge ist höher, der Natriumchloratgehalt der abfließenden Bäderlauge ist niedriger und die Chlorstromausbeute sowie die Chlorkonzentration im Anodengas ist höher als beim Elektrolyseprozeß ohne Salzsäurezusatz. Die Laugestromausbeute ist in beiden Fällen gleich. Die die Effektivität des Elektrolyseprozesses

charakterisierenden Werte werden also positiv beeinflußt.

Es ergibt sich dadurch die Möglichkeit, mit dem Chloralkalielektrolyseprozeß nach dem Diaphragmaverfahren einen Teil der in organischen Chlorierungsprozessen anfallenden Salzsäure ohne besondere Vorbehandlung, d. h. ohne Entfernung der

organischen Verunreinigungen, zu rezyklisieren und die in der Salzsäure enthaltene Wertkomponente Chlor ohne zusätzliche

Investitionen und zusätzlichen Energieverbrauch zurückzugewinnen.

0,11	0,04	0,10	0,15
95,8	96	95,4	96
95,8	95,8	—	—
97	97,4	95,4	95,5
98,6	98,9	98,2	98,1

Claims

Erfindungsanspruch: . .

1.· Verfahren zur Rezyklisierung von Entfallsalzsäure, die bei organischen Chlorierungsprozessen als Nebenprodukt anfällt und noch organische Verunreinigungen enthält, gekennzeichnet dadurch, daß die Entfallsalzsäure der Natriumchloridsole in bestimmten Konzentrationsverhältnissen zugesetzt und das Gemisch in einer Elektrolysezelle mit einem flourplastmqdifizierten Diaphragma elektrolysiertwird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch eine Salzsäurekonzentration von 0,05 bis 0,3 Mol/l, vorzugsweise 0,13 bis 0,18 Mol/l, besitzt.
3. Verfahren nach den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das fluorplastmodifizierte Diaphragma mindestens 20% Fluorpolymere enthält. . · '

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rezyklisierung der bei organischen Chlorierungsprozessen als Entfallprodukt anfallenden, noch organische Chlorierungsprodukte als Verunreinigungen enthaltende Salzsäure, Entfallsalzsäure genannt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bei organischen Chlorierungsprozessen anfallende Salzsäure ist auf Grund ihrer organischen Verunreinigungen nicht für alle Salzsäure verbrauchenden Prozesse verwendbar. Der anfallende, nicht verwendbare Salzsäureüberschuß muß im Interesse des Umweltschutzes vernichtet werden. Die herkömmliche Neutralisation mit Kalziumhydroxid führt zu einer erhöhten Salzbelastung der betrieblichen Abwasser, außerdem geht die Wertkomponente der Salzsäure Chlor dabei verloren. Bekannt ist die elektrolytische Zersetzung von Salzsäure in bipolaren Filterpressenelektrolyseuren zur Gewinnung von Chlor und Wasserstoff, wie sie in einem Beitrag von Payer und Strewe in „Chlorine bicentennial Symposium" 1974, S. 257 beschrieben ist. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß für die Errichtung einer Produktionsanlage und der notwendigen Zusatzeinrichtungen erhebliche Investitionen erforderlich sind, die sich nur bei sehr hohem Anfall von Entfallsalzsäure lohnen. Zusätzlich ist für den EJektrolyseprozeß ein Gleichstromenergieverbrauch von 1400 bis 1 600 kWh/t Chlor aufzubringen. Außerdem ist das Verfahren gegen die in der Entfallsalzsäure enthaltenen organischen Verunreinigungen empfindlich, oftmals müssen die organischen Verunreinigungen in einer aufwendigen Vorbehandlung aus der in den Elektrolyseur einzuspeisenden Entfallsalzsäure entfernt werden. Weiterhin ist in der DE-AS 1239670 ein Verfahren für den Zusatz von Salzsäure zum Chloralkalielektrolyseprozeß in Diaphragmazellen beschrieben, welches die Rückgewinnung des in der Salzsäure enthaltenen Chlors und Erhöhung der Chlorstromausbeute zum Ziel hat. Dieses Verfahren hat den Nachteil einer auf den pH-Wert des Anolyten bezogenen, zeitlich veränderlichen Salzsäurezugabe von 10 bis 20% der abgeschiedenen Chlormenge, da sie einen 10-bis 20%igen Verlust der Natronlaugestromausbeute zur Folge hat. Das ist gleichbedeutend mit einem 10- bis 20%igen höheren spezifischen Energieverbrauch für die Natronlauge. Ein weiterer Nachteil ist die durch die erhöhte Salzsäurezugabe bedingte schnellere Verstopfung des Asbestdiaphragmas im Elektrolyseur und damit kürzere Betriebszeit des Elektrolyseurs.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es möglich ist, die bei organischen Chlorierungsprozessen als Nebenprodukt anfallende, noch organische Verunreinigungen enthaltende Salzsäure zu rezyklisieren, um den in ihr enthaltenen Wertstoff Chlor ohne zusätzliche Investitionen und ohne zusätzlichen Energieaufwand zurückzugewinnen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus der bei organischen Chlorierungsprozessen als Nebenprodukt anfallenden und noch organische Verunreinigungen enthaltenden Entfallsalzsäure die Wertkomponente Chlor ohne zusätzliche Investitionen und zusätzliche Energieaufwendung zurückzugewinnen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß beim Elektrolyseprozeß zur Herstellung von Chlor, Natronlauge und Wasserstoff nach dem Diaphragmaverfahren mit fluorplastmodifiziertem Diaphragma die Entfallsalzsäure der in den Elektrolyseur einlaufenden Sole in einer Menge zugesetzt wird, die dem Natronlaugestromausbeuteverlust beim Betreiben des Elektrolyseurs ohne Salzsäurezusatz äquivalent ist. Diese Menge läßt sich durch Gleichung 1 ermitteln:

⁰IIaOH ^:

Chci = HCI-Konzentration in Mol/l in der einlaufenden Sole

Cnsoh = NaOH-Konzentration in Mol/l in der auslaufenden Bäderlauge
= Natronlaugestromausbeute in Bruchteilen von eins.