DD290858A5 - INDUSTRIAL PROCESS FOR SEPARATION AND RECOVERY OF CHLORINE - Google Patents

INDUSTRIAL PROCESS FOR SEPARATION AND RECOVERY OF CHLORINE Download PDF

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DD290858A5
DD290858A5 DD33505989A DD33505989A DD290858A5 DD 290858 A5 DD290858 A5 DD 290858A5 DD 33505989 A DD33505989 A DD 33505989A DD 33505989 A DD33505989 A DD 33505989A DD 290858 A5 DD290858 A5 DD 290858A5
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chlorine
gas
carbon dioxide
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DD33505989A
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Hiroyuki Itoh
Yoshitsugu Kono
Isao Kikuchi
Shinji Takenaka
Masanobu Ajioka
Mitsuo Kudoh
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals,Incorporated,Jp
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00Halogens; Halogen acids
    • C01B7/01Chlorine; Hydrogen chloride
    • C01B7/07Purification ; Separation
    • C01B7/0743Purification ; Separation of gaseous or dissolved chlorine

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Chlor aus einem gasfoermigen Gemisch, das Chlorgas und Kohlendioxidgas umfaszt. Das erfindungsgemaesze Verfahren umfaszt das Zufuehren einer waeszrigen Loesung oder Suspension, die ein Alkalimetallsulfit und/oder ein Erdalkalimetallsulfit enthaelt, und Waschen des gasfoermigen Gemisches mit der Loesung oder Suspension, waehrend der p H der Loesung oder Suspension innerhalb eines Bereiches von 1,9 bis 6,3 gesteuert gehalten wird, wodurch Chlor allein von dem gasfoermigen Gemisch entfernt wird.{Chlor-Entfernung; Chlorgas/Kohlendioxidgas; Chlor allein entfernt}The invention relates to a process for removing chlorine from a gaseous mixture comprising chlorine gas and carbon dioxide gas. The process of the present invention comprises adding a solution or suspension containing an alkali metal sulfite and / or an alkaline earth metal sulfite, and washing the gaseous mixture with the solution or suspension, during the pH of the solution or suspension within a range of 1.9 to 6 3, whereby chlorine alone is removed from the gaseous mixture. {Chlorine removal; Chlorine gas / carbon dioxide gas; Chlorine alone removed}

Description

Hierzu 4 Seiten ZeichnungenFor this 4 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung und Rückgewinnung von Chlor aus einem gasförmigen Gemisch, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas enthält. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Entfernen von Chlor aus einem derartigen gasförmigen Gemisch.The invention relates to a process for the separation and recovery of chlorine from a gaseous mixture containing chlorine, carbon dioxide and non-condensable gas. The invention also relates to a method for removing chlorine from such a gaseous mixture.

Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Abtrennen und Rückgewinnen von Chlor aus einem gasförmigen Gemisch, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas in hohen Konzentrationen enthält. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Rückgewinnen von Chlor aus einem gasförmigen Gemisch, das Chlor, Kohlendii xid und wenigstens 50% in Volumenanteilen nicht kondensierbares Gas enthält. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ei.) Verfahren zum Absorbieren und Entfernen von Chlorgas, das in Kohlendioxidgas enthalten ist, welches bei der Herstellung odor Verwundung von Chlor gebildet wird.More particularly, the invention relates to a process for separating and recovering chlorine from a gaseous mixture containing chlorine, carbon dioxide and noncondensable gas in high concentrations. The invention also relates to a process for recovering chlorine from a gaseous mixture containing chlorine, carbon dioxide and at least 50% by volume of non-condensable gas. Furthermore, the invention also relates to ei.) Process for absorbing and removing chlorine gas contained in carbon dioxide gas, which is formed in the production odor wounding of chlorine.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Es ist bereits eine Vielzahl von Verfahren für die Rückgewinnung von Chlor aus einem chlorhaltigen gasförmigen Gemisch vorgeschlagen worden, und zwar beispielsweise in den folgenden Patentveröffentlichungen:A variety of processes have been proposed for the recovery of chlorine from a chlorine-containing gaseous mixture, for example, in the following patent publications:

(1) In dem US-Patent Nr.3,972,691 wird ein Verfahren zur Rückgewinnung von flüssigem Chlor aus einem gasförmigen Gemisch beschrieben, das 20-90% in Volumenanteilen Chlor, 10-80 0^ '·-'' ' imenanteilen Kohlendioxid, Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenmonoxid umfaßt. Das Verfahren umfaßt das Verdichten des gasförmigen Gemisches auf 4 bis 8Atm, das Kühlen und Verflüssigen des komprimierten gasförmigen Gemisches in einer Rektifikationssäule vom Gesamtrückflußtyp und das nachfolgende Einstellen der Temperatur von flüssigem Chlor, das sich in einem Bodenteil der Rektifikationssäule angesammelt hat, um Verdampfung von Kohlendioxid ru bewirken, das in dem flüssigen Chlor gelöst ist.(1) In U.S. Patent Nr.3,972,691 a process for recovering liquid chlorine from a gaseous mixture is described which 20-90% in volume fraction of chlorine, 10-80 0 ^ '* -' '' imenanteilen carbon dioxide, nitrogen, Oxygen and carbon monoxide. The method comprises compressing the gaseous mixture to 4 to 8 atm, cooling and liquefying the compressed gaseous mixture in a total reflux-type rectification column, and then adjusting the temperature of liquid chlorine accumulated in a bottom portion of the rectification column to evaporate carbon dioxide ru, which is dissolved in the liquid chlorine.

(2) In dem US-Patent Nr. 2,199,797 wird angegeben, daß eine organische Verunreinigung, die in einer Konzentration von 1 % in Massenanteilen oder niedriger in Chlorgas enthalten ist, mit flüssigem Chlor entfernt werden kann, indem das Chlorgas mit flüssigem Chlor in einer Waschkolonne im Gegenstrom in Kontakt gebracht wird.(2) US Pat. No. 2,199,797 states that an organic contaminant contained in a concentration of 1% by mass or lower in chlorine gas can be removed with liquid chlorine by mixing the chlorine gas with liquid chlorine in one Washing column is brought into contact in countercurrent.

!3) In dem Britischen Patent Nr.938,073 wird ein Verfahren zum Abtrennen einer nicht kondensierbaren Verunreinigung, die einen niedrigeren Siedepunkt als Chlor besitzt und ein exklusives Gemisch mit Chlor bildet, von gasförmigem Chlor, das diese Verunreinigung enthält, beschrieben. Das Verfahren umfaßt das stufenweise Senken der Temperatur des gasförmigen Chlors und das Inkontaktbringen des endgültigen gasförmigen Rückstands im Gegenstrom mit flüssigem Chlor, dessen Temperatur auf! 3) In British Patent No. 938,073, a method of separating a non-condensable impurity having a lower boiling point than chlorine and forming an exclusive mixture with chlorine of gaseous chlorine containing this impurity is described. The method comprises gradually lowering the temperature of the gaseous chlorine and contacting the final gaseous residue countercurrently with liquid chlorine, the temperature of which

die Kondensationstemperatur von gasförmigem Chlor oder niedriger gesenkt worden ist, in einer Verflüssigungskolonne, um gasförmiges Chlor zu verflüssigen, wodurch Chlor von der Verunreinigung mit dem niedrigen Siedepunkt abgetrennt wird.the condensation temperature of gaseous chlorine or lower has been lowered in a liquefaction column to liquefy gaseous chlorine, thereby separating chlorine from the low boiling point impurity.

(4) In dem US-Patent Nr,3,443,902 wird ein Verfahren beschrieben zum Komprimieren von Chlorgas, das dadurch erhalten worden ist, daß ein Verunreinigungen enthaltendes Chlorgas im Gegenstrom mit flüssigem Chlor in einer Waschkolonne in Kontakt gebracht worden ist und die Verunreinigung von da an von dem flüssigen Chlor absorbiert und entfernt worden ist, um dadurch einen Teil des Chlorgases durch seinen Wärmeaustausch mit dem flüssigen Chlor in der Waschkolonne zu verflüssigen und dann das so verflüssigte Chlor für den gleichen Zweck wie das vorstehend genannte flüssige Chlor zu verwenden.(4) In U.S. Patent No. 3,443,902, there is disclosed a method of compressing chlorine gas obtained by contacting a chlorine gas containing impurities countercurrently with liquid chlorine in a scrubbing column, and the contaminant from then on has been absorbed and removed from the liquid chlorine to thereby liquefy a part of the chlorine gas by its heat exchange with the liquid chlorine in the washing column and then to use the thus liquefied chlorine for the same purpose as the above-mentioned liquid chlorine.

(5) in dem Britischen Patent Nr. 1,164,069 wird beschrieben, daß ein gasförmiges Gemisch, das aus nicht kondensierbarem Gas, einschließlich Stickstoff und Chlor, besteht, in flüssiges Chlor und das nicht kondensierbare Gas getrennt v/erden kann, indem das gasförmige Gemisch auf 6 bis 10Atm komprimiert wird, das komprimierte gasförmige Gemisch in zwei Stufen abgekühlt wird und dann das abgekühlte gasförmige Gemisch weiter auf -12O0F (-84,40C) bis -15O0F (-1010C) durch Wärmeaustausch abgekühlt wird.(5) British Patent No. 1,164,069 teaches that a gaseous mixture consisting of noncondensable gas, including nitrogen and chlorine, can be separated into liquid chlorine and the non-condensable gas separated by the gaseous mixture 6 to 10 Atm is compressed, the compressed gaseous mixture is cooled in two stages and then the cooled gaseous mixture further to -12O 0 F (-84.4 0 C) to -15O 0 F (-101 0 C) is cooled by heat exchange ,

(6) In dem US-Patent Nr. 2,540,905 wird ein Verfahren zum Rückgewinnen von Chlor in einer von Kohlendioxid freien Form beschrieben. Das Verfahren umfaßt das Absorbieren von Chlor von einem Verflüssigungsrestgas, das nach Elektrolyse von Lauge erhalten worden ist und 5-10% in Massenanteilen Chlor zusammen mit Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff und anderen gasförmigen Bestandteilen enthält, mit einem chlorierten Lösungsmittel, woraufhin dann bewirkt wird, daß Kohlendioxid, das zur gleichen Zeit absorbiert worden ist, bei einer Temperatur, die höher als die Absorptionstemperatur ist, durch ein Verfahren wie Erhitzen eines unteren Teiles einer Absorptionskolonne verdampft.(6) US Pat. No. 2,540,905 describes a process for recovering chlorine in a carbon dioxide-free form. The method comprises absorbing chlorine from a liquefaction residual gas obtained after electrolysis of liquor and containing 5-10% by mass of chlorine together with carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen, nitrogen, oxygen and other gaseous components with a chlorinated solvent, whereupon then carbon dioxide, which has been absorbed at the same time, is caused to evaporate at a temperature higher than the absorption temperature by a method such as heating a lower part of an absorption column.

(7) In dem US-Patent Nr.2,765,873 wird ein Verfahren zum Rückgewinnen von Chlor in einer Form, die im wesentliche,ι frei von nicht kondensierbarem Gas ist, beschrieben. Bei dem Verfahren wird bewirkt, daß ein Lösungsmittel ein gasförmiges Gemisch, das aus 30-50% in Massenanteilen Chlor und Luft besteht, unter einem Druck von 2,0 bis 14,3 Atm bei einer Kolonnentemperatur oben von -22,80C bis 32,20C und einer Kolonnen-Bodentemperatur, die um 27,80C bis 52,80C höher als die Kolonnentemperatur oben ist, absorbiert.(7) US Pat. No. 2,765,873 describes a process for recovering chlorine in a form substantially free of non-condensable gas. Wherein the method is effected in that a solvent, a gaseous mixture consisting of 30-50% by mass of chlorine and air, under a pressure from 2.0 to 14.3 atm at a column temperature of above 0 C to -22.8 32.2 0 C and a column bottom temperature which is higher by 27.8 0 C to 52.8 0 C than the column temperature above absorbed.

(8) In dem DE-Patent Nr. 2413 358 wird ein Verfahren beschrieben zum Absorbieren von Chlor allein aus einem Gemisch von Chlor und Kohlendioxidgas als das Hydrochlorit von einem Alkalimetall und/oder Erdalkalimetall unter Verwendung einer mehrstufigen Gegenstrom-Absorptionsapparatur, wobei von einem Alkalimetallhydroxid und/oder einem Erdalkalimetallhydroxid Gebrauch gemacht wird und die Apparatur betrieben wird, während der pH der Endstufe der flüssigen Seite auf etwa 7,5 goregelt wird.(8) In DE Patent No. 2413358 a method is described for absorbing chlorine alone from a mixture of chlorine and carbon dioxide gas as the hydrochlorite of an alkali metal and / or alkaline earth metal using a multi-stage countercurrent absorption apparatus, wherein an alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide is used and the apparatus is operated while the pH of the liquid side final stage is controlled to about 7.5.

Die in den Veröffentlichungen (1), (2), (3) und (4) beschriebenen Verfahren werden jeweils angewendet, wenn Chlor oder Chlor und Kohlendioxid als eine oder mehrere kondensierbare Bestandteile bei relativ ho!.an Konzentrationen enthalten sind. Für die Rückgewinnung von Chlor aus einem chlorhaltigen gasförmigen Gemisch, in dem die Konzentration von nicht kondensierbarem Gas etwa 50% in Volumenanteilen oder sogar höher ist, sind diese Verfahren von Nachteilen begleitet, was auf das übermäßige Vorhandensein von nicht kondensierbarem Gas zurückzuführen ist.The methods described in publications (1), (2), (3) and (4) are used respectively when chlorine or chlorine and carbon dioxide are contained as one or more condensable components at relatively high concentrations. For the recovery of chlorine from a chlorine-containing gaseous mixture in which the concentration of non-condensable gas is about 50% by volume or even higher, these processes are accompanied with disadvantages due to the excessive presence of non-condensable gas.

Bei all diesen Verfahren wird Gegenstromkontakt zwischen dem absteigenden flüssigen Chlor und dem aufsteigenden rohen Chlorgas in einer Kolonne angewendet, obgleich ihre Zweckbestimmungen Verflüssigung, Waschen bzw. Destillation sind und deshalb voneinander verschieden sind. Wenn nicht kondensierbare Bestandteile in hohem Niveau in einem aufsteigenden rohen Chlorgas enthalten sind, ist es auf diese Weise unmöglich. Mitführen aufgrund des aufsteigenden Gases und eine Reduzierung im Wirkungsgrad des Gas-Flüssigkeits-Kontaktes aufgrund von Kanalbildung in der absteigenden Flüssigkeit oder eines ähnlichen Grundes zu vermelden, wodurch es schwierig wird, ihre Abtrennung im gewünschten Maße zu erreichen. Wenn die Menge der absteigenden Flüssigkeit im Hinblick auf die Aufrechterhaltung des Wirkungsgrades erhöht wird, steigen sowohl die Kühlleistung als auch die Heizleistung der Destillationskolonne an und zusätzlich müssen größere Einheiten größerer Anlagen - wie Kolonnenhauptkörper, Kondensator und Rückkühler - eingesetzt werden. Diese technische Lösung ist deshalb nicht wirtschaftlich. Im Falle des Verfahrens (4) wird die Zirkulationsbelastung des nicht kondensierbaren ->ases außerordentlich groß und der Taupunkt des komprimierten Gases sinkt. Wenn der Kompressionsdruck niedrig ist, besteht das potentielle Problem, daß Chlor bei seinem Wärmeaustausch mit der Waschkolonne nicht verflüssigt werden kann. Selbst wenn Verflüssigung durchführbar ist, steigen die Energiekosten wegen eines erhöhten Kompr&ssionsverhältnisses des Kompressors und einer erhöhten Zirkulationsbelastung, so daß der Vorteil dieses Verfahrens verlorengeht.In all of these methods, countercurrent contact between the descending liquid chlorine and the ascending crude chlorine gas is employed in a column, although their purposes are liquefaction, washing and distillation, respectively, and therefore differ from each other. If non-condensable components are contained in a rising crude chlorine gas in a high level, it is impossible in this way. Entrainment due to the rising gas and a reduction in the efficiency of the gas-liquid contact due to channeling in the descending liquid or a similar reason to report, whereby it is difficult to achieve their separation to the desired extent. If the amount of the descending liquid is increased in order to maintain the efficiency, both the cooling capacity and the heating capacity of the distillation column increase and, in addition, larger units of larger equipment - such as column main body, condenser and recooler - must be used. This technical solution is therefore not economical. In the case of the method (4), the circulation load of the non-condensable -> ases becomes extremely large and the dew point of the compressed gas decreases. When the compression pressure is low, there is a potential problem that chlorine can not be liquefied in its heat exchange with the scrubbing column. Even if liquefaction is feasible, energy costs increase because of an increased compression ratio of the compressor and an increased circulation load, so that the advantage of this method is lost.

Weiterhin sind die Verfahren (1) und (5) grundsätzlich für Chlorgas mit einer hohen Konzentration bestimmt. Ein chlorhaltiges gasförmiges Gemisch, das behandelt werden soll, wird komprimiert und abgekühlt, um Chlor für seine Abtrennung zu verflüssigen. Diese Verfaiiren sind jedoch bestimmt zur Rückgewinnung von Chlor mit hoher Reinheit. Ein Abgas, das von Chlor abgetrennt ist und hauptsächlich aus nicht kondensierbarem Gas besteht, enthält deshalb Chlor in einer hohen Konzentration von 5-9% in Volumenanteilen bei dem Verfahren (1)und 10% in Volumenanteilen sogar bei dem Verfahren (5). Die industrielle Rückgewinnung von Chlor erzeugt ein atmosphärisches Verunreinigungsproblem durch das Ablassen eines Abgases, das Chlor in so hohen Konzentrationen enthält. Damit ein Gas in einem Zustand zum Ablassen als Abgas ist, muß es frei von Chlor sein. Dies erfordert jedoch wenigstens eine Chemikalie in einer immensen Menge für die Entfernung von Chlor, ganz zu schweigen von Einrichtungen, und darüber hinaus führt dies zu einem Verlust von Chlor. Diese Verfahren sind deshalb nicht wirtschaftlich. Um den Chlorgehalt in einem Abgas auf solch ein niedriges Niveau zu reduzieren, daß das Chlor vernachlässigt werden kann, ist es unerläßlich, den Kompressionsdruck weiter zu erhöhen und gleichzeitig die Kühlungs- und Verflüssigungstemperatur weiter zu senken. Dies wiederum führt zu erhöhten Energiekosten und auch zu erhöhten Kühlkosten. Darüber hinaus ist es nicht vorteilhaft, aus Gründen der Sicherheit der Anlagen, ein chlorhaltiges-gasförmiges Gemisch auf einen hohen Druck zu komprimieren. Darüber hinaus ist es nicht zulässig, die Kühl- und Verflüssigungstemperatur auf die Gefriertemperatur von Kohlendioxid (-56,60C bei 5,2 Atm) oder niedriger zu senken, und zwar um Verstopfen von Anlagen aufgrund des Auftretens von Trockeneis zu vermeiden. Solch ein Verflüssigungsverfahren kann deshalb nicht den Einschluß von Chlor bei einer bestimmten Konzentration in einem Abgas vermeiden.Furthermore, the methods (1) and (5) are basically determined for chlorine gas having a high concentration. A chlorine-containing gaseous mixture to be treated is compressed and cooled to liquefy chlorine for its separation. However, these methods are intended for the recovery of high purity chlorine. Therefore, an exhaust gas separated from chlorine and composed mainly of non-condensable gas contains chlorine in a high concentration of 5-9% by volume in the method (1) and 10% by volume even in the method (5). The industrial recovery of chlorine creates an atmospheric pollution problem by venting an exhaust gas containing chlorine at such high levels. For a gas to be in a state of being exhausted as exhaust gas, it must be free of chlorine. However, this requires at least one chemical in an immense amount for the removal of chlorine, not to mention equipment and, moreover, it leads to a loss of chlorine. These methods are therefore not economical. In order to reduce the chlorine content in an exhaust gas to such a low level that the chlorine can be neglected, it is necessary to further increase the compression pressure while further lowering the cooling and condensing temperature. This in turn leads to increased energy costs and also to increased cooling costs. Moreover, for safety reasons, it is not advantageous to compress a chlorine-gaseous mixture to a high pressure. In addition, it is not allowed to lower the cooling and condensing temperature to the freezing temperature of carbon dioxide (-56.6 0 C at 5.2 atm.) Or lower in order to avoid clogging of equipment due to the occurrence of dry ice. Such a liquefaction process therefore can not avoid the inclusion of chlorine at a certain concentration in an exhaust gas.

Die Verfahren (6) und (7) benutzen beide ein Lösungsmittel, durch das eine Verunreinigung absorbiert wird und dann desorbiert wird, um Chlor zurückzugewinnen. Hiervon schließt das Verfahren (6) das Erhitzen eines unteren Teiles einer Absorptionsko'jnne ein, um zu bewirken, daß ein Teil sowohl von dem Chlor als auch der Hauptteil von dem Kohlendioxid, das in dem Lösungsmittel absorbiert ist, verdampft, so daß Chlorgas, das in einer Verdampfungskolonne erhalten wird, eine höhere Reinheit haben kann. Es ist deshalb unvermeidbar, daß Chlor ein Abgas von dem oberen Teil der Absorptionskolonne begleitet.The methods (6) and (7) both use a solvent by which an impurity is absorbed and then desorbed to recover chlorine. Of these, the method (6) involves heating a lower part of an absorbent to cause part of both of the chlorine and the main part of the carbon dioxide absorbed in the solvent to evaporate, so that chlorine gas, which is obtained in an evaporation column, may have a higher purity. It is therefore inevitable that chlorine accompanies an exhaust gas from the upper part of the absorption column.

Insbesondere, wenn Kohlendioxid mit einem hohen Niveau enthalten ist, ist es notwendig, das Erhitzen des unteren Teiles der Absorptionskolonne dementsprechend zu intensivieren. Als Ergebnis steigt die Chlorkonzentration in dem Abfjas, und der Verlust an Chlor und dem Lösungsmittel steigt signifikant an.In particular, when carbon dioxide is contained at a high level, it is necessary to intensify the heating of the lower part of the absorption column accordingly. As a result, the chlorine concentration in the Abfjas increases, and the loss of chlorine and the solvent increases significantly.

Das Verfahren (7) macht erforderlich, daß Verdampfung unter einem besonders hohen Druck in einer Verdampfungskolonne durchgeführt wird, weil von einem Lösungsmittel freigesetztes Chlor durch Verflüssigung dort rückgewonnen wird. Wenn das Lösungsmittel mehr Luft als nötig in der Absorptionskolonne absorbiert, wird Chlor mit einer verringerten Reinheit zurückgewonnen. Es ist deshalb notwendig, die Menge des Absorptionslösungsmittels zu reduzieren. Aufgrund dieses Erfordernisses kann die Absorption von Chlor, wenn Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas mit einem hohen Niveau enthalten sind, nicht ausreichend durchgeführt werden und die Niveaus von Chlor und des Lösungsmittels, die das Abgas begleiten, steigen abrupt an.The method (7) requires that evaporation be carried out under a particularly high pressure in an evaporation column because chlorine released from a solvent is recovered there by liquefaction. As the solvent absorbs more air than necessary in the absorption column, chlorine of reduced purity is recovered. It is therefore necessary to reduce the amount of the absorption solvent. Due to this requirement, if carbon dioxide and noncondensable gas having a high level are contained, the absorption of chlorine can not be sufficiently performed, and the levels of chlorine and the solvent accompanying the exhaust gas increase abruptly.

Um die Chlorkonzentration in einem Abgas durch das Lösungsmittel-Absorptionsverfahren zu senken, umfassen die Möglichkeiten das weitere Erhöhen der Menge eines Lösungsmittels, das weitere Senken der Temperatur des Lösungsmittels oder dis weitere Erhöhen des Druckes einer Absorptionskolonne. Es ist jedoch schwierig. Chlor mit einer hohen Reinneit zurückzugewinnen, weil die Absorption von Kohlendioxid und nicht kondensierbarem Gas fortschreitet, welches Verfahren auch immer gewählt wird.In order to lower the chlorine concentration in an exhaust gas by the solvent absorption method, the possibilities include further increasing the amount of a solvent, further lowering the temperature of the solvent, or further increasing the pressure of an absorption column. It is difficult though. To recover chlorine with a high purity, because the absorption of carbon dioxide and non-condensable gas proceeds, whichever method is chosen.

Chlor ist ein brauchbares Rohmaterial, das industriell in ei. em großen Maßstab primär durch Laugenanalyse erzeugt wird und wird in weitem Maße gebraucht. Gasförmige Bestandteile werden als Nebenprodukte bei der Herstellung von Chlor gebildet.Chlorine is a useful raw material used industrially in egg. em large scale is primarily generated by alkali analysis and is widely used. Gaseous components are formed as by-products in the production of chlorine.

Diese Bestandteile werden von Chlor begleitet, so daß aufgrund der Toxizität von Chlor diese nicht in die Atmosphäre ohne weitere Behandlung freigesetzt werden können.These components are accompanied by chlorine, so due to the toxicity of chlorine they can not be released into the atmosphere without further treatment.

Dementsprechend wird in einem derartigen Gas enthaltenes Chlor üblicherweise durch seine Absorption mit einer alkalischen Substanz entfernt. Wenn jedoch ein anderes Gas außer Chlor enthalten ist und dieses andere Gas sauer ist (wie Kohlendioxidgas), wird nicht nur Chlor, sondern auch Kohlendioxid in einer alkalischen Lösung absorbiert. Als Folgeerscheinung hiervon ist Alkali in einer Menge erforderlich, die gleich der Summe an Kohlendioxid und Chlor ist. Insbesondere, wenn ein Gas Kohlendioxid mit einem hohen Niveau und Chlor mit einem Spurenniveau enthält, besteht die nachteilige Situation, daß eine große Menge an Alkali für die Entfernung solch einer Spurenmenge Chlor erforderlich ist. Es ist demzufolge wünschenswert, ein Verfahren für die selektive Absorption und Entfernung von Chlor, das in Kohlendioxid enthalten ist, zu entwickeln.Accordingly, chlorine contained in such a gas is usually removed by its absorption with an alkaline substance. However, when a gas other than chlorine is contained and this other gas is acidic (such as carbon dioxide gas), not only chlorine but also carbon dioxide is absorbed in an alkaline solution. As a consequence, alkali is required in an amount equal to the sum of carbon dioxide and chlorine. In particular, when a gas contains high-level carbon dioxide and trace-level chlorine, there is a disadvantage that a large amount of alkali is required for removing such a trace amount of chlorine. It is therefore desirable to develop a process for the selective absorption and removal of chlorine contained in carbon dioxide.

Das Verfahren (8) ist bereits schon als ein Verfahren zum Entfernen von Chlor aus einem Gemisch von Kohlendioxidgas und Chlor vorgeschlagen worden. Bei diesem Verfahren ist pH 7,5 jedoch ein Wert, der viel höher als 6,35 ist, welches die erste Dissoziationskonstante (pKa) von Kohlensäure ist, wie in Figur 4 gezeigt ist, und fällt in den Bereich, wo Kohlendioxidgas mit einem Alkalimetallhydroxid und/oder Erdalkalimetallhydroxid reagiert, um das entsprechende Bicarbonat zu bilden.The method (8) has already been proposed as a method of removing chlorine from a mixture of carbon dioxide gas and chlorine. However, in this method, pH 7.5 is a value much higher than 6.35, which is the first dissociation constant (pKa) of carbonic acid as shown in Fig. 4, and falls within the range where carbon dioxide gas is mixed with an alkali metal hydroxide and / or alkaline earth metal hydroxide reacts to form the corresponding bicarbonate.

Um Chlor allem von dem Gemisch aus Kohlendioxid und Chlor in dem obigen Bereich zu absorbieren, ist es notwendig, ein Alkali genau in einer äquimolaren Menge wie Chlor zu verwenden. Wenn die Konzentration von Chlor variiert, ist es schwierig, die Menge von Alkali mit der Menge von Chlor im Gleichgewicht zu halten.In order to absorb chlorine of all of the mixture of carbon dioxide and chlorine in the above range, it is necessary to use an alkali in an equimolar amount as chlorine. As the concentration of chlorine varies, it is difficult to balance the amount of alkali with the amount of chlorine.

Zusätzlich ist pH 7,5 nahe der Dissoziationskonstanten von unterchloriger Säure (hydrochlorous acid). Wenn der pH niedriger als das oben angegebene Niveau wird, nimmt unterchlorige Säure die Form einer freien Säure an, so daß sie anfängt, zur Zersetzung zu neigen. Präzise Kontrolle des pH ist deshalb erforderlich. Selbst wenn Chlor erfolgreich entfernt wird, hat die entstehende Hydrochlorit-Lösung starke oxidative Wirkung und widerwärtigen Geruch und kann deshalb nicht so weggeworfen werden, wie sie ist. Es ist ein zusätzlicher Verfahrensschritt erforderlich für ihren Abbau oder Reduktion.In addition, pH 7.5 is close to the dissociation constant of hydrochlorous acid. When the pH becomes lower than the above-mentioned level, hypochlorous acid takes the form of a free acid, so that it starts to tend to decompose. Precise control of the pH is therefore necessary. Even if chlorine is successfully removed, the resulting hydrochloric acid solution has strong oxidative and offensive odor and therefore can not be thrown away as it is. An additional process step is required for its degradation or reduction.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zum Abtrennen und Rückgewinnen von Chlor von einem gasförmigen Gemisch, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas umfaßt, zu schaffen, und zwar soll speziell das Chlor im wesentlichen vollständig aus dem gasförmigen Gemisch zurückgewonnen werden und gegebenenfalls vorhandenes Chlor, das in dem Restgas verblieben ist, soll so weit entfernt werden, daß das Restgas in die Atmosphäre freigesetzt werden kann.The object of this invention is to provide a process for separating and recovering chlorine from a gaseous mixture comprising chlorine, carbon dioxide and non-condensable gas, specifically the chlorine to be recovered substantially completely from the gaseous mixture and optionally present Chlorine remaining in the residual gas should be removed so far that the residual gas can be released into the atmosphere.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist die Abtrennung von Chlor von einem gasförmigen Gemisch, das außerdem Kohlendioxid und andere nicht kondensierbare Gase enthält, wobei in dem zu behandelnden Gasgemisch einerseits die Konzentration von Chlor so hoch sein kann, daß so viel Chlor zurückgewonnen wird, daß eine industrielle Herstellung von Chlor möglich wird, und andererseits die Konzentration von Chlor relativ klein sein kann, jedoch zu hoch, um das Gasgemisch in die freie Atmosphäre abzulassen, wobei der Restchlorgehalt so weit gesenkt wird, daß das entstehende Restgas freigelassen werden kann. Weiterhin soll mit kombinierten Verfahrensschritten gleichzeitig Erzeugung von Chlor und Reinigung von Aogas bis zu tolerierbaren Restgehalten möglich sein.The object of the invention is the separation of chlorine from a gaseous mixture which also contains carbon dioxide and other non-condensable gases, wherein in the gas mixture to be treated on the one hand, the concentration of chlorine can be so high that so much chlorine is recovered that an industrial production of chlorine, and on the other hand, the concentration of chlorine may be relatively small, but too high to vent the gas mixture into the free atmosphere, reducing the residual chlorine level to the extent that the resulting residual gas can be released. Furthermore, it should be possible with combined process steps simultaneously generation of chlorine and purification of gas to tolerable residual levels.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung durch ein Verfahren zur Abtrennung und Rückgewinnung von Chlor von einem gasförmigen Gemisch, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas enthält, gelöst, wobei das Verfahren das Komprimieren und Kühlen des gasförmigen Gemisches, um dadurch das gasförmige Gemisch in ein Restgas, das prinzipiell von einem großen Teil des nicht kondensierbaren Gases gebildet wird, und ein Kondensat, das hauptsächlich aus Chlor gebildet wird, zu trennen, und das Einbringen des Kondensats in eine Abtreibkolonne, um Kohlendioxid und einen kleinen Teil des in dem Kondensat gelösten nicm kondensierbaren Gases zu desorbieren, umfaßt. Gemäß einem zweiten Aspekt dieser Erfindung wird auch ein Verfahren für die Abtrennung und Rückgewinnung von Chlor von einem gasförmigen Gemisch, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas umfaßt, in einem Abtrenn- und Rückgewinnungssystem geschaffen. Dieses Verfahren umfaßt i) das Komprimieren des gasförmigen Gemisches und nachfolgendes Abkühlen und Verflüssigen desselben, um es dadurch in ein Restgas, das hauptsächlich aus einem großen Teil des nicht kondensierbaren Gases gebildet ist, und ein Kondensat, das hauptsächlich aus Chlor gebildet wird, zu trennen, ii) das Einführen des Kondensats allein in eine Abtreibkolonne, um Kohlendioxid und einen kleinen Teil des in dem Kondensat gelöstenAccording to the invention, the object is achieved according to a first aspect of the invention by a process for separating and recovering chlorine from a gaseous mixture containing chlorine, carbon dioxide and noncondensable gas, the process comprising compressing and cooling the gaseous mixture to thereby obtain the gaseous mixture into a residual gas, which is principally formed by a large part of the non-condensable gas, and a condensate, which is formed mainly of chlorine, to separate, and the introduction of the condensate in a Abtreibkolonne to carbon dioxide and a small part of in Desorb the condensate dissolved nicm condensable gas comprises. According to a second aspect of this invention, there is also provided a process for the separation and recovery of chlorine from a gaseous mixture comprising chlorine, carbon dioxide and non-condensable gas in a separation and recovery system. This method comprises i) compressing the gaseous mixture and then cooling and liquefying it to thereby separate it into a residual gas mainly composed of a large part of the non-condensable gas and a condensate mainly composed of chlorine ii) introducing the condensate alone into a stripping column to carbon dioxide and a small portion of the dissolved in the condensate

nicht kondensierbaren Gases zu desorbieren, um dadurch Chlor abzutrennen und zurückzugewinnen, iii) Mischen eines abgetriebenen Gases, das von dem oberen Teil der Abtreibkolonne ausgeströmt ist und hauptsächlich aus Chlor und Kohlendioxid gebildet wird, mit dem Restgas von Stufe i), iv) Einführen wenigstens eines Teiles des gemischten Gases in eine Absorptionskolonne, bei der ein halogenierter Kohlenwasserstoff als ein Lösungsmittel verwendet wird, wodurch der Hauptteil des verbliebenen Chlors absorbiert wird, um den Chlorgehalt zu senken, vorzugsweise auf 1 % in Volumenanteilen oder niedriger, und ein aus Kohlendioxid und dem nicht kondensierbaren Gas bestehendes Abgas abgetrennt und aus dem System freigelassen wird, und v) Einführen des Lösungsmittels mit dem in ihm absorbierten Chlor in eine Destillationskolonne, um Chlor von dem halogenieren Kohlenwasserstoff abzutrennen.desorbing uncondensable gas to thereby separate and recover chlorine; iii) mixing an aborted gas that has flowed out from the top of the stripping column and is formed mainly of chlorine and carbon dioxide with the residual gas of step i), iv) introducing at least a part of the mixed gas in an absorption column using a halogenated hydrocarbon as a solvent, whereby the main part of the remaining chlorine is absorbed to lower the chlorine content, preferably to 1% in volume parts or lower, and one of carbon dioxide and the and separating the solvent having the chlorine absorbed therein into a distillation column to separate chlorine from the halogenated hydrocarbon.

Gemäß einem dritten Aspekt dieser Erfindung wird auch ein Verfahren für die Entfernung von Chlor aus einem gasförmigen Gemisch, das Chlorgas und Kohlendioxidgas enthält, zum Beispiel aus dem Abgas, das in Stufe iv) des Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt dieser Erfindung freigelassen worden ist, geschaffen. Dieses Verfahren umfaßt das Zuführen einer wäßrigen Lösung oder Suspension, die ein Alkalimetallsulfit und/oder ein Erdalkalimetallsulfit enthält, und Waschen des gasförmigen Gemisches mit der Lösung oder Suspension, während der pH der Lösung oder Suspension innerhalb eines Bereiches von 1,9 bis 6,3 gesteuert gehalten wird, wodurch Chlor alleine von dem gasförmigen Gemisch entfernt wird.According to a third aspect of this invention, there is also provided a process for the removal of chlorine from a gaseous mixture containing chlorine gas and carbon dioxide gas, for example, from the exhaust gas released in step iv) of the process according to the second aspect of this invention , This method comprises supplying an aqueous solution or suspension containing an alkali metal sulfite and / or an alkaline earth metal sulfite and washing the gaseous mixture with the solution or suspension while the pH of the solution or suspension is within a range of 1.9 to 6.3 is controlled, whereby chlorine alone is removed from the gaseous mixture.

Bei dem erst»- ~ Aspekt dieser Erfindung wird ein gasförmiges Gemisch, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas enthält, abgekühlt und verflüssigt, um das nicht kondensierbare Gas im voraus abzutrennen. Nach dem Einführen des Kondensats allein in eine Abtreibkolonne wird es destilliert, um Chlor zurückzugewinnen. Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt dieser Erfindung gestattet, die Belastung oder Leistung der Abtreibkolonne zu reduzieren, wodurch es möglich gemacht wird, den Durchmesser der Abtreibkolonne signifikant im Vergleich üu der Abtreibkolonne, die bei dem US-Patent Nr. 2,765,873 verwendet wird, zu reduzieren. Die Anfangskosten für die Abtreibkolonne können deshalb gesenkt werden. Das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt dieser Erfindung besitzt deshalb einen signifikanten Wert vom industriellen Standpunkt aus. Bei dem zweiten Aspekt dieser Erfindung wird ein Chlorrückgewinnungsschritt, bei dem ein Lösungsmittel aus halogeniertem Kohlenwasserstoff verwendet wird, mit dem Verfahren gemäß dem ersten Aspekt kombiniert, wodurch das Chlor, das in einem für die Behandlung zugeführten Gas enthalten ist, im wesentlichen vollständig als hochreines Chlor zurückgewonnen werden kann. Der zweite Aspekt liefert deshalb ein Verfahren für die Abtrennung und Rückgewinnung von Chlor, das sehr vorteilhaft vom industriellen Standpunkt aus ist.In the first aspect of this invention, a gaseous mixture containing chlorine, carbon dioxide and non-condensable gas is cooled and liquefied to separate the non-condensable gas in advance. After introducing the condensate alone into a stripping column, it is distilled to recover chlorine. The process according to the first aspect of this invention makes it possible to reduce the stress or performance of the stripping column, thereby making it possible to reduce the diameter of the stripping column significantly compared to the stripping column used in US Pat. No. 2,765,873 , The initial costs for the Abtreibkolonne can therefore be reduced. The method according to the first aspect of this invention therefore has a significant value from the industrial point of view. In the second aspect of this invention, a chlorine recovery step using a halogenated hydrocarbon solvent is combined with the process according to the first aspect, whereby the chlorine contained in a gas supplied for the treatment substantially completely as high-purity chlorine can be recovered. The second aspect, therefore, provides a process for the separation and recovery of chlorine, which is very advantageous from an industrial point of view.

Der dritte Aspekt dieser Erfindung gestattet das Entfernen von Chlor aus einem Gas, das Kohlendioxidgas und Chlor enthält. Wenn ein Abgas, das bei dem Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt entstanden ist und das aus Kohlendioxid und nicht kondensierbarem Gas besteht und Chlor mit einer Konzentration von 1 % in Massenanteilen oder weniger enthält, durch das Verfahren gemäß dem dritten Aspekt behandelt wird, kann das Chlor, das in solch einem Spurenniveau enthalten ist, so daß es durch das Verfahren gemäß dem zweiten Aspekt nicht eni.'ernt werden kann, hier fast vollständig entfernt werden. Es ist deshalb möglich, eine Anlage zu vervollständigen, die praktisch frei vom Problem der Verschmutzung ist.The third aspect of this invention allows the removal of chlorine from a gas containing carbon dioxide gas and chlorine. When an exhaust gas produced in the process according to the second aspect and composed of carbon dioxide and non-condensable gas containing chlorine at a concentration of 1% by mass or less is treated by the process according to the third aspect, chlorine may that is contained at such a trace level that it can not be detected by the method according to the second aspect are almost completely removed here. It is therefore possible to complete a plant that is virtually free from the problem of pollution.

Wie eingangs bereits angegeben wurde, zeigt sich somit, daß die vorliegende Erfindung vom praktischen Standpunkt bei der industriellen Herstellung von Chlor äußerst wertvoll ist.As already stated, it is thus apparent that the present invention is extremely valuable from the practical point of view in the industrial production of chlorine.

Ausführungsbeispielembodiment

Im folgenden wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele näher erläutert, wobei auch auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wirdIn the following the invention will be explained in more detail by embodiments, reference being also made to the accompanying drawings

In den Zeichnungen zeigen In the drawings show

Fig. 1: ein Fließdiagramm, das als Beispiel eine Vorrichtung zur praktischen Durchführung eines Verfahrens zeigt, in der Chlor von einem gasförmigen Gemisch, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas umfaßt, abgetrennt und zurückgewonnen wird, indem (1) das gasförmige Gemisch komprimiert und abgekühlt wird, (2) das entstehende gasförmige Gemisch in ein Restgas, das hauptsächlich aus einem größeren Teil des nicht kondensierbaren Gases gebildet wird, und ein Kondensat, das hauptsächlich aus Chlor gebildet wird, getrennt wird und dann (3) das Kondensat allein einer Abtreibkolonne zugeführt wird, um Kohlendioxid und einen kleineren Anteil des nicht kondensierbaren Gases, das in dem Kondensat gelöst ist, zu desorbieren;Fig. 1 is a flow chart showing, as an example, an apparatus for practicing a method in which chlorine is separated and recovered from a gaseous mixture comprising chlorine, carbon dioxide and non-condensable gas by (1) compressing the gaseous mixture and cooling, (2) the resulting gaseous mixture is separated into a residual gas formed mainly of a major part of the non-condensable gas and a condensate mainly composed of chlorine, and then (3) the condensate alone Abtreibkolonne is supplied to desorb carbon dioxide and a smaller proportion of the non-condensable gas dissolved in the condensate;

Fig. 2: ein Fließdiagramm, das eine Vorrichtung zeigt, die in einem Vergleichsbeispiel verwendet wird, in dem ein herkömmliches Verfahren entsprechend dem Verfahren der Figur 1 praktisch durchgeführt wurde;Fig. 2 is a flow chart showing an apparatus used in a comparative example in which a conventional method according to the method of Fig. 1 has been practiced;

Fig. 3: ein Fließdiagramm, das als Beispiel eine Anlage zur praktischen Durchführung eines industriellen Verfahrens für die Abtrennung und Rückgewinnung von Chlor zeigt, das i) Komprimieren eines gasförmigen Gemisches, das 10-60% in Volumenanteilen Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas enthält, und nachfolgendes Kühion und Verflüssigen desselben, ii) Trennen desselben in ein Restgas, das hauptsächlich aus einem großen Anteil des nicht kondensierbaren Gases gebildet wird, und ein Kondensat, das hauptsächlich aus Chlor gebildet ist, iii) Einführen des Kondensats allein in eine Abtreibkolonne, um Kohlendioxid und einen kleinen Anteil des nicht kondensierbaren Gases, das in dem Kondensat gelöst ist, zu desorbieren, um dadurch Chlor abzutrennen und zurückzugewinnen, iv) Mischen eines abgetriebenen Gases, das aus dem oberen Teil der Abtreibkolonne ausgeströmt ist und hauptsächlich aus Chlor und Kohlendioxid gebildet wird, mit dem Restgas von Stufe i), v) Einführen wenigstens eines Teiles des gemischten Gases in eine Absorptionskolonne, um einen großen Teil des verbliebenen Chlors mit einem halogenierten Kohlenwasserstoff zu absorbieren, vi) Abtrennen eines Abgases, das aus Kohlendioxid und dem nicht kondensierbaren Gas zusammengesetzt ist und nicht mehr als 1 % in Volumenanteilen Chlor enthält, und Ablassen des Abgases aus dem System, vii) Einführen des mit absorbiertem Chlor behafteten Lösungsmittels in eine Destilliationskolonne, um das Lösungsmittel in ein zurückgewonnenes Gas, das hauptsächlich aus Chlor besteht, und den halogenierten Kohlenwasserstoff zu trennen, viii) Zurückführen des Lösungsmittels, um es als ein Absorptionsmittel in der Absorptionskolonne wiederzuverwenden, und ix) Zurückführen des zurückgewonnenen Gases zu der Kompressionsstufe umfaßt;Fig. 3 is a flow chart showing, as an example, a plant for practicing an industrial process for the separation and recovery of chlorine; i) Compressing a gaseous mixture containing 10-60% by volume of chlorine, carbon dioxide and noncondensable gas and subsequent cooling and liquefying thereof, ii) separating it into a residual gas constituted mainly of a large proportion of the non-condensable gas, and a condensate formed mainly of chlorine, iii) introducing the condensate alone into a stripping column, desorbing carbon dioxide and a small proportion of the non-condensable gas dissolved in the condensate to thereby separate and recover chlorine; iv) mixing an aborted gas that has flowed out the upper part of the stripping column and mainly chlorine and carbon dioxide is formed, with the residual gas from stage i), v) introduction n at least a portion of the mixed gas in an absorption column to absorb a large portion of the remaining chlorine with a halogenated hydrocarbon, vi) separating an exhaust gas composed of carbon dioxide and the non-condensable gas and not more than 1% by volume of chlorine vii) introducing the adsorbed chlorine-containing solvent into a distillation column to separate the solvent into a recovered gas mainly composed of chlorine and the halogenated hydrocarbon, viii) returning the solvent, to reuse it as an absorbent in the absorption column, and ix) recycling the recovered gas to the compression stage;

Fig.4: ionische Formen von Absorptionsmitteln, die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung brauchbarFigure 4: ionic forms of absorbents useful in the practice of the present invention

sind, bei verschiedenen pH-Niveaus in ihren wäßrigen Lösungen; Fig. 5: ein Fließdiagramm, das die Absorption von Chlor in Beispiel 8 zeigt, und Fig. β: ein Fließdiagramm einer Anlage, die für die Verwendung bei der praktischen Durchführung der Verfahren gemäß dem ersten, zweiten und dritten Aspekt dieser Erfindung in Kombination einsetzbar ist.are at different pH levels in their aqueous solutions; Fig. 5 is a flow chart showing the absorption of chlorine in Example 8; and Fig. 3 is a flow chart of a plant usable in combination for use in practicing the methods according to the first, second and third aspects of this invention is.

Es folgen nun Beschreibungen bevorzugter Ausführungsformen der Etfindung.Descriptions of preferred embodiments of the invention will now be given.

Bei jedem der drei Aspekte dieser Erfindung wird das Verfahren auf ein gasförmiges Gemisch angewendet, das aus Kohlendioxid und nicht kondensierbarem Gas zusammenc esetzt ist und Chlor enthält, oder auf Kohlendioxid, das Chlor enthält, angewendet. Die folgenden Gase können als Beispiele für Gase genannt werden, auf die das Verfahren anwendbar ist:In each of the three aspects of this invention, the method is applied to a gaseous mixture composed of carbon dioxide and non-condensable gas containing chlorine, or to carbon dioxide containing chlorine. The following gases can be cited as examples of gases to which the method is applicable:

a) ein gasförmiges Gemisch, das in der Stufe der Herstellung von Chlor durch Oxidation von Hydrogenchlorid entsteht und Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas enthält;a) a gaseous mixture formed in the step of producing chlorine by oxidation of hydrogen chloride and containing chlorine, carbon dioxide and non-condensable gas;

b) ein gasförmiges Gemisch das durch Entfernen von Chlor bis zu einem bestimmten Ausmaß von dem gasförmigen Gemisch a) erhalten wird und einen noch verbliebenen Anteil des Chlors zusammen mit dem Kohlendioxid und nicht kondensierbarem Gas enthält, undb) a gaseous mixture obtained by removing chlorine to a certain extent from the gaseous mixture a) and containing a remaining portion of the chlorine together with the carbon dioxide and non-condensable gas, and

c) ein Gemisch, das Chlorgas und Kohlendioxid enthält.c) a mixture containing chlorine gas and carbon dioxide.

Bsi Chlorieren oder Phosgenieren von organischen Verbindungen wird ein großer Teil Hydrogenchlorid als Nebenprodukt gebildet. Da seine Menge viel größer als der Bedarf nach Chlorwasserstoffsäure ist, ist eine große Menge Hydrogenchlorid nicht weiter verwendet worden und wurde als Abfall beseitigt. Erhebliche Kosten sind damit auch für seine Beseitigung entstanden.Bsi chlorination or phosgenation of organic compounds, a large part of hydrogen chloride is formed as a by-product. Since its amount is much larger than the demand for hydrochloric acid, a large amount of hydrogen chloride has not been used any more and has been disposed of as waste. Substantial costs have thus arisen for its elimination.

Demzufolge war es wünschenswert, ein Verfahren zum effizienten Entfernen von Chlor von Hydrogenchlorid, das in großer Menge, wie vorstehend angegeben, als Abfall beseitigt wurde, und zur industriellen Erzeugung von Chlor zu entwickeln.Accordingly, it has been desired to develop a method for efficiently removing chlorine from hydrogen chloride, which has been removed as a waste in a large amount as mentioned above, and for industrial production of chlorine.

Es ist seit vielen Jahren bekannt, Chlor durch Oxidieren von Hydrogenchlorid herzustellen. Es ist jedoch kein industrielles Herstellungsverfahren fertiggestellt worden.It has been known for many years to produce chlorine by oxidizing hydrogen chloride. However, no industrial manufacturing process has been completed.

In jüngster Zeit ist gefunden worden, daß ein Chromoxidkatalysator, der durch Calcinieren von Chromhydroxid erhalten wird, insbesondere hohe Aktivität selbst bei relativ niedrigen Temperaturen besitzt, was zum Schaffen eines industriellen Verfahrens zum Herstellen von Chlor durch Oxidiert η von Hydrogenchlorid führte.In recent years, it has been found that a chromium oxide catalyst obtained by calcining chromium hydroxide has particularly high activity even at relatively low temperatures, resulting in providing an industrial process for producing chlorine by oxidizing η of hydrogen chloride.

Bei dem Verfahren gemäß dem ersten, zweiten und dritten Aspekt dieser Erfindung kann das gasförmige Gemisch, des Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas umfaßt und auf das das Verfahren angewendet wird, ein gasförmiges Gemisch sein, das in einem derartigen Verfahren gebildet worden ist, wie es in jüngster Zeit für die Herstellung von Chlor entwickelt worden ist. Und zwar ist diese Erfindung brauchbar als ein effektives Verfahren für die Rückgewinnung von Chlor oder als ein Verfahren für die Entfernung von Chlor von einem Abgas in dem vorgenannten industriellen Herstellungsverfahren für Chlor.In the process according to the first, second and third aspects of this invention, the gaseous mixture comprising chlorine, carbon dioxide and noncondensable gas and to which the process is applied may be a gaseous mixture formed in such a process as It has recently been developed for the production of chlorine. Namely, this invention is useful as an effective method for the recovery of chlorine or as a method for the removal of chlorine from an exhaust gas in the aforementioned industrial production method of chlorine.

Nachfolgend werden bestimmte Ve-'ahren, die von der vorliegenden Erfindung umfaßt werden, im einzelnen beschrieben.Hereinafter, certain embodiments included in the present invention will be described in detail.

In Figur 1 sind ein Kompressor 101, eine Abtreibkolonne 102, die eine herkömmliche Bodenkolonneodereinegepackte Kolonne sein kann, ein Wärmeaustauscher 103, eine Trennanlage 104 und ein Destillationsgefäß oder Verdampfungsofen 105 dargestellt.In Figure 1, a compressor 101, a stripping column 102, which may be a conventional column column packed unit, a heat exchanger 103, a separation unit 104, and a distillation or evaporation furnace 105 are shown.

Ein gasförmiges Gemisch, das ganz allgemein 10-60% in Volumenanteilen Chlor und 40-90% in Volumenanteilen Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas enthält, wird durch eine Leitung 106 zugeführt und wird dann auf einen vorherbestimmten Druck durch den Kompressor 101 komprimiert.A gaseous mixture, which generally contains 10-60% by volume of chlorine and 40-90% by volume of carbon dioxide and non-condensable gas, is supplied through a conduit 106 and is then compressed to a predetermined pressure by the compressor 101.

Als das nicht kondensierbare Gas können Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlenmonoxid als: Beispiele genannt werden.As the non-condensable gas, nitrogen, oxygen or carbon monoxide may be cited as examples.

Das komprimierte gasförmige Gemisch wird auf eine vorgegebene Temperatur durch den Wärmeaustauscher 103 abgekühlt, wobei ein Anteil des Chlors verflüssigt wird. Die entstehende Flüssigkeits-Gas-Mischung wird dann durch eine Leitung 112 der Trennanlage 104 zugeführt, wo die Mischung in ein Restgas, das hauptsächlich aus einem großen Anteil des nicht kondensierbaren Gases besteht, und ein Kondensat, das hauptsächlich aus Chlor besteht, getrennt wird.The compressed gaseous mixture is cooled to a predetermined temperature by the heat exchanger 103, wherein a portion of the chlorine is liquefied. The resulting liquid-gas mixture is then fed through a conduit 112 to the separation unit 104, where the mixture is separated into a residual gas consisting mainly of a large proportion of the non-condensable gas and a condensate consisting mainly of chlorine.

Das Kondensat wird durch eine Leitung 107 einem oberen Teil der Abtreibkolonne 102 zugeführt, und während es durch die Kolonne nach unten fällt bzw. sich nach unten bewegt, wird das Kondensat mit Chlordampf, der durch den Verdampfungsofen 105 hochgekocht wird, in Kontakt gebracht. Infolge davon wird bewirkt, daß Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas, das in dem Kondensat gelöst ist, verdampft werden, so daß das Kondensat als flüssiges Chlor mit einer hohen Reinheit in dem Bodenteil der Abtreibkolonne sich ansammelt und danach als Chlorprodukt durch eine Leitung 111 abgezogen werden kann.The condensate is supplied through a line 107 to an upper part of the stripping column 102, and as it descends through the column, the condensate is contacted with chlorine vapor boiled up through the evaporation furnace 105. As a result, carbon dioxide and non-condensable gas dissolved in the condensate are caused to be vaporized, so that the condensate accumulates as high-purity liquid chlorine in the bottom part of the stripping column and thereafter withdrawn as a chlorine product through a pipe 111 can.

Wenn ein gasförmiges Gemisch, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbnres Gas umfaßt, komprimiert wird und dann, wie es ist, in eine Abtreibkolonne eingebracht ν ird, um Verflüssigung und Destill ation dort durchzuführen, muß die Abtreibkolonne einen größeren Durchmesser aufweisen, so lange eine übliche Oberflächengeschwindigkeit verwendet wird.When a gaseous mixture comprising chlorine, carbon dioxide and noncondensing gas is compressed and then introduced into a stripping column as it is to carry out liquefaction and distillation there, the stripping column must have a larger diameter as long as one usual surface speed is used.

Wenn jedoch das nicht kondensierbare Gas daraus abgetrennt wird und das Kondensat allein in eine Abtreibkolonne eingebracht wird, wie es bei der vorliegenden Erfindung der Fall ist, ist es möglich, das Abtreiben in einer Kolonne mit einem kleinen Durchmesser von nur etwa 30% von demjenigen, der bei der vorgenannten Abtreibkolonne verwendet wird, durchzuführen.However, if the non-condensable gas is separated therefrom and the condensate is introduced alone into a stripping column, as is the case with the present invention, it is possible to carry out stripping in a small diameter column of only about 30% of that which is used in the abovementioned Abtreibkolonne perform.

Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas, die von dem Kondensat abgetrieben worden sind, werden aus der Abtreibkolonne an deren oboren Ende ausströmen gelassen, wobei sie durch eine Leitung 109 strömen und sich dann mit dem Restgas verbinden, das von der Trennanlage durch eine Leitung 108 zugeführt wird. Danach werden sie als Abgas aus dem System abgelassen.Carbon dioxide and non-condensable gas, which has been driven off the condensate, are allowed to flow out of the stripping column at its obor end, passing through a conduit 109 and then connecting to the residual gas supplied from the separation plant through a conduit 108 , After that they are discharged as exhaust from the system.

Um so viel Chlor wie möglich von dem gasförmigen Gemisch zurückzugewinnen, ist es wünschenswert, daß der Kompressionsdruck des Kompressors so hoch wie möglich eingestellt wird und die Kühltemperatur des Wärmeaustauschers so niedrig wie möglich gewählt wird. Vom Standpunkt der Sicherheit ist es jedoch nicht empfehlenswert, den Kompressionsdruck für ein chlorhaltiges Gas wahllos und kritiklos zu erhöhen. Darüber hinaus gibt es eine weitere Beschränkung der Art, daß die Kühltemperatur für die Verflüssigung eines Gemisches, das Kohlendioxid enthält, höher sein sollte als der Schmelzpunkt von Kohlendioxid (-56,60C bei einem CO2-Partialdruck von 5,2 Atm). Dementsprechend ist die Kühltemperatur so begrenzt, daß Verstopfen oder Verschließen von Anlagenteilen aufgrund von Bildung von Trockeneis verhindert wird. Der Komr. ressionsc'ruck an dem Kompressor und die Kühlungs- und Verflüssigungstemperatur an dem Wärmeaustauscher sollte in geeigr eter Weise imIn order to recover as much chlorine as possible from the gaseous mixture, it is desirable that the compression pressure of the compressor is set as high as possible and the cooling temperature of the heat exchanger is set as low as possible. However, from a safety point of view, it is not recommended to increase the compression pressure for a chlorine-containing gas indiscriminately and uncritically. In addition, there is a further limitation of the type that the cooling temperature for the liquefaction of a mixture containing carbon dioxide should be higher than the melting point of carbon dioxide (-56.6 0 C at a CO 2 partial pressure of 5.2 atm) , Accordingly, the cooling temperature is limited so that clogging or sealing of equipment parts due to formation of dry ice is prevented. The Komr. Rcess compression at the compressor and the cooling and liquefaction temperature at the heat exchanger should be in the appropriate manner

Hinblick auf wirtschaftliche Faktoren bestimmt werden, z. B. im Hinblick auf die von dem Kompressor benötigte Energie, die Kühlleistuno am Wärmeaustauscher, die Heizleistung an dem Destillationsgefäß oder dem Verdamp'. gsofen und die Kosten für die Beseitigung von Abgas, wobei diese vorstehenden Faktoren gleichzeitig in Betracht gezogen weiden müssen.Be determined with regard to economic factors, eg. B. in view of the energy required by the compressor, the Kühlleistuno the heat exchanger, the heating power to the distillation vessel or the Verdamp '. gas and the cost of removing exhaust gas, these above factors must be considered simultaneously.

Im allgemeinen ist es vorzuziehen, den Kompressionsdruck des gasförmigen Gemisches auf 3 bis 15 kg/cm2 Überdruck und die Kühlungs- und Verflüssigungstemperatur auf -1O0C bis -5O0C einzustellen und die Abtreibkolonne bei einem Druck von 3 bis 15kg/cm2 Überdruck und einer Bodentempera'.ur von 20 bis 450C zu betreiben.In general, it is preferable to set the compression pressure of the gaseous mixture to 3 to 15 kg / cm 2 G and the cooling and liquefying temperature at -1O 0 C to -5o 0 C and the stripper at a pressure of 3 to 15kg / cm 2 Overpressure and a Bodenentempera'.ur from 20 to 45 0 C to operate.

Die Reinheit des durch solch einen Betrieb erhaltenen Chlors ist üblicherweise 99% in Volumenanteilen oder höher.The purity of the chlorine obtained by such operation is usually 99% by volume or more.

In Figur 3 ist ein Kompressor 301, ein Kühler 302, ein Kondensator 303, eine Gas-/Flüssigkeits-Trennanlage 304, eine Abtreibkolonne 305, ein Destillationsgefäß oder Verdampferofen 306, eine Absorptionskolonne 307, ein Wärmeaustauscher 308, ein Druckreduzierventil 309, eine Destillationskolonne 310, ein Kondensator 311, eine Gas-/ Flüssigkeits-Trennanlage 312, ein Destillationsgefäß oder Verdampferofen 313, ein Kühler 314 und Pumpen 315 und 316 dargestellt. Es sei nebenbei bemerkt, daß jede der Kolonnen 305,307 und 310 ganz allgemein eine bepackte oder eine Bodenkolonne sein kann.FIG. 3 shows a compressor 301, a cooler 302, a condenser 303, a gas / liquid separation unit 304, a stripping column 305, a distillation vessel or evaporator furnace 306, an absorption column 307, a heat exchanger 308, a pressure reducing valve 309, a distillation column 310 , a condenser 311, a gas / liquid separation unit 312, a distillation vessel or evaporator furnace 313, a condenser 314, and pumps 315 and 316. It should be noted, by the way, that each of the columns 305, 307 and 310 can be generally a packed or a tray column.

Ein gasförmiges Gemisch 317, das Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas umfaßt, wird mit einem von der Gas-/ Flüssigkeits-Trennanlage 312 zurückgewonnenen Gas 326 gemischt und wird dann auf einen vorherbestimmten Kompressionsdruck durch den Kompressor 301 komprimiert.A gaseous mixture 317 comprising chlorine, carbon dioxide and non-condensable gas is mixed with a gas 326 recovered from the gas-liquid separator 312, and is then compressed to a predetermined compression pressure by the compressor 301.

Auf diooe Weise kann ein gasförmiges Gemisch, das Chlor in einem Bereich von 10-60% in Volumenanteilen enthält, behandelt werden. Da gasförmige Gemische mit einem derartigen Chlorgehalt auch bei der. Erzeugung von Chlor durch Oxidation von Hydrogenchlorid in Anwesenheit eines spezifischen Chromoxidkatalysators gebildet wird, können diese gasförmigen Gemische durch dieses Verführen behandelt werden.In diooe manner, a gaseous mixture containing chlorine in a range of 10-60% by volume can be treated. As gaseous mixtures with such a chlorine content in the. Formation of chlorine by oxidation of hydrogen chloride in the presence of a specific chromium oxide catalyst, these gaseous mixtures can be treated by this seduction.

Als das nich. kondensiorbare Gas In dem gasförmigen Gemisch können beispielsweise Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenmonoxid und/oder dergleichen erwähnt werden.Than that not. Condensable gas In the gaseous mixture, for example, nitrogen, oxygen, carbon monoxide and / or the like may be mentioned.

Der Komorsssionsdruck kann 3 bis 15kg/cm2 Überdruck sein, wobei 5 bis 12 kg/cm2 Überdruck bevorzugt werden. Das gasförmige Gemisch wird durch den Kühler 302 gekühlt, woraufhin Verflüssigung durch den Kondensator 303 folgt. Wenigstens zweidr ttel des in dem gasförmigen Gemisch enthaltenen Chlors werden hier verflüssigt.The Comorsssionsdruck can be 3 to 15 kg / cm 2 pressure, with 5 to 12 kg / cm 2 pressure are preferred. The gaseous mixture is cooled by the cooler 302, followed by liquefaction by the condenser 303. At least two thirds of the chlorine contained in the gaseous mixture are liquefied here.

Die Kühlungs- und Verflüssigungstemperatur kann von - 1O0C bis -BO0C reichen, wobei -20°C bis -4O0C bevorzugt werden.The cooling and liquefying temperature may range from - rich 1O 0 C to -BO 0 C, with -20 ° C being preferred to -4o C 0.

Nachdem die entstehende Gas-Flüssigkeits-Mischung durch die Trennanlage 304 in ein Restgai, 319, das hauptsächlich aus einem größeren Anteil des nicht kondensierbaren Gases gebildet wird, und ein Kondensat 318, das hauptsächlich aus Chlor besteht, getrennt worden ist, wird das letztere der Abtreibkolonne 305 zugeführt.After the resulting gas-liquid mixture has been separated by the separation unit 304 into a Restgai, 319, which is mainly formed of a major portion of the non-condensable gas, and a condensate 318, which consists mainly of chlorine, the latter is the Abtreibkolonne 305 supplied.

Die Abtreibkolonne 305 kann bei 3 bis 15kg/cm3 Überdruck, vorzugsweise 5 bi 12kg/cm2, betrieben werden.The stripping column 305 may be operated at 3 to 15 kg / cm 3 gauge, preferably 5 to 12 kg / cm 2 .

Das Kondensat, das dem oberen Teil der Kolonne zugeführt worden ist, fällt durch die Kolonne nach unten. Während dieser Bewegung v/erden Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas, die in dem Kondensat gelöst sind, von dem Kondensat verdampft, jnd zwar durch aufsteigenden Dampf, der hauptsächlich aus Chlor besteht, das durch den Verdampferofen 306 mit einer Bodentemperatur von 20 bis 45X hochgekocht wird. Deshalb sammelt sich das Kondensat als flüssiges Chlor in dem Boden der Säule an und wird als Chlorprodukt 321 erhalten. Ds Kohlendioxid und das nicht kondensierbare Gas, die von dem Kondensat verdampft worden sind, werden zusammen mit Chlor als eir abgetriebenes Gas 320 von dem oberen Teil der Abtreibkolonne 305 ausströmen gelassen und werden mit dem Restgas 319 gemischt. Wenigstens ein Anteil des gemischten Gases wird der Absorptionskolonne 307 zugeführt. Es ist vorzuziehen, die Absorptionskolonne unter dem gleichen Druck wie die Abtreibkolonne zu betreiben, weil die Wirkung der Absorption größer wird, wenn der Druck der Absorptionskolonne steigt, vorausgesetzt, da ß die Temperatur des Absorptions-Lösungsmittels konstant ist.The condensate, which has been supplied to the upper part of the column, falls down through the column. During this movement, carbon dioxide and noncondensable gas dissolved in the condensate evaporate from the condensate, namely, by rising steam, which is mainly chlorine, boiled up through the evaporator furnace 306 at a bottom temperature of 20 to 45X , Therefore, the condensate accumulates as liquid chlorine in the bottom of the column and is obtained as chlorine product 321. The carbon dioxide and the non-condensable gas which have been evaporated from the condensate, together with chlorine, are discharged as an aborted gas 320 from the upper part of the stripping column 305 and are mixed with the residual gas 319. At least a portion of the mixed gas is supplied to the absorption column 307. It is preferable to operate the absorption column under the same pressure as the stripping column because the effect of absorption increases as the pressure of the absorption column increases, provided that the temperature of the absorption solvent is constant.

Von einem Gas 323, das in die Absorptionskolonne 307 eingebracht wird, werden feist das gesamte Chlor und Teile des Kohlendioxids und nicht kondensierbaren Gases in einem Lösungsmittel 330 absorbiert, das von dem oberen Teil der Kolonne herabfällt. Das Gas 323 wird deshalb aus dem System als ein Abgas 324 freigegeben, das uns Kohlendioxid und nicht kondensierbarem Gas zusammengesetzt ist und nicht mehr als 1 % in Volumenanteilen Chloi enthält. Dan bei dem vorstehend genannten Verfahren verwendete Lösungsmittel ist ein halogenierter Kohlenwasserstoff wie Tetrachlorkohlenstoff oder Chloroform. Das Lösungsmittel kann in einer Menge des 2- bis lOOfachen, vorzugsweise 3- bis 30fachen, gewichtsmäßig gesehen, von dem Gas, das in die Absorptionskolonne eingebracht wird, verwendet werde " Ein Lösungsmittel 325, in dem Chlor, Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas absorb .1 sind, wird von dom Boden abgezogen und wird durch die Pumpe 315 dem Wärmeaustauscher 308 zugeführt. Nachdem das Lösungsmittel durch den Wärmeaus· auscher 308 vorerhitzt worden ist, wird es der Destillationskolonne 310 zugeführt.Of a gas 323 introduced into the absorption column 307, all of the chlorine and portions of the carbon dioxide and non-condensable gas are ultimately absorbed in a solvent 330 falling from the top of the column. The gas 323 is therefore released from the system as an exhaust 324 composed of carbon dioxide and non-condensable gas and containing not more than 1% by volume of Chloi. The solvent used in the above process is a halogenated hydrocarbon such as carbon tetrachloride or chloroform. The solvent may be used in an amount of 2 to 100 times, preferably 3 to 30 times, by weight of the gas introduced into the absorption column. A solvent 325 in which chlorine, carbon dioxide and non-condensable gas absorb. 1 is withdrawn from the bottom and is supplied to the heat exchanger 308 by the pump 315. After the solvent has been preheated by the heat exchanger 308, it is fed to the distillation column 310.

Die Destillationskolonne 310 kann bei einem Druck von 0,1 bis 15 kg/cm2 Überdruck, vorzugsweise 1 bis 10kg/cm2 Überdruck, betrieben werden.The distillation column 310 may be at a pressure of 0.1 to 15 kg / cm 2 G, preferably, be operated 1 to 10kg / cm 2 pressure.

Das in die Destillationskolonne 310 eingebrachte Lösungsmittel wird durch den Verdampferofen hochgekocht, durch den Kondensator kondensiert und durch einen Rückfluß oder Reflux 327 zu der Destillationskolonne destilliert, so daß die absorbierten Gase gezwungen werden zu verdampfen, um ein rückgewonnenes Gas, das hauptsächlich aus Chlor besteht, abzutrennen.The solvent introduced into the distillation column 310 is boiled through the evaporator furnace, condensed by the condenser, and distilled by reflux or reflux 327 to the distillation column so that the absorbed gases are forced to evaporate to produce a recovered gas mainly composed of chlorine. separate.

Ein Lösungsmittel 328 mit einer Chlorkonzentration, die nicht höher als 5000ppm in Masseanteilen, vorzugsweise nicht höher als 500ppm in Masseanteilon, ist, wird durch den Boden der Kolonne abgezogen und wird dann dem Wärmeaustauscher 308 !ugeführt. Nachdem Wärme von dem Lösungsmittel durch den Wärmeaustauscher 308 abgeführt worden ist, wird eine frische Lösungsmittelzufuhr 329 hinzugegeben, um gegebenenfalls aufgetretene Verluste zu ersetzen. Das Lösungsmittel wird danach durch den Kühler 314 gekühlt und wird dann zu der Absorptionskolonne 307 zurückgeführt. Obgleich die Absorptionsfähigkeit der Absorptionskolonne größer wird, wenn die Temperatur an dem Einlaß der Absorptionskolonne niedriger wird, ist es unmöglich, die Temperatur unterhalb dem Schmelzpunkt des Lösungsmittels (z. B. -22,60C in dem Fall von Tetrachlorkohlenstoff [Kohlenstofftetrachlorid]) zu senken. Es ist wünschenswert, die Temperatur des Kondensators der Destillationskolonne in solch einem Ausmaß zu senken, daß das Lösungsmittel nicht verdampft und nicht herumspritzt. Eine unangemessen niedrige Temperatur verursacht jedoch Verflüssigung von Chlor, so daß mehr Chlor das Lösungsmittel begleitet und die Absorptionsfähigkeit des umlaufenden Lösungsmittels in der Absorptionskolonne senkt. Solch eine unangemessen niedrige Temperatur ist deshalb nicht vorteilhaft.A solvent 328 having a chlorine concentration not higher than 5000 ppm by mass, preferably not higher than 500 ppm by mass, is withdrawn through the bottom of the column and is then passed to the heat exchanger 308. After heat has been removed from the solvent through the heat exchanger 308, a fresh solvent feed 329 is added to replace any losses incurred. The solvent is then cooled by the condenser 314 and then returned to the absorption column 307. Although the absorption ability of the absorption column increases when the temperature is low at the inlet of the absorption column, it is impossible to keep the temperature below the melting point of the solvent (z. B. -22.6 0 C in the case of carbon tetrachloride [carbon tetrachloride]) to lower. It is desirable to lower the temperature of the condenser of the distillation column to such an extent that the solvent does not evaporate and does not splash around. However, an unduly low temperature causes liquefaction of chlorine, so that more chlorine accompanies the solvent and lowers the absorption capacity of the circulating solvent in the absorption tower. Such an unduly low temperature is therefore not advantageous.

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Es ist deshalb notwendig, die optimalen Bedingungen für die Temperatur des Lösungsmittels an dem Einlaß der Absorptionskolonne und der Temperatur des Kondensators der Destillationskolonne in geeigneter Welse zu bestimmen, wobei die vorstehend angegebenen Fakten in Betracht gezogen werden müssen. Vorzugsweise kann die Temperatur des Lösungsmittels an dem Einlaß der Absorptionskolonne von -2O0C bis O0C reichen und die Temperatur des Kondensators der Destillationskolonne kann von -2O0C bis -1O0C reichen.It is therefore necessary to determine the optimum conditions for the temperature of the solvent at the inlet of the absorption column and the temperature of the condenser of the distillation column in suitable catfish, taking into account the facts given above. Preferably, the temperature of the solvent at the inlet of the absorption column may range from -2O 0 C to 0 C and the temperature of the condenser of the distillation column may range from -2O 0 C to -1O 0 C.

Als nächstes folgt eine Beschreibung des Verfahrens zur Entfernung von Chlor von einem gasförmigen Gemisch, das Chlorgas und Kohlendioxidgas enthält, und dieses Verfahren umfaßt das Zuführen einer wäßrigen Lösung oder Suspension, die ein Alkalimetallsulfit und/oder ein Erdalkalimetallsulfit enthält oder ein Alkalimetallsulfit und/oder ein Erdalkalimetallsulfit zusammen mit einem Alkalimetallhydroxid und/oder einem Erdalkalimetallhydroxid in einem Verhältnis enthält, das nicht größer als das zweifache in molarem Verhältnis des Alkalimetallsulfits und/oder Erdalkalimetallsulfits ist, und das Waschen des gasförmigen Gemisches mit der Lösung oder Suspension, während der pH der Lösung oder Suspension innerhalb eines Bereiches von 1,9 bis 6,3 gesteuert gehalten wird, wodurch Chlor von dem gasförmigen Gemisch entfernt wird.Next, a description will be given of the process for removing chlorine from a gaseous mixture containing chlorine gas and carbon dioxide gas, and this method comprises supplying an aqueous solution or suspension containing an alkali metal sulfite and / or an alkaline earth metal sulfite or an alkali metal sulfite and / or a Containing alkaline earth metal sulfite together with an alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide in a ratio of not more than twice the molar ratio of the alkali metal sulfite and / or alkaline earth metal sulfite, and washing the gaseous mixture with the solution or suspension while maintaining the pH of the solution or Suspension is controlled within a range of 1.9 to 6.3, whereby chlorine is removed from the gaseous mixture.

Beispiele für das Alkalimetallhydroxid, das bei der praktischen Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens brauchbar ist, umfassen die Hydroxide von Alkalimetallen wie Lithium, Natrium und Kalium, während beispielsweise Erdalkalimetallhydroxide Hydroxide von Magnesium, Calcium, Barium und dergleichen sein können.Examples of the alkali metal hydroxide useful in the practice of the method described above include the hydroxides of alkali metals such as lithium, sodium and potassium, while, for example, alkaline earth metal hydroxides may be hydroxides of magnesium, calcium, barium and the like.

Andererseits kann das Metall in der Form des Sulfits ein Erdalkalimetall wie Magnesium, Calcium oder Barium ssin. Ein Alkalimetall mit einer hohen Löslichkeit in Wasser wird jedoch bevorzugt.On the other hand, the metal in the form of sulfite may be an alkaline earth metal such as magnesium, calcium or barium ssin. However, an alkali metal having a high solubility in water is preferred.

Wenn ein Alkalimetallsulfit und/oder ein Erdalkalimetallsulfit zusammen mit einem Alkalimetallhydroxid und/oder einem Erdalkalimetallhydroxid bei dem vorstehend beschriebenen Verfahren verwendet wird, ist es wesentlich, daß das Hydroxid in einem Verhältnis eingesetzt wird, das nicht größer als das zweifache im molaren Verhältnis von dem Sulfit verwendet wird.When an alkali metal sulfite and / or an alkaline earth metal sulfite is used together with an alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide in the above-described process, it is essential that the hydroxide be used in a ratio not larger than twice the molar ratio of the sulfite is used.

Da dieses Verfahren ein Alkali für die Neutralisierung von Chlor i'.id auch ein Sulfit für dio Reduzierung von Chlor erforderlich macht, ist wenigstens ein Äquivalent eines reduzierenden Sulfits pro zwei Äquivalenten eines für die Neutralisation notwendigen Alkali erforderlich.Since this method also requires an alkali for the neutralization of chlorine, a sulfite for the reduction of chlorine, at least one equivalent of a reducing sulfite per two equivalents of alkali necessary for the neutralization is required.

Wenn das Verhältnis des Alkali das zweifache im molaren Verhältnis des Sulfits überschreitet, wird das reduzierende Sulfit rar und Chlor kann nicht absorbiert werden, selbst wenn der pH innerhalb des Bereiches von 1,9 bis 6,3 gehalten wird.When the ratio of the alkali exceeds twice the molar ratio of the sulfite, the reducing sulfite becomes scarce and chlorine can not be absorbed even if the pH is kept within the range of 1.9 to 6.3.

Wenn das Verhältnis des Alkali nicht größer als das zweifache im molaren Verhältnis des Sulfits ist, wirkt das Sulfit als ein Substituent für das Hyroxid. Weiterhin gilt, je größer das Sulfit ist, desto mehr Bisulfit-Ionen gibt es in der absorbierenden Lösung. Die pH-Steuerung wird so erleichtert, was auf ihre Pufferwirkung zurückzuführen ist.When the ratio of the alkali is not more than twice the molar ratio of the sulfite, the sulfite acts as a substituent for the hydroxide. Furthermore, the larger the sulfite, the more bisulfite ions are present in the absorbent solution. The pH control is so facilitated, which is due to their buffering effect.

Demzufolge kann die Waschlösung solch einesein, die weder Alkalimetallhydroxid noch Erdalkalimetallhydroxid enthält. Chlor in einem Abgas kann mit einer wäßrigen Löe"ing oder Suspension von einem Alkalimetall und/oder einem Erdalkalimetallsulfit allein absorbiert werden.Accordingly, the washing solution may be one containing neither alkali metal hydroxide nor alkaline earth metal hydroxide. Chlorine in an exhaust gas may be absorbed by an aqueous solution or suspension of an alkali metal and / or an alkaline earth metal sulfite alone.

Der für die Chlor-Absorptions Reaktion geeignete pH-Bereich ist 1,9 bis 6,3. Ein pH, der höher als 6,3 ist, wandelt Kohlendioxidgas in Bicarbonat-Ionen um, wie es in Figur 4 gezeigt ist, so daß das Alkali verbraucht wird. Es wird deshalb mehr Alkali verbraucht, um das Verfahren unökonomisch zu machen.The pH range suitable for the chlorine absorption reaction is 1.9 to 6.3. A pH higher than 6.3 converts carbon dioxide gas into bicarbonate ions, as shown in Fig. 4, so that the alkali is consumed. More alkali is therefore consumed to make the process uneconomical.

Wenn der pH niedriger als 1,9 wird, wird freie schweflige Säure gebildet und zersetzt, wodurch die Neigung besteht, daß Schwefeldioxidgas leichter auftritt. Solch ein niedriger pH ist dementsprechend nicht vorteilhaft.When the pH becomes lower than 1.9, free sulfurous acid is formed and decomposed to tend to make sulfur dioxide gas more likely to occur. Such a low pH is accordingly not advantageous.

Diese pH-Steuerung oder-Regelung der wäßrigen Lösung innerhalb des Bereiches von 1,9 bis 6,3 kann erzielt werden, indem die Menge des Alkalimetallsulfits und/oder Erdalkalimetallsulfits, das hinzugegeben werden soll, so wie die Menge des Alkalimetallhydroxids und/oder des Erdalkalimetallhydroxids, das hinzugegeben werden soll, in einem Verhältnis eingestellt wird, das nicht größer als das zweifache im molaren Verhältnis des Sulfits ist.This pH control of the aqueous solution within the range of 1.9 to 6.3 can be achieved by adjusting the amount of the alkali metal sulfite and / or alkaline earth metal sulfite to be added such as the amount of the alkali metal hydroxide and / or the alkali metal hydroxide Alkaline earth metal hydroxide to be added is adjusted in a ratio of not more than twice the molar ratio of the sulfite.

In diesem Falle kan.i das Hydrox.'d und das Sulfit jeweils in einer festen Form oder als eine wäßrige Lösung zugegeben werden, wobei das letztere bevorzugt wird. Sie können zusammen als eine einzige Lösung eingebracht werden. Es muß nicht extra bemerkt werden, daß sie auch als getrennte wäßrige Lösungen zugegeben werden können.In this case, the hydrox.'d and the sulfite may each be added in a solid form or as an aqueous solution, the latter being preferred. They can be brought together as a single solution. It goes without saying that they can also be added as separate aqueous solutions.

Die Konzentration von jeder wäßrigen Lösung kann vorzugsweise in einem Bereich liegen, so daß im Falle eines Alkalimetallsalzes oder Erdalkalimetallsalzes die Ausgangsmaterialien und das resultierende Salz und Sulfat gelöst sind. Der Betrieb ist jedoch auch durchführbar, selbst wenn sie jede in der Form einer Aufschlämmung hinzugegeben werden.The concentration of each aqueous solution may preferably be in a range such that in the case of an alkali metal salt or alkaline earth metal salt, the starting materials and the resulting salt and sulfate are dissolved. However, the operation is also feasible even if they are added each in the form of a slurry.

Wenn der Betrieb in einem homogenen System bei einer Konzentration nahe der Löslichkeit des Salzes durchgeführt wird, sollte die Reaktionstemperatur so bestimmt werden, daß die Löslichkeit oarallel in Betracht gezogen wird. Da die Löslichkeiten von Alkalimetall- und Erdalkalimetallsulfiten und -Chloriden alle nicht zu sehr von der Temperatur abhängig sind, kann die Verwendung einer höheren Temperatur nicht irgendeine wesentliche Wirkung zur Erhöhung ihrer Konzentrationen liefern.When operating in a homogeneous system at a concentration near the solubility of the salt, the reaction temperature should be determined so as to take account of solubility in parallel. Since the solubilities of alkali metal and alkaline earth metal sulfites and chlorides are all not too temperature dependent, the use of a higher temperature can not provide any significant effect in increasing their concentrations.

Die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Chlor und einem Sulfit steigt, wenn die Temperatur höher wird. Eine Reaktionstemperatur von 0°C bis 7O0C wird jedoch im Hinblick auf die potentiellen Probleme der Korrosion und Verschlechterung oder Zerstörung des Materials des Reaktors bevorzugt.The reaction rate between chlorine and a sulfite increases as the temperature becomes higher. A reaction temperature of 0 ° C to 7O 0 C is however preferred in view of the potential problems of corrosion and deterioration or destruction of the material of the reactor.

Betrachtet man die Art der Reaktion, so kann das Gas absorbiert werden, indem es in einem Rührtank perlen gelassen wird oder indem es in einer Waschkolonne behandelt wird.Considering the nature of the reaction, the gas can be absorbed by bubbling it in a stirred tank or by treating it in a wash column.

Obgleich die Stufenanzahl in Abhängigkeit von dem tolerierbaren Niveau an Chlor in dem behandelten Gas variiert, ist es nicht notwendig, die Stufenzahl zu sehr zu erhöhen, weil die Reaktions- oder Absorptionsgeschwindigkeit hoch ist.Although the number of stages varies depending on the tolerable level of chlorine in the treated gas, it is not necessary to increase the number of stages too much because the reaction or absorption rate is high.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 5 beschrieben.The embodiment of the invention described above will be described below with reference to FIG.

Ein gasförmiges Gemisch 401, das Kohlendioxidgas und Chlorgas enthält und auch Stickstoff, Sauerstoff und dergleichen in einigen Fällen enthalten kann, wird in βϊηβη unteren Teil einer Absorptionskolonne 407 eingeleitet, wodurch das gasförmige Gemisch 401 mit einer Waschflüssigkeit 402 gewaschen wird, die von einem oberen Teil der Kolonne zurückgeführt wird. Die Waschflüssigkeit 402 ist eine wäßrige Lösung oder Suspension, die, wie oben beschrieben, ein Alkalimetallsulfit und/oder Erdalkalimetallsulfit oder ein Alkalimetallsulfit und/oder Erdalkalimetallsulfit zusammen mit einem Alkalimetallhydroxid und/oder Erdalkalimetallhydroxid enthält und hat einen pH, der innerhalb des Bereiches von 1,9 bis 6,3 gesteuert gehalten wird.A gaseous mixture 401 containing carbon dioxide gas and chlorine gas, which may also contain nitrogen, oxygen and the like in some cases, is introduced into the lower portion of an absorption column 407, whereby the gaseous mixture 401 is washed with a washing liquid 402 from an upper portion the column is returned. Washing liquid 402 is an aqueous solution or suspension containing, as described above, an alkali metal sulfite and / or alkaline earth metal sulfite or an alkali metal sulfite and / or alkaline earth metal sulfite together with an alkali metal hydroxide and / or alkaline earth metal hydroxide and has a pH within the range of 1, 9 to 6.3 is kept controlled.

Die Waschflüssigkeit ist mit Wasser auf eine gewünschte Konzentration verdünnt und wird umlaufen gelassen, während ihr pH gesteuert wird und ihre Sf römungsrate mittels eines Überlaufs 404 konstant gehalten wird.The scrubbing liquid is diluted with water to a desired concentration and circulated while controlling its pH and maintaining its Sf ration rate constant by means of an overflow 404.

Nach der Behandlung wird ein Abgas 406, von dem Chlorgas allein mit der Waschflüssigkeit entfernt worden ist, aus dem System abgelassen.After the treatment, an exhaust gas 406, from which chlorine gas alone with the scrubbing liquid has been removed, is discharged from the system.

Die Verfahren gemäß dem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung bilden, wenn sie in der Praxis kombiniert werden, einen wichtigen Teil eines industriellen Herstellungsverfahrens für Chlor.The methods according to the first to third aspects of the present invention, when combined in practice, form an important part of an industrial production process of chlorine.

Und zwar ist es möglich, ein kombiniertes Verfahren durchzuführen, indem die Verfahren gemäß dem ersten, zweiten und dritten Aspekt der Erfindung kombiniert werden, wie es in Figur 6 dargestellt ist. Das kombinierte Verfahren gestattet hoch-effiziente Rückgewinnung von Chlor von einem gasförmigen Gemisch, das aus Kohlendioxid und nicht kondensierbarem Gas zusammengesetzt ist und Chlor enthält, und außerdem fast voltständige Entfernung von Chlor aus einem Abgas, das aus dem System abgelassen werden soll, so daß das Verunreinigungsproblem gelöst werden kann.Namely, it is possible to perform a combined method by combining the methods according to the first, second and third aspects of the invention as shown in FIG. The combined process allows highly efficient recovery of chlorine from a gaseous mixture composed of carbon dioxide and noncondensable gas containing chlorine, and also almost complete removal of chlorine from an exhaust gas to be discharged from the system, so that the Pollution problem can be solved.

Im folgenden wird das kombinierte Verfahren unter Bezugnahme auf die Figur 6 beschrieben.In the following, the combined method will be described with reference to FIG.

Wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird ein gasförmiges Gemisch, das aus Kohlendioxid und einem nicht kondensierbaren Gas besteht und Chlor enthält, durch eine Leitung 531 einem Kompressor 501 zugeführt, wo es auf einen vorherbestimmten Druck komprimiert wird. Das gasförmige Gemisch wird durch einen Kühler 502 auf eine vorherbestimmte Temperatur gekühlt und dann durch einen Kondensator 503 verflüssigt, so daß ein Anteil des Chlors verflüssigt ist. Das entstehende Gas-Flüssigkeits-Gemisch wird einer Trennanlage 504 zugeführt, wo es in ein Restgas, das hauptsächlich aus einem großen Anteil des nicht kondensierbaren Gases besteht, und ein Kondensat, das hauptsächlich aus Chlor besteht, getrennt wird.As in the above-described embodiments, a gaseous mixture consisting of carbon dioxide and a non-condensable gas containing chlorine is supplied through a pipe 531 to a compressor 501 where it is compressed to a predetermined pressure. The gaseous mixture is cooled by a radiator 502 to a predetermined temperature and then liquefied by a condenser 503, so that a portion of the chlorine is liquefied. The resulting gas-liquid mixture is supplied to a separator 504 where it is separated into a residual gas consisting mainly of a large portion of the non-condensable gas and a condensate mainly composed of chlorine.

Das Kondensat wird einem oberen Teil einer Abtreibkolonne 505 zugeführt. Während das Kondensat durch die Kolonne 505 nach unten fällt oder sich bewegt, wird es mit Chlord^mpf in Kontakt gebracht, der durch ein Destillationsgefäß oder Verdampfungsofen 506 hochgekocht wird, so daß Kohlendioxid und nicht kondensierbares Gas, das in dem Kondensat gelöst ist, zum Verdampfer gebracht werden. Chlor sammelt sich in dem Boden der Abtreibkolonne als flüssiges Chlor mit einer hohen Reinheit an und wird dann als das Produkt Chlor durch eine Leitung 511 abgezogen. Die Reinheit des durch diesen Betrieb erhaltenen Chlors ist üblicherweise 99% in Volumenanteilen oder höher.The condensate is fed to an upper part of a stripping column 505. As the condensate falls or moves down the column 505, it is contacted with chlorine chloride which is boiled up through a still or flash oven 506 so that carbon dioxide and non-condensable gas dissolved in the condensate become the bottoms Evaporators are brought. Chlorine accumulates in the bottom of the stripping column as high purity liquid chlorine and is then withdrawn through a line 511 as the product chlorine. The purity of the chlorine obtained by this operation is usually 99% by volume or higher.

Das Kohlendioxid und das nicht kondensierbare Gas, die von dem Kondensat verdampft worden sind, werden von dem oberen Teil der Abtreibkolonne und dann durch eine Leitung 509 abströmen gelassen und verbinden sich mit dem Restgas, das von der Trennanlage durch eine Leitung 508 zugeführt wird.The carbon dioxide and the non-condensable gas which have been evaporated from the condensate are discharged from the upper part of the stripping column and then through a pipe 509, and combine with the residual gas supplied from the separator through a pipe 508.

Wenigstens ein Teil des so kombinierten gemischten Gases wird einer Absorptionskolonne 512 zugeführt. Von dem in die Absorptionskolonne eingebrachten gemischten Gas werden fast das gesamte Chlor und Teile des Kohlendioxids und des nicht kondensierbaren Gases in einem Lösungsmittel 513 absorbiert, das von dem oberen Teil der Kolonne nach unten fällt.At least a portion of the mixed gas thus combined is supplied to an absorption column 512. Of the mixed gas introduced into the absorption column, almost all of the chlorine and parts of the carbon dioxide and the non-condensable gas are absorbed in a solvent 513 falling down from the upper part of the column.

Dementsprechend kann das gemischte Gas in ein Abgas 514 umgewandelt werden, das aus Kohlendioxid und nicht kondensierbarem Gas zusammengesetzt ist und nicht mehr als 1 % in Volumenanteilen Chlor enthält.Accordingly, the mixed gas can be converted into an exhaust gas 514 composed of carbon dioxide and non-condensable gas and containing not more than 1% by volume of chlorine.

Ein Lösungsmittel 515, in dem Chlor, Kohlendioxid und nicht kordensierbares Gas absorbiert enthalten sind, wird von dem Boden abgezogen und durch eine Pumpe 516 einem Wärmeaustauscher 517 zugeführt. Nachdem das Lösungsmittel durch den Wärmeaustauscher 517 vorerhitzt worden ist, wird es einer Destillationskolonne 518 zugeführt.A solvent 515, in which chlorine, carbon dioxide and non-corrosive gas are absorbed, is withdrawn from the bottom and supplied to a heat exchanger 517 through a pump 516. After the solvent has been preheated by the heat exchanger 517, it is fed to a distillation column 518.

Das in die Destillationskolonne 518 eingebrachte Lösungsmittel wird durch ein Destillationsgefäß oder Verdampfungsofen 519 aufgekocht, durch einen Kondensator 533 kondensiert und durch einen Rückfluß oder Reflux 520 zu der Destillationskolonne destilliert, so daß die absorbierten Gase gezwungen werden zu verdampfen, um ein rückgewonnenes Gas abzutrennen, das hauptsächlich aus Chlor besteht.The solvent introduced into the distillation column 518 is boiled through a distillation vessel or evaporation furnace 519, condensed by a condenser 533, and distilled by reflux or reflux 520 to the distillation column so that the absorbed gases are forced to evaporate to separate a recovered gas mainly composed of chlorine.

Ein Lösungsmittel 521 mit einer Chlorkonzentration, die nicht höher als 5000ppm in Masseanteilen, vorzugsweise nicht höher als 500ppm in Masseanteilen, ist, wird durch den Boden der Kolonne abgezogen und wird dann durch eine Pumpe 522 dem Wärmeaustauscher 517 zugeführt. Nachdem Wärme von dem Lösungsmittel durch den Wärmeaustauscher 517 abgeführt worden ist, wird eine frische Lösungsmittelzufuhr 523 hinzugegeben, um gegebenenfalls aufgetretene Verluste zu ersetzen. Das Lösungsmittel wird danach durch einen Kühler 524 abgekühlt und wird dann zu der Absorptionskolonne 512 zurückgeführt.A solvent 521 having a chlorine concentration not higher than 5000 ppm by mass, preferably not higher than 500 ppm by mass, is withdrawn through the bottom of the column and then supplied to the heat exchanger 517 by a pump 522. After heat has been removed from the solvent through the heat exchanger 517, a fresh solvent feed 523 is added to replace any losses incurred. The solvent is then cooled by a condenser 524 and then returned to the absorption column 512.

Ein Abgas 514, das aus Kohlendioxid und nicht kondensierbarem Gas besteht und nicht mehr als 1 % in Volumenanteilen Chlor enthält, wird in einen unteren Teil einer Absorptionskolonne 525 eingeführt, in der das Abgas 514 mit einer Waschflüssigkeit 526 gewaschen wird, die von einem oberen Teil der Kolonne zurückgeführt wird. Die Waschflüssigkeit ist eine wäßrige Lösung oder Suspension, die, wie oben beschrieben, ein Alkalimetallsulfit und/oder Erdalkalimetallsulfit oder ein Alkalimetallsulfit und/oder ein Erdalkalimetallsulfit zusammen mit einem Alkalimetallhydroxid und/oder einem Erdalkalimetallhydroxid enthält und einen pH aufweist, der innerhalb des Bereiches von 1,9 bis 6,3 gehalten wird. Die Waschflüssigkeit wird mit Wasser auf eine gewünschte Konzentration verdünnt und wird wieder zurückgeführt, während ihr pH geregelt wird und ihre StrömungsrateAn exhaust gas 514 consisting of carbon dioxide and noncondensable gas and containing not more than 1% by volume of chlorine is introduced into a lower part of an absorption column 525 where the exhaust gas 514 is washed with a scrubbing liquid 526 coming from an upper part the column is returned. The washing liquid is an aqueous solution or suspension containing, as described above, an alkali metal sulfite and / or alkaline earth metal sulfite and / or an alkaline earth metal sulfite together with an alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide and having a pH within the range of 1 , 9 to 6.3 is held. The washing liquid is diluted with water to a desired concentration and is returned again while its pH is controlled and its flow rate

mittels eines Überlaufs 527 konstant gehalten wird.is kept constant by means of an overflow 527.

Nach der Behandlung wird ein Abgas 528, von dem Chlorgas allein mit der Waschflüssigkeit entfernt worden ist, aus dem System abgelassen.After the treatment, an exhaust gas 528, from which chlorine gas alone with the scrubbing liquid has been removed, is discharged from the system.

Die Waschflüssigkeit wird von Wasser 530 und einer wäßrigen Lösung von Natriumsulfit hergestellt.The washing liquid is prepared from water 530 and an aqueous solution of sodium sulfite.

BeispieleExamples

Die Erfindung wird im folgenden noch näher durch die folgenden Beispiele beschrieben.The invention will be described in more detail by the following examples.

Beispiel iExample i

Es wurde eine Vorrichtung nach dem Fließdiagramm der Figur 1 vorgesehen.An apparatus according to the flow diagram of FIG. 1 was provided.

Die Spezifikationen der Abtreibkolonne, des Wärmeaustauschers und der Trennanlage waren die folgenden:The specifications of the stripping column, the heat exchanger and the separation plant were as follows: Abtreibkolonne:stripper: Material: SUS 316 LMaterial: SUS 316L Abmessungen der Kolonne: 50 mm im Querschnitt x 1000 mm hochDimensions of the column: 50 mm in cross section x 1000 mm high Abmessung des bepackten Teiles: 50 mm Querschnitt x 385 mm hochDimension of the packed part: 50 mm cross section x 385 mm high Eingepacktos Material: „Sulzer Labopack"Packed in material: "Sulzer Labopack"

(Handelsmarke; Produkt von Sumitomo Heavy Industries, Ltd.)(Trademark: Product of Sumitomo Heavy Industries, Ltd.)

Verdampfungsofenteil:Evaporation furnace section: Elektrischelectrical Wärmeaustauscher:Heat exchanger: Material:Material: SUS316LSUS316L Wärmeübergangsfläche:Heat transfer area: 1,5 m2 1.5 m 2 Trennanlage:Separation plant: Material:Material: SUS316LSUS316L Kapazität:Capacity: 3,513.51

Ein gasförmiges Gemisch, das aus 50% in Volumenanteil η Chlor, 15% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 10% in Volumenanteilen Stickstoff und 25% in Volumenanteilen Sauerstoff bestand, wuido durch den Kompressor auf 7 kg/cm2 Überdruck komprimiert und dann mit einer Strömungsrate von 1,050kgMol/h durch den Wärmeaustauscher strömen gelassen, wobei das gasförmige Gemisch auf -240C abgekühlt wurde. Nachdem das gasförmige Gemisch durch den Wärmeaustauscher abgekühlt worden war, wurde es der Trennanlage zugeführt, so daß es in ein Gas und eine Flüssigkeit getrennt wurde. Es wurde nur die Flüssigkeit allein durch die Abtreibkolonne nach unten fallen gelassen. Die Menge der dem elektrischen Heizer zugeführten Leistung wurde auf solch eine Weise geregelt, daß der Verdampferofenteil der Abtreibkolonne durch den elektrischen Heizer auf 25°C gehalten wurde. Flüssiges Chlor wurde kontinuierlich abgezogen, um das Niveau des flüssigen Chlors in dem Verdampferofen konstant zu halten.A gaseous mixture consisting of 50% by volume η of chlorine, 15% by volume of carbon dioxide, 10% by volume of nitrogen and 25% by volume of oxygen was compressed by the compressor to 7 kg / cm 2 gauge and then at a flow rate of 1.050kgmol / h was allowed to flow through the heat exchanger, the gaseous mixture was cooled to -24 0 C. After the gaseous mixture had been cooled by the heat exchanger, it was supplied to the separator so as to be separated into a gas and a liquid. Only the liquid alone was dropped down through the stripping column. The amount of power supplied to the electric heater was controlled in such a manner that the evaporator furnace portion of the stripping column was maintained at 25 ° C by the electric heater. Liquid chlorine was continuously withdrawn to keep the level of liquid chlorine in the evaporator furnace constant.

Als die Anlage einen stationären Zustand erreicht hatte, betrug die Temperatur des oberen Teils der Abtreibkolonne -8°C, die Temperatur an dem Destillationsgefäß oder Verdampfungsofen war 25°C und der Druck an dem oberen Teil betrug 7,0 kg/cm2 Überdruck. Zu dieser Zeit wurde Chlor mit einer Rate von 0,30kgMol/h von dem Boden der Abtreibkolcnne erhalten und abgenommen und seine Reinheit betrug 99,2% in Volumenanteilen.When the equipment reached a steady state, the temperature of the upper part of the stripping column was -8 ° C, the temperature of the distillation vessel or evaporation furnace was 25 ° C, and the pressure at the upper part was 7.0 kg / cm 2 gauge. At this time, chlorine was obtained from the bottom of the stripping column at a rate of 0.30 kg mol / hr and decreased and its purity was 99.2% by volume.

Beispiel 2Example 2

Unter Verwendung der Anlage, die in Beispiel 1 verwendet worden war, wurde ein gasförmiges.Gemisch, das aus 39% in Volumenanteilen Chlor, 13% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 9% in Volumenanteilen Stickstoff und 39% in Volumenanteilen Sauerstoff bestand, auf 10kg/cm2 Überdruck durch den Kompressor komprimiert und wurde dann mit einer Strömungsrate von 1,050 kg Mol/h durch den Wärmeaustauscher strömen gelassen, wobei das gasförmige Gemisch auf -4O0C abgekühlt wurde. Nachdem das gasförmige Gemisch durch den Wärmeaustauscher abgekühlt worden war, wurde es der Trennanlage zugeführt, so daß es in ein Gas und eine Flüssigkeit getrennt wurde. Nur die Flüssigkeit allein wurde durch die Abtreibkolonne fallen gelassen. Die Menge der Leistung, die dem elektrischen Heizer zugeführt wurde, wurde auf solch eine Weise geregelt, daß das Verdampferofenteil der Abtreibkolonne bei 370C durch den elektrischen Heizer gehalten wurde. Flüssiges Chlor wurde kontinuierlich abbezogen, um das Niveau des flüssigen Chlors in dem Destillationsgefäß oder Verdampfungsofen konstant zu halten.Using the equipment used in Example 1, a gaseous mixture consisting of 39% by volume of chlorine, 13% by volume of carbon dioxide, 9% by volume of nitrogen and 39% by volume of oxygen was set to 10 kg / cm 2 pressure was compressed by the compressor and was then allowed to flow through the heat exchanger at a flow rate of 1.050 kg mol / h, the gaseous mixture was cooled to -4O 0 C. After the gaseous mixture had been cooled by the heat exchanger, it was supplied to the separator so as to be separated into a gas and a liquid. Only the liquid alone was dropped by the stripping column. The amount of power which was supplied to the electric heater was controlled in such a manner that the evaporator furnace part of the stripping column was maintained by the electric heater at 37 0 C. Liquid chlorine was continuously withdrawn to keep the level of liquid chlorine in the still or evaporation furnace constant.

Als die Anlage einen stationären Zustand erreicht hatte, betrug die Temperatur des oberen Teiles der Abtreibkolonne -120C. die Temperatur des Verdampferofens war 370C und der Druck an dem oberen Teil betrug 10 kg/cm2 Überdruck. Zu dieser Zeit wurde Chlor mit einer Rate von 0,35kgMol/h von dem Boden der Abtreibkolonne erhalten und abgenommen und seine Reinheit betrug 99,2% in Volumenanteilen.When the plant reached a steady state, the temperature of the upper part of the stripping column was -12 0 C. the temperature of the evaporator furnace was 37 0 C and the pressure at the top was 10 kg / cm 2 pressure. At this time, chlorine was obtained and taken off from the bottom of the stripping column at a rate of 0.35 kg mol / hr, and its purity was 99.2% by volume.

Beispiel 3Example 3

Unter Verwendung der in Beispiel 1 verwendeten Anlage wurde ein gasförmiges Gemisch, das aus 10% in Volumenanteilen Chlor, 17% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 30% in Volumenanteilen Stickstoff und 43% in Volumenanteilen Sauerstoff bestand, durch den Kompressor auf 12kg/cm2 Überdruck komprimiert und wurde dann mit diner Strömungsrate von 1,050kgMol/h durch den Wärmeaustauscher strömen gelassen, wobei das gasförmige Gemisch auf -40°C abgekühlt wurde. Nachdem das gasförmige Gemisch durch den Wärmeaustauscher abgekühlt worden war, wurde es der Trennanlage zugeführt, so daß es in ein Gas und eine Flüssigkeit getrennt wurde. Nur die Flüssigkeit wurde durch die Abtreibkolonne nach unten fallen gelassen. Die Menge der Leistung, die dem elektrischen Heizer zugeführt wurde, wurde auf solche eine Welse geregelt, daß der Verdampferofenteil der Abtreibkolonne durch den elektrischen Heizer auf 450C gehalten wurde. Flüssiges Chlor wurde' kontinuierlich abgezogen, um das Niveau des flüssigen Chlors in dem Destillationsgefäß oder Verdampferofen konstant zu halten.Using the equipment used in Example 1, a gaseous mixture consisting of 10% by volume of chlorine, 17% by volume of carbon dioxide, 30% by volume of nitrogen and 43% by volume of oxygen was compressed by the compressor to 12kg / cm 2 gauge and was then flowed through the heat exchanger at a flow rate of 1.050 kg mol / hr, with the gaseous mixture cooled to -40 ° C. After the gaseous mixture had been cooled by the heat exchanger, it was supplied to the separator so as to be separated into a gas and a liquid. Only the liquid was dropped down through the stripping column. The amount of power which was supplied to the electric heater was controlled in such a catfish that the evaporator furnace part of the stripping column was maintained by the electric heater at 45 0 C. Liquid chlorine was withdrawn continuously to keep the level of liquid chlorine in the still or evaporator furnace constant.

Als die Anlage einen stationären Zustand erreicht hatte, betrug die Temperatur des oberen Teils der Abtreibkolonne -8°C, die Temperatur des Destillationsgefäßes oder Verdampferofens betrug 450C und der Druck an dem oberen Teil war 12 kg/cm2 Überdruck. Zu dieser Zeit wurde Chlor mit einer Rate von 0,04 kgMol/h von dem Boden der Abtreibkolonne erhalten und abgezogen und seine Reinheit betrug 99,2% in Volumenanteilen.When the plant reached a steady state was the temperature of the upper part of the stripper -8 ° C, the temperature of the distillation vessel or evaporator furnace was 45 0 C and the pressure at the top was 12 kg / cm 2 pressure. At this time, chlorine was withdrawn and withdrawn from the bottom of the stripping column at a rate of 0.04 kg mol / hr, and its purity was 99.2% by volume.

Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1

Entsprechend dem in Figur 2 dargestellten Fließdiagramm wurde ein Betrieb durchgeführt, bei dem die Abtreibkolonne und d«jr Wärmeaustauscher, die in Beispiel 1 verwendet worden waren, verwendet wurden. Es sollte angemerkt werden, daß die Abtreibkolonne so modifiziert worden war, daß ein gasförmiges Gemisch von dem Boden anstatt von dem oberen Teil eingeführt wurde. Ein gasförmiges Gemisch, das aus 50% in Volumenanteilen Chlor, 15% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 10% in Volumenanteilen Stickstoff und 25% in Volumenariteilen Sauerstoff bestand, wurde durch einen Kompressor 201 auf 7 kg/cm2 According to the flow chart shown in Fig. 2, an operation was carried out using the stripping column and the heat exchangers used in Example 1. It should be noted that the stripping column was modified so that a gaseous mixture was introduced from the bottom rather than the top. A gaseous mixture consisting of 50% by volume of chlorine, 15% by volume of carbon dioxide, 10% by volume of nitrogen, and 25% by volume of oxygen was changed to 7 kg / cm 2 by a compressor 201

Überdruck komprimiert und dann mit einer Strömungsrate von 0,24 kgMol/h dem Boden der Abtreibkolonne 202 zugeführt. Die Auslaßgastemperatur wurde auf -24°C durch einen Wärmeaustauscher 203 geregelt. Die Menge der Leistung, die dem elektrischen Heizer zugeführt wurde, wurde auf solch eine Weise geregelt, daß der Verdampferofenteil de · Ai «reibkolonne auf 18°C durch den elektrischen Heizer gehalten wurde. Flüssiges Chlor wurde kontinuierlich abgezogen, um ο s Niveau des flüssigen Chlors in dom Destillationsgefäß oder Verdampfungsofen 205 konstant zu halten.Overpressure compressed and then fed to the bottom of Abtreibkolonne 202 at a flow rate of 0.24 kg mol / h. The outlet gas temperature was controlled at -24 ° C by a heat exchanger 203. The amount of power supplied to the electric heater was controlled in such a manner that the evaporator furnace portion of the agitating column was maintained at 18 ° C by the electric heater. Liquid chlorine was continuously withdrawn to keep the level of liquid chlorine in the still or evaporation furnace 205 constant.

Als die Anlage einen stationären Zustand erreicht hatte, betrug die Temperatur an dem Gasauslaß des Wärmeaustauschers 203 -240C, die Temperatur des Verdampfungsofens 205 betrug 18,40C und der Druck an dem oberen Teil war 7 kg/cm2 Überdruck. Zu dieser Zeit wurde Chlor mit einer Rate von 0,09 kgMol/h von dem Boden der Abtreibkolonne erhalten und abgezogen und seine Reinheit betrug 99,0VoI.-%. Es ist klar, daß die Behandlungskapazität eines gasförmigen Gemisches durch ein Verfahren, bei dem ein Kondensat allein wie in Beispiel 1 dem Abtreiben unterworfen wird, wenigstens etwa das 4fache des herkömmlichen ; Verfahrens von Vergleichsbeispiel 1 ist.When the plant reached a steady state, the temperature was at the gas outlet of the heat exchanger 203 -24 0 C, the temperature of the evaporation furnace 205 was 18.4 0 C and the pressure at the top was 7 kg / cm 2 pressure. At this time, chlorine was obtained and withdrawn from the bottom of the stripping column at a rate of 0.09 kg mol / hr, and its purity was 99.0 vol.%. It will be understood that the treating capacity of a gaseous mixture by a process in which a condensate alone is subjected to stripping as in Example 1 is at least about 4 times that of the conventional one; Method of Comparative Example 1 is.

/ Vergleichsbelsplel 2/ Comparison sheet 2

(.Inter Verwendung einer A r 'ige, die in Vergleichsbeispiel 1 verwendet worden war, wurde ein ähnlicher Test mit der Ausnahme durchgeführt, daß die Zuführungsrate des Gases zu dem Boden der Abtreibkolonne auf 0,60 kgMol/h geändert wurde. Es war jedoch unmöglich, die Anlage in einem stationären Zustand zu betreiben, weil die Temperaturen des Gases an dem Einlaß und dem Auslaß des Wärmeaustauschers variierten und instabil waren. Es ist verständlich, daß der Betrieb undurchführbar wird, wenn die Behandlungskapazität in dem herkömmlichen Verfahren erhöht wird. -(Using an arsenic used in Comparative Example 1, a similar test was conducted except that the feed rate of the gas to the bottom of the stripping column was changed to 0.60 kg mol / hr, but it was impossible to operate the plant in a steady state because the temperatures of the gas at the inlet and the outlet of the heat exchanger varied and were unstable It is understandable that the operation becomes unfeasible when the treating capacity is increased in the conventional method.

Beispiel 4Example 4

Es wurde eine Anlage gemäß dem Fließdiagramm von Figur 3 vorgesehen.An installation according to the flow chart of FIG. 3 was provided.

Ein gasförmiges Gemisch, das aus 38,9% in Volumenanteilen Chlor, 12,9% in Volumenanteilen Kohlendioxid und 48,2% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff bestand, wurde der Anlage zugeführt. Als der Kompressionsdruck des Kompressors auf 7 kg/cm2 Überdruck und die Kühlungs- und Verflüssigungstemperatur des Kondensators auf -240C eingestellt wurde, wurden 27,3% des gasförmigen Gemisches, und zwar 07,5% des Chlors in dem gasförmigen Gemisch kondensiert. Das Kondensat wurde dem oberen Teil der Abtreibkolonne zugeführt. Die Abtreibkolonne wurde betrieben, indem ihr Druck oben auf.A gaseous mixture consisting of 38.9% by volume of chlorine, 12.9% by volume of carbon dioxide and 48.2% by volume of nitrogen plus oxygen was fed to the plant. When the compression pressure of the compressor to 7 kg cm 2 G and the cooling and liquefying temperature of the condenser was adjusted to -24 0C /, 27.3% of the gaseous mixture, namely 07,5% of the chlorine were condensed in the gaseous mixture , The condensate was fed to the upper part of the stripping column. The stripping column was operated by applying pressure on top.

7 kg/cm2 Überdruck und ihre Bodentemperatur auf 25,40C geregelt wurden, wobei flüssiges Chlor erhalten wurde, das 99,5% Chlor enthielt.7 kg / cm 2 pressure and their soil temperature were controlled to 25.4 0 C, whereby liquid chlorine was obtained, which contained 99.5% chlorine.

Ein destilliertes Gas von dem oberen Teil der Abtreibkolonne enthielt 18,6% in Volumenanteilen Chlor, 17,1 % in Volumenanteilen Kohlendioxid und 64,3% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff. Tetrachlorkohlenstoff (Kohlenstofftetrachlorid) in einer Menge des gewichtsmäßjft 3,6fachen des Beschickungsgases zu der AbsorptionskolonneA distilled gas from the top of the stripper column contained 18.6% in volume percent chlorine, 17.1% in volume percent carbon dioxide, and 64.3 percent in volume percent nitrogen plus oxygen. Carbon tetrachloride (carbon tetrachloride) in an amount by weight of 3.6 times the feed gas to the absorption column

wurde auf -150C gek nit und als ein absorbierendes Lösungsmittel verwendet. Die Absorptionskolonne wurde so betrieben, daß der obere Druck auf 7 kg/cm2 Überdruck gehalten wurde. Die Zusammensetzung eines Abgases von dem oberen Teil der Absorptionskolonne war47 ppm in Volumenanteilen Chlor, 19,7% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 80,1 % in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff, 0,2% in Volumenanteilen Tetrachlorkohlenstoff.was used to -15 0 C and GEK nit as an absorbent solvent. The absorption column was operated so that the upper pressure was maintained at 7 kg / cm 2 gauge. The composition of an exhaust gas from the top of the absorption column was 47 ppm in volume percent chlorine, 19.7 percent in volume percent carbon dioxide, 80.1 percent in volume percent nitrogen plus oxygen, 0.2 percent in volume percent carbon tetrachloride.

Tetrachlorkohlenstoff mit in ihm absorbiertem Chlor wurde durch die Pumpe von dem Boden zu der Destillationskolonne geleitet. Die Destillationskolonne wurde bei einem oberen Druck von 1,3kg/cm2 Überdruck, bei einer Kondensatortemperatur von-15°C und bei einer Bodentemperatur von 105,6°C betrieben. DieZusammensetzung eines Gases, das vom oberenTeil der Destillationskolonne zurückgewonnen wurde, betrug 89,4% in Volumenanteilen Chlor, 7,3% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 3,3% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff und 500 ppm in Volumenanteilen Tetrachlorkohlenstoff. Die Chlorkonzentratioii in dem Lösungsmittel betrug 5ppm in Masseanteilen. Die Rückgewinnungsrate von Chlor war 99,99%.Carbon tetrachloride with chlorine absorbed in it was passed through the pump from the bottom to the distillation column. The distillation column was operated at an upper pressure of 1.3 kg / cm 2 gauge, at a condenser temperature of -15 ° C and at a bottom temperature of 105.6 ° C. The composition of a gas recovered from the top of the distillation column was 89.4% in volume percent chlorine, 7.3 percent in volume percent carbon dioxide, 3.3 percent in volume percent nitrogen plus oxygen, and 500 ppm in volume percent carbon tetrachloride. The chlorine concentration in the solvent was 5 ppm in parts by mass. The recovery rate of chlorine was 99.99%.

Beispiel 5Example 5

Darin Beispiel 4 verwendeten Anlage wurde ein gasförmiges Gemisch zugeführt, das aus 25% in Volumenanteilen Chlor, 11 % in Volumenanteilen Kohlendioxid und 64% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff bestand. Als der Kompressionsdruck auf 9 kg/cm2 Überdruck und die Kühlungs- und Verflüssigungstemperatur auf -370C eingestellt wurden, wurden 20% des gasförmigen Gemisches, und zwar 71 % des Chlors in dem gasförmigen Gemisch, kondensiert.In the plant used in Example 4, a gaseous mixture consisting of 25% by volume of chlorine, 11% by volume of carbon dioxide and 64% by volume of nitrogen plus oxygen was charged. When the compression pressure to 9 Kg cm 2 G and the cooling and liquefying temperature at -37 0 C were set /, 20% of the gaseous mixture, namely 71% of the chlorine condensed in the gaseous mixture.

Als nächstes wurde das Kondensat allein der Abtreibkolonne zugeführt. Die Abtreibkolonne wurde betrieben, indem ihr oberer Druck auf 9kg/cm2 Überdruck und ihre Bodentemperatur auf 28,9°C geregelt wurde, wodurch flüssiges Chlor erhalten wurde, das 96,3% Chlor enthielt. Hier bestand das Gas an dem Einlaß der Absorptionskolonne aus 9,9% in Volumenanteilen Chlor, 12,9% in Volumenanteilen Kohlendioxid und 77,2% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff. Tetrachlorkohlenstoff in einer Menge, die gewichtsmäßig das 4,1 fache des Beschickungsgases zu der Absorptionskolonne betrug, wurde auf -170C gekühlt und als ein absorbierendes Lösungsmittel verwendet. Die Absorptionskolonne wurde so betrieben, daß ihr oberer Druck auf 9 kg/cm2 Überdruck gehalten wurde. Die Zusammensetzung eines Abgases von dem oberen Teil der Absorptionskolonne betrug 16 ppm in Volumenanteilen Chlor, 12,4 % in Volumenanteilen Kohlendioxid, 87,4% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff, 0,2% in Volumenanteilen Tetrachlorkohlenstoff. Andererseits wurde das Absorptionslösungsmittel durch die Pumpe von dem Boden der Absorptionskolonne der Destillationskolonne zugeführt. Die Destillationskolonne wurde bei einem oberen Druck von 3,5kg/cm2 Überdruck, einer Kondensatortemperatur von 2°C und einer Bodentemperatur von 132,90C betrieben. Die Zusammensetzung eines Gases, das von dem oberen Teil der Destillationskolonne abdestilliert wurde, betrug 75,7% in Volumenanteilen Chlor, 15,8% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 8,5% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff und 480 ppm in Volumenanteilen Tetrachlorkohlenstoff. Die Chlorkonzentration in dem Lösungsmittel betrug 36 ppm in Masseanteilen. Die Rückgewinnungsrate für Chlor betrug 99,99%.Next, the condensate was fed alone to the stripping column. The stripping column was operated by controlling its upper pressure to 9kg / cm 2 gauge and its bottom temperature to 28.9 ° C to yield liquid chlorine containing 96.3% chlorine. Here, the gas at the inlet of the absorption column consisted of 9.9% by volume of chlorine, 12.9% by volume of carbon dioxide and 77.2% by volume of nitrogen plus oxygen. Carbon tetrachloride in an amount which was 4.1 times by weight the feed gas to the absorption column was cooled to -17 0 C and used as an absorbent solvent. The absorption column was operated so that its upper pressure was maintained at 9 kg / cm 2 gauge. The composition of an exhaust gas from the top of the absorption column was 16 ppm in volume percent chlorine, 12.4 percent in volume percent carbon dioxide, 87.4 percent in volume percent nitrogen plus oxygen, 0.2 percent in volume percent carbon tetrachloride. On the other hand, the absorption solvent was supplied by the pump from the bottom of the absorption column to the distillation column. The distillation column was operated at a top pressure of 3.5 kg / cm 2 G, a condenser temperature of 2 ° C and a bottom temperature of 132.9 0 C. The composition of a gas distilled from the top of the distillation column was 75.7% in volume percent chlorine, 15.8 percent in volume percent carbon dioxide, 8.5 percent in volume percent nitrogen plus oxygen, and 480 ppm in volume percent carbon tetrachloride. The chlorine concentration in the solvent was 36 ppm in parts by mass. The recovery rate for chlorine was 99.99%.

Beispiel 6Example 6

In einem Kolben, der mit 1 Liter einer wäßrigen Lösung von Natriumsulfit mit einem Masseanteil von 10% beschickt worden war und mit einer Überlaufrohröffnung an seinem unteren Ende ausgestattet war, wurde ein Gemisch von 1 l/min Kohlendioxidgas und 100 ml/min Chlorgas sprudeln gelassen, während pH-Schwankungen aufgezeichnet wurden. Zu Beginn wurde das durchgeblasene Gas vollständig absorbiert. Dor pH sank, als das Blasen fortgesetzt wurde. Als der pH auf 6 undIn a flask charged with 1 liter of a 10% by weight aqueous solution of sodium sulfite and equipped with an overflow pipe opening at its lower end, a mixture of 1 liter / min of carbon dioxide gas and 100 ml / min of chlorine gas was bubbled while pH fluctuations were recorded. Initially, the blown gas was completely absorbed. Dor pH dropped as the bubbles continued. As the pH at 6 and

niedriger gesunken war, begann ein Teil des Gases hindurchzuströmen. Als der pH 4 erreicht hatte, wurde das Zuführen einer10%igen wäßrigen Lösung von NatriumsulfH mit einer Rate von 15,7cm3/min begonnen, um den pH bei 4 zu halten.Lower, a portion of the gas began to flow through. When the pH had reached 4, the feeding was of a 10% aqueous solution of NatriumsulfH at a rate of 3 15,7cm / min started to maintain the pH at the 4th

In dem obigen Zustand strömte das Gas durch, ohne daß Absorption in der Lösung verursacht wurde, um durch eine Falle ausIn the above state, the gas flowed through without causing absorption in the solution to pass through a trap

einer N/2-Lösung von Kaliumiodid und dann durch eine andere Falle mit einer N/2-Lösung von Kaustischer Soda zu strömen.of an N / 2 solution of potassium iodide and then through another trap with an N / 2 solution of caustic soda.

Jene Lösungen wurden mit N/10-Natriumthiosulfat titriert, während eine wäßrige Lösung von Stärke als ein Indikator verwendetThose solutions were titrated with N / 10 sodium thiosulfate while using an aqueous solution of starch as an indicator

wurde, wobei die Chlor-Niveaus in den Fällen durch Titrieren bestimmt wurden. Es wurde gefunden, daß die Konzentration vonin which cases the chlorine levels in the cases were determined by titration. It was found that the concentration of

Chlor in dem Abgas nicht höher als 1 ppm in Volumenanteilen war.Chlorine in the exhaust gas was not higher than 1 ppm by volume. Zusätzlich wurden Kohlensäure, die in der N/2-Lösung von Kaliumiodid absoi biert war, und die Kohlensäure, die in der N/2-In addition, carbonic acid, which was absoi in the N / 2 solution of potassium iodide, and the carbonic acid, which in the N / 2 Lösung v"n Kaustischer Soda absorbiert war, jeweils entsprechend mit N/10 NaOH bzw. N/10 HCI titriert, wobei MethylorangeSolution of caustic soda was absorbed, respectively titrated with N / 10 NaOH and N / 10 HCl, respectively, with methyl orange

als ein Indikator verwendet wurde. Als Ergebnis wurde bestätigt, daß das hindurchgeblasene Kohlendioxidgas nicht vollständigabsorbiert war und wurde zu einem gewissen Ausmaß durch den Kolben strömen gelassen.was used as an indicator. As a result, it was confirmed that the carbon dioxide gas blown through was not completely absorbed and was allowed to flow through the piston to some extent.

Beispiel 7Example 7

Ein ähnlicher Reaktor wie in Beispiel 6 wurde mit einer wäßrigen Lösung beschickt, die 8,6% in Masseanteilen Natriumsulfit und 1,4% in Masseanteilen Kaustische Soda enthielt. In ähnlicher Weise wurde 1 '/min Kohlendioxidgas und lOOcmVmin Chlorgas gemischt und strömen gelassen. Als der pH 4 erreichte, wurde das Zuführen einer wäßrigen Lösung mit der gleichen Zusammensetzung wie die Beschickungslösung mit einer Rate von 12,1 ml/min begonnen, um den pH auf 4 zu halten. Ein durch den Kolben strömendes Gas in dem obigen Zustand wurde durch ein ähnliches Verfahren wie in Beispiel 6 analysiert. Als Ergebnis wurde bestätigt, daß das Chlor-Niveau nicht höher als 1 ppm in Volumenanteilen war und des Kohlendioxid vollständig hindurchgeströmt war.A similar reactor as in Example 6 was charged with an aqueous solution containing 8.6% by weight of sodium sulfite and 1.4% by weight caustic soda. Similarly, 1 '/ min of carbon dioxide gas and 100 cm / min of chlorine gas were mixed and allowed to flow. When the pH reached 4, feeding of an aqueous solution having the same composition as the feed solution was started at a rate of 12.1 ml / min to maintain the pH at 4. A gas flowing through the piston in the above state was analyzed by a similar method as in Example 6. As a result, it was confirmed that the chlorine level was not higher than 1 ppm in volume parts and carbon dioxide completely permeated.

Beispiel 8Example 8

In Übereinstimmung mit dem in Figur 5 gezeigten Fließdiagramm wurde ein gasförmiges Gemisch 401, das 30% in Volumenanteilen Kohlendioxidgas, 70% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstof, und 10OOppm in Volumenanteilen Chlorgas enthielt, mit einer Rate von 50ONmVh von einem unteren Teil der Absorptionskolonne 407 eingeführt. Die Absorptionskolonne besaß einer Durchmesser von 0,8m und war mit 1 Zoll großen Raschig-Ringen bis zu einer Höhe von 2,2m bepackt. Das gasförmige Gemisch 401 wurde mit einer Wasch- oder Absorptionsflüssigkeit 402 gewaschen, die mit 1OmVh von dem oberen Teil der Kolonne zurückzirkulieren gelassen wurde. In der Kolonne wurde der pH auf 4,0 mit etwa 94,5kg/h einer wäßrigen Lösung 403, die 10% in Masseanteilen Natriumsulfit enthielt, gehalten, während Wasser 405 mit einer Rate von 278kg/h hinzugegeben wurde. Gleichzeitig wurde das Flüssigkeitsniveau mittels einer Überlaufleitung 404 konstant gehalten. Ein behandeltes Gas 406, das aus der Kolonne durch einen oberen Teil derselben ausströmte, wurde aufgesammelt. Als Ergebnis seiner Absorption und Analyse mit N/10 wäßriger Lösung von «.''iurnjouid wurde gefunden, daß das Chlor-Niveau 1 ppm in Volumenanteilen oder niedriger war.In accordance with the flow chart shown in Fig. 5, a gaseous mixture 401 containing 30% by volume of carbon dioxide gas, 70% by volume of nitrogen plus oxygen and 10OOppm by volume of chlorine gas was introduced at a rate of 50ONmVh from a lower portion of the absorption column 407 , The absorption column had a diameter of 0.8m and was packed with 1 inch Raschig rings to a height of 2.2m. The gaseous mixture 401 was washed with a washing or absorbing liquid 402, which was allowed to recirculate at 10mVh from the top of the column. In the column, the pH was maintained at 4.0 with about 94.5 kg / hr of 403 aqueous solution containing 10% by mass sodium sulfite while water 405 was added at a rate of 278 kg / hr. At the same time, the liquid level was kept constant by means of an overflow line 404. A treated gas 406 flowing out of the column through an upper part thereof was collected. As a result of its absorption and analysis with N / 10 aqueous solution of hydrochloric acid, it was found that the chlorine level was 1 ppm in parts by volume or lower.

Beispiel 9Example 9 Das Fließdiagramm einer Anlage, die in dem vorliegenden Beispiel verwendet wurde, ist in Figur 6 dargestellt.The flow diagram of a plant used in the present example is shown in FIG. Der Anlage wurde ein gasförmiges Gemisch zugeführt, das aus 38,9% in Volumenanteilen Chlor, 12,9% in VolumenanteilenThe plant was fed a gaseous mixture consisting of 38.9% by volume of chlorine, 12.9% by volume Kohlendioxid und 48,2% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff bestand. Als der Kompressionsdruck das KompressorsCarbon dioxide and 48.2% in volume percent nitrogen plus oxygen. As the compression pressure the compressor

auf 7 g/cm2 Überdruck und die Kühlungs- und Verflüssigungstemperatur des Kondensators auf -240C eingestellt wurde,wurden 27,3% des gasförmigen Gemisches, und zwar 67,5% des Chlors in dem gasförmigen Gemisch, kondensiert. Nur daswas set to 7 g / cm 2 pressure and the cooling and condensing temperature of the condenser to -24 0 C, 27.3% of the gaseous mixture, namely 67.5% of the chlorine in the gaseous mixture condensed. Only that

Kondensat wurde dem oberen Teil der Abtreibkolonne zugeführt. Die Abtreibkolonne wurde betrieben, indem ihr oberer DruckCondensate was fed to the top of the stripping column. The Abtreibkolonne was operated by their upper pressure

auf 7 kg/cm2 Überdruck und ihre Bodentemperatur auf 25,40C eingestellt wurden, wobei flüssiges Chlor erhalten wurde, d is99,5% Chlor enthielt.to 7 kg / cm 2 pressure and their bottom temperature to 25.4 0 C were adjusted, whereby liquid chlorine was obtained, which contained 99.5% chlorine.

Ein destilliertes Gas von dem oberen Teil der Abtreibkolonne enthielt 18,6% in Volumenanteilen Chlor, 17,1 % inA distilled gas from the top of the stripping column contained 18.6% in volume percent chlorine, 17.1% in Volumenanteilen Kohlendioxid und 64,3% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff.Volumes of carbon dioxide and 64.3% in volume percent nitrogen plus oxygen. Tetrachlorkohlenstoff in einer Menge des gewichtsmäßig 3,6fachon des Beschickungsgases zu der Absorptionskolonne wurdeCarbon tetrachloride in an amount of the weight of 3.6 times the feed gas to the absorption column was

auf -15°C gekühlt und als ein Absorptionslösungsmittel verwendet. Die Absorptionskolonne wurde so betrieben, daß ihr Druckcooled to -15 ° C and used as an absorption solvent. The absorption column was operated so that its pressure

am oberen Teil auf 7 kg/cm2 Überdruck gehalten wurde. Die Zusammensetzung eines Abgases von dem oberen Teil derat the upper part to 7 kg / cm 2 pressure was maintained. The composition of an exhaust gas from the upper part of

Absorptionskolonne betrug 47ppm in Volumenanteilen Chlor, 19,7% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 80,1 % inAbsorption column was 47 ppm in volume percent chlorine, 19.7% in volume percent carbon dioxide, 80.1% in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff, 0,2% in Volumenanteilen Tetrachlorkohlenstoff.Volume proportions nitrogen plus oxygen, 0.2% in volume terms carbon tetrachloride. Tetrachlorkohlenstoff mit in ihm absorbiertem Chlor wurde durch die Pumpe von dem Boden zu der DestillationskolonneCarbon tetrachloride with chlorine absorbed in it was pumped from the bottom to the distillation column

übergeführt. Die Destillationskolonne wurde bei einem Druckoben von 1,3 kg/cm2 Überdruck, einer Kondensatortemperatur von-15°C und einer Bodentemperatur von 105,6°C betrieben. Die Zusammensetzung eines Gases, das von dem oberen Teil derconverted. The distillation column was operated at a pressure of above 1.3 kg / cm 2 gauge, a condenser temperature of -15 ° C and a bottom temperature of 105.6 ° C. The composition of a gas coming from the upper part of the

Destillationskolonne zurückgewonnen wurde, war 89,4% in Volumenanteilen Chlor, 7,3% in Volumenanteilen Kohlendioxid,Was recovered 89.4% in volume percent chlorine, 7.3% in volume percent carbon dioxide,

3,3 % in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff und 500 ppm in Volumenanteilen Tetrachlorkohlenstoff. Die3.3% in volume percent nitrogen plus oxygen and 500 ppm in volume percent carbon tetrachloride. The

Chlorkonzentration in dem Lösungsmittel war 5 ppm in Masseanteilen. Die Rückgewinnungsrate von Chlor betrug 99,99%.Chlorine concentration in the solvent was 5 ppm in parts by mass. The recovery rate of chlorine was 99.99%. Ein gasförmiges Gemisch, das von dom oberen Teil der Absorptionskolonne abgeblasen wurde und aus 47 ppm inA gaseous mixture that was blown off the top of the absorption column and from 47 ppm in Volumenanteilen Chlor, 19,7% in Volumenanteilen Kohlendioxid, 80,1 % in Volumenanteilen Stickstoff plus Sauerstoff und 0,2%Volume proportions chlorine, 19.7% in volume percent carbon dioxide, 80.1% in volume percent nitrogen plus oxygen and 0.2%

in Vol'imenanteilen Tetrachlorkohlenstoff bestand, wurde in die Abgas-Waschkolonne eingeleitet, um Chlor zu entfernen. Dasgasförmige Gemisch wurde von dem Boden her eingeleitet, während die zurückgeführte Absorptionsflüssigkeit von dem oberenconsisted in Vol'imenanteilen carbon tetrachloride was introduced into the exhaust gas scrubbing column to remove chlorine. The gaseous mixture was introduced from the bottom, while the recirculating absorption liquid from the upper

Teil herunterfallen gelassen wurde. Demzufolge wurde das Chlor in dem gasförmigen Gemisch absorbiert.Part was dropped down. As a result, the chlorine was absorbed in the gaseous mixture. Als die Absorptionsflüssigkeit, eine wäßrige Lösung, die 10% in Massenanteilen Natriumsulfit enthielt, nach unten fließenAs the absorption liquid, an aqueous solution containing 10% in mass proportions of sodium sulfite flow down

gelassen wurde, wurde ihr pH auf 4,2 geregelt. Die Absorptionsflüssigkeit wurde mit dem gsförmigen Gemisch in Kontaktgebracht, damit sie Chlor absorbiert.was left, her pH was adjusted to 4.2. The absorption liquid was contacted with the gaseous mixture to absorb chlorine.

Die Chlorkonzentration in dem von dem oberen Teil freigelassenen Gas war nicht höher als 1 ppm in Volumenanteilen.The chlorine concentration in the gas released from the upper part was not higher than 1 ppm by volume.

Claims (3)

1. Verfahren zur Entfernung von Chlor aus einem gasförmigen Gemisch, das Chlorgas und Kohlendioxidgas umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß es das Zuführen einer wäßrigen Lösung oder Suspension, die ein Alkalimetallsulfit und/oder ein Erdalkalimetallsulfit enthält, und Waschen des gasförmigen Gemisches mit der Lösung oder Suspension, während der pH der Lösung oder Suspension innerhalb eines Bereiches von 1,9 bis 6,3 gesteuert gehalten wird, umfaßt, wodurch Chlor allein von dem gasförmigen Gemisch entfernt wird.A process for the removal of chlorine from a gaseous mixture comprising chlorine gas and carbon dioxide gas, characterized in that it comprises supplying an aqueous solution or suspension containing an alkali metal sulfite and / or an alkaline earth metal sulfite, and washing the gaseous mixture with the solution or Suspension, while maintaining the pH of the solution or suspension controlled within a range of 1.9 to 6.3, whereby chlorine alone is removed from the gaseous mixture. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung oder Suspension ein Alkalimetallhydroxid und/oder ein Erdalkalimetallhydroxid in einem Verhältnis enthält, das nicht größer als das zweifache im molaren Verhältnis des Alkalimetallsulfits und/oder Erdalkalimetallsulfits ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the aqueous solution or suspension contains an alkali metal hydroxide and / or an alkaline earth metal hydroxide in a ratio which is not greater than twice in the molar ratio of the alkali metal sulfite and / or alkaline earth metal sulfite. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gasförmige Gemisch ein Abgas von einem Verfahren ist, das i) das Komprimieren eines Gases, das Kohlendioxid, nicht kondensierbares Gas und 10 bis 60 Volumenanteiie in % Chlor enthält, und nachfolgendes Kühlen und Verflüssigen desselben, um es dadurch in ein Restgas, das hauptsächlich aus einem großen Anteil des nicht kondensierbaren Gases gebildet wird, und ein Kondensat, das hauptsächlich aus Chlor gebildet wird, zu trennen, ii) das Einführen des Kondensats allein in eine Abtreibkolonne, um Kohlendioxid und einen kleinen Anteil des in dem Kondensat gelösten nicht kondensierbaren Gases zu desorbieren, um dadurch Chlor abzutrennen und zurückzugewinnen, iii) das Mischen eines abgetriebenen Gases, das von dem oberen Teil der Abtreibkolonne ausgeströmt ist und hauptsächlich aus Chlor und Kohlendioxid gebildet wird, mit dem Restgas von Stufe i), iv) das Einführen wenigstens eines Teiles des gemischten Gases in eine Absorptionskolonne, bei der ein halogenierter Kohlenwasserstoff als ein Lösungsmittel verwendet wird, wodurch ein großer Anteil des verbliebenen Chlors absorbiert wird, um den Chlorgehalt auf 1 Volumenanteil in % oder niedriger zu senken, und das Abgas, das aus Kohlendioxid und dem nicht kondensierbaren Gas besteht, abgetrennt wird, und v) das Einführen des Lösungsmittels mit dem in ihm absorbierten Chlor in eine Destillationskolonne, um Chlor von dem halogrnierten Kohlenwasserstoff zu trennen, umfaßt.3. The method according to claim 2, characterized in that the gaseous mixture is an exhaust gas from a process which i) Compressing a gas containing carbon dioxide, non-condensable gas and 10 to 60 Volumenanteiie in% chlorine, and subsequent cooling and liquefying to separate it into a residual gas mainly composed of a large proportion of the non-condensable gas and a condensate mainly composed of chlorine, ii) introducing the condensate alone into a stripping column, to carbon dioxide and desorbing a small portion of the non-condensable gas dissolved in the condensate to thereby separate and recover chlorine; iii) mixing an aborted gas which has flowed out from the upper part of the stripping column and formed mainly of chlorine and carbon dioxide with the residual gas from step i), iv) introducing at least part of the mixed gas into one An absorption column in which a halogenated hydrocarbon is used as a solvent, whereby a large portion of the remaining chlorine is absorbed to lower the chlorine content to 1 volume% or less, and the exhaust gas consisting of carbon dioxide and the non-condensable gas, and v) introducing the solvent having the chlorine absorbed therein into a distillation column to separate chlorine from the halogenated hydrocarbon.
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