DE102008050977A1 - Integrated process for the production of chlorine - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chlor in drei Verfahrensschritten, wobei in einem ersten Verfahrensschritt eine katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor an einem Uranoxidkatalysator ausgeführt wird, in einem zweiten Schritt das entstandene Chlor mindestens teilweise abgetrennt und in einem dritten Verfahrensschritt eine elektrochemische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor ausgeführt wird.The invention relates to a process for the production of chlorine in three process steps, wherein in a first process step, a catalytic oxidation of hydrogen chloride to chlorine on a uranium oxide catalyst is carried out in a second step, the resulting chlorine at least partially separated and in a third process step, an electrochemical oxidation of Hydrogen chloride to chlorine is carried out.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Chlor in drei Verfahrensschritten, wobei in einem ersten Verfahrensschritt eine katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor an einem Uranoxidkatalysator ausgeführt wird, in einem zweiten Schritt das entstandene Chlor mindestens teilweise abgetrennt und in einem dritten Verfahrensschritt eine elektrochemische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor ausgeführt wird.The The invention relates to a process for the production of chlorine in three Process steps, wherein in a first process step a catalytic oxidation of hydrogen chloride to chlorine on a uranium oxide catalyst is executed, in a second step, the resulting Chlorine at least partially separated and in a third step an electrochemical oxidation of hydrogen chloride to chlorine is carried out.
Eine Reaktion von großem industriellem Interesse ist das von Deacon 1868 entwickelte Verfahren der katalytischen Chlorwasserstoffoxidation mit Sauerstoff.A Reaction of great industrial interest is that of Deacon 1868 developed processes of catalytic hydrogen chloride oxidation with oxygen.
Durch die Chloralkalielektrolyse wurde das Deacon-Verfahren in der Vergangenheit stark in den Hintergrund gedrängt. Nahezu die gesamte Produktion von Chlor erfolgte durch Elektrolyse wässriger Kochsalzlösungen.By Chloralkali electrolysis has been the Deacon process in the past strongly pushed into the background. Almost the entire production Chlorine was obtained by electrolysis of aqueous saline solutions.
Das o. g. Deacon-Verfahren ist aber insbesondere in Hinblick auf den weltweit wachsenden Chlorbedarf in Anbetracht weniger stark wachsender Nachfrage nach Natronlauge, die das wesentliche Nebenprodukt der Chloralkalielektrolyse bildet, von hohem wirtschaftlichem Interesse.The o. g. Deacon procedure is however in particular with regard to worldwide growing chlorine demand in view of less strong growing Demand for caustic soda, which is the essential by - product of Chloralkali electrolysis forms, of high economic interest.
Dieser Entwicklung kommt das Verfahren zur Herstellung von Chlor durch katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff entgegen, das von der Natronlaugenherstellung entkoppelt ist. Darüber hinaus fällt Chlorwasserstoff in großen Mengen beispielsweise bei Phosgenierungsreaktionen, etwa bei der Isocyanat-Herstellung, als Koppelprodukt an.This Development comes through the process for the production of chlorine catalytic oxidation of hydrogen chloride, which is derived from the Sodium hydroxide production is decoupled. Furthermore Falls hydrogen chloride in large quantities, for example in phosgenation reactions, for example in isocyanate production, as by-product.
Die katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor ist eine Gleichgewichtsreaktion. Die Lage des Gleichgewichts verschiebt sich hierbei mit zunehmender Temperatur zu Ungunsten des gewünschten Endproduktes Chlor.The Catalytic oxidation of hydrogen chloride to chlorine is an equilibrium reaction. The position of the equilibrium shifts with increasing Temperature to the detriment of the desired end product chlorine.
Die gegenwärtig zur katalytischen Oxidation von Chlor verwendeten Katalysatoren im Zusammenhang mit Verfahren, die mit dem o. g. Deacon-Verfahren verwandt sind, basieren daher auf Katalysatorkomponenten, die bereits bei niedrigen Temperaturen eine hohe Aktivität bzgl. des Umsatzes von Chlorwasserstoff zu Chlor aufweisen.The currently used for the catalytic oxidation of chlorine Catalysts in the context of processes that are compatible with the o. G. Deacon process are therefore based on catalyst components already high activity at low temperatures Have conversion of hydrogen chloride to chlorine.
So
offenbart die
Die
Die
Die
Möglichkeit der weiteren Oxidation von Ruthenium zur flüchtigen
Verbindung beschreiben etwa
Hierdurch würde die katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor nach kurzer Zeit durch den Verlust an Katalysator nicht mehr in ausreichendem Maße einen Umsatz erzielen können. Weiter können sich solche Komplexe in der nachfolgenden elektrochemischen Oxidation auf den Elektrodenoberflächen durch Reduktion des in ihnen enthaltenen Übergangsmetalls abscheiden, wodurch auch dieser Verfahrensschritt nachteilig beeinflusst wird.hereby would increase the catalytic oxidation of hydrogen chloride Chlorine after a short time due to the loss of catalyst no longer be able to achieve a sufficient level of sales. Further, such complexes can be found in the following electrochemical oxidation on the electrode surfaces by reduction of the transition metal contained in them deposition, whereby this process step adversely affected becomes.
Gemäß der
Das
in der
Da die katalytische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor aber eine exotherme Reaktion ist, ist eine solche Temperaturerhöhung stets prozesstechnisch aufwändig zu verhindern bzw. führt im Störfall gegebenenfalls zur Notwendigkeit der Erneuerung der hiernach zerstörten Katalysatoren der katalytischen Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor.There the catalytic oxidation of hydrogen chloride to chlorine but one is exothermic reaction, is such a temperature increase always costly to prevent or leads process technically in case of failure, if necessary, the need for renewal after that destroyed catalysts of catalytic Oxidation of hydrogen chloride to chlorine.
Außerdem
ist das Verfahren der
Aus
der
Das
in der
Ausgehend vom Stand der Technik besteht also immer noch die Aufgabe ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, das es erlaubt einen Umsatz von Chlorwasserstoff zu Chlor zu ermöglichen, ohne den Einschränkungen nach den Verfahren des Standes der Technik bzgl. notwendiger Reinigung des Gasstromes oder bzgl. geringer erzielbarer Umsätze unterworfen zu sein.outgoing The prior art still has the task of a method to make available that it allows a turnover of Hydrogen chloride to allow chlorine without the restrictions according to the methods of the prior art regarding the necessary cleaning the gas stream or regarding lower recoverable sales to be subject.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass ein Verfahren zur Herstellung von Chlor aus einem Reaktionsgemisch A, das mindestens Chlorwasserstoff enthält, umfassend die Schritte
- a) Oxidation von Chlorwasserstoff mit Sauerstoff zu Chlor in mindestens einer ersten Reaktionszone in Gegenwart eines Katalysators erhaltend einen Produktstrom P1,
- b) mindestens teilweises Abtrennen des im Produktstrom P1 aus a) enthaltenen Chlor, erhaltend einen Produktstrom P3,
- c) elektrochemische Oxidation des im Produktstrom P3 aus b) enthaltenen Chlorwasserstoffs in einer zweiten Reaktionszone, wobei der Produktstrom P3 auch Wasser, sowie gegebenenfalls auch Chlor umfasst,
- a) oxidation of hydrogen chloride with oxygen to chlorine in at least one first reaction zone in the presence of a catalyst, obtaining a product stream P 1 ,
- b) at least partially separating off the chlorine contained in the product stream P 1 from a), obtaining a product stream P 3 ,
- c) electrochemical oxidation of the hydrogen chloride present in the product stream P 3 from b) in a second reaction zone, the product stream P 3 also comprising water, and optionally also chlorine,
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, weil überraschend gefunden wurde, dass das erfindungsgemäße Verfahren die direkte Zuleitung des Produktstromes P3 in die elektrochemische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor erlaubt, ohne dass eine Notwendigkeit der weiteren Aufbereitung außer der Abtrennung von Chlor notwendig ist, so dass das dem Schritt a) des Verfahrens zugeleitete Reaktionsgemisch auch Nebenbestandteile umfassen kann, die in Schritt b) des Verfahrens nicht abgetrennt werden müssen.The inventive method is particularly advantageous because it was surprisingly found that the inventive method allows the direct supply of the product stream P 3 in the electrochemical oxidation of hydrogen chloride to chlorine, without any need for further treatment except that Separation of chlorine is necessary so that the reaction mixture fed to step a) of the process may also comprise minor constituents which need not be separated in step b) of the process.
Dies ist bedingt durch den Katalysator umfassend eine Uranverbindung, der bei höheren Temperaturen betrieben werden kann, ohne dass seine katalytischen Eigenschaften signifikant beeinflusst werden und weil bei diesen höheren Temperaturen die im Reaktionsgemisch A gegebenenfalls enthaltenen Nebenbestandteile oxidiert werden können.This is due to the catalyst comprising a uranium compound, which can be operated at higher temperatures, without that its catalytic properties are significantly influenced and because at these higher temperatures, those in the reaction mixture A optionally contained minor constituents can be oxidized.
Nebenbestandteile bezeichnen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Stoffe, die Kohlenstoff umfassen und in denen der Kohlenstoff zumindest teilweise in einer Oxidationszahl kleiner als oder gleich zwei vorliegt.Minor ingredients denote fabrics in the context of the present invention which include carbon and in which the carbon at least partially present in an oxidation number less than or equal to two.
Beispiele für Nebenbestandteile, bei deren Vorliegen sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft erweist sind daher etwa halogenierte oder nicht halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzol, o-Dichlorbenzol, p-Dichlorbenzol, Trichlorbenzole, die entsprechenden Chlortoluole oder Chlorxylole, Chlorethylbenzol, Toluol, oder Xylol. Solche Nebenbestandteile stammen üblicherweise aus Phosgenierungsverfahren, mit denen das erfindungsgemäße Verfahren somit auch in vorteilhafter Weise im Verbund betrieben werden kann.Examples for minor constituents in whose presence the invention Process proves to be particularly advantageous are therefore approximately halogenated or non-halogenated aromatic hydrocarbons, such as chlorobenzene, o-dichlorobenzene, p-dichlorobenzene, trichlorobenzenes, the corresponding Chlorotoluenes or chloroxylenes, chloroethylbenzene, toluene, or xylene. Such minor constituents usually come from phosgenation processes, with which the inventive method thus can also be operated in an advantageous manner in combination.
Ein weiteres Beispiel für einen Nebenbestandteil, bei dessen Vorliegen sich das erfindungsgemäße Verfahren als besonders vorteilhaft erweist, ist Kohlenmonoxid.One Another example of a minor component in whose Are the method of the invention present is particularly advantageous is carbon monoxide.
Während
in Verfahren z. B. nach der Offenbarung der
Es wurde also weiter überraschend gefunden, dass der im Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Katalysator, umfassend eine Uranverbindung, in keiner Weise, z. B. im Sinne flüchtiger Verbindungen mit Nebenbestandteilen, aus der Reaktionszone des Schritts a) des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgetragen wird, so dass ein dauerhafter Betrieb eines erfindungsgemäßen Verfahrens ebenso sichergesteilt werden kann.It So it was surprisingly found that in the step a) used the method according to the invention A catalyst comprising a uranium compound, in no way, e.g. B. in terms of volatile compounds with minor components, from the reaction zone of step a) of the invention Procedure is carried out so that a permanent operation of a method according to the invention also sichergesteilt can be.
Weiter ist somit sichergestellt, dass sich keine Metall- oder Übergangsmetallreste in dem Produktstrom P3 befinden können, die sich an der Oberfläche der Elektroden der elektrochemischen Oxidation gemäß dem Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens niederschlagen können.Furthermore, it is thus ensured that there can be no metal or transition metal residues in the product stream P 3 which can precipitate on the surface of the electrodes of the electrochemical oxidation according to step c) of the method according to the invention.
Katalysatoren umfassend eine Uranverbindung, können gemäß der vorlegenden Erfindung ein Trägermaterial umfassen oder nicht.catalysts comprising a uranium compound, can according to the Covering invention comprise a carrier material or Not.
Wird ein Katalysator umfassend eine Uranverbindung im Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet, der ein Trägermaterial umfasst, so sind verwendbare Trägermaterialien solche ausgewählt aus der Liste enthaltend Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid, Zinndioxid, Zirkondioxid, Cerdioxid, Kohlenstoffnanoröhrchen oder deren Gemische.Becomes a catalyst comprising a uranium compound in step a) of used according to the invention, the one Carrier material comprises, so are usable carrier materials those selected from the list containing silicon dioxide, Alumina, titania, tin dioxide, zirconia, ceria, Carbon nanotubes or mixtures thereof.
Üblicherweise liegt der Anteil der Uranverbindung am Katalysator, wenn er zusätzlich ein Trägermaterial umfasst, im Bereich von 0,1 bis 90 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 1 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 50 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse aus Uranverbindung und Trägermaterial.Usually the proportion of uranium compound on the catalyst, if in addition a carrier material, in the range of 0.1 to 90% by weight, preferably in the range of 1 to 60 wt .-%, particularly preferably in Range of 1 to 50 wt .-% based on the total mass of uranium compound and carrier material.
Die Verwendung von Katalysatoren, umfassend ein Trägermaterial, ist im Allgemeinen vorteilhaft, um insbesondere die im Folgenden beschriebenen strukturierten Schüttungen zu erhalten. Allerdings können die Trägermaterialien gemäß vorstehender Liste ähnlich wie die nach dem Stand der Technik verwendeten Katalysatoren gegebenenfalls im Produktstrom P1 und/oder P3 wiedergefunden werden, so dass ihre Verwendung gegenüber der nachfolgend beschriebenen bevorzugten Weiterentwicklung gegebenenfalls nachteilig ist. Im Allgemeinen haben die Trägermaterialien eine geringere Neigung zur Ablagerung auf den Elektroden des Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass sie dennoch prinzipiell verwendbar sind.The use of catalysts comprising a support material is generally advantageous, in particular to obtain the structured beds described below. However, the carrier materials according to the list above, similar to the catalysts used in the prior art, may optionally be recovered in the product stream P 1 and / or P 3 , so that their use may be disadvantageous to the preferred further development described below. In general, the support materials have a lower tendency to deposit on the electrodes of step c) of the method according to the invention, so that they are nevertheless usable in principle.
Geeignete Uranverbindungen des Katalysators sind Uranoxide, Uranchloride und/oder Uranoxychloride. Geeignete Uranoxide sind entweder UO3, UO2, UO, oder Uranoxide einer nichtstöchimoetrischen Zusammensetzung. Bevorzugte Uranoxide nichtstöchimoetrischer Zusammensetzung sind jene mit einem Uran zu Sauerstoffverhältnis gemäß der Formel UOx von UO2,1 bis UO5. Besonders bevorzugt sind jene Uranoxide ausgewählt aus der Liste enthaltend U3O5, U2O5, U3O7, U3O8 und U4O9. Uranoxychloride bezeichnen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Stoffe der allgemeinen Zusammensetzung UOxCly, wobei x und y jeweils natürliche Zahlen größer Null sind. Somit bezeichnen Uranoxychloride auch nicht stöchiometrische Zusammensetzungen enthaltend Chlor, Sauerstoff und Uran.Suitable uranium compounds of the catalyst are uranium oxides, uranium chlorides and / or uranium oxychlorides. Suitable uranium oxides are either UO 3 , UO 2 , UO, or uranium oxides of a non-stoichiometric composition. Preferred uranium oxides of non-stoichiometric composition are those having a uranium to oxygen ratio according to the formula UO x of UO 2.1 to UO 5 . Particularly preferred are those uranium oxides selected from the list containing U 3 O 5 , U 2 O 5 , U 3 O 7 , U 3 O 8 and U 4 O 9 . Uranium oxychlorides in the context of the present invention designate substances of the general composition UO x Cl y , where x and y are each natural numbers greater than zero. Thus, uranium oxychlorides also do not refer to stoichiometric compositions containing chlorine, oxygen and uranium.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Verfahrens enthält der verwendete Katalysator nur einen Träger aus einer Uranverbindung D. h. der Katalysator enthält nur eine Uranverbindung.In a preferred development of the invention Method, the catalyst used contains only one Support from a uranium link D. h. the catalyst contains only one uranium connection.
Die Verwendung solcher Katalysatoren ist besonders vorteilhaft, weil auf die Verwendung von Übergangsmetallen und Edelmetallen vollständig verzichtet werden kann und somit die vorstehenden Nachteile der Verfahren des Standes der Technik bzgl. der verwendeten Katalysatoren ausgeschlossen werden können. Außerdem können in diesem Fall auch gegebenenfalls störende Einflüsse von Trägermaterialien auf die elektrochemische Oxidation gemäß dem Schritt c) ausgeschlossen werden. Solche störenden Einflüsse sind etwa die mindestens teilweise Mitführung dieser Trägermaterialien in dem Produktstrom A, die sich dann wiederum an den Oberflächen der Elektroden der elektrochemischen Oxidation gemäß dem Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens niederschlagen können.The Use of such catalysts is particularly advantageous because on the use of transition metals and precious metals can be completely dispensed with and thus the above Disadvantages of the methods of the prior art regarding the used Catalysts can be excluded. Furthermore In this case, too, may be disturbing Influences of carrier materials on the electrochemical Oxidation according to step c) excluded become. Such disturbing influences are about the least Partial entrainment of these substrates in the product stream A, which then in turn on the surfaces the electrodes of the electrochemical oxidation according to the Precipitate step c) of the method according to the invention can.
Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren über lange Zeit betrieben werden, ohne dass eine Erneuerung des Katalysators des Schritts a) oder der Elektroden des Schritts c) notwendig wird. Dies ist insbesondere wirtschaftlich vorteilhaft.Consequently can the inventive method via be operated for a long time, without a renewal of the catalyst of step a) or the electrodes of step c) becomes necessary. This is particularly economically advantageous.
Der verwendete Katalysator kann als Schüttung von Partikeln oder in Form von Formkörpern vorliegen.Of the used catalyst can be used as a bed of particles or in the form of shaped bodies.
Liegt der Katalysator als Schüttung von Partikeln vor, so liegt er bevorzugt als strukturierte Schüttung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Katalysatoraktivität in der Hauptströmungsrichtung der Reaktionszone des Schritts a) ansteigt.Lies the catalyst before as a bed of particles, so is he prefers as a structured bed, the by characterized in that the catalyst activity in the Main flow direction of the reaction zone of step a) increases.
Diese strukturierte Schüttung ist besonders vorteilhaft, weil hierdurch in der Hauptströmungsrichtung der Reaktionszone des Schritts a) gleiche Umsätze je Raumeinheit erzielt werden. Während am Eingang der Reaktionszone durch die hohe Konzentration von Chlorwasserstoff und Sauerstoff bereits hohe Reaktionsgeschwindigkeiten erzielt werden können, werden diese gegen Ausgang der Reaktionszone durch die erhöhte Katalysatoraktivität weiter aufrechterhalten. Dies bedingt einen besonders effizienten Gebrauch des Katalysators.These structured bedding is particularly advantageous because thereby in the main flow direction of the reaction zone of step a) achieved the same sales per unit room become. While at the entrance of the reaction zone through the high concentration of hydrogen chloride and oxygen already high Reaction rates can be achieved this against exit of the reaction zone by the increased catalyst activity continue to maintain. This requires a particularly efficient Use of the catalyst.
Eine solche Strukturierung der Katalysatorschüttung kann durch unterschiedliche Verhältnisse von Uranverbindung zu Trägermaterial oder durch unterschiedliche Verdünnung eines Katalysators mit einem Inertmaterial erfolgen.A such structuring of the catalyst bed can by different ratios of uranium compound to carrier material or by different dilution of a catalyst done with an inert material.
Liegt der Katalysator als Formkörper vor, so eignen sich Formkörper mit beliebigen Formen, bevorzugt sind Tabletten, Ringe, Zylinder, Sterne, Wagenräder oder Kugeln, besonders bevorzugt sind Kugeln, Ringe, Zylinder oder Sternstränge.Lies the catalyst is in the form of a shaped article, shaped articles are suitable with any shapes, preferred are tablets, rings, cylinders, Stars, wagon wheels or balls are particularly preferred Balls, rings, cylinders or star strands.
Die Reaktionszone des Schritts a) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei Temperaturen oberhalb von 350°C bis hin zu Temperaturen von 800°C betrieben werden. Bevorzugt wird sie bei Temperaturen von 400 bis 600°C betrieben.The Reaction zone of step a) of the invention Process can take place at temperatures above 350 ° C operated to temperatures of 800 ° C. Prefers it is operated at temperatures of 400 to 600 ° C.
Im
Unterschied zu den Verfahren nach dem Stand der Technik, wie sie
etwa in der
Die untere Temperaturgrenze ist besonders vorteilhaft, weil bei dieser Temperatur eine Vielzahl der Nebenbestanteile in der Reaktionszone des Schritts a) des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits zu weiteren gasförmigen Verbindungen oxidiert wird.The lower temperature limit is particularly advantageous because in this Temperature a variety of minor constituents in the reaction zone of step a) of the method according to the invention already oxidized to other gaseous compounds.
Im Fall von Nebenbestandteilen, die nur Kohlenwasserstoffe umfassen, sind solche weiteren gasförmigen Verbindungen etwa Kohlenmonoxid und/oder Kohlendioxid. Im Fall von Nebenbestandteilen, die Chlor umfassen, sind solche weiteren gasförmigen Verbindungen etwa Chlorwasserstoff und/oder Chlor, die wiederum Bestandteil des erfindungsgemäßen Verfahrens sind. Das Verfahren wirkt sich also besonders vorteilhaft aus, wenn die Nebenbestandteile halogenierte, insbesondere chlorierte Kohlenwasserstoffe, oder Kohlenmonoxid sind.in the Case of minor constituents comprising only hydrocarbons, Such other gaseous compounds are, for example, carbon monoxide and / or carbon dioxide. In the case of minor constituents comprising chlorine, are such other gaseous compounds such as hydrogen chloride and / or chlorine, which in turn is part of the invention Procedure are. The method thus has a particularly advantageous effect, if the secondary constituents halogenated, in particular chlorinated Hydrocarbons, or carbon monoxide are.
Weiter wird der Katalysator, umfassend eine Uranverbindung, bei diesen Temperaturen überraschenderweise aktiver, als bei niedrigeren Temperaturen, was entgegen z. B. den Ruthenium-Katalysatoren nach dem Stand der Technik ist, die mit zunehmender Temperatur dazu neigen mit dem Produktstrom P1 mitgeführt zu werden, und somit im Verlaufe des Betriebs solcher Verfahren an Aktivität verlieren. Dies ist in dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht der Fall.Further, the catalyst comprising a uranium compound is surprisingly more active at these temperatures than at lower temperatures, contrary to e.g. As the ruthenium catalysts of the prior art, which tend to be entrained with the product stream P 1 with increasing temperature, and thus lose activity in the course of operation of such methods. This is not the case in the method according to the invention.
Der Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird üblicherweise bei Drücken zwischen 1 und 30 bar ausgeführt. Bevorzugt bei Drücken von 5 bis 10 bar.Of the Step a) of the process according to the invention is customary at pressures between 1 and 30 bar. Preferably at pressures of 5 to 10 bar.
Diese Drücke sind im Vergleich zu den vorstehend offenbarten, bevorzugten Temperaturbereichen nicht wesentlich für die besonders vorteilhafte Ausführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens.These Pressures are in comparison to those disclosed above, preferred temperature ranges are not essential for the particularly advantageous feasibility of the invention Process.
Vielmehr sind die hier offenbarten Drücke die Bereiche, in denen sich die allgemeine Ausführung des erfindungemäßen Verfahrens als wirtschaftlich erwiesen hat. Es können sich aber auch, z. B. durch die Verschaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit weiteren Verfahren im Sinne eines Prozessverbundes, niedrigere oder höhere Drücke als vorteilhaft erweisen, ohne dass hierdurch das erfindungsgemäße Verfahren seine besondere Vorteilhaftigkeit einbüßen würde.Much more For example, the pressures disclosed herein are the areas in which the general embodiment of erfindungemäßen Method has proven to be economical. It can be but also, for. B. by the interconnection of the invention Method with further methods in the sense of a process network, lower or higher pressures than beneficial prove, without thereby the inventive Process lose its special advantage would.
Der Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann in einer oder in mehreren parallel oder in Reihe geschalteten Reaktionszonen ausgeführt werden. Hierbei können sich die einzelnen Reaktionszonen in einer Vorrichtung befinden oder auch aufgeteilt in verschiedenen Vorrichtungen vorliegen.Of the Step a) of the method according to the invention can in one or more reaction zones connected in parallel or in series be executed. Here are the individual Reaction zones are in a device or split present in different devices.
Der Sauerstoff kann entweder vollständig zusammen mit dem Chlorwasserstoff vor der ersten Reaktionszone oder über die verschiedenen Reaktionszonen verteilt zugegeben werden.Of the Oxygen can either be completely together with the hydrogen chloride before the first reaction zone or over the different ones Reaction zones are added distributed.
Weiter kann der Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens unabhängig von Schritt b) des erfindungemäßen Verfahrens kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführt werden. Bevorzugt wird der Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens aber kontinuierlich ausgeführt.Further can step a) of the method according to the invention independent of step b) of the erfindungemäßen Process carried out continuously or discontinuously become. Preferably, the step a) of the invention Process but carried out continuously.
Vorrichtungen, in denen der Schritt a) des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden kann, sind etwa Festbett-, Fließbett- oder Wirbelbettreaktoren, wie sie dem Fachmann in ihren Ausführungsformen allgemein bekannt sind. Bevorzugt sind Festbettreaktoren, da in diesen die vorgenannte strukturierte Schüttung des Katalysators in vorteilhafter Weise erreicht werden kann.devices, in which the step a) of the invention Method can be carried out are about fixed bed, Fluid bed or fluidized bed reactors, as known to those skilled in the art in their embodiments are well known. Prefers are fixed bed reactors, as in these the above structured Leakage of the catalyst achieved in an advantageous manner can be.
In einer bevorzugten Weiterentwicklung des Schritts a) des erfindungemäßen Verfahrens wird die in der Reaktionszone durch die exotherme Bildung von Chlor aus Chlorwasserstoff erzeugte Wärme aus der Reaktionszone oder nach der Reaktionszone dem Produktstrom P1 entzogen und für die Erwärmung des Reaktionsgemisches A in oder vor Reaktionszone des Schritts a) verwendet. Dies kann gegebenenfalls zusammen mit der mindestens teilweisen Überführung des Produktstroms P1 aus Schritt a) in eine flüssige Phase zusammen geschehen, wie dies im Folgenden beschrieben wird.In a preferred further development of step a) of the process according to the invention, the heat generated in the reaction zone by the exothermic formation of chlorine from hydrogen chloride from the reaction zone or after the reaction zone is removed from the product stream P 1 and used to heat the reaction mixture A in or before the reaction zone of the reaction mixture Step a) used. If appropriate, this can take place together with the at least partial transfer of the product stream P 1 from step a) into a liquid phase, as will be described below.
Eine solche Abführung von Wärme ist besonders vorteilhaft, weil sie das Verfahren wirtschaftlicher macht.A such removal of heat is particularly advantageous because it makes the process more economical.
Das Abtrennen gemäß dem Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt üblicherweise nach dem Fachmann allgemein bekannten Prinzipien zum Abtrennen von Chlor oder Chlorwasserstoff aus Gasströmen. Nicht abschließende Beispiele hierfür sind etwa die fraktionierte oder nicht fraktionierte Kondensation von mindestens Chlorwasserstoff, oder die Adsorption und nachfolgende Desorption von Chlor oder Chlorwasserstoff.The Separating according to step b) of the invention The process is usually carried out according to the expert in general known principles for separating chlorine or hydrogen chloride from gas streams. Non-conclusive examples this is about the fractional or unfractionated Condensation of at least hydrogen chloride, or adsorption and subsequent desorption of chlorine or hydrogen chloride.
Wesentlich ist, dass mindestens Anteile, bevorzugt über 50 Gew.-%, besonders bevorzugt über 80 Gew.% des im Produktstrom P1 enthaltenen Chlor erhaltend einen Produktsstrom P2 abgetrennt werden, da dieses in Gegenwart von Wasser im Sinne einer Gleichgewichtsreaktion zur Bildung von Chlorwasserstoff neigt, was dem Fachmann allgemein bekannt ist. Da mit dem erfindungemäßen Verfahren Chlor gebildet werden soll, ist eine solche Bildung von Chlorwasserstoff nachteilig.It is essential that at least portions, preferably more than 50 wt .-%, more preferably over 80 wt.% Of the chlorine contained in the product P 1 containing a product stream P 2 are separated, since this in the presence of water in the sense of an equilibrium reaction for the formation of hydrochloric tends to be well known to those skilled in the art. Since chlorine is to be formed with the process according to the invention, such formation of hydrogen chloride is disadvantageous.
Im Sinne des bevorzugt in einer flüssigen Phase auszuführenden Schritts c) des erfindungsgemäßen Verfahrens, ist es bevorzugt, wenn der im Produktstrom P1 enthaltene Chlorwasserstoff im Schritt b) fraktioniert, d. h. im Wesentlichen nur der Chlorwasserstoff und gegebenenfalls Anteile an Wasser durch Kondensation aus dem Produktstrom P1 abgetrennt wird und dieses Kondensat den Produktstrom P3 bildet, während das übrige Chlor im Sinne eines zweiten Produktstroms P2 im Wesentlichen aus dem Verfahren herausgeführt wird.In the sense of the step c) of the process according to the invention, which is preferably to be carried out in a liquid phase, it is preferred if the hydrogen chloride present in the product stream P 1 is fractionated in step b), ie essentially only the hydrogen chloride and optionally water by condensation from the product stream P 1 is separated and this condensate forms the product stream P 3 , while the remaining chlorine in the sense of a second product stream P 2 is essentially led out of the process.
Die elektrochemische Oxidation von Chlorwasserstoff zu Chlor gemäß des Schritts c) des erfindungemäßen Verfahrens kann nach allgemein bekannten Diaphragmaverfahren oder mittels einer Sauerstoffverzehrkathode ausgeführt werden.The electrochemical oxidation of hydrogen chloride to chlorine in accordance with Step c) of the method according to the invention according to well-known diaphragm method or by means of a Oxygen consumption cathode are performed.
Mögliche
Ausführungsformen von Diaphragmaverfahren werden in der
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Schritt c) des Verfahrens mit einer Sauerstoffverzehrkathode ausgeführt.In a preferred embodiment of the invention Method is the step c) of the method with an oxygen-consuming cathode executed.
Hierzu wird bevorzugt der Produktstrom P3 aus Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst in eine flüssige Phase überführt.For this purpose, the product stream P 3 from step b) of the process according to the invention is preferably first converted into a liquid phase.
In dieser bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens unter Verwendung einer Sauerstoffverzehrkathode befindet sich in der Reaktionszone des Schritts c) ein erster Elektrodenraum E1, dem der aus Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens resultierende Produktstrom P3, umfassend Chlorwasserstoff, zugeleitet wird, und es befindet sich in der Reaktionszone ein weiterer Elektrodenraum E2, ebenfalls enthaltend eine Elektrode, in den eine Elektrolytlösung, umfassend gelösten Sauerstoff oder ein Gas umfassend Sauerstoff, eingeleitet wird, wobei Elektrodenraum E1 und Elektrodenraum E2 durch eine Membran getrennt sind und die Elektroden über eine Stromversorgung S elektrisch leitend miteinander verbunden sind.In this preferred embodiment of the method using an oxygen-consuming cathode is in the reaction zone of step c), a first electrode space E 1 to which from step b) of the inventive method resulting product stream P 3 , comprising hydrogen chloride, is fed, and it is located in the reaction zone, a further electrode space E 2 , also containing an electrode into which an electrolyte solution comprising dissolved oxygen or a gas comprising oxygen, is introduced, wherein electrode space E 1 and electrode space E 2 are separated by a membrane and the electrodes via a power supply S. electrically conductively connected to each other.
Die Elektrode des Elektrodenraums E1 kann hierbei in Form eines Stabes, einer Platte, eines Netzes oder eines Gewebes verwendet werden und kann aus einem Material, ausgewählt aus der Liste enthaltend Ruß, Graphit oder Metall, bestehen. Als Metalle können beispielsweise Titan oder Titanlegierungen oder die Sondermetalllegierungen, die unter den Namen Hastelloy und Incolloy dem Fachmann allgemein bekannt sind, eingesetzt werden.The electrode of the electrode space E 1 can in this case be used in the form of a rod, a plate, a net or a fabric and can consist of a material selected from the list containing carbon black, graphite or metal. As metals, for example, titanium or titanium alloys or the special metal alloys, which are known to the skilled worker under the name Hastelloy and Incolloy, can be used.
Besonders bevorzugt sind Materialen, ausgewählt aus der Liste enthaltend Graphit, Titan, Titanlegierung, oder die Sondermetalllegierungen Hastelloy und Incolloy.Especially preferred are materials selected from the list containing Graphite, titanium, titanium alloy, or the special metal alloys Hastelloy and Incolloy.
Die Elektrode des Elektrodenraums E2 kann die gleichen Formen wie die Elektrode des Elektrodenraums E1 besitzen und aus Titan oder Titanlegierungen, beispielsweise Titan-Palladium bestehen und kann beschichtet sein. Ist die Elektrode beschichtet, so ist sie bevorzugt mit einem Mischoxid, umfassend eines oder mehrere der Metalle Ruthenium, Iridium und Titan, beschichtet. Besonders bevorzugt ist eine Beschichtung umfassend ein Mischoxid aus Rutheniumoxid und Titanoxid oder ein Gemisch aus Rutheniumoxid, Iridiumoxid und Titanoxid.The electrode of the electrode space E 2 may have the same shapes as the electrode of the electrode space E 1 and may be made of titanium or titanium alloys such as titanium-palladium and may be coated. If the electrode is coated, it is preferably coated with a mixed oxide comprising one or more of the metals ruthenium, iridium and titanium. Particularly preferred is a coating comprising a mixed oxide of ruthenium oxide and titanium oxide or a mixture of ruthenium oxide, iridium oxide and titanium oxide.
Die Elektrode des Elektrodenraums E2 kann auch aus Graphit und anderen Kohlenstoffmaterialien wie Diamant bestehen.The electrode of the electrode space E 2 may also be made of graphite and other carbon materials such as diamond.
Die vorgenannten Materialien der Elektroden der Elektrodenräume E1 und E2 sind besonders vorteilhaft, weil diese gegenüber den chemisch aggressiven Stoffen Chlorwasserstoff und Chlor besonders beständig sind. Das heißt, dass diese Materialien bei Kontakt mit dem Produktstrom P3 nicht zur Korrosion neigen, so dass sich die Vorteilhaftigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders stark ausprägt, da die Notwendigkeit der Erneuerung von Katalysator und/oder Elektroden besonders lange nicht notwendig wird und das gesamte Verfahren somit besonders lange ohne notwendige Instandhaltung betrieben werden kann.The aforementioned materials of the electrodes of the electrode spaces E 1 and E 2 are particularly advantageous because they are particularly resistant to the chemically aggressive substances hydrogen chloride and chlorine. This means that these materials do not tend to corrode upon contact with the product stream P 3 , so that the advantageousness of the method according to the invention is particularly pronounced, since the need for renewal of catalyst and / or electrodes is not necessary for a long time and the entire process thus can be operated for a long time without necessary maintenance.
Die zwischen den Elektrodenräumen E1 und E2 der Reaktionszone des Schritts c) befindliche Membran ist üblicherweise eine Polymermembran. Bevorzugte Polymermembranen sind alle Polymermembranen, die der Fachmann unter dem Oberbegriff der Kationenaustauschermembran allgemein kennt. Bevorzugte Membranen umfassen polymere Perfluorsulfonsäuren. Die Membranen können auch Verstärkungsgewebe aus anderen Materialien, bevorzugt fluorierte Polymere und besonders bevorzugt Polytetrafluorethylen umfassen.The membrane located between the electrode spaces E 1 and E 2 of the reaction zone of step c) is usually a polymer membrane. Preferred polymer membranes are all polymer membranes, which the person skilled in the art generally knows under the generic term of the cation exchange membrane. Preferred membranes include polymeric perfluorosulfonic acids. The membranes can also reinforcing fabric of other materials, preferably fluorinated polymers, and more preferably polytetrafluoroethylene.
Die Dicke der Membran beträgt üblicherweise weniger als 1 mm. Bevorzugt ist die Dicke der Membran kleiner als 500 μm, besonders bevorzugt kleiner 400 μm, ganz besonders bevorzugt kleiner 250 μm.The Thickness of the membrane is usually less than 1 mm. The thickness of the membrane is preferably less than 500 μm, more preferably less than 400 microns, most preferably less than 250 μm.
Der Schritt c) gemäß der bevorzugten Ausführungsform wird üblicherweise unter Anlegen einer Stromdichte von 4–7 kA/m2 betrieben.The step c) according to the preferred embodiment is usually operated by applying a current density of 4-7 kA / m 2 .
Der Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann bei beliebigem Druck ausgeführt werden. Bevorzugt wird er aber bei niedrigerem Druck als jenem des Schritts a) des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt. Besonders bevorzugt wird der Schritt c) etwa bei Umgebungsdruck (1013 hPa) ausgeführt.Of the Step c) of the method according to the invention can be executed at any pressure. It is preferred but at a lower pressure than that of step a) of the invention Process executed. Particularly preferred is the step c) carried out at about ambient pressure (1013 hPa).
Der Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ebenfalls bei beliebigen Temperaturen ausgeführt werden. Bevorzugt wird er jedoch bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 100°C ausgeführt.Of the Step c) of the method according to the invention can also be carried out at any temperatures. However, it is preferably at temperatures from room temperature to 100 ° C executed.
Die Temperaturen sind besonders vorteilhaft, weil der Energiegehalt des aus dem Schritt c) des Verfahrens erhaltenen Stoffstroms damit verringert wird, so dass diese Energie dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verfügung steht. Diese Energie wurde bevorzugt gemäß der zuvor beschriebenen bevorzugten Weiterentwicklung des Schritts a) des Verfahrens in Form von Wärme zurückgewonnen und für die Erwärmung des Reaktionsgemisches A des Schritts a) des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet.The Temperatures are particularly advantageous because of the energy content of the material stream obtained from step c) of the process with it is reduced, so that this energy the inventive Procedure is available. This energy was preferred according to the preferred further development described above of step a) of the process recovered in the form of heat and for the heating of the reaction mixture A of step a) of the method according to the invention used.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen und Figuren erläutert, ohne sie hierdurch hierauf zu beschränken.The Invention will be explained below with reference to examples and figures, without thereby restricting them to this.
Beispiele:Examples:
Beispiel 1: Herstellung eines Uranoxid-Katalysators auf einem Aluminiumoxid-TrägerExample 1: Preparation of a uranium oxide catalyst on an alumina carrier
In einem Becherglas wurden 40 g gamma-Al2O3 Formkörper (BET von 200 m2/g, Fa. Saint Gobain) mit einer 10 Gew-%igen wässrigen Lösung von Uranylacetatdihydrat (Fa. Riedel de Haen) durch Besprühen imprägniert.40 g of gamma-Al 2 O 3 shaped bodies (BET of 200 m 2 / g, from Saint Gobain) were impregnated in a glass beaker with a 10% by weight aqueous solution of uranyl acetate dihydrate (Riedel de Haen) by spraying.
Nach einer Einwirkzeit von 1 h wurde der Feststoff in einem Luftstrom bei 80°C für 2 h getrocknet. Der gesamte Versuch wurde so oft wiederholt, bis 12 Gew.-% Uran auf den Formkörpern vorhanden sind.To an exposure time of 1 h, the solid was in an air stream dried at 80 ° C for 2 h. The entire experiment was repeated as many times, up to 12 wt .-% uranium on the moldings available.
Beispiel 2: Herstellung eines Katalysators enthaltend nur UranoxidExample 2: Preparation of a catalyst containing only uranium oxide
2 g eines pulverförmigen Uran(V/VI)-Oxides (Fa. Strem Chemicals) wurden über Nacht bei 150°C in einem Trockenschrank bei Umgebungsdruck getrocknet und anschließend 2 h unter Luft bei 500°C kalziniert.2 g of a powdered uranium (V / VI) oxide (from Strem Chemicals) were placed overnight at 150 ° C in a drying oven dried at ambient pressure and then 2 h below Air calcined at 500 ° C.
Beispiel 3 (Vergleichsbeispiel): Herstellung eines Ruthenium-Katalysators auf einem AluminiumoxidträgerExample 3 (Comparative Example): Preparation a ruthenium catalyst on an alumina carrier
5 g kugelförmige gamma-Al2O3 Formkörper (Fa. Saint-Gobain) mit einem durchschnittlichen Durchmesser von 1,5 mm und einer BET-Oberfläche von 200 m2/g wurden mit einer Lösung aus 0,258 g handelsüblichem Rutheniumchlorid-n-Hydrat (Fa. Riedel de Haen) in 6,5 g H2O analog zu Beispiel 1 imprägniert.5 g of spherical gamma-Al 2 O 3 shaped articles (Saint-Gobain) having an average diameter of 1.5 mm and a BET surface area of 200 m 2 / g were mixed with a solution of 0.258 g of commercial ruthenium chloride n-hydrate (Riedel de Haen) in 6.5 g H 2 O analogously to Example 1 impregnated.
Nach einer Einwirkzeit von 1 h wurde der Feststoff im Luftstrom bei 60°C für 5 h getrocknet. Anschließend wurde der Katalysator 16 h bei 250°C kalziniert. Es ergibt sich ein Katalysator mit umgerechnet 2 Gew.-% an Ruthenium.To an exposure time of 1 h, the solid was in the air stream at 60 ° C. dried for 5 h. Subsequently, the catalyst became Calcined at 250 ° C for 16 h. This results in a catalyst with converted 2 wt .-% of ruthenium.
Beispiel 4: Durchführung des Schritts a) des Verfahrens mit Katalysator gemäß Beispiel 1Example 4: Implementation of Step a) of the process with catalyst according to Example 1
25 g des Katalysators aus Beispiel 1 wurden in einem Ni-Festbettreaktor (Durchmesser 10 mm, Länge 800 mm) zusammen mit 25 g TiO2 Inertmaterial eingebracht.25 g of the catalyst from Example 1 were introduced into a Ni fixed bed reactor (diameter 10 mm, length 800 mm) together with 25 g of TiO 2 inert material.
Dabei wurde eine Festbettschüttung von ca. 150 mm erhalten. Die Festbettschüttung wurde mittels einer Elektroheizung so aufgeheizt, dass sich ein radialer Temperaturgradient von 400–600°C ausbildet. Der Festbettreaktor wurde bei einem Druck von 4 bar mit einem Gasgemisch aus 100 Nl/h Chlorwasserstoff, 100 Nl/h Sauerstoff und 60 Nl/h Stickstoff durchströmt.there a fixed bed of about 150 mm was obtained. The Fixed Bed was using an electric heater so heated, that has a radial temperature gradient of 400-600 ° C. formed. The fixed bed reactor was at a pressure of 4 bar with a gas mixture of 100 Nl / h of hydrogen chloride, 100 Nl / h of oxygen and 60 Nl / h nitrogen flows through.
Der
Produktstrom wurde über zwei Kondensationsbehälter
geführt, so dass das gebildete Wasser und der verbleibende
Chlorwasserstoff auskondensiert wurden, während das Chlor
als Gasstrom abgetrennt wurde. Nach einer Betriebszeit von 6 h wurde
das gebildete Kondensat auf den Gehalt an Aluminium und Titan mittels
ICP-OES (Inductively Coupled Plasma-Optical Emissions Spectrometry,
Gerät: Varian Vista-PRO, Methode nach Herstellerangaben)
und auf den Gehalt an Uran mittels ICP-MS (Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry,
Gerät: HP Agilent 4500, Methode nach Herstellerangaben)
analysiert. Aus der Analyse wurden die in Tabelle 1 dargestellten
Konzentrationen an Aluminium, Titan und Uran im Kondensat ermittelt. Tabelle 1: Gehalt an Metall im Kondensat
gemäß Beispiel 4
Man erkennt, dass die Trägermaterialien, die gegenüber den Katalysatoren nach dem Stand der Technik bereits eine deutlich verringerte Neigung zur Bildung flüchtiger Verbindungen haben, da diese bereits mindestens um einen Faktor 1.000 höher konzentriert in dem Kondensat wiederzufinden sind, als die Uranverbindungen. Hieraus folgen sowohl die gegenüber dem Stand der Technik vorteilhafte Betriebsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens, wie auch insbesondere die Vorteilhaftigkeit seiner bevorzugten Ausführungsformen.you recognizes that the backing materials facing the catalysts of the prior art already a clear reduced tendency to form volatile compounds have, since these already at least a factor of 1,000 higher concentrated in the condensate are to be found, as the uranium compounds. From this follow both the opposite to the prior art advantageous mode of operation of the invention Process, as well as in particular the advantageousness of his preferred Embodiments.
Beispiel 5: Durchführung des Schritts a) des Verfahrens mit Katalysator gemäß Beispiel 2Example 5: Implementation of the Step a) of the process with catalyst according to Example 2
0,2 g des gemäß Beispiel 2 erhaltenen Katalysators wurden gemahlen und als Gemisch mit 1 g Quarzsand (100–200 μm) in ein Quarzreaktionsrohr (Durchmesser – 10 mm) eingebracht.0.2 g of the catalyst obtained in Example 2 were ground and mixed with 1 g of silica sand (100-200 μm) placed in a quartz reaction tube (diameter - 10 mm).
Das Quarzreaktionsrohr wurde auf 600°C erwärmt und im Folgenden bei dieser Temperatur betrieben.The Quartz reaction tube was heated to 600 ° C and operated at this temperature below.
Es wurde ein Gasgemisch aus 80 ml/min Chlorwasserstoff und 80 ml/min Sauerstoff durch das Quarzreaktionsrohr geleitet.It was a gas mixture of 80 ml / min of hydrogen chloride and 80 ml / min Oxygen passed through the quartz reaction tube.
Nach einer Betriebszeit von 140 h wurde der gebildete Produktgasstrom mehrere Stunden über eine Kondensationsfalle geleitet, so dass das entstandene H2O sowie nicht abreagierter Chlorwasserstoff auskondensiert wurden. Das Kondensat wurde analog zu Beispiel 3 auf den Gehalt an Uran untersucht. Es ergab sich eine Konzentration an Uran von 0,044 mg/l im Kondensat.After an operating time of 140 h, the product gas stream formed was passed through a condensation trap for several hours, so that the resulting H 2 O and unreacted hydrogen chloride were condensed out. The condensate was analyzed analogously to Example 3 for the content of uranium. There was a concentration of uranium of 0.044 mg / l in the condensate.
Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel): Durchführung des Schritts a) des Verfahrens mit Katalysator gemäß Beispiel 3Example 6 (Comparative Example): Procedure of step a) of the process with catalyst according to Example 3
Ein Quarzreaktionsrohr wurde analog zu Beispiel 5 mit 0,2 g des Katalysators aus Beispiel 3 beschickt und mit Quarzsand verdünnt.One Quartz reaction tube was analogous to Example 5 with 0.2 g of the catalyst from Example 3 and diluted with quartz sand.
Das Quarzreaktionsrohr wurde auf 540°C erwärmt und im Folgenden bei dieser Temperatur betrieben.The Quartz reaction tube was heated to 540 ° C and operated at this temperature below.
Ein Gasgemisch gleich zu jenem in Beispiel 5 wurde durch das Quarzreaktionsrohr geleitet.One Gas mixture equal to that in Example 5 was passed through the quartz reaction tube directed.
Nach
einer Betriebszeit von 37 h wurde der gebildete Produktstrom mehrere
Stunden über eine Kondensationsfalle geleitet, so dass
das entstandene H2O sowie nicht abreagierter
Chlorwasserstoff auskondensiert wurden. Das Kondensat wurde analog
zu Beispiel 4 auf den Gehalt an Ruthenium und Aluminium untersucht. Tabelle 2: Gehalt an Metall im Kondensat
gemäß Beispiel 6
Man erkennt hieran, dass die Konzentration des Rutheniums im Produktstrom bereits nach einer Betriebszeit von 37 h, bei gegenüber Beispiel 5 verringerter Temperatur die des Urans um einen Faktor von etwa 68 übersteigt. Die Menge des enthaltenen Aluminium ist vergleichbar zu jener des Beispiels 4.you recognizes that the concentration of ruthenium in the product stream already after an operating time of 37 h, at opposite Example 5 reduced temperature that of uranium by a factor exceeds about 68. The amount of aluminum contained is comparable to that of Example 4.
Hieran wird die besondere Vorteilhaftigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens und insbesondere gemäß der bevorzugten Weiterentwicklung sehr deutlich, da nun nicht mehr mit einer Ablagerung des Rutheniums im erfindungsgemäßen Schritt c) des Verfahrens gerechnet werden muss.thereto becomes the special advantage of the invention Method and in particular according to the preferred Development very clearly, because now no longer with a deposit of ruthenium in step c) according to the invention of the procedure.
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