DE1027644B

DE1027644B - Process for carrying out reactions in suspension

Info

Publication number: DE1027644B
Application number: DEN12660A
Authority: DE
Inventors: Dr Cornelis Vermande
Original assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Current assignee: Bataafsche Petroleum Maatschappij NV
Priority date: 1955-08-31
Filing date: 1956-08-29
Publication date: 1958-04-10

Description

Verfahren zur Durchführung von Reaktionen in Suspension I)ie USA.-Patentschrift 2 212 835 beschreibt eine Vorrichtung zum Durchführen der Reaktion zwischen Salpetersäure und suspendiertem Alkali- oder Erdalkalichlorid. Ein Gemisch dieser Substanz führt man ollen in einen Turm ein, der mit Füllringen gefüllt ist, wobei man am Boden des Turmes Dampf einleitet. Process for carrying out reactions in suspension I) ie USA. Patent 2 212 835 describes an apparatus for carrying out the reaction between nitric acid and suspended alkali or alkaline earth chloride. A mixture of this substance results you roll into a tower that is filled with filling rings, with you at the bottom the tower introduces steam.

Eine Lösung eines Alkali- oder Erdalkalinitrates fließt am Boden aus. Nitrosylchlorid und Chlor treten ohen aus. A solution of an alkali or alkaline earth nitrate flows on the bottom the end. Nitrosyl chloride and chlorine escape easily.

Wenn man die Reaktion in den bekannten Vorrichtungen durchführt, treten Nachteile auf. Der Transport der festen Substanzen wird durch die Füllringe stark behindert, so daß häufig ein Verstopfen eintritt. If the reaction is carried out in the known devices, there are disadvantages. The solid substances are transported through the filling rings severely hindered, so that clogging often occurs.

Darül>er hinaus nehmen die Ringe viel Platz ein, was ein Nachteil für den für die Reaktionsteilnehmer verhleibendell Raum bedeutet. Man kennt auch mit Füllkörpern beschichtete Siebböden, um die Reaktion zwisden einer Flüssigkeit und aufsteigenden Gasen zu intensivieren. Bei Anwendung dieser Art von Kolonnen treten jedoch bei den Reaktionen mit Suspensionen praktisch die gleichen Nachteile auf. In addition, the rings take up a lot of space, which is a disadvantage for the remaining space for the respondents. One also knows Sieve trays coated with packing elements to prevent the reaction between a liquid and intensify rising gases. When using this type of column however, practically the same disadvantages occur in the reactions with suspensions on.

Da das Reaktionsgemisch stark korrodierend wirkt. kann man auch nur wenige Baustoffe verwenden Temperaturändlerungen, insbesondere wenn die Apparatur angelassen oder unterbrochen wird, verursachen Spannungen. als deren Folge die Wandung des Turmes häufig durch die Füllringe eingedrückt wird. Because the reaction mixture is very corrosive. you can only Few building materials use temperature traders, especially when the apparatus starting or interrupting causes tension. as a result, the wall of the tower is often pressed in by the filler rings.

Es hat sich nun herausgestellt. daß man die Real;-tion zwischen Salpetersäure und Alkali- oder Erdalkali cbl ori4en einfach durchführen kann, indem man ein Chemisch von Salpetersäure mit dem festen Chlorid durch eine Gitterbodenkolonne im Gegenstrom zu den aus dem Reaktionsgemisch entwickelten Dämpfen leitet. It has now turned out. that one real; -tion between nitric acid and alkali or alkaline earth cbl ori4en can be carried out simply by using a chemical of nitric acid with the solid chloride through a lattice tray column in countercurrent leads to the vapors evolved from the reaction mixture.

Gitterböden in Destillationskolonnen sind bekannt Es sind Böden mit Öffnungen. Die Öffnungen sind gewöhnlich Schlitze. Die Gestalt dieser Schlitze ist nicht wesentlich. Die Teile des Bodens zwischen den Schlitzen, die Gitterstäbe, können im rechten Winkel zu der Schlitzrichtung verschiedene Querschnittsformen aufweisen. Rechteckige Formen hahen sich jedoch als ebenso zufriedenstellend wie kreisförmige oder sich nach oben vergrößernde Formen erwiesen. Diese Schlitze sind gewöhnlich länglich und können v erschiedene Längen aufweisen. Sie können beinahe so lang wie der Durchmesser des Bodens sein. auch können sie kreisförmig und konzentrisch sein. Die Öffnungen können auch so lang wie breit sein und können rechteckig oder algerundet sein. Lattice trays in distillation columns are known. There are trays with Openings. The openings are usually slots. The shape of these slots is not essential. The parts of the floor between the slots, the bars, can have various cross-sectional shapes at right angles to the slot direction exhibit. Rectangular shapes, however, have proven to be just as satisfactory as circular or upwardly enlarging shapes turned out to be. These slots are usually oblong and can be of various lengths. You almost can be as long as the diameter of the bottom. they can also be circular and concentric be. The openings can also be as long as they are wide and can be rectangular or be rounded.

Der Dampf wird durch Erhitzen erzeugt. wobei die Wärmezufuhr in jedem Fall am Boden der Kolonne stattfindet. In einigen Fällen wird die \0!ärme auch in höheren Ebenen zugeführt. Man kann sowohl mit di- rektem als auch mit indirektem Dampf erhitzen, ol)-wohl das letztere vorzugsweise durchgeführt wird. The steam is generated by heating. being the heat input in each Fall takes place at the bottom of the column. In some cases the \ 0! Arm is also used in fed to higher levels. You can use both right as well as indirect Heat steam, ol) - though the latter is preferably done.

Das Erhitzen am Boden kann mittels eines Umkochers durchgeführt werden. in welchem die die Kolonne veflassende Flüssigkeit durch indirekten Dampf erhitzt wird. Die in dem Tinkocher erzeugten Dämpfe werden in die Kolonne zurückgeführt. Zum Erhitzen mit Dampf in höheren lil)enen kann man hohle Gitterböden verwenden. die bei Verwendung von direktem Dampf mit kleinen Öffnungen versehen sind.The heating at the bottom can be carried out by means of a reboiler. in which the liquid flowing through the column is heated by indirect steam will. The vapors generated in the potash cooker are returned to the column. Hollow grid floors can be used for heating with steam in higher lil) enes. which have small openings when using direct steam.

An Stelle einer Suspension des Chlorids in Salpetersäure kann man eine Suspension des Chlorids in Wasser am Oberteil der Kolonne im Gegenstrom zu den Dämpfen von Salpetersäuregasen oder nitrosen Gasen zuführen, die letzteren, wenn nötig, gemeinsam mit Sauerstoff. Instead of a suspension of the chloride in nitric acid one can a suspension of the chloride in water at the top of the column in countercurrent add to the vapors of nitric acid gases or nitrous gases, the latter, if necessary, together with oxygen.

Andere Reaktionen, bei denen suspendierte Substanzen mit Flüssigkeiten reagieren, kann man erfindungsgemäß ebenfalls in Gitterbodenkolonnen durchführen. Folgende sind hier zu erwähnen: Waschen von Gasen, die aus Absorptionstürmen einer Salpetersäureanlage austreten. mit Kalkmilch; Befreien von Benzin von polymerisierbaren Verbindungen durch Behandeln mit Silikaten als Katalysatoren bei 120 his 2000 C; das Oxoverfahren zur Darstellung von Aldehyden aus Olefinen und Kohlenmonoxyd und Wasserstoff bei etwa 130 his 1800 C und einem Druck von etwa 50 bis 200 Atm., bei dem man Metalle als Katalysatoren verwendet; die Wiedergewinnung voll Ammoniak aus Ammonliumchlorid durch Reaktion mit Kalkmilch bei der Sodaherstellung; Entschwefelung von Mineralöl in einer Wasserstoffatmosphäre hei etwa 3750 C und erhöhtem Druck, wobei man Sulfide als Katalysatoren verwendet; die Synthese Butindiol aus Acetylen und Formaldehyd nach Rep p e mit Wismutkupferacetylid als Katalysator bei etwa 1000 C und etwa 6 Atm.; die Bntandiol'synthese aus Butindiol und Wasserstoff bei etwa 2000 C und 200 Atm. mit Nickel als Katalysator; die Darstellung von Vinylidenchlorid aus Trichloräthan und Kalkmilch bei etwa 800 Atmosphärendruck. Other reactions involving suspended substances with liquids react, can also be carried out in accordance with the invention in lattice tray columns. The following should be mentioned here: Washing of gases emitted from absorption towers of a Leak nitric acid plant. with milk of lime; Freeing gasoline from polymerizable Compounds by treatment with silicates as catalysts at 120 to 2000 C; the oxo process for the preparation of aldehydes from olefins and carbon monoxide and Hydrogen at about 130 to 1800 C and a pressure of about 50 to 200 Atm., At using metals as catalysts; the recovery full ammonia from ammonium chloride through reaction with milk of lime in soda production; Desulfurization of mineral oil in a hydrogen atmosphere at about 3750 C and increased pressure, using sulfides as catalysts; the synthesis of butynediol from acetylene and formaldehyde according to Rep p e with bismuth copper acetylide as a catalyst at about 1000 C and about 6 atm .; the Bntanediol synthesis from butynediol and hydrogen at about 2000 C and 200 atm. with nickel as a catalyst; the preparation of vinylidene chloride from trichloroethane and milk of lime at about 800 atmospheric pressure.

Die Gitterböden lassen den suspendierten Stoff leicht durch die Öffnungen treten. Der größte Widerstand, dem die durch die Kolonne absteigende Suspension ausgesetzt ist, stammt natürlich von den aufsteigenden Dämpfen. Die notwendige Verweilzeit des Reaktionsgemisches in der Kolonne kann man nicht nur durch eine geeignete Wahl der Bödenzahl und der Zahl und der Ausmaße der Schlitze erzielen, sondern auch durch eine geeignete Wahl der Geschwindigkeit. mit der die Suspension in die Kolonne eingeführt wird, und der Gas- und Dampfmenge, die durch den Boden in der Zeiteinheit hindurchtritt. Um die Verweilzeit auszudehnen, kann man die Suspensionszufuhr vergrößern. In gewissen Fällen, beispielsweise wenn man direkten Dampf verwendet, kann man die Verweilzeit des Reaktionsgemisches vergrößern, indem man den aufsteigenden Strom der Gasphase unabhängig von der Geschwindigkeit, mit der die Suspension zugeführt wird, verstärkt. The grid shelves let the suspended matter easily through the openings step. The greatest resistance to which the suspension descending through the column is of course due to the rising vapors. The necessary residence time the reaction mixture in the column can not only be selected by a suitable choice the number of floors and the number and dimensions of the slots, but also through a suitable choice of speed. with which the suspension is introduced into the column and the amount of gas and steam that passes through the soil in the unit of time. In order to extend the residence time, the suspension supply can be increased. In certain In cases, for example when using direct steam, one can adjust the residence time of the reaction mixture by increasing the ascending flow of the gas phase regardless of the speed at which the suspension is fed, amplified.

Die Gitterböden sind von einfachem Bau und können deshalb leicht aus jedem korrosionsbeständigen Stoff hergestellt werden. The grid floors are of simple construction and can therefore be easily can be made from any corrosion-resistant material.

Beispiel 1 Für die Umsetzung von K C1 mit H N O; verwendete man ein kolonnenförmiges Reaktionsgefäß von 3 m Höhe und einem Durchmesser von 65 cm. das mit sieben Gitterböden in einem jeweiligen Abstand von 40 cm versehen war. In den Gitterböden befanden sich Schlitze mit rechteckigem Querschnitt und einer Weite von 1 cm. Das Verhältnis von Sohlitzfläche zur Gesamtfläche des Innendurchmessers der Kolonne betrug für die drei oberen Böden 0,25. für den vierten und den fünften Boden 0.18 und für die zwei unteren Böden 0.15. Example 1 For the implementation of K C1 with H N O; one used a Column-shaped reaction vessel 3 m high and 65 cm in diameter. the was provided with seven grid shelves at a distance of 40 cm. In the Grid floors were slots with a rectangular cross-section and a width of 1 cm. The ratio of the sole seating area to the total area of the inner diameter of the column was 0.25 for the three upper trays. for the fourth and the fifth Floor 0.18 and for the two lower floors 0.15.

Eine Suspension von 2240 kg K Cl in 4754 kg 530/obiger Salpetersäure wurde kontinuierlich in der Stunde oben in die Kolonne eingeführt. Alle im folgenden erwähnten Mengen sind je Stunde berechnet. A suspension of 2240 kg K Cl in 4754 kg 530 / above nitric acid was continuously in the Introduced into the column at the top of the hour. All in the following mentioned quantities are calculated per hour.

Am Boden wurde ein Gemisch abgezogen. das aus 3030kg KNO3, 157kg HNO3, 274 kg HCI und 2510 kg H2O hestand. Der Rest, der sich am Boden der Kolonne ansammelte, wurde in einen Umkocber geleitet und darin mit 1500 kg indirektem Dampf erhitzt. Die entwickelten Dämpfe wurden am Boden in die Kolonne zurückgeführt, wodurch die Temperatur an Ort und Stelle bei 1130 C blieb. Die Temperatur am Oberteil der Kolonne betrug 252 C. Hier entwichen 532 kg C12 und 491 kg NO Cl. Der Druck in der Kolonne betrug 1 Atm.A mixture was drawn off at the bottom. that from 3030kg KNO3, 157kg HNO3, 274 kg HCI and 2510 kg H2O were available. The rest that accumulated at the bottom of the column was passed into a boiler and heated in it with 1500 kg of indirect steam. The vapors developed were returned to the column at the bottom, whereby the Temperature in place remained at 1130 ° C. The temperature at the top of the column was 252 C. Here, 532 kg of C12 and 491 kg of NO Cl escaped. The pressure in the column was 1 atm.

Das abgezogene Gemisch wurde durch Verdampfen konzentriert, wobei das K N O3 kristallisiert wurde. The withdrawn mixture was concentrated by evaporation, whereby the K N O3 was crystallized.

Beispiel 2 In eine Gitterbodenkolonne wurde am Oberteil kontinuierlich eine Suspension von 74,5 kg K Cl in 87,5 kg 530/obige Salpetersäure zugeführt (die erwähnten Mengen beziehen sich auf 1 Stunde), wobei das Gemisch eine Temperatur von 200 C aufwies. Salpetersäuredampf aus einem Verdampfer, in dem 71 kg 530/oige Salpetersäure je Stunde verdampft wurde, wurde kontinuierlich am Boden der Kolonne eingeführt. Die Temperatur am Boden der Kolonne betrug 1150 C. Eine Flüssigkeit wurde an Ort und Stelle ahgezogen, die sich aus 101 kg K N 03. 6,3 kg HNO3, 11 kg H C1 und 83 kg H, 0 zusammensetzte. 16,6 kg Cl2 und 15,3 kg N O Cl traten je Stunde aus dem Oberteil der Kolonne aus. Example 2 In a lattice tray column was continuous at the top a suspension of 74.5 kg of K Cl in 87.5 kg of 530 / above nitric acid is supplied (the mentioned amounts relate to 1 hour), the mixture having a temperature of 200 C. Nitric acid vapor from an evaporator in which 71 kg 530 / oige Nitric acid evaporated per hour was continuously at the bottom of the column introduced. The temperature at the bottom of the column was 1150 ° C. A liquid was drawn on the spot, consisting of 101 kg of K N 03. 6.3 kg of HNO3, 11 kg H C1 and 83 kg H, 0. 16.6 kg Cl2 and 15.3 kg N O Cl occurred per hour from the top of the column.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for carrying out reactions in Suspension, whereby the suspension is passed through a countercurrent to hot vapors Column leads, in particular, to the reaction of nitric acid with alkali or alkaline earth chloride. characterized in that the column is provided with grid trays.

2. The method according to claim 1, characterized. that one hot vapors evolved from the reaction mixture by means of indirect steam.

Publications considered: German patent specification No. 640 047; U.S. Patent No. 2,212,835.