DE1068676B

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Publication number: DE1068676B
Application number: DENDAT1068676D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-12

Description

-Verfahren zur Gewinnung von Chlor aus Chlorwasserstoff oder wässeriger Salzsäure Die Erfindung betrifft die Herstellung von Chlor aus Chlorwasserstoff oder wässeriger Salzsäure durch indirekte Oxydation.
Das Wesentliche hierbei ist, daß man durch den nachstehend beschriebenen Arbeitsprozeß ein Chlorgas aus Chlorwasserstoff oder wässeriger Salzsäure erhält, welches keiner weiteren Reinigung bzw. Trennung von mitgeführtem Sauerstoff, Sauerstoffträgern oder Salzsäure bedarf.
Bei der klassischen Methode, dem Deacon-Prozeß, wird mittels eines Katalysators, der üblicherweise aus Kupferchlorid besteht, Salzsäure mit Sauerstoff oder Luft nach folgender Gleichung oxydiert: 4 HCl + OZ =,1- 2 C12 -f- 2 H20 Die Reaktion ist reversibel, was besagt, daß bei diesem Prozeß maximal 72'% Salzsäure konvertiert werden können.
Es wurde nun gefunden, daß man wesentlich vorteilhafter Chlor aus Chlorwasserstoff oder wässeriger Salzsäure gewinnen kann, wenn man Cuprichlorid auf 250 bis 480° C in einem geschlossenen Gefäß erhitzt und das dabei entstehende Chlor auffängt. Bei diesem allgemein bekannten Prozeß entsteht eine Schmelze Cupro-Cuprichlorid, die aus etwa 70 bis 8.0% Cupro- und 20 bis 30% Cuprichlorid besteht. Diese Schmelze läßt man in wässerige Salzsäurelösung laufen und leitet zugleich.Sauerstoff oder Luft durch. Das vorliegende Cuprochlorid wird wieder zu Cuprichlorid oxydiert und kommt neuerdings in den Schmelzofen. Auf diese Weise erhält man ein Chlor, das frei von Salzsäure und sonstigen inerten Gasen ist.
Man kann also bei der erfindungsgemäßen Herstellungsweise das in der wässerigen Lösung sich bildende Cuprichlorid ohne Wasserverdampfung ausfällen und die Mutterlauge erneut dem Prozeß zuführen.
Auf dem erfindungsgemäßen oxydativen Wege wird gegenüber den bekannten Verfahren erreicht, a) daß man Chlor ohne andere Beimengungen (Sauerstoff oder inerte Gase) gewinnt, b) daß man wässerige Salzsäure zur Oxydation verwenden kann und dabei die Verdampfung der wässerigen Lösung sich restlos erübrigt, c) daß durch die Trennung der Oxydation von der Chlorerzeugung die Möglichkeit geschaffen wird, erstens ohne weiteren Arbeitsgang reines Chlor zu erhalten und zweitens das Oxydationsmittel restlos aufzubrauchen.
Stellt man Vergleiche mit dem Deacon-Prozeß an, so zeigt dieser gegenüber dem erfindungsgemäßen Verfahren drei grundlegende Nachteile: 1. Der Chlorwasserstoff wird unter optimalen Bedingungen maximal nur zu 70'°/o konvertiert. 2. Salzsäure kann nicht verwendet werden, sondern es muß Chlorwasserstoff zum Einsatz kommen.
Hierbei ist ein zusätzlicher Nachteil zu verzeichnen, nämlich daß der Chlorwasserstoff, der üblicherweise aus einer aliphatischen oder aromatischen Chlorierung stammt, restlos von den Chlorkohlen- bzw. Kohlenwasserstoffen gereinigt werden muß ; es treten sonst im Schmelzbad Kohlenstoffabscheidungen auf, die den Katalysator unwirksam machen.
3. Das anfallende Chlor ist mit Chlorwasserstoff, Wasser, überschüssiger Luft oder Sauerstoff vermischt. Es muß daher, besonders von den beiden letzteren, auf ziemlich kompliziertem Wege gereinigt werden.
Zum Vergleich sei noch die deutsche Patentschrift 888 386 genannt. Hier wird wohl ein Weg gezeigt, bei welchem Chlor in einer Reinheit bis zu 98.°/o hergestellt werden kann, jedoch müssen als Ausgangsstoffe Chlorwasserstoff und Sauerstoff in Anwendung kommen. Darüber hinaus muß die Dosierung der beiden Komponenten in genauen, äquivalenten Mengen erfolgen. Bei dem erfindungsgemäßen Prozeß ist dies nicht erforderlich, da sowohl die Chlorerzeugung als auch die Oxydation in zwei völlig voneinander verschiedenen Arbeitsgängen verläuft.
Die Skizze soll den kontinuierlichen Prozeß näher erläutern.
In ein senkrecht stehendes Rohr 1, welches im unteren Teil mit einer elektrischen Heizung 4 und im oberen Teil 2 mit einer Dampfvorheizung ausgerüstet ist, füllt man über das Vorratsgefäß 8 Cuprichlorid ein. Man setzt sowohl die elektrische als auch die Dampfheizung an und bringt das Cuprichlorid im unteren Teil 1 zum Schmelzen. Schon während dieses Aufheizens entsteht Chlor, das sich mit zunehmender Temperatur vermehrt, was bedeutet, daß in dem mit Schmelze gefüllten Teil t bereits eine Cupro-Cuprichlorid-Schmelze vorhanden ist, welche bei 400 bis 500° C eine gleichmäßige Schmelze darstellt.
Die Vorheizung mit Dampf bewirkt die Trocknung des ständig über den Vorratsbehälter 8 eindosierten, feuchten Cuprichlorids. Der Einfachheit halber wurde die Trocknungszone über die Schmelzzone gesetzt. Es ist jedoch vorteilhafter, wenn man sie über dem Chloraustritt 3 anbringt.
Die ständig durch den heizbaren Siphon 5 ablaufende Cupro-Cuprichlorid-Schmelze, die etwa 80 Teile Cuprochlorid und etwa 20 Teile Cuprichlorid enthält, läuft in einen mit verdünnter Salzsäure gefüllten Behälter 9, in den ständig Salzsäuregas oder wässerige Salzsäure durch 14 nachgefüllt wird, wobei man durch die Rohrleitung 7 Luft einleitet. Dadurch erfolgt wiederum die Umsetzung des Cuprochlorids zu Cuprichlorid. Die Schmelzwärme kann zur Verdampfung des Wassers dienen.
über eine Kühlrippe 10 wird die Lösung in dem Maße, wie sich Cuprichloridlösung bildet, abgelassen. Durch das Abkühlen fällt dauernd Cuprichlorid aus und wird durch einen Trennapparat, z. B. eine Schubschleuder, von der Lösung getrennt. Die Lösung wird anschließend wieder dem Gefäß 9 zugesetzt.
Das Schubschleudergut kommt in dieser Form oder unter vorheriger Trocknung wiederum in den Vorratsbehälter B. Das in der unteren Heizzone 1 entstehende Chlor wird zwecks Abtrennung des mitverdampften Kupferchlorids durch die obere, kühlere Zone 2 geleitet, wodurch das Kupferchlorid niedergeschlagen wird und durch die Öffnung3 praktisch reines Chlor entweicht.
Man kann, falls notwendig, dem Kupferchlorid noch Eisen- und Kaliumchlorid zugeben, damit die Dampf -tension des Kupferchlorids herabgesetzt wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung von Chlor aus Chlorwasserstoff oder wässeriger Salzsäure, dadurch gekennzeichnet, daß im kontinuierlichen Prozeß durch Schmelzen bei 300 bis 45Q'° C aus Cuprichlorid Chlor ausgetrieben, die entstandene Schmelze von Cupro-Cuprichlorid in einem gesonderten Gefäß in wässeriger Lösung mit Salzsäure und einem Oxydationsmittel zu Cuprichlorid oxydiert, dieses aus der wässerigen Lösung ausgeschieden und im gleichen Maße, wie Cupro-Cuprichlorid aus der Lösung abzieht, das Caprichlorid wieder in den Schmelzofen zurückgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Caprichlorid Eisenchlorid und Kaliumehlorid zugesetzt wird.