DE1109151B - Verfahren zur Wiedergewinnung von trockenem Chlor aus chlorhaltigem Chlorwasserstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Wiedergewinnung von Chlor aus chlorhaltigen Chlorwasserstoffströmen, wobei ein chlorhaltiger Chlorwasserstoffstrom mit einer wäßrigen azeotropischen Lösung von Chlorwasserstoffsäure gewaschen wird, um Chlorwasserstoff zu entfernen, und die restliche Chlorwasserstoffsäure davon getrennt wird. Zurückgewonnen wird ein trockener Chlorstrom.

Die Erfindung findet insbesondere Anwendung auf ausfließende Reaktorströme mit einem Gehalt an Chlorwasserstoff und Chlor, die man im Verlauf der thermischen Chlorierung aliphatischer Kohlenwasserstoffe erhält, wo es wirtschaftlich ausführbar und wünschenswert ist, trockenes Chlor wiederzugewinnen und zu der Chlorierungsanlage zurückzuführen.

Chlorwasserstoff aus Gasgemischen mit Wasser auszuwaschen ist bekannt, insbesondere ist in der deutschen Patentschrift 738 180 beschrieben, Chlorwasserstoff aus Gasgemischen mittels einer konzentrierten Lösung von Chlorwasserstoff auszuwaschen. Das zurückbleibende Gasgemisch enthält dann neben Resten von Chlorwasserstoff und Chlorkohlenwasserstoffen in der Hauptsache feuchtes Chlorgas.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Wiedergewinnung von trockenem Chlor aus einem Chlorkohlenwasserstoffstrom, durch das wesentliche Ersparnisse sowohl hinsichtlich des Anlagekapitals wie als der Betriebskosten erreicht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Wiedergewinnung von Chlor aus einem chlorhaltigen Chlorwasserstoffstrom wird durch die Kombination gekennzeichnet, daß der chlorhaltige Chlorwasserstoffstrom mit einer Lösung von Chlorwasserstoff von mindestens azeotropischer Konzentration gewaschen und der gasförmige Abfluß auf unter etwa 0° C zur Trennung von Chlorwasserstoff und Chlor gekühlt wird.

Die Zeichnung veranschaulicht in schematischer Darstellung eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Ein chlorhaltiger Chlorwasserstoffstrom 1 wird durch die Leitung 2 zu einer Abscheidungskolonne 3 geführt, in der eine Temperatur von etwa 40 bis 50° C herrscht. Eine Lösung 4 von Chlorwasserstoffsäure von mindestens azeotropischer Konzentration wird der Abscheidungskolonne durch die Leitung 5 zugeführt. Ein wäßriger Ablauf von Chlorwasserstoffsäure 6 wird durch die Leitung 7 entfernt, und ein Teil dieses Stromes kann durch die Leitung 8 und einen Kühler 9 in die Abscheidungskolonne zurückgeführt werden.

Ein Dampfabfluß wird durch die Leitung 9 zu einem Gefrierkühler 10 und dann durch die Leitung Verfahren zur Wiedergewinnung

von trockenem Chlor
aus chlorhaltigem Chlorwasserstoff

Anmelder:

Scientific Design Company, Inc.,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: DipL-Chem. Dr. phil. E. Sturm,
Patentanwalt, München 23, Leopoldstr. 20

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 31. Juli 1957

John White Colton, Pelham Manor, New York, N. Y.

(V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

11 zu einem Gefrierkühler 12 geleitet. Das Kondensat wird durch die Leitung 13 zu der Abscheidungskolonne zurückgeführt. Das trockene Chlorgas wird durch die Leitung 15 abgeführt und kann einer Chlorierungsvorrichtung zugeleitet werden.

Der Chlorwasserstoffstrom enthält Chlor und Chlorkohlenwasserstoffe wie Tetrachlorkohlenstoff und Perchloräthylen. Dieser Strom wird zu der Waschkolonne geleitet, wo er mit dem Waschmedium einer wäßrigen Lösung von Chlorwasserstoffsäure von mindestens azeotropischer Konzentration, möglichst im Gegenstrom, bei einer Temperatur zwischen der des Reaktorabflusses und Raumtemperatur, vorzugsweise zwischen 25 und 50° C, in Berührung gebracht wird. Wenn die Temperaturen des Reaktorabflusses 500 bis 600° C betragen, wird der Reaktorabfluß in einem inerten Medium schroff abgekühlt oder das Volumen des Waschmediums vergrößert, um die Temperatur des Wäschers zwischen etwa 25 und 50° C aufrechtzuerhalten. Die Konzentration ist mindestens diejenige eines azeotropischen Gemisches bei der besonderen Betriebstemperatur, damit die Chlorwasserstoffkonzentration in dem Dampfabfluß das Kühlen auf unter etwa 0° C, vorzugsweise —15° C, gestattet, wodurch die Entfernung des sämtlichen Wassers in dem Dampfabfluß ohne Erstarrung des

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Kondensats ermöglicht wird und man somit trockenes Chlor erhält.

Der flüssige Ablauf wäßriger Chlorwasserstoffsäure, die aus dem Wäscher abgeführt wird, kann — gegebenenfalls nach Abtrennung der organischen von der wäßrigen Phase — abgestoßen und rektifiziert werden, um einen wasserfreien Chlorwasserstoff zu erhalten, oder er kann teilweise zu der Kolonne zurückgeführt werden, und zwar an einen Punkt, der zwischen der Zufuhrleitung für den chlorhaltigen Chlorwasserstoff und der Zufuhrleitung des azeotropischen Gemisches von Chlorwasserstoffsäure liegt.

Der Dampfabfluß kann mit Sole oder anderen herkömmlichen Mitteln gekühlt werden, und das wäßrige Chlorwasserstoffsäure und Chlorkohlenwasserstoffe wie Tetrachlorkohlenstoff enthaltende Kondensat wird von dem trockenen Chlorstrom getrennt und kann zu der Waschkolonne zurückgeführt werden.

Als besonderes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist gefunden worden, daß feste Hydrate von Chlor sich in Gegenwart von Chlorwasserstoffdampf sogar bei Temperaturen von —15° C nicht bilden. Dies und die Anwesenheit von Chlorwasserstoff in dem feuchten Chlordampf, der den Wäscher verläßt, erlaubt somit die Abkühlung des Dampfes auf Temperaturen unter 0° C ohne Erstarrung des Kondensates oder Verstopfung des Systems, was sonst eine Außerbetriebsetzung erforderlich machte. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden also wesentliche Ersparnisse hinsichtlich das Anlagekapitals und der Betriebskosten erzielt.

Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung.

Ein Dampfstrom, der gelegentlich der Herstellung von Perchloräthylen durch thermische Chlorierung anfällt und vorwiegend Chlorwasserstoff enthält und durch Chlor und Tetrachlorkohlenstoff verunreinigt ist, wird einer Waschzone zugeführt, wo er im Gegenstrom mit einer wäßrigen Lösung von Chlorwasserstoffsäure von mindestens azeotropischer Konzentration gewaschen wird. Durch diesen Waschvorgang wird der größere Teil des Chlorwasserstoffs, die Hauptmenge des Tetrachlorkohlenstoffs und geringere Mengen von Chlor entfernt. Der Dampfabfluß aus der Waschzone enthält Chlor und Tetrachlorkohlenstoff und geringere Mengen von Chlorwasserstoff und Wasser. Dieser Dampfabfluß wird durch einen Gefrierungskühler, in dem etwa —15° C herrschen, und von hier aus zu einem Dampf-Flüssigkeits-Abscheider geführt, in dem —15° C und ein Druck von annähernd 800 mm Hg aufrechterhalten werden. Der Gefrierungskühler und der Abscheider liefern ein Chlor, das minimale Mengen von Tetrachlorkohlenstoff enthält und im wesentlichen frei von Chlorwasserstoff und Wasser ist. Dieser Chlorstrom eignet sich zur Wiederverwendung für eine thermische Chlorierungsanlage zur Herstellung von Perchloräthylen. Der Tetrachlorkohlenstoff, das Wasser und der Chlorwasserstoff werden in die Waschzone zurückgeführt.

Wie aus dem vorstehenden Beispiel hervorgeht, besteht ein Merkmal der vorliegenden Erfindung bei Verwendung einer wäßrigen Chlorwasserstoffsäure von mindestens azeotropischer oder höherer Konzentration als Waschmedium darin, daß ein abfließender Gasstrom mit einem Gehalt an Chlorwasserstoff und Wasser erhalten wird. Dies ermöglicht die Kühlung

ίο des abfließenden Gasstroms auf solche Temperaturen, daß im wesentlichen von Wasser freies Chlor erhalten wird, während betriebliche Schwierigkeiten, wie die Bildung eines festen Kondensats, vermieden werden.

Wenn auch das vorstehende Beispiel besagt, daß die Kühlung des Chlorstromes, der Chlorwasserstoff und Wasser enthält, auf eine Temperatur von —15° C erfolgt, so ist zu bemerken, daß auch wünschenswerte Ergebnisse erzielt werden, wenn man zur Trennung des Chlorwasserstoffes und des Wassers von dem Chlorstrom diesen auf eine Temperatur nur wenig unter etwa 0° C kühlt. Ferner ist zu bemerken, daß die Entfernung des Chlorwasserstoffs und des Wassers um so vollständiger erfolgt, je niedriger die Temperatur liegt, auf welche der Chlorstrom abgekühlt wird. Im allgemeinen ist es nicht wünschenswert, den Gasstrom auf Temperaturen unter etwa -20° C abzukühlen.

Gleichermaßen ist zu bemerken, daß auch der Druck je nach Wunsch geändert werden kann, wenn auch angegeben worden ist, daß in dem Kühler und dem Abscheider ein Druck von 800 mm Hg unterhalten wird. Vorzugsweise ist der Druck in dem Kühler und dem Abscheider geringer als derjenige, der in der Waschzone herrscht.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Wiedergewinnung von trockenem Chlor aus einem chlorhaltigen Chlorwasserstoffstrom, dadurch gekennzeichnet, daß der Chlor enthaltende Chlorwasserstoffstrom mit einer wäßrigen Lösung von Chlorwasserstoffsäure von mindestens azeotropischer Konzentration in Berührung gebracht, der anfallende, mit Chlor angereicherte Gasstrom unter etwa 0° C gekühlt und das Chlor in trockenem, reinem, gasförmigem Zustand abgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bei der Kühlung erhaltene wäßrige Chlorwasserstoff zur Waschstufe zurückgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen und wäßrigen Phasen des flüssigen Ablaufes der Waschstufe getrennt werden und ein Anteil der wäßrigen Phase nach Kühlung zu der Waschzone zurückgeführt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 738 180.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen