DE1271083B - Process for the production of chlorine - Google Patents
Process for the production of chlorineInfo
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- C01B7/03—Preparation from chlorides
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Description
Verfahren zur Herstellung von Chlor Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Chlor aus Ammoniumchlorid.Process for the preparation of chlorine The invention relates to an improved one Process for the production of chlorine from ammonium chloride.
Es ist bekannt, in einer ersten Stufe Dämpfe von Chlorwasserstoff und/oder Ammoniumchlorid über Metalloxyde enthaltende Kontaktmassen zu leiten, um die entsprechenden Chloride zu bilden, und dann in einer zweiten Stufe diese Chloride mittels Sauerstoff oder Luft unter Freisetzung von Chlor zu oxydieren.It is known to produce vapors of hydrogen chloride in a first stage and / or to conduct ammonium chloride via contact masses containing metal oxides to form the corresponding chlorides, and then in a second stage these chlorides to oxidize by means of oxygen or air with the release of chlorine.
Bei Verwendung von Eisenoxyden als Kontaktmasse ergeben sich folgende
Grundreaktionen:
Erhöhte Ausbeuten werden erhalten, wenn man die aufeinanderfolgenden Stufen der Chlorierung und Oxydation in Wanderschichten durchführt.Increased yields are obtained by using the consecutive Carries out stages of chlorination and oxidation in moving layers.
Die Kontaktmassen laufen von oben nach unten in übereinander angeordneten Chlorierungs- und Oxydationskammern um, worin sie im Gegenstrom mit Chlorwasserstoff und dem Sauerstoff enthaltenden Gas behandelt werden. Da die Kontaktmassen stetig umgeführt werden, können gute Ergebnisse sogar erhalten werden, wenn der Umwandlungsgrad bei jedem Durchgang verhältnismäßig niedrig ist.The contact masses run from top to bottom in one above the other Chlorination and oxidation chambers in which they are in countercurrent with hydrogen chloride and the oxygen-containing gas. Since the contact masses steadily be converted, good results can be obtained even if the degree of conversion is relatively low on each pass.
Diese Verfahren eignen sich indessen nicht völlig für die Herstellung von Chlor aus Ammoniumchlorid, denn wenn man über die Kontaktmassen eine Mischung aus Dämpfen von Ammoniak und Chlorwasserstoff leitet, wie sie bei der Dissoziation von Ammoniumchlorid entsteht, kann das Ammoniak teilweise zersetzt werden.However, these processes are not entirely suitable for production of chlorine from ammonium chloride, because when you go over the contact masses a mixture from vapors of ammonia and hydrogen chloride derives from them as they dissociate of ammonium chloride is formed, the ammonia can be partially decomposed.
Diese Zersetzung infolge der Gegenwart von Oxyden der allgemeinen Formel M203, und insbesondere von Ferrioxyd, in den Kontaktmassen kann dadurch vermieden werden, daß man eine dritte Reaktionsstufe einführt, worin die störenden Oxyde mittels eines reduzierenden Gases, beispielsweise Wasserstoff, reduziert werden.This decomposition due to the presence of oxides of general Formula M203, and in particular of ferric oxide, in the contact masses can thereby be avoided be that one introduces a third reaction stage, in which the interfering oxides means a reducing gas, for example hydrogen.
Ein derartiges Verfahren kann durchgeführt werden, indem man die Kontaktmassen in Wanderschichten in drei übereinander angeordneten Kammern umlaufen läßt, worin die aufeinanderfolgenden Reaktionen entsprechend den drei Stufen des Verfahrens, Reduktion, Chlorierung und Oxydation, durchgeführt werden.Such a procedure can be carried out by making the contact masses can circulate in moving layers in three chambers arranged one above the other, in which the successive reactions corresponding to the three stages of the procedure, Reduction, chlorination and oxidation.
Bei der Herstellung von Chlor aus Ammoniumchlorid nach den bekannten Verfahren führt man Ammoniumchlorid im Dampfzustand in die Chlorierungszone ein. Dieser Ammoniumchloriddampf, der durch Sublimieren in Sublimatoren verschiedener Bauart erhalten werden kann, wird unter den allgemein angewendeten Bedingungen dissoziiert. Chlorwasserstoff und Ammoniak sind daher in freiem Zustand in den in die Chlorierungszone eingeführten Gasen anwesend.In the production of chlorine from ammonium chloride according to the known Process, ammonium chloride is introduced into the chlorination zone in the vapor state. This ammonium chloride vapor that is produced by subliming in various sublimators Bauart can be obtained is dissociated under the generally applied conditions. Hydrogen chloride and ammonia are therefore in the free state in the in the chlorination zone imported gases present.
Es wurde nun gefunden, daß man Ammoniumchlorid in festem Zustand in die Chlorierungszone einführen kann, ohne den Betriebsverlauf zu stören. Ganz im Gegenteil arbeitet die Anlage in einer viel anpassungsfähigeren und wirtschaftlicheren Art bei Einführung von festem Ammoniumchlorid.It has now been found that ammonium chloride in the solid state in can introduce the chlorination zone without disrupting the course of operations. Quite in On the contrary, the plant works in a much more adaptable and economical way Kind when introducing solid ammonium chloride.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Chlor durch Zusammenbringen von Ammoniumchlorid mit Kontaktmasse, die aus einem inerten granulierten und mit Eisenchlorid, Kupfer- und/oder Cadmiumchlorid und Alkalichloriden imprägnierten Träger besteht und infolge Schwerkraft als Wanderschicht übereinander angeordnete Reaktionszonen durchläuft, wo die Reduktion, Chlorierung und Oxydation der Kontaktmasse stattfinden, ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Ammoniumchlorids in festem Zustand unmittelbar in die Wanderschicht nach der Reduktionszone und vor der Oxydationszone eingeführt wird.The process of the present invention for producing chlorine by bringing together of ammonium chloride with contact mass, consisting of an inert granulated and with Iron chloride, copper and / or cadmium chloride and alkali chlorides impregnated There is a carrier and as a result of gravity arranged one above the other as a moving layer Reaction zones goes through where the reduction, chlorination and oxidation the contact mass take place, is characterized in that at least one part of the ammonium chloride in the solid state immediately in the migrating layer after the Reduction zone and is introduced before the oxidation zone.
Das feste Ammoniumchlorid kann in den die Reduktions- und Chlorierungskammer verbindenden Kanal eingeführt werden.The solid ammonium chloride can be put into the reduction and chlorination chamber connecting channel are introduced.
Das feste Ammoniumchlorid kann aber auch in feinverteiltem Zustand mittels eines pneumatischen Injektors eingeführt werden.The solid ammonium chloride can also be in a finely divided state be introduced by means of a pneumatic injector.
Dieses Verfahren verschafft bedeutende wirtschaftliche Vorteile beim Betrieb einer Anlage zur Herstellung von Chlor aus Ammoniumchlorid. Überdies begünstigt es den Betrieb einer solchen Anlage in technischer Hinsicht, denn es ermöglicht die Einhaltung von den verschiedenen Reaktionen besser angepaßten Temperaturbedingungen.This process provides significant economic advantages in Operation of a plant for the production of chlorine from ammonium chloride. Moreover, favored it enables the operation of such a facility in technical terms, because it enables compliance with temperature conditions better adapted to the various reactions.
Tatsächlich verhalten sich die Dämpfe von Ammoniumchlorid, welche durch Sublimation des festen Ammoniumchlorids innerhalb der auf hohe Temperatur gebrachten Kontaktmassen unmittelbar gebildet werden, wie die in einer zusätzlichen Sublimationsanlage gebildeten Dämpfe, und ersetzen diese letzteren Dämpfe ohne irgendeinen Verlust.Indeed, the vapors of ammonium chloride behave which by sublimation of the solid ammonium chloride within the high temperature brought contact masses are formed immediately, as in an additional Sublimation unit formed vapors, and replace these latter vapors without any Loss.
Die Einführung von festem Ammoniumchlorid ermöglicht daher eine entsprechende Verkleinerung des Betriebs der Sublimationseinrichtung. Diese kann somit kleinere Ausmaße besitzen, als wenn sie das ganze für die Chlorherstellung notwendige Ammoniumchlorid liefern müßte. Daraus folgt eine sehr bedeutende Ersparnis an Anlage- und Betriebskosten.The introduction of solid ammonium chloride therefore enables a corresponding Downsizing the operation of the sublimation device. This can therefore be smaller As if they had all the ammonium chloride necessary for the production of chlorine would have to deliver. This results in a very significant saving in investment and operating costs.
Selbstverständlich hängt die Menge des in festem Zustand und unmittelbar in die Wanderschicht sublimierten Ammoniumchlorids von der Menge an verfügbarer Wärme ab. Diese Menge hängt wiederum von anderen den Betrieb der Anlage kennzeichnenden Gegebenheiten ab, insbesondere den Wärmeverlusten der Reaktoren, den Einführungstemperaturen der Gase und dem Betriebsgang.Of course, the amount of the solid and immediate depends ammonium chloride sublimed into the migrating layer depends on the amount of available Heat off. This amount in turn depends on other characteristics of the operation of the plant Conditions, in particular the heat losses of the reactors, the introduction temperatures the gases and the operation.
Grundsätzlich sind die durch das Verfahren verwirklichten Gewinne um so wesentlicher, je größer die Leistung der Anlage ist. Unter gewissen Bedingungen ist es möglich, die zusätzliche Sublimationseinrichtung für Ammoniumchlorid ganz wegzulassen, wenn das Ammoniumchlorid vollständig in festem Zustand eingeführt wird.Basically, the gains realized through the process are the more important, the greater the performance of the system. Under certain conditions it is possible to use the additional sublimation device for ammonium chloride entirely to be omitted if the ammonium chloride is completely introduced in the solid state.
Andererseits kann die Einführung von festem Ammoniumchlorid derart verwirklicht werden, daß sie nicht den Gang der Anlage stört. Man muß hierfür das Ammoniumchlorid in feinverteiltem Zustand und i gleichförmiger Verteilung einführen. Der Wärmeaustausch mit der heißen Kontaktmasse findet dabei unter den besten Bedingungen statt.On the other hand, the introduction of solid ammonium chloride can be so be realized that it does not interfere with the operation of the system. You have to do that Introduce ammonium chloride in a finely divided state and uniformly distributed. The heat exchange with the hot contact mass takes place under the best conditions instead of.
Um die Dispersion des eingeführten festen Ammoniumchlorids zu begünstigen, wird es dort eingeführt, wo die Geschwindigkeit der Granulate am höchsten ist, beispielsweise in dem verengten, die zwei Reaktionszonen trennenden Raum, Die Einführungsstelle des festen Ammoniumchlorids kann am Einlaß zur oder mitten in der Chlorierungszone derart gelegen sein, daß der aus der Dissoziation der Dämpfe des Ammoniumchlorids erzeugte Chlorwasserstoff' in vorteilhafter Weise mit den Granulaten reagieren kann. In dieser Hinsicht ist es wichtig, daß die Einführungsstelle nicht zu nahe am Auslaß .für die Gase der Chlorierungszone liegt, denn in diesem Fgll ist die Verweilgeit der erzeugten ]Pä.mpe ,zu gering und ermöglicht keins pte Reaktion.In order to favor the dispersion of the imported solid ammonium chloride, it is introduced where the speed of the granules is highest, for example in the narrowed space separating the two reaction zones, the entry point of the solid ammonium chloride can be added at the inlet to or in the middle of the chlorination zone be located in such a way that the result of the dissociation of the vapors of ammonium chloride generated hydrogen chloride 'can react in an advantageous manner with the granules. In this regard it is important that the point of introduction not be too close to the outlet .for the gases of the chlorination zone, because the dwell time is in this case of the generated] Pä.mpe, too low and does not allow any pte reaction.
Die Einführung erfolgt vorzugsweise in dem oberen Teil des engen die Reduktionszone von der ChlorierungszQne trennendQn Kanals, und der druck in diesem Kanal wird derart geregelt, daß die Gase zwangläufig zur Chlorierungszone gehen.The introduction takes place preferably in the upper part of the narrow die The duct separates the reduction zone from the chlorination zone, and the pressure in it Channel is regulated in such a way that the gases inevitably go to the chlorination zone.
Unter diesen Bedingungen übt die Einführung von festem Ammoniumchlorid einen besonders günstigen Einfluß auf die Arbeitsweise der Anlage zur Herstellung von Chlor aus, denn sie ermöglicht die Einhaltung optimaler Temperaturbereiche in den verschiedenen Reaktionszonen.Under these conditions the introduction of solid ammonium chloride is practiced a particularly favorable influence on the operation of the plant for production from chlorine, because it enables the maintenance of optimal temperature ranges in the different reaction zones.
Die optimale Temperaturfolge erfordert deutlich niedrigere Temperaturen in der Chlorierungszone als in der Reduktions- und Oxydationszone. Diese letzteren arbeiten gut bei ungefähr 500°C und sogar bei höheren Temperaturen, während die Chlorierung mit einer besseren Ausbeute bei niedrigerer Temperatur verläuft; eine Temperatur von 400 bis 450°C ist insbesondere gut geeignet.The optimal temperature sequence requires significantly lower temperatures in the chlorination zone than in the reduction and oxidation zone. These latter work well at around 500 ° C and even higher temperatures while the Chlorination proceeds with a better yield at a lower temperature; one Temperature of 400 to 450 ° C is particularly well suited.
Offenbar stehen aber nun in einer Anlage, welche stetig von Kontaktmassen durchlaufen wird, die Temperaturen der verschiedenen Zonen in enger Beziehung untereinander. Die thermischen Verluste der Reaktoren und die Reaktionswärmen bestimmen die Temperaturschwankungen in einer Zone. Andererseits ist die Temperatur, mit welcher die Kontaktmasse in eine Zone eintritt, praktisch diejenige der Kontaktmasse, mit der sie aus der unmittelbar darüberliegenden Zone herausgeht. Selbst beim Wiedereinführen der Kontaktmasse von der Oxydationszone zur Reduktionszone verringert diese nicht in merklicher Weise ihre Temperatur.Apparently, however, are now in a system, which is constantly from contact masses is traversed, the temperatures of the different zones are closely related to one another. The thermal losses of the reactors and the heat of reaction determine the temperature fluctuations in a zone. On the other hand is the temperature at which the contact mass in a zone enters, practically that of the contact mass with which it comes out of the immediate overlying zone goes out. Even when reinserting the contact mass of the oxidation zone to the reduction zone does not noticeably reduce this their temperature.
Wenn man die Anlage mit Dämpfen von Ammoniumchlorid arbeiten läßt, welche in einer zusätzlichen Sublimationseinrichtung gebildet sind, kann man nicht die Temperatur der Chlorierungszone unter 490°C erniedrigen. Diese Temperatur ist deutlich zu hoch für die Chlorierungsreaktion, deren Ausbeute sich verringert, während die Zerstörung der gasförmigen Verbindungen zunimmt. Das Korrosionsproblem wird außerdem verstärkt, und die Verluste an aktiven Salzen nehmen zu.If the system is made to work with ammonium chloride vapors, which are formed in an additional sublimation device, one cannot lower the temperature of the chlorination zone below 490 ° C. This temperature is significantly too high for the chlorination reaction, the yield of which decreases while the destruction of the gaseous compounds increases. The corrosion problem becomes also intensified, and the losses of active salts increase.
Ein Abkühlen der Kontaktmasse zwischen den Zonen der Reduktion und Chlorierung erweist sich daher notwendig, um die Arbeitsweise der Anlage zu. verbessern. Diese Abkühlung kann durch alle bekannten Mittel verwirklicht werden, aber sie erweist sich immer als sehr schwierig.A cooling of the contact mass between the zones of reduction and Chlorination therefore proves necessary to the functioning of the plant. to enhance. This cooling can be accomplished by any known means, but it turns out to be always prove to be very difficult.
Sie kann aber in einer besonders wirksamen Weise durch die Einführung von festem Ammoniumchlorid erreicht werden. Die sehr hohe latente Verdampfungswärme des Ammoniumchlorids macht die Kosten der Sublimation in einer zusätzlichen Anlage besonders lästig, stellt aber bei der Erfindung ein vorteilhaftes Merkmal dar.But it can be made in a particularly effective way by introducing it can be achieved by solid ammonium chloride. The very high latent heat of vaporization the ammonium chloride makes the cost of sublimation in an additional facility particularly annoying, but represents an advantageous feature of the invention.
Die Einführung von festem Ammoniumchlorid ermöglicht nämlich eine starke Abkühlung der Kontaktmassen und bringt die Temperatur in der Chlorierungszone unter 450°C, was in beträchtlicher Weise ihre Arbeitsbedingungen verbessert, Die Einführung des feinverteilten Ammoniumchlorids kann durch eine beliebige Einrichtung be= wirkt werden, aber ein pneumatischer Injektor eignet sich besonders gut. Sie kann mit der Einführung von Alkalichlorid für das Wiederaufladen der Kontaktmasse mit aktiven Elementen gekuppelt werden, Das feste eingeführte Pulver ist sodann eine Mischung aus Alkalichlorid und Ammoniumchlorid.Namely, the introduction of solid ammonium chloride enables one strong cooling of the contact masses and brings the temperature in the chlorination zone below 450 ° C, which considerably improves their working conditions, The Introduction of the finely divided ammonium chloride can be by any means be effected, but a pneumatic injector works particularly well. she can with the introduction of alkali chloride for recharging the contact mass be coupled with active elements, The solid imported powder is then a mixture of alkali chloride and ammonium chloride.
Beispiele Es werden als Beispiele für das erfindungsgemäße Verfahren die Ergebnisse einiger in einer Anlage ausgeführter Versuche mitgeteilt, die in der Zeichnung schematisch dargestellt ist.Examples There are given as examples of the method according to the invention reported the results of some tests carried out in a plant, which are described in the drawing is shown schematically.
Eine Anlage für die Herstellung von Chlor aus Ammoniumchlorid umfaßt drei übereinander angeordnete Reaktionskammern, welche nacheinander und in stetiger Weise von granulierten Kontaktmassen durchlaufen werden, welche mit aktiven Elementen imprägniert sind: eine Reduktionskammer 1, eine Chlorierungskammer 2, eine Oxydationskammer 3. Diese drei Kammern sind mit Einrichtungen für den Einlaß und Auslaß der Gase versehen. Sie sind untereinander durch enge Verbindungskanäle 4 und 5 verbunden, welche das Absteigen der Granulate nacheinander durch die drei Kammern ermöglichen. Die Granulate werden am Ausgang 6 der Oxydationskammer von einem Elevator 7 aufgenommen, welcher ein pneumatischer oder mechanischer Elevator sein kann, und werden so in den oberen Teil der Anlage zurückgebracht, um wieder in die Reduktionskammer eingeführt zu werden.A plant for the production of chlorine from ammonium chloride comprises three reaction chambers arranged one above the other, which are successively and continuously traversed by granulated contact masses which are impregnated with active elements: a reduction chamber 1, a chlorination chamber 2, an oxidation chamber 3. These are three chambers provided with means for the inlet and outlet of the gases. They are connected to one another by narrow connecting channels 4 and 5, which enable the granules to descend one after the other through the three chambers. The granules are taken up at the exit 6 of the oxidation chamber by an elevator 7, which can be a pneumatic or mechanical elevator, and are thus brought back to the upper part of the plant in order to be reintroduced into the reduction chamber.
Ein Teil des in Dampfzustand in die Chlorierungskammer eingeführten Ammoniumehlorids wird in einem Sublimator 8 erhalten, und die Dämpfe werden durch Rohr 9 eingeleitet.Part of the steam introduced into the chlorination chamber Ammonium chloride is obtained in a sublimator 8, and the vapors are passed through Pipe 9 initiated.
Der andere Teil des Ammoniumchlorids befindet sich in dem Behälter 10 und wird unmittelbar in pulverförmigem Zustand in die bewegliche Schicht mittels eines pneumatischen Injektionssystems 11 injiziert, welches an den oberen Teil des die Reduktions- und Chlorierungskammer verbindenden Kanals 4 angeschlossen ist.The other part of the ammonium chloride is in the container 10 and is immediately in powder form in the movable layer means a pneumatic injection system 11, which is attached to the upper part of the the reduction and chlorination chamber connecting channel 4 is connected.
Die folgende Tabelle gibt die Arbeitsbedingungen der Anlage für verschiedene
Arten der Einführung des festen Ammoniumchlorids an, wobei der Umlauf der Kontaktmasse
etwa 8001 pro Stunde war.
Claims (3)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1271083X | 1962-11-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=9678422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEP1271A Pending DE1271083B (en) | 1962-11-30 | 1963-11-12 | Process for the production of chlorine |
Country Status (2)
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- NL NL120782D patent/NL120782C/xx active
-
1963
- 1963-11-12 DE DEP1271A patent/DE1271083B/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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NL287318A (en) |
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