DE1467074A1 - Verfahren zur Reinigung von Chlorwasserstoffgas - Google Patents

Description

Dipl-Phys. Dr. K. Fincke Patentanwälte

S MÜNCHEN 27, M O HLSTIlAS S E 22, RUFNUMMER 48 3921/22 1 HO / U / H

HCOKER CHEF[IOATj CORPOPATIOTT, !Tia^-arn 7«lln, ITew York

Dr. ExpL

Verfahren zur Reinigung von ClxLorwasserstoffgas.

Dia Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von gasförmigem Chlorwasserstoff und insbesondere ein verbessertes Verfahren zum Heinigen von gasförmigem Chlorwasserstoff.

Chlorwasserstoff ist ein wichtiges chemisches Industrieprodukt und wird bei der Herstellung vieler nützlicher Produkte verwendet, wieVinylchlorid, Neopren, Kautschukhydrochlorid und dergleichen. Für viele Verwendungszwecke ist es wünschenswert, daß der Chlorwasserstoff im wesentlichen frei von Verunreinigungen ist, insbesondere solchen, die auf das hergestellte Produkt einen uner-

_o> wünschten Einfluß haben können,

J^ .31 ne wichtige Rohstoffquelle für Chlorwasserstoff ist das Abgas

^ verschiedener chemischer Prozoasa. So kann z.B. Stliziumdioxyd ο und Titandioxyd durch Hydrolyse ihrer entsprechenden Tetrachlori- °* de erzeugt werden, wobei Chlorwasserstoff als i'Toboriprodukt gebildet wird. Andere Rohstoffquo Ilen und vielleicht die ergibigstan für Chlorwasserstoff als Nebenprodukt sLiui dia Gase, die bei der-? substituierenden Chlorierung organischer Verbindungen anfallen.

Viele dieser als Nebenprodukt anfallenden Chlorwasserstoffe, ebenso wie Chlorwasserstoff, der durch direkte Vereinigung von Wasserstoff und Chlor oder die Umsetzung von Chlornatrium mit Schwefelsäure erhalten wurde, enthalten Verunreinigungen , die bei den Chlorwasserstoff benutzenden Herstellungsverfahren unerwünscht sind. Im allgemeinen enthalten die Abgase der organischen Chlorierungsprozesse die am wenigsten erwünschten Verunreinigungen. Das Verfahren der Erfindung ist insbesondere zur Reinigung von als Nebenprodukt anfallendem Chlorwasserstoff solcher organischer Chlorierungen anwendbar kann aber auch zur Reinigung von aus anderen quellen stammendem Chlorwasserstoff benutzt werden. Im nachfolgenden wird das erfindungsgemäpe Verfahren jedoch insbesondere in seiner Anwendung zur Reinigung von Chlorwasserstoff, der bei organischen Chlorierungen anfällt, beschrieben.

Viele organische Chlorierungen erfordern einen überschuh von Chlor, um eine ausreichende Umsetzung oder die gewünschte chlorierte Verbindung bei ausreichender Umsetzung zu erhalten. Dieses überschui?chlor erscheint in den Abgasen zusammen mi den Chlorwasserstoff. Je nach der angewandten Verfahrensweise enthalten die Chlorierungsabgase ,wechselnde !.[engen oragnischer Verunreinigungen. Chlor ist bei vielen Chlorwasserstoff benutzenden -/erfahren eine unerwünschte Varunreingun.:, da es korrodierend wirkt, giftig ist und auch als cxydationsruit fcel 77irksam isr-. Die organischen 7erbindu.ii;e'v darin sind unerwünscht, *,veil sie das .Dndproduict verunreinigen können oder " IL/a schlechten Geruch oder Toxyditä't verleihen können. Die "Anforderungen an den Reinheitsgrad Von öhior-

Ortflflft

wasserstoff für chemische Synthesen sind daher unabdingbar hoch, so daß ein Bedürfnis für verbesserte lletlioden der Chlor- ¥/asserstoffreinigung besteht.

Is sind schon viele Versuche durchgeführt worden, um das Problem der Chlorwasserstoffreingung, insbesondere von Nebenproduktchlorwasserstoff zu lösen, aber keiner derselben war erfolgreich genug vorii praktischen und wirtschaftlichen Standpunkt aus. Sine bekannte Verfahrensweise 1st die Absorption von Chlorwasserstoff in Wasser zur Bildung von Salzsäure. Die Absorption ijsrt jedqch nicht ausreichend selektiv und die so hergestellte Salzsäure kann verschiedene Mengen gelöster Verunreinigungen enthalten. Bei Abgasen von Chlorierungen können als Verunreinigungen Chlor und organische Stoffe enthalten sein. Zwar kann in so erzeugter Salzsäure die Chlorkonzentration durch Jinblasen von Luft .oder Erhitzen auf niedrige Beträge verringert werden, aber beide Verfahrensweisen sind mujsam und erfordern eine aufwendige und korrosionsbeständige Apparatur. Auch können mit dem Chlor merkliche Mengen Chlorwasserstoff abgetrieben werden. Auch werden durch diese Verfahren im allgemeinen nur geringe Mengen der organischen Verunreinigungen entfernt. 13s ist daher zu ihrer volt-

erforderlichJ

ständigen Entfernung eine zusätzliche Behandlung/ die umständlich und aufwendig ist, z.B. eine Adsorption mit Aktivkohle. Diese Methode hat bsioh daher im allgemeinen nicht als zufrieden* stellend erwiesen, ganz abgesehen davon, daß sie nicht zu wasserfreiem Chlorwasserstoff führt.

Im nachfolgenden wird .unter "Salzsäure" eine wässrige Lösung von Chlorwasserstoff und unter "Chlorwasserstoff" ein im wesent-

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lichen wasserfreies Material, entweder ein Gas oder eine Flüssig-•keit verstanden, die organische oder anorganische Verunreinigungen neben geringen Wassermengen enthalten kann.

Eine andere bekannte Methode zur Gewinnung von wasserfreiem Chlorwasserstoff hoher Reinheit besteht in der Desorption von HOl aus einer gereinigten Salzsäure,- die mehr als etwa 20# Chlorwasserstoff enthält. Bei dieser Arbeitsweise wird die Salzsäure erhitzt und Chlorwasserstoffgas abgetrieben bis die wässrige Lösung nur etwa 20$ HCl enthält, bei welcher Konzentration die Salzsäure konstant siedet. Die erschöpfte Salzsäure wird dann In ein Absorptionssystem zurückgeführt und mit Chlorwasserstoff angereichert und so der Kreislaufprozess geschlossen. Obgleloh das' Verfahren technisch angewendet wird is£ es aufwendig und kompliziert. Auch enthält das abgetriebene chlorwasserstoffgas Fasser, das zur Gewinnung des gewünschten wasserfreien Produktes entfernt werden muß, z.B. durch Kondensation oder Absorption. Auch erfordert diese Arbeitsweise erhebliche Aufwendungen in Form säurebeständiger Behälter, Pumpen, Destillierapparate und sonstige· Einrichtungen.

Bekannt sind auoh Arbeitsweisen,bei denen anstelle Ton Wasser organische Flüssigkeiten als Absorptionsmittel benutzt werden. ' Bei diesen Verfahren werden die Verunreinigungen hauptsächlich

in den organischen Flüssigkeiten absorbiert und ein gereinigte· r

H4 '■« HOl-Oas erhalten.. Der Nachteil dieser Verfahren besteht daring I

daß große Mengen relativ kostspieliger Lösungsmittel uagepumpt, erhitzt, kondensiert,gekühlt und gelagert «erden mttaien. Auoh bilden Bloh im System größere Mengen von SaIbsäure unl sammeln . •loh darin an, «enn nicht extreme Sorgfalt darauf verwandet wirfl

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Wasser auszuschließen und das korrodierende Material zu reinigen.

Bei anderen bekannten Arbeitsweisen werden feete Adaorbentien zur Entfernung der Verunreinigungen des Chlorwasserstoffs vorgeschlagen. Diese Arbeitsweisen erfordern jedoch, wenn größere Mengen von Verunreinigungen zu entfernen sind, große Mengen an

Adsorbentien und sind daher zu aufwendig, um allgemein angewendet

/<*uoaJ werden zu können. Wenn/aas Adsorbens zur Verringerung der Kosten regeneriert werden kann, so macht doch dies das Verfahren umständlich und schwer zu handhaben. Diese Verfahren sind im allgemeinen nur wirtschaftlich, wenn nach Vorreinigung des Chlorwaiserstoffs mit weniger aufwendigen Mitteln die restlichen Spuren der Verunreinigungen entfernt werden sollen.

Es besteht daher noch heute das Bedürfnis nach einer einfachen, robusten und ökonomischen Arbeitsweise zur Gewinnung eines gereinigten,wasserfreien Chlorwasserstoffs insbesondere aus Abgasen, bei der eine BJinriohtung benutzt werden, kann, die aus wohlfeilen, Ijsioht zugänglichen Konstruktionsmaterialien gefertigt 1st. Diesem Bedürfnis wird durch die erflnduragsgemäße Arbeitsweise., die zur Reinigung von Chlorwasserstoff der verschiedensten Herkunft geeignet 1st, entsprochen.

Die beigefügte Zeichnung zeigt ein 8ohematisoh.es FlieBdiagramm einer Ausführungeform des verbesserten ChlorwasserstoffrelniaungsverfAhrens gemäß der Erfindung.

Bei dem verbesserten Reinigungsverfahren gemäß der Erfindung wird gasförmiger Chlorwasserstoff, der kondensierbarβ und/oder vor- *· j - flüsalgba»· Verunreinigungen wie Wasser und reaktionsfähige or· ganisohe oder anorganische Verbindungen enthält, behandelt um

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im wesentlichen alles Wasser aus dem HCl-Gas zu entfernen und zuletzt jenen Anteil an organischen oder anorganischen Stoffen, die sich bei der anschließenden Kompression des-HBl-Gases auf Verflüssigungsdruck als feste Stoffe abscheiden, würden. Das so|behandelte Gas wird dann unter einem geeigneten Verflüssigungs-

wenigstens druck komprimiert, zweckmäßig auf/etwa drei Atmosphären und dar rauf in eine Fraktionierzone geführt, in der es unter Aufreohterhaltung von Rückflußbedingungen in der Fraktionierzone mit flüssigem Chlorwasserstoff im Gegenstrom in KÖtakt gebracht wird. Eine flüssige Fraktion, die Verunreingungen von einem höheren Siedepunkt als HCl enthält wird im wesentlichen kontinuierlich vom unteren Teil der Fraktionierzone abgezogen und ein gereinigter Chlorwasserstoff, der im wesentlichen frei von höher siedenden Verunreinigungen ist, wird aus dem oberen Teil derbZone abgezogen. Das gereinigte Chlorwasserstoffprodukt kann als Gas gewonnen werden oder es kann verflüssigt und kondensiert werden. Die Verflüssigung des Chlorwasserstoffproduktes kann wünschenswert sein, um eine weitere Reinigung des Chlorwasserstoffgases zu erzielen, z.B. wenn merkliche Mengen nicht kondensierbarer Verunreinigungen und/oder Verunreinigungen mit einem Siedepunkt unter dem des Chlorwasserstoffs vorhanden sind.

Verunreinigungen, die beispielsweise nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus dem HCl-Ga3 abgetrennt werden können sind Wasser, Chlor,niedere halogenierte aliphatisch^ Verbindungen wie Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorethylen, Hexachloräthan, Pentachloräthan, Perchloräthylen, Hexachlorbutadien anbenso wie andere halogliierte analoge Verbindungen, alioycllsche halogenierte Ver-

bindungen wieJHexachlorcyclopentadien, Octachlorcyclopenten u. dgl., aromatische Verbindungen wie Hexachlorbenzol, anorganische Stoffe /

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Nickelchlorid, Eisenchlorid, Titantetrachlorid, Siliziumtetrachlorid und andere Metallhalogenide. Auch hat sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders,·:geeignet zur Reingung von Abgaschlorwasserstoff der Fluorierungsprozesse zur Herstellung gemischter Fluor-Chlor-Verbindungen erwiesen. Es ist der einzig technisch brauchbare Prozess um HF aus Abgaschlorwasserstoff abzutrennen.

Im einzelnen umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren folgende Verfahrensschritte :

(Ί) Vorbehandlung des rohen HCl-Gases zur Entfernung von Wasser und anderen Verunreingungen, die den weiteren Reinigungsprozess ungünstig beeinflussen,

(2)Kompression des teilweise gereinigten HOl unter Verflüssigungsdruck:, und

(3)fraktionierte Destillation des komprimierten HCl zur Erzielung eines gereinigten HCl-Produktes.

Was den ersten Verfahrensschritt anbetrifft so kann Chlorwasserstoff, insbesondere Abgasohlorwasserstoff Verunreingungen wie Wasser und reaktive und/oder feste organische und/oder organische Stoffe enthalten, die entfernt oder auf geringe Mengen verringert werden müssen, bevor die weiteren beiden Verfahrensschritte angewendet werden können. Wenn als einzige Verunreinigung nur merkliche Mengen von Chlor im Chlorwasserstoff enthalten sind, kann eine Vorbehandlung des Chlorwasserstoffs vor Kompression und Fraktionierung in Fortfall kommen. Wie hernach noch im einzelnen ausgeführt ist, beträgt bei Anwesenheit von Chlor im System die zulässige Höchsttemperatur nur etwa 150°C, wenigstens wenn kohlenstoffarmer Stahl das wesentliche Konstruktionsmaterial der Einrichtung bildet. Es bildet Jedoch einen wesentlichen Vorteil

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des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß kohlenstoffarmer Stahl für alle Teile der Reinigungsvorrichtung als Konstruktionselement benutzt werden kann zum Unterschied von früheren Arbeitsweisen, die zur Verhütung von Korrosion aufwendige und häufig zerbrechliches Konstruktionsmaterial erforderten.

¹Is wurde festgestellt, daß was den korrodierenden Einfluß auf eine aus Stahl gefertigte Einrichtung betrifft, Wasser eine der schädlichtsen Verunreinigungen des Chlorwasserstoffs ist. Ss ist daher wichtig, daß das Chlorwasserstoffgas vor der Kompression unter Verflüssigungsdruck so behandelt wird, daß der maximale Wassergehalt nur etwa 100 ppm und vorzugsweise weniger als 50 ppm beträgt. Dem Fachmann sind viele Verfahrensweisen bekannt, die. es gestatten den Wassergehalt so zu reduzieren. Beispielsweise kann kann das Chlorwasserstoffgas mit einem festen Adsorbens in Kontakt gebracht werden, wie(Silicagel, Tonerdegel, einem Molekularsieb oder dgl. Diese Adsorbentien können nachdem sie sich mit Wasser aus' dem HCl-Gas aufgesättigtjhaben, durch Erhitzen regeneriert und wiederholt verwendet werden. Man kann auch das Chlorwasserstoffgas mit einem Stoff zusammenbringen,der das Wasser bindet wie Schwefelsäure, Chlorcalcium oder dgl. oder es kann auch ein Reagens benutzt werden, das mit dem Wasser ein nioht störendes Produkt bildet wie zJB. Sfiureohloride, Thionylchlorid« und dgl. TVo Heagentien benutzt werden, dia ein Hydrat bilden, kann die Regenerierung wie bei den Adeorbentien duroh Erhitzen erfolgen. Bei den nioht störende Produkte bildenden Heagentien können diese Produkte weggeworfen «erden.

Man kann auohndas Wasser aus dem Chlorwasserstoff duroh Abkühlen des Gases unter Bildung einer kondensierten wftitrlgen Phase,

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die abgetrennt wird, entfernen. Zur gewünschten Abkühlung des Gases können die verschiedensten Methoden angewandt werden, solohe mit direkter oder Indirekter Kontaktkühlung. Da die Temperatur, auf die der Chlorwasserstoff gekühlt werden, muß zum Teil wenigstens von dem Druck abhängt, bei dem das Gas behandelt wird, kann es wünschenswert sein, die Kühlung unter Druck vorzunehmen, z.B. bei etwa 1 bis etwa 4 Atmosphären. Hierdurch wird es möglich das verunreinigende Wasser In der HCl bei höherer Temperatur zu kondensieren und so die erforderlioho Menge an Kühlaggregat zu verringern und dabei gleichfalls in einer ersten Kompressionsstufe das darauf unter Verflüssigungsdruok zu setzende HCl zu behandeln. Das im HCl-Oas kondensierte Wasser kann dann in versohiedener Weise entfernt werden^ z.B. duroh elektrostatische Abscheidung, Hindurchführen des Oases durch einen Sntnebler oder dglj

Wie schon ausgeführt, können außer Wasser bei dieser Vorbehandlung •uoh andere anorganische oder organische Verunreinigungen aus dem Chlorwasserstoff entfernt werden. Im allgemeinen lsi es wünschenswert Im wesentlichen alle die organischen oder anorganischen Verunreinigungen au entfernen, welche sioh in dem anschließenden Kompressorsystea als Feststoffe abscheiden würden und die sich, bei den anschließenden Reinigungsbehandlungen nachteilig auswirken. Die Entfernung der organischen Stoffe kann duroh Kühlung und Kondensation des HOl-Gasea vervollständigt werden, webel das kondensierte Material aus dem Gas abgetrennt wird. In einigen Fällen hat es sioh zur Entfernung der organischen und anorganischen Stoffe als zweokmäßlg er-

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wiesen das Chlorwasserstoffgas mit einer Waschflüssigkeit von hohem Siedepunkt zu waschen wie hochsiedenden organischen Stoffen. In diesen Fällen hat es sich gezeigt, daß die vorteilhaften Wirkungen des Kühlens und Waschens durch Verwendung einer geeisten oder gekühlten Waschflüssigkeit erzielt werden können.

Die bevorzugte Methode um außer Wasser bei der Vorbehandlung des Gases sowohl organische als auch anorganische Verunreinigungen zu entfernen, besteht in einer Kühlung des Gases zur Kondensation der Verunreinigungen und anschließender Entfernung der kondensierten Verunreinigungen, vorzugsweise durch Hindurchsohicken des Oases durch einen Entnebler. Soweit die Methode auf die gleichzeitige Entfernung von Wasser sowie organischen und anorganischen Verunreinigungen anwendbar ist, ist es im allgemeinen wünschenswert, daß die Entfernung dieser Verunreinigungen gleichzeitig in einer einzigen Kondensations- und Sntnebelungsoperation erfolgt, besser als nacheinander. Auf diese Weise kann die Zahl der einzelnen Verfahrenssohritte in der Vorbehandlungsstufe des Verfahrens verringert werden, wodurch sich die Arbeitsweise vereinfacht und Kosten eingespart werden.

Bei einer bevorzugten Vorbehandlung des Rohgases nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das rohe HCl-Gas, das geringere Mengen an organischen Verunreinigungen wie Terachlorkohlenstoff, Trichloräthylen, Perchloräthylen, Hexachlorbutadien, Octachlorcyoloojäfoten, Hexachlorcyclopentadien, Hexachlorbenzol,Hexaohloräthan, Pentaohloräthan, anorganische Stoffe wie Chlor, Aluminium- und Magnesiumsllikate, Metallhalogenide wie Metallchloride u.dgl. enthält, In einen Kompressor geführt, in dem es auf einen Druck von

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bis etwa #*4Α) atü komprimiert wird. Vorzugsweise wird das Gas bei einem Druck von etwa ί £%4φ bis etwa tffylfS, z.B.

bis 'i^Jfjr atü komprimiert. Hierfür sind die verschiedensten Kompressortypen geeignet. Z.B. werden unter Benutzung eines Kompressors vom Nash-Turbinentyp ausgezeichnete Ergebnisse erzielt. Wenn ein solcher Kompressor benutzt wird, ist es jedoch erwünscht, daß die Verschlußflüssigkeit keine Verunreinigungen an das zu komprimierende HGl-Gas abgibt. Obgleich die verschiedensten Abschlußflüssigkeiten benutzt werden können, hat sich konzentrierte Schwefelsäure als besonders geeignet erwiesen, darsie nicht nur keine Verunreinigunegn dem HGl-Gas zuführt sondern gleichzeitig auch als Trockenmittel wirkt und mit dazu beiträgt, daß jedweder Wasserdampf aus dem Gas entfernt wird. Es können natürlich auch andere Verschlußflüssigkeiten im Nash-Turbinen-Kompressor benutzt und anch andere Kompressoren als der Nash-Turbinenkompressor verwendet werden.

Das noch unter den angegebenen Drucken stehende komprimierte HCl-Gas wird dann soweit heruntergekühlt, daß die Hauptmenge der Verunreinigungen außer Chlor kondensiert wird. Im allgemeinen wird das Gas auf eine Temperatur von etwa 10 bis etwa -1O°C abgekühlt. Es ist jedoch wünschenswert das Gas nicht wesentlich unter -15°C abzukühlen, da bei Anwendung so tiefer Temperaturen sich das System verstopfen kann. Es wird angenommen, daß diese Verstopfung auf die Bildung von festem Chlorwasserstoffhydrat zurückzuführen ist, das sich bei Temperaturen unterhalb etwa -15°C bildet. Es ist deshalb vorzuziehen, das HCl-Gas nur auf Temperaturen von etwa 0° bis etwa -1O⁰O herunterzukühlen.

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Die Kühlung kann auf verschiedene Weise erfolgen, Z.B. durch "indirekten Wärmeaustausch des Gases mit einer gekühlten Oberfläche,wie von einem Kühlmittel durchflossenen Rohrschlangen. Das rohe komprimierte Chlorwasserstoffgas kann z.B. aber auch durch einen Füllkörperturm im Gegenstrom zu einer Kühlflüssigkeit geführt werden. Die verschiedensten Kühlmedien können benutz werden. Voraussetzung ist nur, daß sie das Chlorwasserstoffgas, mit dem sie in Kontakt gebracht werden,nicht verunreinigen. Ss können z.B. hochsiedende organische Stoffe benutzt werden, wie sie aus dem behandelten Chlorwasserstoffstrom

werden/
kondensiert^' Sie werden mit einer Kühlschlange gekühlt und dann mit dem zu reinigenden HCl-Gasstrom in Gegenstromkontakt ge~ bracht zur Kondensation der darin enthaltenen Verunreinigungen. Auf diese .?feise kann, auch durch Anwendung anderer entsprechender Kühltechnike^ alles Fasser und die hochsiedenden organischen Verunreinigungen ebenso wie ein großer Teil der niedriger siedenden organischen und anorganischen Verunreindungen im Gasstrom kondensiert und als Nebel abgschieden werden.

Wenn sich die Verunreinigungen in Nebelfprm im Gasstrom abgeschieden haben, wird das noch unter Druck stehende Gas,wie schon beschrieben, einer weiteren Behandlung unterworfen, unfden aus den Verunreinigungen bestehenden Nebel aus dem Gas zu entfernen. Dies kann in verschiedener Weise erfolgen. Z.B. kann das den Nebel enthaltende Gas durch eine elektrostatische Entnebelungseinrichtung hindurchgeleitet werden, oder durch mechanische Entnebler wie Cyklone, Prallflachenentnebler, die mit verschiedenen Fasermaterialien gefüllt seir$cb*nnen,wie Glasfasern, keramische Fasern,Aluminiumsilikatfasern, Metallfasern,Fasern aus Plastik oder dgl. Wie festgestellt wurde, kann in einfacher

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Weise die nebelförmige Verunreinigung des HCL-Gasstromes in einem

Schicht

Aufprallentnebler entfernt werden, der eineBacbesdaaax aus Aluminiums! likatfaser η enthält. Auf diese Weise kann der Wassergehalt des behandelten HCl-Gases unter 100 ppm und im allgemeinen auf 50ppm auf das Gasvolum bezogen verringert werden. Gleichzeitig werden wesentliche Mengen hochsiedender organischer Verunreinigungen wie chlorierte Butadiene,Cyclopentadiene, Cyclopentene,Benzol u.dgl. mit entfernt. Obgleich auch merkliche Mengen einiger niedriger siedender organischer Stoffe wie Trichloräthylen, Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform u.Bgl. dabei entfernt werden können, kann es wünschenswert sein, wie hernach im einzelnen noch ausgeführt wird, daß wenigstens einige dieser organischen Stoffe im Gas verbleiben, da ihre Anwesenheit während der nachfolgenden Gasbehandlung vorteilhaft sein kann. Es wurde festgestellt, daß es vorteilhaft ist, daß das partiell komprimierte,gekühlte und entnebelte HCl-Gas soche nied/riger siedenden organischen Stoffe wenigstens im 2ofachen Volum des im Gas verbliebenen Wassers enthält,z.B. etwa 0,1 Gewichtsprozent bezogen auf HCl-Gas. Es können aber auch wesentlich größere Mengen solcher niedrig siedender Stoffe vorhanden sein z.B. etwa 5 Gewichtsprozenz bezogen auf HCl-Gas. Wegen der vorteilhaften Wirkungen solcher Mengen niedrig siedender organischer Stoffe, kann es wünschenswert sein, wenn das Gasediese enthält^ solche dem Gas vor den nachfolgenden Reinigungsbehandlungen zuzuführen.

Wenn die beschriebene Vorbehandlung des Gases beendet ist, wird das Gas auf einen geeigneten Verflüssigungsdruck komprimiert, vorzugsweise auf etwa 3 bis etwa 30 Atmosphären, Insbesondere auf etwa 15 bis etwa 20 Atmosphären. Worauf schon hingewiesen

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wurde, ist es wünschenswert, daß die Temperatur des Chlorwasserstoffgases etwa 150°C nicht überschreitet und vorzugsweise während des gesamten Reinigungsprozesses unterhalb etwa

130⁰C liegt. So weit es erwünscht ist, läßt man die Temperatur

Gases;
des/wahrend seiner Kompression ansteigen. Es ist jedoch zweckmäßigi, daß die Gastemperatur zu Beginn der Kompression so niedrig wie möglich liegt,um das während der Kompression erforderlche Maß an Kühlung möglichst gering zu halten. Ss ist vorteilhaft, da3 die Temperatur des HCl-Gases zu Beginn der Kompression nicht wesentlich höher liegt als die Gastemperatur bei der Kondensation und iintnebelunc und eta 0⁰C beträgt. So niedrige Temperaturen bei Kompressionsbeginn .sind aber nicht durchaus erforderlich und es können auch Temperaturen oberhalb 0⁰C vorliegen wie z.B. 20 bis 30⁰G oder auch darüber, wenn das Gas während der Kompression ausreichend gekühlt wird und seine Temperatur vorteilhaft unter 150⁰C, vorzugsweise unter et*8ii,130^oC gehalten wird. Die Kompression kann auf die verschiedenste Art miJ? den verschiedensten Apparatetypen durchgeführt werden. Z.B.

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kann ein vor- und rückwärts laufender^ein Zentrifugal- .oder Radialkompressor oder dgl. benutzt werden, wobei die besondere Konstruktion von der Art der Durchführung der Kompression,den gewünschten Drucken und anderen relativen Faktoren abhängig ist. Vorzugsweise kann, insbesonder bei Anwendung von Drucken von. etwa 15 bis 20 Atmosphären ein vor- und rückwärtslaufender Kom- p$egäö¥ benutzt werden. ISr soll eine genügende Anzahl von Kompressionsstufen mit zwischenstufiger Kühlung aufweisen, um die Gastemperatur unterhalb der. maximalen Temperaturgrenze zu haiten. Im allgemeinen werden befriedigende Ergebnisse mit einem zweistufigen Kompressor erzielt, in dem das Gas in der ersten

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Stufe bei etwa iZftyS bis etwa t^,^3 Atmosphären lind in der zweiten Stufe bei Drucken bis etwa "/)?,£# Atmosphären komprimiert wird. Bei einem solchen Kompressor kann die Kühlung des Gases mit den verschiedensten Typen von Kühlapparaten erfolgen wie z.B. einem Gehäusekühler und einem Rohrkühler oder dgl. Bei einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergab es sich als wü'ischensw^rt/die Kühlung des Gases nach der zweiten Kompressionsstufe durch indirekten Kontakt des Gases mit expandiertem,gereinigtem HCl-Gas in einem Gehäuse - oder Hohrv/armeaustauscher durchzuführen.

Vorauf schon hingewiesen wurde betrögt die maximale Gastemperatur insbesondere in der Kompressionsstufe weniger als etwa 15O°C und vorzugsweise weniger als etwa 13O⁰C. Bei Gastemperaturen, die wesentlich über diesen Werten liegen,macht sich eine merkliche Korrosion der Apparatur bemerkbar, insbesondere, wenn diese aus Stahl gefertigt ist .· Bei Gas temperatur en unterhalb dieses Maximums,

durch das Chlor im HCl-Gas

kann ohne Auftreten stärkerer Korrosionen/eine weniger kostspielige Stahlapparatur bemitzt werden. Außerdem wurde festgestellt, daß bei höheren Gastemperatüren eine thermische Chlorierung mancher der organischen Verunreinigungen im HCl-Gas vor sich geht. Die bei solcher thermischen Chlorierung entstehenden Stoffe können feste Stoffe oder hochsiedende Flüäslgkei ten sein, die sich im Kompressorsystem absetzen oder kondensieren.

Nachdem das HCl-Gaf auf den gewünschten Verflüssigungsdruck komprimiert ist,7.B. auf 15 bis 20 Atmosphären, wird es der Fraktionierung unterwprfen z.B einer fraktionierten Destillation unter Druck. Zweckmäßig wird das komprimierte HCl-Gas direkt in die Fraktionierkolonne eingeführt oder, wenn gewünscht_/ kann es ganz oder teilweise kondensiert werden und in die Kolonne als eine Flüssigkeit oder ein Dampf-Flüssigkeitsgemisch eingeführt werden

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Bei der fraktionierten Destillation wird das Chlorwasserstoffgas . unter Druck in die Fraktionierkolonne eingeführt und im Gegenstrom mit flüssigem Chlorwasserstoff in Kontakt gebracht. Die Menge an flüssigem Chlorwasserstoff, mit dem das Chlorwasserstoffgas in der Kolonne in Kontakt gebracht wird ist wenigstens so bemessen, daß ein Rückfluß in der Destillationskolonne erfolgt. Am zweckmäßigsten wird das für den Rückfluß erforderliche flüssige HCl durch Kondensation wenigstens eines Teils des Im Verfahren erhaltenen gereinigten Chlorwasserstoffs erhalten und die kondensierte Menge in die FraktionVzone geführt. Natürlich kann auch flüssiges HCl aus anderen Quellen benutzt werden.

Die Fraktionierzone -oder Destillationskolonne kann verschiedener Konstruktion sein, vorausgesetzt, daß sie die genügende Anzahl von Übertragungseinheiten oder Böden aufweist, um die gewünschte Fraktionierung und Reinigung des Chlorwasserstoffgases zu erzielen. Wenn die Temperatur des zu behandelnden Oases unter der Temperatur gehalten wird bei der eine merkliche Schädigung der Apparatur durch Chlor bewirkt wird, kann die Kolonne au3 kohlenstoff armen oder niedrig legiertem Stahl, gefertigt sein. Ss wurde festgestellt, daß eine aus solohem Material gefertigte einfache ftftpficc&onne den Erfordernissen des Verfahrens entspricht und auch die gewünsohte Regelbarkeit der Verfahrensbedingungen erzielen läßt.

Im allgemeinen hängt die Anzahl der erforderlichen Übertragungseinheiten oder theoretischen Böden der Kolonne von der Natur und Konzentration der Verunreinigungen des zu behandelnden HOLl-Gases ab, der gewünschten Reinheit des Chlorwasserstoffproduktes, der

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-Beschaffenheit des Destillationsrückstandes oder des aus der Kolonne abgezogenen Flüssigkeitsstromes und dgl. Das Chlor sowie alle chlorierten organischen und anorganischen Stoffe von höherem Siedepunkt als der flüssige Chlorwasserstoff werden als Verunreinigungen mit dem Bodenprodukt aas der Fraktionierkolonne entfernt. Fenn der Chlorwasserstoff der als Überkopfprodukt aus der Kolonne abgezogen wird, nichtkondensierbare Stoffe wie Stickstoff, Sauerstoff ,Wasserstoff oder dgl. enthält, so können diese durch eine anschließende Verflüssigung des gereinigten Chlorwasserstoffs entfernt werden.

TTenn das Chlorwasserstoffgas in die Fraktionierkolonne eingeführt wird und Rüokflußbedingungen in der Fraktionierzone aufrecht erhalten werden, dann wird in dem unteren Teil der Fraktionierzone oder Kolonne ein Flüssigkeitsanteil erhaltender im wesentlichen alle Verunreinigungen des Chlorwasserstoffgases enthält. Im allgemeinen hat es sich als wünschenswert erwiesen, den Destillationsoder FraXtionierturm mit einer Heizvorrichtung oder einem Rückerhitzer zu versehen in die der flüssige Anteil oder Bodenrückstand, aus der Kolonne im wesentlichen kontinuierlich eingeführt werden. In dem Erhitzer oder Rückerhitzer wird dieser flüssige Anteil wenigstens teilweise verdampft und der Dampf in die Fraktionier- oder Destillationskolonne zurückgeführt, d'ie er/aufwärts wie das in die Kolonne eingeführte Chlorwasserstoffgas durchstreicht. Auf diese Weise wird eine vollständigere Reinigung des Chlorwasserstoff gases von den Verunreinigungen erreicht. Es wurde festgestellt, daß dawei nur ein geringer Verlust von Chlorwasserstoff im System eintritt und ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird.

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Wie schon erwähnt ist es wünschenswert, daß die Menge flüssiger organischer Stoffe, die sich im untern Teilder.Fraktionierzone ansammeln und in die Rückerhitzersektion geführt werden wenigstens 0,1 Gewichtsprozent des zu behandelnden Chlorwasserstoffgases betragen und vorzugsweise etwa 0,2 bis etwa 5> Gewichtsprozent ausmachen. Der Teil flüssiger Stoffe der aus dem unteren Teil der.Fraktionierzone erhalten wird,wirkt, wie festgestellt wurde, als ein Reinigungsmittel, durch das einige der Verunreinigungen entfernt werden, die in der Vorbehandlungsstufe des Verfahrens nicht vollständig ent- £d:fl£twurden, insbesondere Wasser. Yiie schon erwähnt, kann es wünschenswert sein,einige niedriger siedende organische Stoffe wie Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorethylen, Perchloräthylen oder dgl. der ¹HrM tzungs zone oder dem Rückerhitzer zuzuführen, wobei die Menge an in den Rückerhitzer aus der Destillationszone eingeführter Flüssigkeit nicht zum wenigsten 0,1 Gewichtsprozent des zu behandelnden HCl-Gases betragen soll.

Wenn gewünscht kann des flüssige Gemisch von Chlor und organischen Stoffen aus dem Rückerhitzsrteil der Fraktioniereinrichtung abgetrennt werden. f3s kann aber auch das Chlor von den organischen Stoffen aus dem Gemisch in einer zweiten oder Hilfskolonne oder einem Verdampfer abgetrieben werden. Im allgemeinen wird in diesem Fall der erhaltene organische Anteil entfernt. VIena. gewünscht, kann das aus den organischen Stoffen abgetriebene Chlor in den Chlorstrom der organischen Chlorierungsreaktion, aus dem der zu reinigende Chlorwasserstoff stammt, zurückgeführt werden.

VTenn man das in die Fraktionierzone eingeführte Chlorwasserstoffgas Rückflußbedingungen unterwirft, indem man es im Gegenstrom zu einem Strom von flüssigem Chlorwasserstoff führt, erhält man in dem oberen

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Teil der Fraktionierzone oder des Destillationsturmes ein hochgereinigtes Chlorwasserstoffgas. Dieses HCl-Gas enthält, wie festgestellt wurde nicht mehr als etwa 50ppm TTasser, weniger als etwa 1>i Chlor (aus 1 bis 20$ des ursprünglich vorhandenen Chlors), weaiger als etwa lOOppm organische Verunreinigungen und nicht, mehr als etwa 50ppm anorganische Verunreinigungen. Bei Benutzung zusätzlicher Böden kann der Chlorgehalt sogar noch weiter bis auf weniger als etwa lOOppm reduziert werden. Ss wurde festgestellt, daß im wesentlichen die einzige Verunreinigung aus dem ungereinigten Chlorwasserstoffgas, die nach dem erfindungsgsmäßen Verfahren nicht entfernt wird. Kohlendioxyd ist. Im allgemeinen destilliert dieses zusammen mit dem Chlorwasserstoff in der Fraktionierzone und wird daher nicht entfernt. Jedoch ist Kohlendioxyd im Gas im allgemeinen nur in geringer Menge vorhanden und wird auch im allgemeinen als eine wenig störende Verunreinigung des Chlorwasserstoffgases angesehen.

Das aus dem Kopfteil der Fraktionierzone erhaltene,gereinigte Chlorwasserstoffgas kann, wenn gewünscht, wenigstens teilweise kondensiert werden zur Gewinnung des flüssigen Chlorwasserstoffs für den Rückfluß in der Fraktionierkolonne. Es kann aber auch alles gereinigtes Chlorwasserstoffgas kondensiert werden, wenn z.B. ein flüssiges Produkt gewünscht wird, oder eine Trennung der nicht kondensierbaren Anteile erwünscht ist. Im allgemeinen wird jedoch. nuifdie für den Rückfluß erforderliche Menge an gasförmigem Effil kondensiert und der Rest als gasförmiges Produkt abgeführt. Das "Gewichtsverhältnis zwischen Rückflußprodukt und gasförmigem Produkt kann zwischen etwa 0,1:1 bis etwa 5:1 liegen. Es ka^a jedoch auch öfters ausserhalb dieser Verhältnisse liegen, je nachdem wel-

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jfS

ehe spziellen Verfahrensbedingungen zusammentreffen.

Nach der partiellen Kondensation des gereinigten HCl-Gases wird das verbleibende unkondensierte Gas noch unter einem Druck von etwa 15 bis etwa 20 Atmosphären als &&s- gareinigte$ Produkt gewonnen und kann dann in-vielen industriellen Prozessen Anwendung finden. Vorzugsweise wird jedoqhiidas Produktgas vor seiner Aufspeicherung noch unter Druck dem Kompressor zugeführt, wo man es entspannt und Hitze aufnehmen läßt, um dadurch die Kühlung des zu komprimierenden,ungereinigten HCl-Abgases zu bewirken.

In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemä.8en Verfahrens schematisch dargestellt. Wie die Zeichnung zeigt^ wird der rohe Chlorwasserstoff,der die verschiedenen beschriebenen Verunreinigungen enthält,einer Vorbehandlung unterworfen, in der im wesentlichen das gesamte TTasser ebenso wie merkliche Mengen organische Verunreinigungen aus dem Chlorwasserstoffjentfernt werden. Wie erwähnt erfordert die Vorbehandlung eine partielle Kompression des HCl-Gases bei einem Druck von etwa 1 bis etwa 4 Atmosphären, worauf das Gas zur Kondensation des Wassers und anderer darin enthaltener Verunreinigungen gekühlt wird, die sich als Nebel darin abscheiden. Darauf wird der Nebel vorzugsweise in einem Prallfläche nentnebler abgeschieden. Im Anschluß an diese Vorbehandlung wird das HCl-Gas weiter komprimiert, vorzugsweise bei einem Druck von etwa 3oder 4 bis etwa 30 Atmosühären. Das so komprimierte Gas wird in einen Destillationsturm eingeführt la dem unter Bttttk* fluflbedingungen seine Fraktionierung erfolgt, wobei de* Oai unter Druck gehalten wird. Der Destillations turm fcst alt einem Rüokerhltzer versehen, in den dervflüssige Teile¹ oder die Rückstände aus

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der Destillationszone e Inge führ t/blsc3aur ihrer teilweisen Verdampfung erhitzt werden, worauf der unverdampfte Teil in einen Evaporator geführt wird, in dem das Chlor aus den organischen Stoffen abgetrieben wird. Der Destillier- oder Fraktionierturm ist gleichfalls mit einem Kondensor versehen, durch den wenigstens ein Teil des gereinigten HCl-Gasproduktes geschickt werden kann um genügend flüssiges HCl für den Rückflß im Turm zu erzeugen. Das verbleibende HCl^x§as wird dann als gereinigtes Gas gewonnen. iSs kann aber auch, wie durch die punktierten Linien angedeutet, das noch unter Druok stehende gasförmige Produkt in den Kompressor zurückgeführt werden, in dem es zur Abkühlung des zu komprimierenden Gases, vorzugsweise in indirektem Kontakt mit ihm, entspannt wird. Die Kühlwirkung durch das komprimierte Produkt kann ift jedem Stadium der Kompression nutzbar gemacht werden,z.B. vor oder nach der Kompression oder als Zwischenstufenkühlung. Mach der Expansion verbleibt als Verfahrensprodukt das gereinigte HCl-Gas.

Im Ganzen genommen besteht die Vorrichtung zur Durchführung des

erfindungsgemäßen Verfahrens aus (1) einem geeigneten Vorbehandler oder Treckner,um störendes Wasser oder organische Verunreinigungen aus dem rohen HCl-Gas zu entferenen, (2) einem Kompressor und (3) einer mit einem RÜokerhitzer und Kondensor versehenen Fraktionierkolonne, wobei der Kondensor den Rückfluß des flüssigen HOl fltoiöl· Kolonne bewirkt. Zusätzlich können, wenn gewünscht, für eine im wesentlichen automatische und kontinuierliche Durchführung des Verfahrens geeignete automatische Kontrollinstrumente wie sie für eine glatte kontinuierliche Verfahrensweise erforderlioh sind, vorgesehen sein.

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Beispiel I

Es wurde ein Abgascjjlorwasserstoff der Chlorierung von Pentan gereinigt. Die Verunreinigungennin diesem Abgas hatten die folgende durchschnittliche Zusammensetzung:

Nicht kondensierbare Gase (C0_p, 0_P, H_p, und N_P): weniger als etw

0,β> Volumprozent

Wasser: 0,015 bis 0,25 Gewichtsprozent . Organische Bestandteile:

Tetrachlorkohlenstoff: 0,25 bis 2J05 Gewichts% Tetrachloräthylen : 0 bis 1,0 Gewichts^ .

Geringere Mengen von Trichlorethylen, Hexachlorcyclopentadien und Octachlorcyclopentan waren ebenfalls vorhanden. Ein Strom dieses Abgases wurde,wie beschrieben, in die Vorbehandlungsstufe geführt. Das Gas wurde in einer Turbine vom Nash-Typ bei etwa -A₁^i? atü komprimiert und darauf in einem Waschturm im Gegenstrom mit Hexa-.ve'vaschatii

chlorpentadien<( das auf einer Temperatur von etwa -10 bis 0⁰G gehalten wurde. Danch wurde das Gas durch, einen Entnebler vom Pralltellertyp mit einem Filterpolster aus Aluminiumsilikatfasern geleitet. Das so behandelte Gas wurde dann in einem Dreistiifenkompressor bei einem Arbeitsdruck von etwa'fpjiÖ atü komprimiert.

Um die Kompressionswärme abzuführen und die Maximaltemperatur im

wurde/

Gaa unter etwa 130°0 zu halten fin einer Zwischenzone gekühlt. Die Kühlung des Gases nach der letzten Kompress ions stufe wurde durch indirekten Kontakt zwischen dem komprimierten Gas und dem expandierten im Verfahren anfallenden gereinigten Gas bewirkt.

Das komprimierte Gas mit einer Temperatur von etwa 25 bis 30°0 wurde dann in eine stählerne Fraktionierkolonne mit 12 B'öden vom Sprudelbodentyp geleitet und dort etwa 16 Stunden unter gleich-

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mäßigen Bedingungen fraktioniert. Danach wurde eine Reihe von Prob ben entnommen um die Wirksamkeit der Chlorwasserstoffreinigung festzustellen. In der nachstehenden Tablle sind die Ergebnisse von 5 Proben aufgeführt:

Versuchs-Nr. 12 3 4-5

Zugeführtes Gew.% _m 2,9 9,7 4 9 ¹?0 2,9 /

Zufuhr(Lage des Bodens} ^; 9 5 5 3 0 ^V

Gaszufuhr Kg/Stunde ^_{36 6Q}^₇₉ ^_{18 43}^ ^₇₀

Rückfluß an flüssigem

HCl Kg/Stunde 32,20 34,47 53,53 44,34 38,90

Abgeführtes Produktgas Kg/Stunde 43,89 53,08 39,36 42,99 38,46

Gew.% Chlor imProduktgas 0,640 0,775 0,262 0,200 0,040

.$ organ.Stoffe im Produktgas

0.0086 0,0100 0,0104 0,0156 Chlor im Destillationsrückstand

^{76 73}·^{5 80 80}

Organ.Stoffe im Destillationsrückstand (3)

(1) Nummer des Bodens vom der Grundfläche der Zwölfbodenkolonne aus gezählt

(2) Zufuhr unterhalb des untersten Bodens- ohne Erhitzung des Rüokerhitzers

(3)fTährend der ganzen Behandlungszeit wurde die Gesamtmenge organischer Stoffe, die aus dem Bodenteil der Kolonne abgezogen wurde, in einer Hilfskolonne von Chlor und HCl befreit, gewogen und analysiert

Die Menge betrug bis zu zwei und drei Gewichtsprozent des zugeführtan Gases und bestand zu etw 40 bis 60$ aus CCl^, 15 bis 40% 0₂ ^σ16· 0 bis 26$ an 0₂ ^cl4 ^{unfl G}2^HC13 ^und β^βΓί·^ηβ^βΓβη Mengen von 0/,.Cl₆ aus

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der 7/aschf lüssigkeit. JSine gewisse Chlorierung von CpCl^ zu C₂Cl₆ und C₂HCl, zu C₂HCl₅ erfolgte im Kompressor und in der Kolonne.

Diese Ergebnisse zeigen, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren eine extrem wirksame Trennung des gasförmigen Chlorwasserstoffs von seinen Verunreinigungen,»xxiait erhielt und ein hochgereinigtes Chlorwasserstoffprodukt erhaten wird. Natürlich braucht die Fraktionierungsstufe bei dem Verfahren nicht in einer Sprudelbödenkolonne durchgeführt werden und es kann eine ausreichende Trennung und Fraktionierung auch mit einer einfachen Füllkörperkolonne, einer Siebbodenkolonne u.dgl. erzielt werden.

Die Arbeitsweise des Beispiels I ^urde mit einem Abgasohlorwassers* stoff der Pentanchlorierung wiederholt,der etwa 17,1 Gew.$ Chlor", weniger als 1 Gew.^o nicht koridensierbare" Stoffe (COp, Op, Nq und Hp) und etwa 4,2 Oew./o chlorierte organische Verbindungen, wie Tetrachlorkohlenstoff, Trichlorethylen, Tetrachloräthylen,Pentachloräthan, Hexachloräthan,Hexachlorcyclopentadien, Octachlorcyclopenten u.dgl. enthielt.

Das Gas wurde in die Vorbehandlungsstufe des Verfahrens zugeführt mit einer Zuführgeschwindigkeit von 1168,9 Kg/Stunde (1026,5 Kg/Stunde HCl, B6,2Kg/Stunde Cl₃, 49J0 Kg/Stunde organisohe Stoffe und 12,3 Kg/4tunäe nicht kondensierbare Stoffe), Das Gas wur-

un$ de komprimiert bei etwa O,QQ bis etwa 0,4§ ätüfaufwärte durch einen mit Füllkörpern gefüllten Waschkühler geführt, in dem es im Gegenstrom mit einer organischen Flüssigkeit gewaschen wurde, die vorher durch Kondensation aus dem Abgaschlorwaaaerstoff gewonnen · worden war. Das Gas wurde sodann bei einer Temperatur von etwa

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-1O⁰C durch einen Entnebler wie in Beispiel I geführt und darauf in einen Eweistufenkompressor. in dem Kompressor wurde der Gas- ... druck von etwa 8,4$ auf etwa 8,44- atü in der ersten Stufe und von etwa 0,4-Φ· auf etwa17,5S atü in der zweiten Stufe gesteigert. Zwischen den Stufen wurde gekühlt und das Gas der zweiten Stufe arnfi etwa .10⁰C heruntergekühlt durch Hindurchleiten durch einen Wärmeaustauscher, der durch expandiertes gereinigtes Produktgas wie in Beispiel I gekühlt wurde.

Das so komprimierte Gas wurde in den Darampfraum einer Sprudelbödenfraktionierkolonne aus kohlenstoffarmen Stahl mit 22 Böden oberhalb des vierten Bodens eingeführt. Das Chlorwasserstoffgas wurd^durch die Kolonne im Gegenstromkontakt mit flüssigem rückflieJBfluidem Chlorwasserstoff aufwärts geführt mit einer Zuführungsgeschwindigkeit von etwa 129$,7 Kg/Stunde unter Kondensieren eines Teiles des gereinigten und entwässerten.am Kopf der Kolonne abgezogenen Produktgases bei etwa -13°C.Das Produktgas, das in einer Menge von etwa 1020,6 Kg/Stundejiaoh der Entfernung der für den Rückfluß kondensierten Menge anfiel^enthielt,wie festgestellt wurde^ nur 140ppm Oewichtsteile CIp, weniger als etwa lOOppm Gewichtsteile organischer Stoffe und weniger als etwa 1 Gew.% nicht kondensierbare Stoffe. Das gereinigte Chlorwasserstoffprodukt wurde dann bei einem Druok von etwa 17,6 atü in einen Wärmeaustauscher des ^weiten Kompressorstuge geleitet, in dem es auf etwa 3,5 atü entspannt wurde, um die Kühlung des im Kompressor komprimierten Gases zUiibewirken. Danach war des gereinigte Chlorwasserstoff »or Verwendung verfügbar. Man kann auch das gereinigte Gas bei 17,6 atü kondensieren,um im wesentlichen alle nicht kondensierbaren Verunreinigungen zu entfernen und dann als einen gereinigten

wasserfreien flüssigen Chlorwasserstoff gewinnen. Die aus der Fraktionierkolonne abgezogenen Rückstände wurden auf etwa 3,5 atü entspannt und dann zur Abtrennung des Chlors durch einen Verdampfer oder Abstreifer geführt. Die Dämpfe aus dem Verdampfer enthielten eta 88 Volumprozent CIp und etwa 6 Gew.$ Chloroform,

Eine entsprechende befriedigende Reinigung des Chlorwasserstoffgases kann auch erzielt werden, wenn dieses eta 1 bis 25> HF enthalt, wie zum Beispiel das Abgas der Fluorierung chlorierter Kohlenwasserstoffe bei der Herst ellung von Fluorchlorwasserstoffen wie Freonen,

Claims (11)

1. Patentansprüche.

   1J Verfahren zum Reinigen von Tiasser und organische und/oder anorganische Verunreingungen enthaltendem Chlorwasserstoffgas, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Chlorwasserstoffgas im wesentlichen alles Wasser und wenigstens der Teil der organischen und/oder anorganischen Verunreinigungen entfernt werden,

   unter Verflüssigungsdruck die sich bei der Kompression des Chlorwasserstoffgases/in fester Form abscheiden, worauf das so behandelte Gas einem geeigneten Verflüssigungsdruck von wenigstens etwa 3 Atmosphären unterworfen und das so komprimierte Gas unter Druck in eine Fraktionierzone eingeführt wird, in welcher das Gas im Gegenstrom mit flüssigem Chlorwasserstoff in Kontakt gebracht wird xmter Aufrechterhaltung von Rückflußbedingungen, wobei eine flüssige Fraktion gebildet wird, die die Verunreinigungen von höherem Siedepunkt als der Chlorwasserstoff enthält und die im wesentlichen kontinuierlich aus dem unteren Teil der Zone entfernt wird , und eine im wesentlichen von höher siedenden Verunreingungen freie Fraktion von gereinigtem Chlorwasserstoff, die aus dem oberen Ende der Fraktionierzone abgezogen wird.
2. 2. Verfahren nach Ansprcuh 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Chlorwasserstoffgases unter 150⁰C gehalten wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des gesamten Verfahrens die Temperatur des Chlorwasserstoffgases bei einer Temperatur nicht wesentlich über etwa 130°0 gehallten wird.

   4-, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Entfernung des Wassers und der sich verfestigenden organischen und anorganischen Verunrenigungen bei einem Druckt von etwa 1 bis

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4. 4 Atmosphären erfolgt und das so komprimierte Gas auf eine Temperatur nicht wesentlich unter -1O°C abgekühlt wird, wobei sich das Wasser und wesentliche Mengen organischer und anorganischer Verunreinigungen als Nebel im Gas abscheiden und entfernt werden.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Sntnebelung des Gases in einem Prallflächenentnebler erfolgt.
6. 6. Verfahren zum Reinigen eines Wasser, Chlor und organische und anorganische Verunreinigungen enthaltenden Chlorwasserstoffgases, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas fea£ etwa 1 bis etwa 4- Atmosphären komprimiert, durch Gegenstrorakontakt mit einem flüssigen Kühlmedium auf etwa -10⁰C bis etwa 0⁰C abgekühlt wird unter Abscheidung wesentlicher Mengen von TTasser und organischer und anorganischer Verunreinigungen, die sich im Gasstrom kondeneie siersn und aus dem komprimierten Gas in einem Prallflächenentnebler abgeschieden werden, wobei ein Gas anhätten wird, das weniger als 100 ppm Wasser enthält, Komprimieren des so gereinigten Chlorwasserstoffgases bei einer Temperatur von weniger als 150⁰C bei einem Verflüssigungsdruck von etwa 3 bis etwa 50 Atmosphären, Einführen des komprimierten Gases unter Druck in eine Fraktionierzone, in der unter Rückflußbedingungen ein Gegenstromkontakt zwischen dem eingeführten Gas und flüssigem Chlorwasserstoff aufrechterkalten wird, Abziehen einer flüssigen Fraktion, die alle höher als der Chlorwasserstoff siedenden Ver- unreinigungen enthält aus dem unteren Teil der Fraktionierzone, Verdampfen wenigstens eines Teils der so erhaltenen flüssigen Fraktion und Führen des so erhaltenen Dampfes durch die Fraktionierzone im Gegenstrom zum Chlorwasserstoffgas und Abziehen eines gereinigten, im wesentlichen von höher siedenden Verunreinigungen freien Chlorwasserstoffs aus dem oberen Teil der Fraktionierzone.

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7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas einem Verflüssigungsdruck von etwi^15 bis etwa 20 Atmosphären unterworfen wird.
8. 0. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dai'3 der flüssige Chlorwasserstoff, der im Gegenstrom zum Chlorwasserstoffgas durch die Fraktioniersone geführt wird, durch Kondansation wenigstens eines Teiles des gereinigten Chlorwasserstoffs der Fraktionierzone erholten wurde.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einführung des komprimierten Gases in die Fraktionierzone der Gehalt des komprimierten Chlorwasserstoffgases an organischen Stoffen auf etwa 0,1 bis etwa 5 Gewichtsprozent bezogen auf das Chlorwasserstoffgas eingestellt wird.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende gereinigte Chlorwasserstoffprodukt in indirektem Kontakt mit dem zu komprimierenden Chlorwasserstoffgas Expandiert wird, um dieses zu kühlen und auf einer Temperatur unter etwa 130°C zu halten.
11. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daG

    das zu reinigende Chlorwasserstoffgas als Verunreinigung Fluorwasserstoff enthält.