DE1467141A1 - Verfahren zur Abtrennung von Chlorwasserstoffgas aus einem bei der katalytischen Oxydation von Chlorwasserstoffgas mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas erhaltenen Gasgemisch - Google Patents

Description

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PBOTBOTPATBIfT

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Beschreibung zu der Patentanmeldung

SHELL INTERNATIONALE RESEARCH MAATSCHAPPIJ N.V. 30, Carel Tan Bylandtlaan, Haag, Niederlande

betreffend

Verfahren zur Abtrennung von Chlorwasserstoffgas aus eine» bei der katalytlachen Oxydation von Chlorwasseratoffgas mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas erhaltenen gasgemisch.

Bekanntlich wird Chlor durch die katalytisch« Oxydation von Chlorwasserstoffgas mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas bei einer Temperatur in der Größenordnung von 300 bis 60O⁰C hergestellt. Da es sich hierbei um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, ist die Umwandlung niemals vollständig, so daß das aus dem Reaktor austretende Gasgemisch unweigerlich Chlor, Wasser, Chlorwasserstoff und Sauerstoff enthält. Werden als Auegangssubstanzen kein reiner Chlorwasserstoff und/oder kein reiner Sauerstoff verwendet, so enthält das Gasgemisch aueserdem andere Komponenten. Als Sauerstoff enthaltendes Gas wird beispielsweise häufig Luft verwendet, in welchem Falle

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das Gasgemisch ausaerdem Stickstoff enthält·

Bie vor kurzem war die Durchführung der Reaktion bei einer Temperatur von ungefähr 400⁰C und tiefer lediglich eine theoretische Möglichkeit. Es war kein Katalysator mit einer ausreichenden Wirksamkeit bekannt, um die Reaktion bei dieser Temperatur mit praktisch annehmbarer Geschwindigkeit ablaufen zu lassen·. Demnach musste eine Temperatur von mehr als 400 C angewandt werden, was jedoch unter anderm den Nachteil mit sich bringt, daß das Gleichgewicht bei höherer Temperatur ungünstiger liegt· Weiterhin konnte das bereits eher ungünstige Gleichgewicht dennoch nicht mit den bekannten Katalysatoren erreicht werden, und die besten erreichbaren Umwandlungen lagen in der Größenordnung von 30 bis 40 #.

Jedoch hat sich dieser Zustand nun geändert. Es ist bereits früher (siehe -Patentanmeldung S 72111) ein Verfahren zur Oxydation von Ghlorwasseretoffgas beschrieben «orden, in welchem ein derart wirksamer Katalysator benutzt wird, daß die Reaktion bei einer relativ niedrigen Temperatur ablaufen kann, und daß trotzdem das theoretisch erreichbare Gleichgewicht im wesentlichen auch wirklich erreicht werden kann. Mit Hilfe dieses Verfahrens werden tatsächlich Ausbeuten in der Größenordnung von 75 Ψ erreicht.

Jedoch ist auch in diesem Falle die Umwandlung noch nicht vollständig, so daß zusätzlich zu den Oxydations-

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produkten Chlor und Wasser in dem austretenden Gasgemisch ebenfalls nicht umgewandelter Chlorwasserstoff, Sauerstoff und, wie bereits oben angegeben wurde, möglicherweise auch andere Komponenten wie etwa Stickstoff vorhanden sind· Die übliche Verfahrensweise für die Wiedergewinnung von Chlor aus dem Gasgemisch setzt mit einer Herabsetzung der Temperatur des Gasgemisches auf ungefähr 40 150⁰C ein· Dies geschieht oft durch Abschrecken mit Wasser und/oder Chlorwasserstoffsäure, wobei der heiße Gasstrom in Kontakt mit Wasser und/oder Chlorwasserstoffeäure gebracht wird, welche dann zumindest teilweise verdampft, wodurch dem Gasstrom Hitze entzogen wird. Nach Abkühlen kann das zurückbleibende Gasgemisch weiterhin auf verschiedene Weise aufgearbeitet werden· Das Gemisch kann weiter abgekühlt erden, so daß der darin vorhandene Wasserdampf zu Wasser kondensiert wird, in welchem der im Gemisch vorhandene Chlorwasserstoff vollständig oder teilweise aufgelost wird. Das Gemisch kann auch mit Wasser und/oder ungesättigter Chlorwasserstoffsäure gewaschen werden, damit der Chlorwasserstoff ausgewaschen wird, wobei Sorge dafür getragen wird, daß die Temperatur gegen Ende des Aufwaschens so niedrig ist, daß im wesentlichen der gesamte Wasserdampf ebenfalle aus dem Gemisch kondensiert wird. In beiden Fällen wird ein Gasgemisch erhalten, das nur wenig oder keinen Chlorwasserstoff enthält und nur eine geringe Menge Wasserdampf aufweist. Das Gasgemisch kann beispielsweise mit Schwefelsäure getrocknet werden, um diesen Wasserdampf abzutrennen. Schließlich kann das Chlor aus dem Gasgemisch

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wiedergewonnen werden, beispielsweise doroh Abkühlen unl Draekstelgerang, Ib ««loh·· Fall· 4·· Ghler wrfltt*» sift wird, oder auoh durch Waschen doe Qaagealeohe· alt •Inte selektiren löeungeaittel wio Tetrachlorkohlenstoff oder Schwefelnonochlorld, In welch·· da· Chlor ohne weiteree löelich und die übrigen Gaee nur wenig löelich eind. Aneohlieflend erfolgt die Destillation 4er erhaltenen Lttsung, um dae Chlor to· LÖeungemittel absutrennen«

Au· den obigen Aueführungea geht horror, dal der während der leaktlon nioht uagewandelte Chlorwasserstoff bei der Aufarbeitung dee Oaegealsohee in farn tob Chlor* waaeerstoffsäure aua de· Oealeoh abgetrennt wird, Diee let tob lachteil, wenn la Hinbliok auf eine Tolletändige Uawandlung i·· Ohlorwaeeereteffee i#r ffuaeeh besteht, eea Bieht ttagewaatelten Chlorwaeeereteff eraeat la 4ea leaktor elaealeltea. Wird aäalloh die Ohlorwaeeereteffeawr· al· eelehe eraeat la 4·· leaktor geleitet« ·· wird ei·· betriebt-Hohe Menge ffaeeer la deneelben geleitet, welohe «la· aa~ günstig· Wirkung aaf da· leaktieneglelehgewleht aaeUbt aal ela anerwUaeehte· Abkühlea dee leaktore rerareaeht. Bio aadere llgliehkelt besteht dar la, i«a Wlww*%%w\%ttm* ta· erst aae der Ohlorwaeeersteffslur· «bsatreaaea aai 4a· Chlerwaeeersteffgae eraeat la 4·· leakter ·lasaleItea· /·- deeh l«t aaeh 41· Abtreaaaag rea Ohlorwaesersteffgas aas der Oälervaoeereteffeäare aal··« aleht elafaeh, 4a wae«er«t«ff aa4 faeeer «la aee«tr«>«e #«β4··β bll4 4at wtarea4 der Devtlllatlea b«*teafaU· m «la· i«rt«ft

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Chlorwaaaeratoff aus dtr Chlorwaseeratoffaäure abgetreaat werdea kaaa. Iwar elnd rereohiedene Yerfahrenaweiaea bekanat, ob deaaooh Chlorwaesereteffaaere Toll·tändig in Chlorweeeerttoff und Waaaer aufeu«palten, j«doch bedeutet dlt Yerweadung einer «olohan Ttrfahrtn««l·· «in· Koaplikatioa« dlt Toriog·«·!·· Ttrmitdtn werden eollt·.

Si· 8oH«l«rlfktlt«n sind la lirklichktit darauf «urttekiafükrea, dal »ti dta g«aaaat«a AufarbeltunfeTtrfahrea α·· faigvmlaoh·· ffaattrdaapf oad Oalvrvaaaaraiafffaa gaaalaaaa im fan tob Calarwataarataffatttura abgatraan-t mt- ' daa» Ola Itavltrlgktltta könaiea darua Ttraltdea «ardaa» «ta» 1·τ WaaaaHaaff nad iaa Galarwaaaaratafffaa gatraaat aaa da» 9a»laca aagaaohlaiaa wardta könntta.

X» tar fraaalalMBaa PattBtaonrift 9i8 827 wird ·1η fatfaJuraa fttv ila Wladargavlanaag tob Ohlarwaaaayatatfgaa aaa aiaa« taagamlaaa »aatarla»«B_f «alaaaa λ·*·β Oalaywaa* aaaafalla al» oder maturara «altera aatar dta »iaht kaadtaalarbara ftaaa aataält. taagtaltaa wird Ib dam aat«r«a fall alaaa Aaeorptiona- f

gaXalttt ea4 darla la 9agaaatroa alt oniorvataar» ataffaaura dar aaaatropaa ZaeauaaattBuag gtwaiohaa. Dar Ataorptlaaatora wird Ib dar Walaa gekühlt, tat Ohlorwa·- ■ara%affti«ra alt alaaa alaaraa tahalt am Cklomaatarataff _t ala aa dar asaotropaa Saaaaaanaataung entaprloht, aaa iaa lodaatall daa furaaa abgeleitet wird. Siaaa konsantrierta Ohlorvaaaerataffaäara wird aureh Destillation la Ohlomaaaeratoffgaa aad Ohlomaaeeratoffeäura tob asaotropar Zuaaa-

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meneetsung aufgetrennt. Diese letztere Chlorwaeseretoffeäure wird erneut In den Abaorptionstura geleitet und Ib deaeolben ala Waschflüssigkeit Terweadet· Ib des oberen Teil dea Abeorptioneturaee, über der Stelle, an der die aieotrope Chlorwasserstoffeäure eingeleitet wird» wird eine geringe Menge Wasser eingeleitet, üb Spuren von nooh nicht aua de« Oaegeaiaoh auagewaeohenea Ohlorwaeeerstoffgae ab«utrennen, so daS daa dta Tom aa oberen Bnda Ttrlaaaenda Gasgemisch in Wirklichkeit überhaupt kein Chlorwaeserstoffgaa enthält. Dieee gering· Menge Waeohwaeser wird la Abeorptionatura Bit der aaeotrepea Chlorwasseratoffeäure rernieoht, welche an einer «la wenig tiefer gelegenen Stelle eingeleitet wire*.

Enthält da· au behandelnde Gaegeaiooh la beaondern auoh Weeeerdaapf, so 1st ee unauglloa. Bit Bllfe dieeee Terfahrene da* Chlorwaseeretoffgaa quantitativ aua dea Oaegealeoh wiederzugewinnen. Mlndeetene ein feil 4·· fa·- eerdaapfes wird näalloh au· dea Oasgeaieoh kondeaelert, und da· Ohlorwaeeeretoffgae wird la des gebildeten ffaseer «1· auoh in dea aa oberen Bai· dee Abeorptionaturaee eiagelelteten Wasser' aufgelöst, alt dea Ergebnis, dai iaaer aear aseotrope Chlorwasserstoffsäure gebildet wird· Da natürlioh dl· Menge der la 8a«t«a airkallerenden ageetropea Chlorwaeeeretoffeäure konstant bleiben sollte, aUsste aieotrope Chlorwaeseretoffeäure alt der gleichen Geschwindigkeit, alt der sie gebildet wird, aus dea Sjβtea abgeleitet werden. Dies bedeutet jedooh, dafl ein Teil de· la ursprünglichen Gasgemisch rorhandenen Chlorwaeseretoffgaaea

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al« azeotrop· Chlorwasserstoffsäure abgeleitet wird, ■ο IaI la· Chlorwaeeeretoffgas nicht quantitativ ala aas au· dem Gasgemisch wiedergewonnen wird.

In der britischen Patentschrift 820 093 wird ein !erfahren beschrieben, wobei die Bildung τοη überschüssiger aeeotroper Chlorwasserstoffsäure Tollständig oder zumindest in wesentlichen vermieden werden kann. Bas Gasgemisch wird in den unteren Teil eines Absorptioneturm·· eingeleitet und darin la Gegenstrom mit verdünnter Chlorwasserstoffsäure gewaschen. Der unter· Teil des Absorption·- ™ turm·· wird In der Weise gekühlt, das Chlorwaseerstoffeäur· ■it einen höheren Chlorwasserstoffgehalt, al· es der aseotropen Zusammensetzung entspricht, aus dem unteren Teil des Turm·· abgeleitet wird. Die·· konsentrierte Chlorwasserstoffsaure wird duroh Destillation in Chlorwasserstoffgaa und Chlorwaeeerstoffsäure τοη aceotroper Zuaammenaetsung aufgetrennt. Letztere Ghlorwaeitrstoff-•Mur« wlri al· Komponente der in diesem Turm als Waschflüssigkeit benutcten Terdünnten Chlorwaseeretoffe&ur· in μ dea Absorptionstorm suruokgeleitet. Der ober· und der sittlere teil de· Abeorptiensturmes werden in der ffel·· erkltst, la· I·· am ob«r«a Bait de· Abeerptioaaturm«· am·- tr«t«ad« eaagemiseh riel Wasserdampf und wenig Chlorwasserstoff ga· enthält. Di···· aasgemieeh WIrI dann im ·1β·β lUaler geleitet, damit sieh «in Teil dee im Gasgemisch Toraanflenen tasserlaapfes k«ad«neieren kamm. Im dem hierw«l β··11Ι·%·» Im··» 10·% ·1·)ι ·β··Χ·11· Onion»···*» •t«ffga· ·«· Im ·*·ι··1μ· m«f« ·ο IaB

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Chlorwasserstoffsäure erhalten wlri. Diese Ghlorwaeoerstoffeäure wird erneut al· 41« swelte Koaponeate der in diesea Turn ale Waschflüssigkeit benütsten, Terdtlnntea Chlorwasserstoffsäure in dtn Abeorptlonetura eingeleitet.

In dieses System iet die im Kühler angewandte Temperatur ausschlaggebend dafür» ob Überschüssige aseotrope Chlorwaeeerstoffsäure gebildet wird oder nicht. SIt Temperatur im Kühler kann nämlich eine solche sein, daS die Menge Wasserdampf in dem den Kühler rerlassenden Gasgemisch genau der Menge Wasserdampf entspricht, welohe mit dta ursprünglichen tesgemisoh in den Absorptionsturm sing·» leitet wird. In dissem fall· bleibt die Menge Wasser im System konstant und es braucht keine aseotrope ChXorwasserstoffsäure au« dem System abgeleitet sa werden« !rotate* wird das Chlorwasserstoffgas nioht quentitatir mat 4em or* sprUngliohen Gasgemisch wiedergewonnen. Das dem Kühler Terlaasende Ofesgemisoh enthält nämlleh noeh Chlorwassersteffgas, dessen Menge rom Dampfdruck des Ohlorwasseretoffgasee über der im Kühler kondensierten, rerlüuiten Chlorwamme*» eteffsäure mvhäagt. Liegt im besoaderen la areprtaglith·» taegemleeh eiat siemlieh hehe Menge WasseHaayf rer_t taam muS die teaperatar Im Kühler auf einen siemlieh hohem eingestellt werde«, damit eint gleiche höht Meage Waaatr uakendemeiert Im Kühler sarüekbleibea aal iea Kühler » ■ta mit lea Torbraaehtea fesgealseh rerlaesea kaaa. lam TeT-liegea eimer hohem femperatar la Kühler bedeatet JMoth· ial tla hoher »ampfdruek tob Ohlorwaseersteffgat ühtr it»

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kondensierten Terdünnten Chlorwasserstoffsäur· Im Kühler Torhanden lit, und daß darum ein· relatiT höh· Meng·

Chlorwaeeerstoffgae mit dem Terbrauchten Gasgemisch au·

Menge

dem Kühler austritt. Ie ist klar, daß di*e*VTn Abhängigkeit tob der Wahl einer niedrigeren Temperatur im Kühler herabgesetzt «erden kann. Sann wird jedooh mehr Wasser im Kühler kondensiert, so daS aus dem Kühler weniger Wasser* dampf mit dem rerbrauohten Oasgemisoh abgeleitet wird, als mit dem ursprünglichen Gasgemisch in das System eintritt· Qm im System ein Gleiohgewioht aufrecht au erhalten, sollte dl· GleiohgewiohteüberechueeMenge al· as«otrop· Chlorwaeeeretoffeaure au· de·. 3y«t«m abgeleitet werden.

Ss »ei ferner darauf hingewiesen, daß das Torhandensein von Chlorwasserstoffgas in dem aus dem Kühler abgeleiteten Terbrauohten Qasgemiseh nicht nur einen laohteil wvgeB ein·· Terlustee an Ohlorwassentbffgas bedeutet, sondern auoh wegen der Verunreinigung des eventuell erhaltenen Chlor· duroa di···· Chlorwasserstoffgae und wegen der ■tark«B Korroeionselgeneohaften Ton Oasgemischen, welch· •owohl Chlorwaeeeretoffgaa al· auoh Wasserdampf enthalten. Hierdurch werden höh· Anforderungen an die Betriebaausrü-•tung geeteilt, welche für die weitere Aufarbeitung des Qasgemisoh·· Terwendet werden mufi.

Erfindungsgemäß 1st es nun möglich, den Chlorwasserstoff wirklieh quantltatiT aus Gasgemischen wledersugewinnen, so daß kein· überschüssig· aaeotrope Chlorwasserstoff-•äure erhalten wird und kein Chlorwasserstoffgas mehr im

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rerbrauchten Gasgemisch rorhanden tat. 1467141

Erfindungegeaäfl wird der Chlorwasserstoff aus einem durch katalytisch« Oxydation τοη Ohlorwasseretoffgae alt eine· Sauerstoff enthaltenden das erhaltenen Gasgemisch abgetrennt, wobei (a) zuerst die Temperatur des Gasgemisches in an sich bekannter Weise auf ungefähr 40 bis 150⁰C abgekühlt wird; (b) anschließend aus dem gekühlten Oasgeaisoh ein Teil des darin enthaltenen Chlorwasserstoffes durch Auswaschen Bit ziemlich Terdünnter Chlorwasserstoff säure abgetrennt wird, welch« «in Gemleoh der bereits in Stuf« (d) benutzten Waschflüssigkeit and der in Stufe (o) erhaltenen aseotropen Chlorwasserstoffsäure 1stι (ο) die slealloh konsentrlort« Chlorwasserstoffsäur·» welch« In Stuf« (b) als yerwendete Waaohflüssigkeit erhalten worden 1st, in Chlorwasserstoffgas und azeotrope Chlorwasserstoff säure aufgetrennt wird, welohe als Komponente für dl« Waschflüssigkeit in Stuf« (b) rerwendet wird} (d) aus dem in Stufe (b) gewasohenen Gaegemisoh nooh darin rorhandener Chlorwasserstoff duroh Auswaschen alt Wasser abgetrennt wird, welches duroh Kondensation in Stuf« (·) erhalten wurde, in welohem falle ale bereite benutzte Waschflüssigkeit eine Terdünnte Chlorwasserstoffsäure erhalten wird, welohe als Komponente für die Waeehflüssigkeit in Stufe (b) rerwendet wird) (e) Wasserdampf aus dem in Stufe (d) gewaschenen Gasgemisch zu Wasser kondensiert wird, welches als Waschflüssigkeit in Stufe (d) rerwendet wird; und wobei dafür gesorgt wird, dafl die Mengen dee nit den in Stufe (e)

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erhaltenen OaBgCBlBO)I. und dem in Stuf· (ο) erhaltenen Chlorwaseerstoffgas ιιιιηη abgeleiteten Wasaerdaapfas gleich d«r Meng· Waaaerdampf sind, weloher nit d«m ursprtingliohen Gasgemisch in Stuf· (a) eingeleitet «orden ist·

Dae Abkühlen in Stuf· (a) erfolgt rorsugsweise duroh Abschrecken mit Wasser und/oder Chlorwasserstoffsäure. Für diesen Zweck kann in geeigneter Weise die bereite als Waschflüssigkeit in Stuf· (b) rerwendete, siemlich konsentriert· ChlorwaBBeretoffeäure rerwendet werden. In diesem falle wird da· Verfahren In sehr geeigneter fei·· ao duroh- ' geführt, dal (a) suerat die Temperatur d·· Oasgemisohes duroh Absohr«ok«n mit der bereite in Stuf· (b) als Waschflüssigkeit rerwendeten, ciemlioh konsontrierten Chlorwasserstoff säure herabgeaetst wird; (b) dafi anachli«Bend aes dam abgeaohre«kten Oaag«miach «in Teil de· darin rorhand«nen Chlorwaa««ratoff·· duroh Auswaschen mit siealich rerdünnter Chlorwaaaeratoffsäure abgetrennt wird, weiche ·1β 3·*1··α der bereit· In Stuf· (d) benatsten WaeohflUssigkelt und der in Stuf« (o) erhaltenen «i«otrop*n Chlorwasserstoffsäur· λ istj (o) «al dl· aiemlioh koneentrierte bereite In 8tuf· (·) ala Wasehflüssigkelt benatste Chlorwasserstoffsäur· in s«wl teil· aafg«t«llt wird, τοη 4·«·η «U toll U itmf· (a) •Xu AbaeareekflUsslgkelt rerwendet wird umd der ander· Teil Im Oftlorwaaeeret^ffg·· und ase«tr«p· Chlorwaeserstoffsäur« atfgetrennt wird, welohe al· Komponente für dl· Wasehflüs-•lgk«lt U Staf· (·) τ·ηι·η€·« wird ι (d) dal au« dem U •%mf· (b) g«waa«a«m«a Oaagemleeh d«r moeh darin Tornamden· Cnlorwaa««ret«ff dur«h Auewasohen alt 4·« dur«a Κ·β«·β·«%1·β

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in Stuf« (·) erhalten·!! Va.ee er abgetrennt wir·, wobei •In· bereite al· Waeehflüeeigkeit benutzte, Terdünnte Oalerwaa«*r*t*ffaaur· erhalte· wird, ν·1·Μ ·1· EmmmM· für dl· Waaohflüeeigkeit la 8tuf« (b) benotet wird| (·) «al WasBeav /ÄtPtta In Stufe (d) gewaaeheaen Oaegealaeh sa ffaeeer kondensiert wird, welohe· al· Wa»enflUaeigk*lt In Itaf· (d) benatst wirdj and wobei dafür geeorgt wird, da· dl· Menge» Wasserdampf, welohe alt dea la Stufe <·) erhalt···« eaegeaieoh und dea la Itufe (o) erhalteaea OklorvaM·*» ■toffgaa aaaauen abgeleitet wurden, gleUa dar >·*§· ffaeeerdaapf ilM, w«lea· la ftaf· (a) alt ie· arajCtajlit·« IMfMtMB «UgtUlUt Mrttt 1·%·

IMk d«r auf die·· fei·· erfeIgten litffMitj In Oalerwa«««rat«ff«a tu dM liiiralMk kau dar lunr· dMyf aaf olafa«h· Welse daraa K«ad«aaatlea mm dM VMt* 11··μ fMgMla·· aafftr«aat w«rdea«

Dl· Irfladaag eell aaa welterala oater iiaifna·— aaf iU Mill·«·«·· *Uu arllatert «erd«a.

MtaarMMai d«r Plgar ward· yr· Stand· ata laa«t*M 1» elaer >«■§· rm 5,Ä41 kg aad einer T«a»aratev nt aat«r «Um BtMk tm 1,5 ata dar·* dl· L«ltMj 1 fiieTl· »lM«r taMttta at—U μ· ·Ιμτ WmJMm₉ la

f WYMMUUMJM «atMj.1

Utlaak ·ΐι hU% Mi •Mad MV tytUfatMtAM«UMg I 71 111 urdUa* Mt·« ·1· IMMBMMtMBf IM MMtfMM MV Wl· f«|ftl

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667	HGX
521	H2O
47	O2Oi6
UO	°2
1,952	V
35	oo2
1,900	Cl2
9	COl4

5,241

Dieeer Oaeatroa wurde in «in· Torriohtung 2 eingeleitet, i» weloher di· Temperatur de· Oaeetromee durch Abeohreokem mit 600 kg /Std. Chlorwasserstoffaäur· tiner Kon zentrat ion Ton 23,5 Öew.-# (141 HCl ♦ 459 H₂O) und 95⁰C auf 365*0 bl· 95⁰O herebgeeetet wurd·. Di· für da· Ab-•ohr««)c«ji benutit· Cbloma*»«rstoff«äur· wurd· über «in· L«itonf 3 »ugeführt and TolletÄndif in dtr Torriohtung 2 Ttrisjipft· Di· Torriohtung 2 kann ·1η· beliebig· und bekannt· ₉ für da· gxündliohe Termieohen einer flüsigkeit ■it ein·« te· Temen4ttt· Torriohtmng «ein, «1· etwa «in Teaturironr oder ein Sinapritiaisoher.

Der dl· Torriohtang 2 über eine Leitung 4 pro Stund· Terlaaaende Oaastro« enthielt nun 808 kg HOl und 980 kg H₂O and «ie· is übrigen eine unreränderte Zueejmeneetmung aai, ·· dal über dl· Leitung 4 inegeeaet ein aaaatron tob 5,841 kg/Std. »tröate. 91· Teaperatur betrug 95⁰C und der Dmek weiterhin 1,5 ata.

D«r OaastroB ward· dann in den unt«r«n Teil einer Kolonn«3g«l«lt«t_v Ib ««loher der nach oben gerichtete Oa·- na«helnand«r la degen·troa alt rerdünnter Ohlorwa·-

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■er«toffsäur· und mit Wasser gewaschen wurde. Al· Ergebnis dt· tr«t«n Auswasohens mit verdünnter Chlorwasser-•toffaäur· wurd· bereit· «in· grofle Meng· Chlorwasser-•toff aus den Gasstrom abgetrennt. AIa Ergebnis de· 2. AuBwaschena alt Wasser wurde der reatllohe Chlorwasserstoff aus dem Oasstrom abgetrennt. Für das 2. Auswaschen mit Wasser wurden 1,075 kg Wasser /Std. von 90⁰C verwendet, welches über eine Leitung 6 in den oberen feil der Kolonne 5 zugeleitet wurde. Die die obere Zone der Kolonne am unteren Ende verlassende, verdünnte Chlorwasserstoff säure wurde gemeinsam mit 9,255 kg Chlorwasserstoff säure /Std. von 97⁰C und einer Komentration von 18 Gew.-^, welohe durch eine Leitung 7 zwischen den beiden Zonen in die Kolonne 5 geleitet wurde, al· Waschflüssigkeit für das erste Auswaschen mit Chlorwasserstoff säure verwendet« Sie während des 1· Auswaschen· mit Ohlorwasseratoffsäure verwendete Waschflüssigkeit sammelte sioh Im untern Teil der Kolonne am· Dabei handelte es sich um Chlorwasserstoffsäure einer Konsentration vom 23*5 Crew.-^. Die Temperatur dieser Chlorwasserstoffsäure betrug 95⁰C· Der Flüssigkeitsspiegel wurde durch die gestriohelte Linie AB angedeutet. Die Flüssigkeit wurde regelmfisslg duroh eine Leitung 8 in einer Menge von 10,527 kg /Std. abgeleitet.

Die Kolonne bestand aus einem Material, welche· beständig gegenüber den dureh die Kolonne fließenden Substansen ist. Beispielsweise kann eine Kolonne au¹· Stahl in geeigneter Weise verwendet werden, die auf der

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Innenetite alt einen eäurebeetttndigen keraaiaohea Material auageklel4et lit und tint Zwieebene e& lent an· Kattaohuk auf«tlat· SI· balden Vaachsonen der Kolonne konnten beiapleleweiae alt Raachig-Ringen aufgefüllt werden·

Ea let klar, daß die beiden WasohYorfänge anstatt In zwei Zonen einer Kolonne in stiel getrennten Kolonnen durchgeführt «erden kOnnen, welche übereinander angebracht sind·

Die über die Leitung 8 au· dem unteren Teil der Kolonne abgeleitete Qnlorwasseretoffsaore einer Konzentration tob % 25,5 See.-* «treat· «ar·* elae Paape 9 in ·1η· Ultamf 1O₉ •eleae «ich in «1« 1*1%«·*·» I ·»· 11 auf«paltet. €00 kf ChlorvaaaeratoffaKur· etroaten pro Stunde durott 41a L«l· tone 3 in die Abaohreokrorrlehtunf 2· SI· reetliehe Ohlor- «atMrataffalar· atröate Ik einer Menge ram t,|2T kf /St·· «oral «U Leltaae 11 U eine» ffaraeaaetauaaaer 1t, U «el-•k«m ti· teaperatur aaf 135⁰O gesteigert «uv«·, unt 4ar·a •U Uittat 19 U «int 9t»%ilUU#Ml»X«Mt U. I» 4t···* !•l«aa· var4· Al· Ohlorwaeeerateffalure la Ohlomaaserataffga· an4 Oklorvaaaerateffaäur· aieotreper S»ei

aaff«traaat· Mit Ulf· 4«r Puape 9 varde 41· It* Xmm 14 ιλ%·* BTMk ««kaltam. Ijtv Sr*·* U aatsr·» ttU im SaItMM aa%r«i 4₉O äU aa4 la obere» teil 4er laUajM 9₉| ·%·· 11· tsAf«M«mt %«%ff«c W⁹O U eitere· teil §·* !•Uta·, w flfhlli 0al»•»•t»ffslar» aa««trop«r ·** aas·—lta. Ünt«r 4«a τ·γ11·§··4·β tetta 41··· Star« ·!■· 101 · UasMtratlaa *·* If üf)·· fl. BMP n«t«tik«l«Mfi«tta «1H «ajr·« 41·

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te Linie CB angedeutet. Die Chlorwasserstoffsäure wurde regelmässig in einer Menge von 9»255 kg /Std. durch eine Leitung 15 abgeleitet, durch welche sie in die Kolonne 5 geleitet wurde, wie dies noch im weiteren Verlauf der Beschreibung angegeben wird. Sie Temperatur betrug 146 C im oberen Teil der Kolonne, von wo ein Gasgemisch von 1,747 kg Chlorwasserstoff und 1,193 kg Wasserdampf pro Stunde durch eine Leitung 16 abgeleitet wurde. Dieses Gemisch strömte durch einen Kühler 17, in welchem die Temperatur auf 40⁰C herabgesetzt wurde, wobei ein Teil des Gemisches (1,080 kg HCl und 1,188 kg Wasser pro Stunde] zu Chlorwasserstoffsäure kondensiert wurde, welche als Rückflussflüssigkeit durch eine Leitung 18 in den oberen Teil der Kolonne 14 zurückgeschickt wurde· Das nicht kondensierte Gas (667 kg HCl und 5 kg Wasser pro Stunde) wurde durch eine Leitung 19 aus dem Kühler 17 abgeleitet.

Es 1st möglich, die Kolonne 14 bei einer anderen Temperatur und einem andern Druck in Betrieb zu nehmen. Jedoch ist im allgemeinen die Destillation unter erhöhtem Druck von Vorteil, weil unter höherem Druck die aseotrope Zusammensetzung der Chlorwasserstoffeäure auf ein· geringere HCl-Konzentratlon überwechselt· Weiterhin wird in diesem Fall das Chlorwasserstoffgae unter Uberatmosphärendruok verfügbar, was erwünscht ist, well es auf jeden Fall in den Oxydationsreaktor zurückgeleitet wird, und well ein gewisser iJberatmosphärendruck notwendig ist, um das Sas durch den Oxydationsreaktor zu leiten.

Es wurde bereits oben gesagt, daß sich die Chlorwasser-

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stoffsäure der azeotropen Zusammensetzung in dem unteren Teil der Kolonne H ansammelt und Über die Leitung 15 aus derselben abgeleitet wird. Diese Aussage ist insofern nicht ganz genau, als die HCl-Konzentration der Säure in Wirklichkeit leicht höher als die azeotrope Konzentration ist. Theoretisch wäre es notwendig, eine Destillationskolonne mit einer unendlichen Zahl von theoretischen Trennstufen zu verwenden, um Säure der genauen azeotropen Zusammensetzung zu erhalten. In Wirklichkeit wäre es möglich, auf Wunsch so nahe wie möglich unter Verwendung einer Kolonne mit einer ausreichenden Zahl von theoretischen Trennstufen an die azeotrope Zusammensetzung heranzukommen. In der Praxis werden jedoch hinsichtlich des Geldaufwandes und der Anstrengungen, die der Destillation in angemessener Weise zugewandt werden können, Grenzen gesetzt. In der Praxis bedeutet das, daß man sioh mit der Herstellung einer Säure-zufrieden geben muss, deren Zusammensetzung geringfügig von der azeotropen Zusammensetzung abweioht. Die Ausdrucksweise "Chlorwasserstoff saure azeotroper Zusammensetzung" und "azeotropes Chlorwasserstoffgemisch" in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen ist in diesem Sinne zu verstehen.

Das durch die Leitung 19 abgeleitete Chlorwasserstoffgas enthielt eine geringe Menge Wasserdampf. Dieses Gas konnte sicher in den Oxydationsreaktor zurückgeleitet werden, well die Menge Wasserdampf so gering war, daß die Oxydationsreaktion dadurch kaum beeinflusst wurde. Auf Wunsch konnte jedooh die Menge Wasserdampf in dem durch die Leitung 19 abgeleiteten Gas dr-ih Abkühlen auf eine niedrigere Temperatur

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im Kühler 17 herabgesetzt werden.

Die für die Destillation in der Kolonne 14 benötigte Wärme wurde über eine Dampfleitung 20 am unteren Ende der Kolonne zugeführt. Natürlich kann auch eine andere zum Aufheizen geeignete Verfahrensweise benützt werden, beispielsweise ein· Dowtherm-System oder ein Heißöl-System.

Die am Boden der Kolonne 14 durch die Leitung 15 abgeleitete Chlorwasseratoffsäure strömte zuerst in den Wärmeaustauscher 12, wo die Temperatur der Säure auf 110^ herabgesetzt wurde. Anschließend strömte sie durch die Leitung 20, welche sich in die Leitung 21 und 22 aufspaltet. Durch die Leitung 22 strömten 4,010 kg / und durch die Leitung 21 51245 kg Säure in der Stunde. In die Leitung 22 war ein Kühler 23 eingebaut, mit dessen Hilfe die Temperatur d r durch die Leitung 22 fließenden Säure auf 80 G herabgesetzt wurde.

Die Leitungen 21 und 22 vereinigen sich wieder an· einem Uber-

24
wachungsventil/und gehen in die Leitung 7 über, durch welche 9,255 kg Chlorwasserstoffsäure von 97 G und einer Konzentration von 18 Gew.-fi inder Stunde strömten, wonach die Säure in der bereits oben beschriebenen Weise in die Kolonne 5 einströmte. Durch eine Leitung 25 strömten in der Stunde vom oberen Ende der Kolonne 5 5»644 kg Gas der folgenden Zusammensetzung:

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	- 19	—	1 A-26/629
1	,591	H2O	1467141
	47	C2Ci6
	110	°2
1	,952	N2
	35	co2
1	,900	σι2
	9	CCl4

5,644

Dieses Gas hatte eine Temperatur von 9O,5°C und einen Druck von 1,5 ata.

Durch die Leitung 25 strömte das Gras in einen Kühler 26, in welchem es auf 71,5⁰C abgekühlt wurde« Während dee Abkühlene wurden in der Stunde 1,075 kg Wasser aus dem Gas kondensiert* Dieses Wasser wurde am unteren Ende dee Kühlere 26 über die Leitung 6 in die Kolonne 5 wie oben beschrieben abgeleitet, nachdem es zuerst durch ein Dampferhitzer 27» der in die Leitung 6 eingebaut war, auf 90⁰C erhitzt worden war*

Das Gas verließ den Kühler 26 durch eine Leitung 28 in einer Menge von 4,569 kg in der Std. bei einer Temperatur von 71,5⁰C und unter einem Druck von 1,5 ata und hatte die folgende Zusammensetzung:

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U67141

516 H₂O
47 C₂Cl₆

Ho O₂

1,952 N₂

35 CO₂

1,900 Cl₂

4,569

Eb ist ersichtlich, daß die über dl· Leitungen 19 and abgeleiteten Gase insgesamt genau die Zueammeneetsung des Über die Leitung 1 zugeführten Oases aufwiesen. Auf diese Weise wurde die Abtrennung des gesamten/ über die Leitung 19 abgeleiteten Chlorwasserstoffu, aus dem über die Leitung zugeführten Gas erreicht. Mittels Abkühlen konnte nun fast der gesamte Wasserdampf aus dem restlichen Gas, welohes über die Leitung 28 abgeleitet wurde, kondensiert werden. Wurde dieses Sas beispielsweise auf 15⁰C abgekühlt, dann wurden pro Stunde 495 kg Wasser daraus kondensiert. Da« restlieh· Gasgemisch konnte dann auf übliche Weise aufgearbeitet werden. Hlersu konnte beispielsweise die restliche, geringe Menge Wasserdampf in einer Menge Ton 21 kg in 4er Stund· ■lt Schwefelsäure abgetrennt und anschließend da· Ohlor von den andern Gasen abgetrennt werden. Erfindungsgemäes wurde bo die indiriduelle Abtrennung τοη Chlorwasserstoff und Wasser aus den ursprünglichen Oasgemlsoh erreicht.

Wie oben ausgeführt worden ist, ist ·· für den Ablauf des erfindungsgemässen Terfahrens wesentlich, dafi dl· Mengen

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Wasserdampfι welche ait dem pro Stunde in der Stufe (e) erhaltenen Gasgemisch und mit dem in Stufe (c) erhaltenen Chlorwasserstoffgas abgeleitet werden, zusammen die gleiche Menge ergeben, welche der Wasserdampfmenge entspricht, die mit dem ursprünglichen Gasgemisch in Stufe (a) eingeleitet wurde. Unter Bezugnahme auf die Durchführungsweise des Verfahrens entsprechend der Figur bedeutet dies, daß die Mengen Wasserdampf, welche über die Leitungen 19 und 28 abgeleitet werden, zusammen gleich der Wasserdampfmenge sein müssen, welche durch die Leitung 1 zugeführt wird. Hierfür gibt es viele gangbare Wege. Ein solcher wird in der Figur gezeigt.

Gleichheit der Wassermenge, welche über die Leitung 1 zugeführt wird, mit den Mengen, welche über die Leitungen 19 und 28 abgeleitet werden, bedeutet, daß die gesamte in dem System vorhandene Wassermenge konstant bleibt* Eine Ungleichheit der genannten Mengen bedeutet, daß die insgesamt im System vorhandene Wassermenge zunimmt oder abnimmt· Im System sind 3 Flüssigkeitsspiegel vorhanden, nämlioh AB und CD an den bereits angegebenen Stellen, sowie EF im Kühler 26. Jede Veränderung der gesamten im System vorhandenen Waasermengen wirkt sich im Prinzip als ein Anstieg oder Abfall dieser Flüssigkeitsspiegel aus. Werden darum umgekehrt diese Flüssigkeitsspiegel konstant gehalten, dann ist es möglich, die gesamte im System vorhandene Wassermenge ebenfalls konstant zu halten·

Der Flüssigkeitsspiegel CD wird mit Hilfe eines Höhenstandkontrollge^tes 29 konstant gehalten, welches ein la

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die Leitung 15 eingebautes Ventil 30 betätigt. ¹

Der Flüssigkeitsspiegel AB wird ebenfalls konstant gehalten. Dieser Spiegel wird über ein Höhenstandkontrollgerät 31 überwacht, welches ein Teraperaturkontrollgerät 32 betätigt, das an die Leitung 7 angeschlossen ist, welches seinerseits das Kontrollventil 24 regelt. Steigt der Flüssigkeitsspiegel AB an, dann wird das Kontrollventil 24 fiber die Kontrollvorrichtung so eingestellt, daß eine größere Menge der über die Leitung 20 zugeführten Chlorwasserstoffsäure durch die Leitung 21 strömt, und daß eine kleinere Menge durch die Leitung 22 strömt, so daß die über die Leitung 7 in die Kolonne 5 eingeleitete Chlorwasserstoff säure auf eine höhere Temperatur gebracht wird. Da auf diese Weise der Kolonne mehr Hitze zugeführt wird, steigt die Temperatur am oberen Ende der Kolonne an und infolgedessen steigt auch der Druck von gesättigtem Wasserdampf über der Flüssigkeit an, wodurch mehr Wasserdampf durch die Leitung 25 strömt, so daß der Höhenstand AB wieder absinkt. Auf die gleiche Weise wird ein Absinken des Höhenstandes AB durch Einstellung des Korttrollventils in der Weise ausgeglichen, daß von der über die Leitung 20 zugeführten Chlorwasserstoffsäure eine geringere Menge durch die Leitung 21 und eine grössere Menge durch die Leitung 22 strömt.

Durch die Kontrollverfahrwnsweise wird sichergestellt, daß die Menge und die Temperatur des über die Leitung 6 zugeführten Wassers konstant bleiben. Die Temperatur wird

mit Hilfe eines Dampferhitzers 27t der bereits oben er-

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wähnt wurde, konstant gehalten· Die Menge wird mit Hilfe eines Strömungekontrollgerätes 33 konstant gehalten, welches an die Leitung 6 angeschlossen ist und ein in die Leitung 6 eingebautes Ventil 34 betätigt. Schwankungen der gesamten Zufuhr in die Kolonne 5 gehen hauptsächlich auf Schwankungen in der Zusammensetzung des über die Leitung 1 zugeführten Gasgemisches zurück. Diese Schwankungen hängen von dem Oxydationsablauf im Reaktor ab, und auf diesen Ablauf kann im Bereich der vorliegenden Erfindung nicht eingewirkt werden. Mit Hilfe der oben beschriebenen Kontrollverf. hrensweiee stellt sich jedoch das System von selbst auf Schwankungen ein.

Es sei darauf hingewiesen, daß die beschriebene Überwachung der Temperatur der über die Leitung 7 in die Kolonne 5 eingeleiteten Chlorwasserstoffsäure ausreichend ist, um die Flüssigkeitshöhe AB konstant zu halten. Die Kolonne stellt sich automatisch auf einen Gleichgewichtszustand ein, und im Falle einer Veränderung der Arbeitsbedingungen wird automatisch ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht« Eine detaillierte Erläuterung der dies bestimmenden Gründe würde den Rahmen dieser Beschreibung überschreiten. Nioh^Lestoweniger können die folgenden Ausführungen als allgemeine Richtlinie gelten· Die Temperatur in der Kolonne 5 wird durch eine Zahl von Hitzeeffekten bestimmt. Zu diesen Hitzeeffekten gehören unter anderm 3 besonders wichtige. Die andern werden in den folgenden Aasführungen ausser Aoht gelassen. Der erste bedeutende Hitse·

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effekt ist die Freisetzung von Wärme bei der Absorption des über die Leitung 1 zugeführten Chlorwasserstoffgases in Wasser. Per zweite bedeutende Wärmeeffekt ist die Freisetzung von Wärme infolge der Kondensation des Wassers und der Absorption des Chlorwasserstoffgases, welch· zusammen als flüssige Chlorwasserstoffsäure über die Leitung 3 in die Abschreckvorrichtung 2 eingeleitet, darin verdampft und dann in Dampfform über die Leitung 4 in die Kolonne 5 eingeleitet werden. Der dritte bedeutende Wärmeeffekt ist der Wärmeverbrauch bei der Verdampfung des über die Leitung 6 zugeführten Wassers, welches selbst wiederum in Form von Dampf über die Leitung 25 aus der Kolonne 5 austritt. Unter der Annahme, daß die Oxydationsreaktion aus irgend einem Grund· weniger zufriedenstellend verläuft, enthält das über dl· Leitung 1 pro Stunde zugeführte Gasgemisch mehr als 667 kg HOl und weniger als 521 kg H₂O* Darum muß in der Kolonne 5 mehr HCl absorbiert werden, damit mehr Wärme freigesetzt wird und die Temperatur die Tendenz zum Ansteigen hat. Ist die Temperatur am oberen Ende der Kolonne 5 höher, dann enthält das über die Leitung 25 transportiert· Gasgemisch mehr Wasserdampf. Der Flüssigkeitsspiegel AB sinkt dann ab. Auf die oben beschrieben· Weise wird dl« Temperatur der durch die Leitung 7 eingeleiteten Chlorwasserstoffsäure mit Hilfe der Kontrollvorrichtung herabgesetzt. Als Ergebnis hiervon hat dl· Temperatur In dir Kolonne 5 die Tendenz abzusinken, wodurch di« oben erwähnte Tendenz des Temperaturanstiegs ausgeglichen wird·

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Das Ergebnis hiervon 1st, daß schnell ein neuer Gleichgewichtszustand erreicht wird.

Auch der Flüssigkeitsspiegel EF wird konstant gehalten. Wie bereits oben darauf hingewiesen worden ist, wird die Menge Wasser, welche über die Leitung 6 aus dem Kühler 26 abgeleitet wird, konstant gehalten.

Damit der Flüssigkeitsspiegel EF konstant gehalten wird, ist es somit ausreichend, wenn die über die Leitung 25 in den Kühler 26 zugeführte Menge Wasserdampf zunimmt oder abnimmt, damit die Menge Wasserdampf, welche über die Leitung 28 aus dem Kühler 26 abgeleitet wird, in gleichem Umfang zunimmt oder abnimmt· Dies kann ohne weiteres

durch Kontrolle der Temperatur bewirkt werden, auf welche das über die Leitung 25 zugeführte Gasgemisch im Kühler abgekühlt wird· Zu diesem Zweck kann der Flüssigkeitsspiegel EP beispielsweise durch ein Höhenstandkontrollgerät überwacht werden, welches ein in einer Kühlwasserleitung eingebautes Ventil 37 betätigt.

Es sei darauf hingewiesen, daß ein großer Wahlbereich für die Festsetzung der Temperatur und der über die Leitung 6 zugeführten Wassermenge und für die Kühltemperatur la Kühler 23 vorhanden ist. Diese Größen werden jedooh vorzugsweise wie folgt ausgewählt. Die Temperatur des über die Leitung 6 sageführten Wassers wird vorzugsweise so ausgewählt, dal sie ungefähr gleich der Temperatur am oberen Ende der Kolonne 5 bei deren normalen Betriebsweise ist. Dl· Meng· dieses Wassers wird vorzugsweise so festgesetzt_;

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daß auf Grund der Verdampfungewärme dieses Wassers die Kolonne angenähert adiabatisch arbeitet. In diesem Falle ist es nicht notwendig, die Temperatur der über die Leitung 7 zugeführten Chlorwasserstoffsäure zu verwenden, um die Kolonne in einem Wärmegleichgewicht zu halten, so daß diese Säure bei ungefähr der gleichen Temperatur, welche in situ in der Kolonne vorhanden ist, d.h. bei ungefähr 97°C in die Kolonne eintritt. Weil diese Säure über die Leitung 20 bei einer Temperatur von 11O⁰C zugeführt wird und die Überwachung der Temperatur der Säure in der Leitung 7 am einfachsten ist, wenn bei normaler Betriebsweise ungefähr die gleiche Säuremenge durch die Leitungen 21 und 22 fließt, wird die Kühltemperatur im Kühler 23 auf 80⁰C eingestellt. Nachdem die Temperatur und die Menge des über die Leitung 6 zugeführten Wassers und die Kuhltemperatur im Kühler 23 einmal festgesetzt sind, kann die Säuretemperatur in der Leitung 7 ohne weiteres zum Ausgleich von Schwankungen in der Zusammensetzung des über die Leitung 1 zugeführten Gasgemisches dienen, wie dies oben beschrieben worden ist.

Praktisch wird dies in Wirklichkeit ohne weiteres erreicht, weil für eine bestimmte Zusammensetzung des durch die Leitung 1 zugeführten Gasgemisches die Wärmeeffekte in der Kolonne 5 errechnet werden können· Auf dieser errechneten Basis wird die Kühltemperatur im Kühler 23 und die Heiltemperatur im Dampferhitzer 27 festgesetzt und der über die Leitung 6 strömende folgerichtige Waseerstrom ungefähr gewählt. Ergibt ·· eioh dann, daS alt dtn gewählten Waieeratroa duroh dl« Leitung 6 für dl· richtig· Inbe-

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triebnahme der Kolonne 5 eehr ungleiche Ströme von Chlorwasserstoff durch die Leitungen 21 und 22 notwendig sind, so wird der Wasserstrom der Leitung 6 derart eingestellt, daß die Kolonne mit ungefähr gleichen Strömen von Chlorwasserstoffsäure durch die Leitungen 21 und 22 in Betrieb genommen wird. Während des weiteren Arbeitsverlaufs wird dann der Wasserstrom durch die Leitung 6 konstant gehalten.

Auch bezüglich der Temperatur, auf welche das über die Leitung 1 zugeführte Gasgemisch in der Abschreckvorrichtung 2 abgekühlt wird, besteht ein großer Wahlbereich· Biese Temperatur kann durch die Menge der über Leitung 3 zugeführten Abschreckflüssigkeit kontrolliert werden. Erfolgt das Abkühlen in der Vorrichtung 2 auf eine Temperatur unter dem Taupunkt des erhaltenen Gasgemisches, dann strömt durch die Leitung 4 kein Gas, sondern ein Gemisch von Gas und Flüssigkeit.

Das Abschrecken in der Vorrichtung 2 wird vorzugsweise mit einem Auswaschvorgang mit Chlorwasserstoffsäure einer bestimmten Temperatur und Konzentration entsprechend der Patentanmeldung S 84 734 verbunden·

Mit dem Gasstrom aus dem Reaktor fortgerissene Katalysatorreste werden dabei aus dem Gasstrom abgetrennt. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist dies von Bedeutung, um ein Verstopfen der Kolonne 5 und anderer Teil· des Betriebssysteme durch Katalysatorreste zu vermeiden.

Wi* bereits erwähnt worden ist, kann die für dit Oxydation benutzte Ausgangesubstanz ein unvollständig rei-

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ner Chlorwasserstoff sein«

Als Ausgangssubstan« wird beispielsweise Chlorwasserstoff gas verwendet, das als Nebenprodukt τοη Reaktionen mit organischen Verbindungen erhalten wird, beispielsweise bei der Chlorierung von Propylen zu Allylchlorid oder beim Kracken τοη Dichloräthan eu Vinylchlorid, und das aus diesem Grunde organische Verunreinigungen enthält. Diese organischen Verunreinigungen können im Reaktor gekrackt, oxydiert und/oder chloriert werden. Was das Schicksal der organischen Verunreinigungen betrifft, so hängt dasselbe weitgehend τοη der Temperatur ab, bei welcher die Reaktion durchgeführt wird· Bei einer Reaktionstemperatur τοη ungefähr 45O⁰C und darüber wiegt die Oxydation Tor, und als hauptsächliches aus den Verunreinigungen gebildetes Produkt wird Kohlendioxyd erhalten« Bei niedrigeren Temperaturen nimmt die Chlorierung fortschreitend eu und die Oxydation ab. Wie bereits festgestellt worden ist, ist es Torteilhaft, die Reaktion bei einer möglichst niedrigen Temperatur durchzuführen, beispielsweise entsprechend den Angaben in der Patentanmeldung 8 72 111·

Die in diesem Falle im Reaktionsprodukt Torhandenen Chlorierungeprodukte besitsen immer ein niedriges Molekulargewicht, weil lusätslich but Chlorierung ebenfalls ein Kracken der ein höheres Molekulargewicht aufweisenden organischen Verunreinigungen erfolgt. Sie Chlorierungeprodukte sind hauptsächlich CCl^ und C₂CIg.

Bei der Aufarbeitung τοη Reaktionsprodukten mit eines

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Gehalt an CCl. und O₂Cl₆, kann das Vorhandensein von C₂Cl₆ au Schwierigkeiten führen. In dem heißen Reaktionsprodukt liegen die Substanzen nämlich in Form von Oasen Tor, welche eich bei der niedrigeren Temperatur des Reaktionsprodukte» während des Aufarbeitens kondensieren. C₂Cl₆ ist bei gewöhnlioher Temperatur eine feste Substanz, welche beim Kondensieren ein Verstopfen der Vorrichtung hervorrufen kann. Diese Schwierigkeit kann nioht mit CCl^ auftreten, well CCl^ bei gewöhnlioher Temperatur flüssig ist.

Zur Vermeidung de· Verstopfen» der Vorrichtung wurde bereits die Verwendung einer spesiellen Vorrichtungskonstruktion Torgesehlagen. Entsprechend der Patentanmeldung 3 84 609 wird beispielsweise Chlorwasserstoffgas aus dem Reaktionsprodukt durch Auswaschen mit verdünnter Chlorwasserstoff säure in senkrechten Rohren und parallelem, nach unten strömendem Iluß abgetrennt. In diesem falle tritt nämlich ein Verstopfen der Bohre nioht ein, weil auskristallisierende, feste Sübstansen aus dem unteren Teil der Bohre von dem flüssigkeitsstrom ausgewaschen werden. Die festen !«betansen sollten jedoch duroh filtration aus dem den unteren fell ier Bohr· verlas»enden flüssigkeitsstrom abgetrennt werden» was Bestimmte Naehteile mit sieh bringt, Äena dl· flüssigkeit besteht aus siemlioh konzentrierter Olllerwassersteffsilur· und wirkt daher stark korrodierend. BU besonderer Vorteil des erfindungsgemaJen Verfahrens besteht darIb, IbJ dureh das Vorhandensein tob oolorierten ergaals«hen VtrunreiaigungeB 1« IeaktUnspr*d&kt keinerlei

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Schwierigkeiten hervorgerufen werden. Bel der Durchführungswelse des erfindungsgemäöen Verfahrene im Zusammenhang mit der Figur enthielt das Über dl· Leitung 1 zugeführte Gasgemisch bereite CCl. und C₂CIg. Die tugeführte Menge C₂Cl₆ 1st so gering und dl· Temperatur im System so hoch, daß der Partialdruck von C₂CIg dl· Sättigungsgrenze an keiner Stelle überschreitet, so daß nirgendswo C₂CIg auskristallisiert. Dies trifft nicht nur bei dieser besonderen Durchführungeweise zu, epndern gilt allgemein« Das C₂CIg stammt eigentlich aus den in dem zu oxydierenden Chlorwasserstoffgas vorhandenen Verunreinigungen, so daß die im Reaktionsprodukt vorhanden· Meng· von C₂CIg stets gering ist. Auf der andern Seite enthält das Reaktioneprodukt unweigerlich eine beträchtliche Menge HCl, welche unter Abgabe von viel Wärme im Wasser absorbiert wird, so daß die Temperatur im System stets ziemlich hoch ist.

Gemäaa der Figur ist die gesamte über die Leitung 1 zugeführt· Meng· von C₂CIg noch in de» über die Leitung 28 abgeleiteten Gasgemisch vorhanden. Wie bereits oben festgestellt wurde, kann dl· gröaet· M«ng· de· Waieerdaapfes durch Kondensation au· dl»«*m Gasgemisch abgetrennt werden. Si·· kann in der feie· geschehen, daf auoh dl· größte M«ng· CgCl^ auf einfach· W«l·· abgetrennt wird. Zu di···» Zweck wird da· Oaageaiach über dl· Leitung 28 in den Bodentell «in·· tür«·· 38 g*l«it«t. J>aa aaageaiaah et«lgt la dl·*·· Tora na«a ofcva und verlässt den Türe as oberen lad· über «in· L*ituag 39· Ib <·■ Turm wird Waeeer versprüht· intsprechend der Pifur werden tt»*r ein· ieitua* 40 la «er Stund· 9*933 kf Wasser το* 25*0 ■ttf»führt. Dieeer ftroe wM auf drei L«itiuif»n 41» 42 oai 43

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BAD ORIGINAL

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verteilt, welche jeweils zu 3 Berieeelungeanlagen 44, 45 und 46 führen, die in verschiedener Höhe des Turmes 38 angeordnet sind. In der Stunde fließen 3,967 bzw. 3,966 kg Wasser durch die Leitung 41 bzw« 42, über eine Leitung 43, welche zu der am weitesten oben gelegenen Berieselungsanlage Λ5 führt, fließen in der Stunde 2 000 kg Wasser, welches durch einen in die Leitung 43 eingebauten Kühler 47 auf 10⁰C abgekühlt wird. Somit steigt das Gasgemisch in dem Turm 38 nach oben durch einen Sprühregen von herabsinkenden Wassertropfen und wird dadurch gekühlt, so daß die Temperatur des durch die Leitung 39 abgeleiteten Gasgemisches 15⁰C beträgt· Als Ergebnis des Abkühlens kondensiert aus dem Gasgemisch sowohl Wasserdampf als auch CgCIg weitgehend aus, so daß das durch die Leitung 39 abgeleitete Gasgemisch die folgende Zusammensetzung aufweist:

	21	HgO
	4	C2Ci6
1	,952	Ng
	110	°2
	35	CO2
1	,891	G12
	9	CCl4
4	,022	kg/hr.

In dem Bodenteil des Turmes 38 sammelt sich Wasser an, in welchem das auskristallielerte C₂Cl₆ in Suspension geht und in welchem weiterhin eine sehr geringe Menge Chlor aus

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den Gasgemisch aufgelöst wird. Di· Temperatur der Flüssigkeit in den unteren Teil des Turmes beträgt 55⁰C. Der Flüssigkeitsstand wird durch die gestrichelte Linie GH angegeben. Die Flüssigkeit wird regelmäesig über eine Leitung 48 aus dem untern Teil des Turmes 38 abgeleitet. Durch diese Leitung strömen in der Stunde 10,428 kg Wasser, in welchem in der Stunde 43 kg C₂Cl₆ suspendiert und 9 kg Chlor aufgelöst werden. Abgesehen von der rernachlässigbaren Menge Chlor, enthält dieser Flüssigkeitsstrom somit keine wert-Tollen Komponenten, so daß der gesamte Strom als solcher abgeleitet werden kann.

Auf diese Weise wird eine Abtrennung von C₂CIg durch Filtration vermieden. Darüberhinaus kann das auskristallisier· te C₂Cl^ kein Verstopfen der Vorrichtung hervorrufen, da ein leerer Turm 38, der also keine Füllung, Trennböden oder dergl.enthält, ja nicht verstopft werden kann« Jedoch ist nichts gegen die Anordnung von beispielsweise einer Zahl von Gitterkolonnenböden la Turm einzuwenden, da Ib Vergleioh mit der Menge Wasser die Menge des festen C₂Cl^ so gering ist, daß letzteres leloht aus dem Turm mit Hilfe des Wasserst romes ausgewaschen wird.

Die in der über die Leitung 48 abgetrennten Flüssigkeit vorhandene Menge Chlor, die verloren geht, kann auf Wunsoh durch Erhöhung der Temperatur der Flüssigkeit Ib Bodenteil des Turmes 38 vermindert werden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise Dampf in den Bodenteil des Turmes 38 eingeblasen werden. Wird so wenig Dampf darin verwendet, daß dl· Teaperatur der Flüssigkeit im Bodenteil der Kolonne nicht über den

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Siedepunkt ansteigt, dann braucht di· Wasserzufuhr über die Leitung 40 kamt τ·rändert su werden« Wird mehr Dampf Tervrendet, dann ist es natürlioh notwendig, die Wasaereufuhr über die Leitung 40 su steigern und/oder die Temperatur dieses Wassers herabaueetsen.

Patentansprüche

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Claims (9)

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   Patentansprüche

   1J Verfahren zur Abtrennung von Chlorwasserstoffgas aus einem bei der katalytischen Oxydation von Chlorwasserstoffgas mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas erhaltenen Gasgemisch, bei welchem (a) die Temperatur des Gasgemisches zuerst auf an sich bekannte Weise auf zum Beispiel ungefähr 40 - 150⁰C herabgesetzt wird, dadurch gekennzeich net, daß man (b) einen Teil des in dem abgekühlten Gasgemisch vorhandenen Chlorwasserstoffs durch Auswaschen mit ziemlich verdünnter Chlorwasserstoffsäure abtrennt, die ein Gemisch der bereits in Stufe (d) benutzten Waschflüssigkeit und der in Stufe (c) erhaltenen azeotropen Chlorwasserstoff säure ist} daß man (c) die in der Stufe (b) erhaltene, ziemlich konzentrierte Chlorwasserstoffsäure, die bereits als Waschflüssigkeit verwendet wurde, in Chlorwaaeeretoffgas und in als Komponente für die Waschflüssigkeit in der Stufe (b) verwendete azeotrope Chlorwasserstoffsäure auftrennt; daß man (d) aus dem in der Stufe (b) gewaschenen Gasgemisch den noch darin vorhandenen Chlorwasserstoff duroh Auswaschen nit den durch Kondensation in der Stufe (e) erhaltenen Wasser abtrennt, in welches Falle ale bereits benutzte Waschflüssigkeit eine verdünnte Chlorwasserstoff säure erhalten wird, welche als Komponente fur die Waschflüssigkeit in der Stufe (b) verwendet wird} dafl man (e) aus dem in der Stufe (d) gewaschenen Gasgemisch Wasserdampf sä Wasser kondensiert, welches als Waschflüssigkeit

   BAD OFHG!,\'AL

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   in der Stuf* (d) verwendet wird; wobei dafür gesorgt wird, daß die Mengen des zusammen mit dem in der Stufe (e) erhaltenen Gasgemisch und mit dem in der Stufe (o) erhaltenen Chlorwaseerstoffgas abgeleiteten Wasserdampfes insgesamt gleich der Menge Wasserdampf sind, welche in der Stufe (a) mit dem ursprünglichen Gasgemisch eingeleitet wird«
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, daß man das Abkühlen in der Stufe (a) durch Abschrecken mit Wasser und/oder mit Chlorwasserstoff säure durchführt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet ,daß man (a) die Temperatur dee Gasgemisches zuerst durch Abschrecken mit der bereite ale Waschflüssigkeit in der Stuf« (b) benutzten und dort erhaltenen, ziemlich konzentrierten Chlorwasserstoffeäure herabsetzt; daß man (b) au« dem abgeschreckten Gasgemisch einen Teil des nooh darin vorhandenen Chlorwasserstoffes anschließend durch Auswaschen mit ziemlich verdünnter Chlorwasserstoffsäure abtrennt, welche eine Mischung der bereits in der Stufe (d) verwendeten Waschflüssigkeit und der in der Stufe (c) erhaltenen azeotropen Chlorwasserstoff säure ist; daß man (c) die bereite als Wasehflüssigkeit in der Stufe (b) benutzte und dort erhaltene ziemlich konzentrierte Chlorwasserstoffsäure in 2 Teile aufteilt, von denen ein Teil in der Stufe (a) als Abschreckflüssigkeit verwendet und der andere Teil in Chlorwasserstoffgas

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   und eint azeotrop· Chlorwasserstoffsäure aufgetrennt wird, welche als Komponente für die Waschflüssigkeit in der Stufe (b) verwendet wird; daß man (d) aus dem in der Stufe (b) gewaschenen Gasgemisch den noch darin vorhandenen Chlorwasserstoff durch Auswaschen mit dem durch Kondensation in der Stufe (e) erhaltenen Wasser abtrennt, wobei als bereits benutzte Waschflüssigkeit eine verdünnte Chlorwasserstoff säure erhalten wird, welche als Komponente für die Waschflüssigkeit in der Stufe (b) verwendet wird; daß man (e) Wasserdampf aus dem in der Stufe (d) gewaschenen Gasgemisch zu Wasser kondensiert, welches in der Stufe (d) als Waschflüssigkeit verwendet wird; wobei dafür gesorgt wird, daß die Mengen des mit dem in der Stufe (e) erhaltenen Gasgemisch und mit dem in der Stufe (o) erhaltenen Chlorwasseretoffgas abgeleiteten Waeserdampfes zusammen gleich der Menge Wasserdampf sind, welche in der Stufe (a) mit dem ursprünglichen Gasgemisch eingeleitet wird·
4. 4. Verfahren naoh Anspruch 2 und/oder 3_f daduroh gekennzeichnet, daß man den Abschreokvorgang in der Stufe (a) mit einem Auswaschvorgang mit Chlorwasserstoffsäure entsprechend der Patentanmeldung S 84 734 verbindet·
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die katalytisch· Oxydation des Chlorwasserstoffgases entsprechend der Patentanmeldung S 72 111 durchführt.

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6. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man aus dem in der Stufe (d) erhaltenen Oasgemieoh den größten Teil des Wasaerdampfes durch Kondensation abtrennt«
7. 7t Verfahren nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η seiohnet, daß nan die Kondensation duroh Abkühlen herbeiführt.
8. 8. Verfahren nach Anspruoh 6 bis 7_V dadurch g e kennseiohnet , daß man die Kondensation unter Leitung des Gasgemisches τοη unten naoh oben durch einen Türe herbeiführt» in welchem Kühlwasser versprüht wird·
9. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch g e kennseiohnet, daß man als Ausgangssubstanm für die Oxydation ein organisch· Verunreinigungen enthaltendes Chlorwasserstoff gas verwendet.

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