DE1567427C - Verfahren zur Gewinnung von gasförmigem Chlorwasserstoff aus seiner wäßrigen Lösung - Google Patents

Description

von Chlorwasserstoff befreit worden ist, werden die Erfindungsgemäß wird nicht nur der gasförmige

Ventile 12 und 14 geschlossen. Danach wird das Ge- Bromwasserstoff zusätzlich genutzt, - sondern-auch faß 1 über das Ventil 15 in die Sammelleitung 45 ent- Schwefelsäure eingespart, die sonst für die Gewinleert. Anschließend wird das Gefäß 1 wieder über nung von gasförmigem Chlorwasserstoff aus wäßdas Ventil 11 mit wäßriger Chlorwasserstofflösung 5 rigen Chlorwasserstofflösungen benötigt wird. ^ aus der Sammelleitung 41 beschickt. Nachdem das · Nachstehend werden Beispiele für das erfindungs-Ventil 11 geschlossen worden ist, übernimmt das Ge- " gemäße Verfahren gegeben. ..· ; ^^ϊΐϋί^ faß 1 nunmehr die Aufgabe, die bisher das Gefäß 3 & —^: ^ - ". _n . ." .,-^:'^:'~,-'~.'^~0^-Jr

erfüllte, während Gefäß2 die Stelle einnimmt, die r,, "*.-/;■ Beispiel ι -^--v^bg^i -

bisher Gefäß 1 innehatte. Die Entleerung deirGefäße 2 io . In einer Anlage, die entsprechend der in der Figur und 3 erfolgt über die Ventile 25 und 35, wenri Brom- schematisch beschriebenen aufgebaut ist und f aus wasserstofflösung entleert werden soll. J"""& ;t"-_::'TT ~ ' zwei Gefäßen 1 und 2 besteht, wird über Leitung 41 Werden die Gefäße 1, 2 und 3 mit verdünnter und über die Ventile 11 und 21 eine wäßrige Chlor-Chlorwasserstofflösung beschickt und aus der Sam- wasserstofflösung mit 38,4 Gewichtsprozent HCl in melleitung42 über das Ventil 12 gasförmiger Brom- »5 die Gefäße 1 und 2 eingeleitet. Nach Schließen der wasserstoff in das Gefäß 1 eingeleitet, so entsteht bei Ventileil und 21 wird .aus der Leitung42 über, geöffneten Ventilen 14 und 24 zuerst in Gefäß 2 und Ventil 12 bei geschlossenem Ventil 22 gasförmiger dann auch in Gefäß 3 eine gegenüber der Anfangs- ' Bromwasserstoff in das Gefäß 1 eingeleitet. Hierbei . konzentration höher konzentrierte Chlorwasserstoff- sind die Ventile 14 und 23 geöffnet, während die lösung, während in Gefäß 1 eine Bromwasserstoff- so Ventile 13 und 24 geschlossen sind. Im Verlauf von lösung entsteht. Aus der Leitung 47 kann dann über -3 Stunden werden in das Gefäß 1 77,4 Gewichtsteile die Ventile 27 bzw. 37 eine konzentrierte Chlor- gasförmiger Bromwasserstoff eingeleitet, wobei die wasserstofflösung entnommen werden. Analog wird Temperatur in den Reaktionsgefäßen etwa 20° C Gefäß 1 über Ventil 17 entleert, wenn so verfahren beträgt. Nach der Beendigung des Einleitens hat die wird, daß in Gefäß 1 die Chlorwasserstoff lösung an- 05 Lösung in Gefäß 1 eine Bromwasserstoff konzentrafällt. ' tion von 59,5 Gewichtsprozent und einen Rest Chlor-

Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch wasserstoffgehalt von 1,5 Gewichtsprozent, während auch so durchgeführt werden, daß nur, ein oder zwei - in Gefäß 2 eine bromwasserstofffreie Chlorwasserder Gefäße 1, 2 und 3 mit wäßriger Chlorwasserstoff- Stofflösung mit 38,9 Gewichtsprozent HCl enthalten lösung beschickt werden, während die anderen Ge- 30 ist. Die Lösung aus Gefäß 1 wird über Ventil 15 und fäße aus der Sammelleitung 46 über die geöffneten Leitung 45, die Lösung aus Gefäß 2 wird über Ventil Ventile 16, 26 bzw. 36 mit Wasser gefüllt werden. In 27 und Leitung 47 entnommen. Aus Leitung 43 wereinem Gefäß, das zu Beginn des Verfahrens nur den' 20,41 gasförmiger, reiner Chlorwasserstoff entWasser enthält, entsteht in dessen Verlauf eine nommen. .-...--■.. Lösung, die Chlorwasserstoff und gegebenenfalls 35 v._.;.:Beispiel 2

Bromwasserstoff enthält. Aus dieser Lösung kann :.:■; ■. ■ ^

durch das oben beschriebene Umschalten der Gefäße, In einer Anlage, die entsprechend der in der Figur

wobei gegebenenfalls ein oder zwei Gefäße ganz ab- schematisch beschriebenen aufgebaut ist und aus drei geschaltet werden, der Chlorwasserstoff mit gasförmi- Gefäßen 1, 2 und 3 besteht, wird über Leitung 41 gem Bromwasserstoff ausgetrieben werden. Diese 40 und das Ventil 11 bei geschlossenen Ventilen 21 und Verfahrensführung ist immer dann geboten, wenn nur 31 eine wäßrige Chlorwasserstofflösung mit 38,4 HCl verhältnismäßig geringe Mengen gasförmigen Chlor- in Gefäß 1 eingebracht. Die Gefäße 2 und 3 werden Wasserstoffs benötigt werden und eine Bromwasser- aus Leitung 46 über die Ventile 26 bzw. 36 bei ;gestofflösung hoher Reinheit erhalten werden soll. _ schlossenem Ventil 16 mit Wasser beschickt. Nach

Selbstverständlich kann die in der Figur schema- 45 Schließen der Ventile 11, 26 und 36 wird aus der tisch beschriebene Anlage zur Durchführung des,er- Leitung 42 über Ventil 12 bei geschlossenen Ventilen findungsgemäßen Verfahrens nur aus zwei oder auch 22 und 32 gasförmiger Bromwasserstoff in das Geaus mehr als drei Gefäßen bestehen. faß 1 eingebrachL-Hierbei sind die Ventile 13, =23

Durch .das erfindungsgemäße Verfahren ist es nun- und 34 geschlossen und die Ventile 14, 24 und 33 mehr möglich, den bei der substituierenden Bromie- 50 geöffnet. Im Verlauf von 3 Stunden werden dann in rung organischer Verbindungen anfallenden gasför- das . Gefäß 1 182 Gewichtsteile gasförmiger Brommigen Bromwasserstoff zur Gewinnung von gasför- wasserstoff eingeleitet, wobei die Temperaturen-in migem Chlorwasserstoff aus wäßriger Lösung zu den Reaktionsgefäßen etwa 20° C betragen/Nach nutzen. Es ist aber auch möglich, auf technisch ein- Beendigung des Einleitens werden die Ventile 12 und fache Weise eine verdünnte wäßrige Chlorwasserstoff- 55 14 geschlossen. Die Lösung in Gefäß 1 hat nun eine lösung in eine konzentrierte Lösung zu überführen. Bromwasserstoffkbnzentration von 63,45 Gewichts- Bekanntlich ist eine solche Konzentrierung von prozent und !enthält-,keinen -Chlorwasserstoff mehr. wäßrigen Chlorwasserstofflösungen durch einfache Die Lösung in Gefäß 2 hat eine Bromwasserstoff-Wasserverdampfung wegen der Bildung eines azeo- konzentration von 22,4 _:Gewichtsprozent und eine tropen Gemisches nicht möglich. Daneben wird 60 Chlorwasserstoffkonzentration .von 21,6 Gewichtsgleichzeitig eine konzentrierte wäßrige Brom- prozent, und die Lösung in Gefäß 3 hat eine Chlorwasserstofflösung erhalten. Die Durchführbarkeit des wasserstoffkonzentratioh ;von 0,26 Gewichtsprozent, erfindungsgemäßen Verfahrens ist überraschend. Es Aus Gefäß 1 wird nun über Ventil 15 und die Leihätte vielmehr erwartet werden müssen, daß durch tung 45 die reine wäßrige Bromwasserstofflösung ent-Einleiten von Bromwasserstoff in wäßrige Chlor- 6₅ nommen. Es werden dann im Verlauf von 2 Stunden Wasserstofflösungen Lösungs- und Gasgemische ent- bei geschlossenen Ventilen 12 und 32 über Leitung stehen, die sich nur unter erheblichem technischem 42 und Ventil 22 40 Gewichtsteile Bromwasserstoff Aufwand trennen lassen würden. in das Gefäß 2 eingeleitet. Nach Beendigung des Ein-

leitens werden die Ventile 22 und 24 geschlossen. Die Lösung in Gefäß 2 hat nun eine Bromwasserstoffkonzentration von 62,4 Gewichtsprozent, sie enthält keinen Chlorwasserstoff mehr. Die Lösung in Gefäß 3 hat eine Bromwasserstoffkonzentration von 22,4 Gewichtsprozent und eine Chlorwasserstoffkonzentration von 21,6 Gewichtsprozent und kann einem erneuten Arbeitsgang zugeführt werden. Aus Leitung 43 werden 15 1 gasförmiger, reiner Chlorwasserstoff entnommen. _ .. :. ·;■■/-.-

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

¹ 2

wasserstoffsäure aus dem entstehenden Gemiscl

Patentanspruch: reines Chlorwasserstoffgas entweicht und eine wäßrige

Bromwasserstofflösung zurückbleibt. Für das erfin

Verfahren zur Gewinnung von gasförmigem dungsgemäße Verfahren können wäßrige Chlor Chlorwasserstoff und wäßrigen Bromwasserstoff- 5 Wasserstofflösungen, deren bei Raumtemperatur ge lösungen durch Zugabe einer Säure zu einer wäß- messene Konzentration an Chlorwasserstoff etwa 1 rigen Chlorwasserstofflösung, dadurch ge- bis 40 Gewichtsprozent beträgt, eingesetzt werden kennzeichnet, daß in der wäßrigen Chlor- Dieses Verfahren läßt sich bei Temperaturen vor wasserstofflösung eine ihrenv HCl-Gehalt wenig- —30 bis +100° C ohne Schwierigkeiten durchfühstens äquimolare Menge an gasförmigem Brom- io ren, es ist jedoch technisch und energetisch vorteil wasserstoff eingeleitet und das ausgetriebene haft, bei den leicht einzuhaltenden Temperaturen vor Chlorwasserstoffgas in an sich bekannter Weise +10 bis + 35° C zu arbeiten, gesammelt wird. .'·,-..- . Die technische Durchführung dieses erfindungsge

' mäßen Verfahrens gestaltet sich sehr einfach. Es wire

..'■■■' -· 15 hierzu wäßrige Chlorwasserstofflösung vorgelegt unc

. - so lange gasförmiger Bromwasserstoff eingeleitet, bis

- der gesamte Chlorwasserstoff daraus entwichen ist.

Hierzu sind wenigstens dem Chlorwasserstoffgehalt

Aus wäßrigen Chlorwasserstofflösungen läßt sich äquimolare Mengen an gasförmigem Bromwasserstoff bekanntlich durch Zugabe von konzentrierter Schwe- 20 notwendig. Der gasförmige Chlorwasserstoff wird feisäure gasförmiger Chlorwasserstoff gewinnen. Um dabei in großer Reinheit erhalten und ist für die hierbei eine schnelle und vollständige Umsetzung zu meisten technischen Anwendungszwecke, gegebenenbewirken, hat es sich als günstig erwiesen, die wäß- falls nach einer Trocknung, sofort einsetzbar. Die rige Chlorwasserstofflösung mit Paraffinöl zu über- daneben entstehende Lösung von Bromwasserstoff schichten. Dieses Verfahren ist zwar technisch gut 25 enthält meistens noch geringe Mengen an Chlordurchführbar, es hat jedoch den Nachteil eines ziem- wasserstoff. Trotzdem ist diese wäßrige Bromwasserlich hohen Schwefelsäureverbrauchs. Die konzen- Stofflösung ebenfalls für viele technische Zwecke trierte Schwefelsäure wird hierbei in eine verdünnte brauchbar. Wird eine hohe Reinheit der verbleibenübergeführt, die durch Chlorwasserstoff verunreinigt den Bromwasserstofflösung angestrebt, so wird in der ist und für die es ohne aufwendige Reinigung und 30 wäßrigen Chlorwasserestofflösung eine Menge an gas-Aufkonzentrierung praktisch keine technischen An- förmigem Bromwasserstoff eingeleitet, die um 5 bis wendungszwecke gibt. Es sind weiterhin verschiedene 100% über der Menge an Bromwasserstoff liegt, die Verfahren bekannt, nach denen chlorwasserstoff- dem Chlorwasserstoffgehalt der Lösung äquimolar ist. haltige wäßrige Lösungen oder Wasserdämpfe auf Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl in destillativem Weg gereinigt und aufkonzentriert wer- 35 einem als auch in mehreren hintereinandergeschalteden können. Nachteilig bei diesen Verfahren ist die ten · Reaktionsgefäßen durchgeführt werden. Die Tatsache, daß Chlorwasserstoff mit Wasser bei einem Durchführung in mehreren kaskadenartig geschalteten HCl-Gehalt von etwa 20 Gewichtsprozent ein azeo- Reaktionsgefäßen ist besonders dann angezeigt, wenn tropes Gemisch bildet. Daher lassen sich nach diesen erfindungsgemäß besonders reine Bromwasserstoff-Verfahren nur solche Dampfgemische verarbeiten, 4° lösungen erzeugt werden sollen. Als Reaktionsgefäße die insgesamt mehr als 20 Gewichtsprozent HCl ent- sind Waschtürme, Rieselkolonnen oder ähnlich gehalten. Außerdem sind dazu mehrstufige und mit ver- staltete Reaktoren aus Glas, säurefesten Kunststoffen schiedenen Drücken arbeitende Rektifizierkolonnen oder emailliertem Eisen besonders geeignet, sowie ein entsprechender Energiebedarf erforderlich. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich bei-

Es wäre somit vorteilhaft, andere Möglichkeiten 45 spielsweise in der in der Figur schematisch dargestellzur Gewinnung von gasförmigem Chlorwasserstoff ten Anlage durchführen. Die Anlage besteht aus den aus seinen wäßrigen Lösungen aufzufinden, die mit Gefäßen 1, 2 und 3. Durch öffnen der Ventile 11, 21 diesen Nachteilen nicht behaftet sind. und 31 wird über die Sammelleitung.41 wäßrige

Andererseits entsteht bei der substituierenden Bro- Chlorwasserstofflösung in die Gefäße 1, 2 und 3 einmierung organischer Verbindungen als Nebenprodukt 50 gebracht. Nach Schließen der Ventile 11, 21 und 31 gasförmiger Bromwasserstoff. Dieser Bromwasserstoff wird über die Sammelleitung 42 bei geschlossener. wird vielfach durch Einleiten in Wasser zu wäßriger Ventilen 22 und 32 durch das geöffnete Ventil 12 Bromwasserstoffsäure gelöst, die für die Herstellung gasförmiger Bromwasserstoff, gegebenenfalls im Überanorganischer Bromide ausgenutzt werden kann. schuß, in das Gefäß 1 eingeleitet. Der Bromwasser-Es wurde nun festgestellt, daß es möglich ist, diese 55 stoff wird sich bis zur Sättigung in der Lösung lösen beiden Verfahren auf technisch einfach durchzüfüh- die in dem Gefäß 1 enthalten ist, und den Chlor rende Weise zu kombinieren. wasserstoff daraus verdrängen. Bei geschlossenen Es wurde ein Verfahren zur Gewinnung von gas- Ventil 13 wird über das geöffnete Ventil 14 diese: förmigem Chlorwasserstoff und wäßrigen Brom- Chlorwasserstoff, gegebenenfalls zusammen mit über wasscrstofflösungen durch Zugabe einer Säure zu 60 schüssigem Bromwasserstoff, in das Gefäß 2 einge einer wäßrigen Chlorwasserstofflösung gefunden. Da- führt. Der hieraus entweichende . Chlorwasserstoff nach wird in die wäßrige Chlorwasserstofflösung eine der gegebenenfalls noch geringe Mengen Brom ihrem HCl-Gehalt wenigstens äquimolare Menge an wasserstoff enthält, wird bei geschlossenem Ventil 2.' gasförmigem Bromwasserstoff eingeleitet und der er- über Ventil 24 in das Gefäß 3 eingeleitet. Der au haltcne gasförmige Chlorwasserstoff in an sich be- 65 diesem Gefäß bei geschlossenem Ventil 34 über da kannter Weise gesammelt. offene Ventil 33 in die Sammelleitung 43 entwei Hs hat sich nämlich gezeigt, daß durch Einleiten chende Gasstrom ist ein reiner Chlorwasserstofi von gasförmigem Bromwasserstoff in wäßrige Chlor- Nachdem die Lösung in Gefäß 1 mit Bromwasserstol