DE1941143C3

DE1941143C3 - Process for the production of a ceramic lining for tubular reactors for the production of vanadium chlorides

Info

Publication number: DE1941143C3
Application number: DE19691941143
Authority: DE
Inventors: Gerdinand Dipl.-Chem. Dr. 5211 Ranzel Langenhoff; Arnold Dipl.-Chem. Dr. 5000 Koeln Lenz; Erich Dipl.Chem. Dr. 5216 Niederkassel Termin
Original assignee: Dynamit Nobel AG
Current assignee: Dynamit Nobel AG
Priority date: 1969-08-13
Filing date: 1969-08-13
Publication date: 1974-10-24
Also published as: DE1941143A1; DE1941143B2

Description

dungsmasse ein Material verwendet, das aus AIKonoie o» ^ ^u™AIKonoie o » ^ ^u ™

einer innigen Mischung aus feinkörnigem Korund MethyJäthylketon u,Frage,an intimate mixture of fine-grain corundum MethyJäthylketon u, question,

und euiem mit einem Losungsmittel verdünnten, wesenuiui'" ν"Λ" -* ».«ιΐτΑιη«™™and euiem diluted with a solvent, wesenuiui '"ν" Λ "- *». «ιΐτΑιη« ™ bitten

ankondensierten Süiriumaluminiumester herge- dichte Oberfläche, «^"^^"^^ΞΤfused-on surface of aluminum aluminum ester, «^" ^^ "^^ ΞΤ

steUt und nach dem Einfüllen in den Raum zwi- t_S hin, entsteht. Denn die AusWe«dung mufiI wegen dessteUt and after filling in the space between _S , arises. Because the evaluation must be because of the

sehen der Reaktorwand und einer Innenverscha- Angriffs von Chlor imd Kohlenstoff im Gerasch vonsee the reactor wall and an interior lining. Attack of chlorine and carbon in the noise of

lung, vorzugsweise nach dem Verdunsten oder Vanadinoxid eine ^«»«1« p«»«MU«Otofltaj^treatment, preferably after evaporation or vanadium oxide a ^ «» «1« p «» «MU« Otofltaj ^

Burning off the solvent, by direct and internal structure. M. den_ conventional Flame exposure or burning with temperature refractory ceramic materials w, rd neither

raturen von 800 bis1000«= C gehärtet wurde. «. Porenarmut, dichte Oberfläche· Etomtal noch ge-temperatures from 800 to 1000 «= C was hardened. «. Few pores, dense surface

nügende chemische Widerstandsfähigkeit erzielt.Sufficient chemical resistance achieved.

Example I.

In einem Nickel- oder VA-Stahlrohr mit den Maßen: lichter Durchmesser 350 mm, Höhe 2000 mm ₃o wird eine Auskleidung wie folgt hergestellt:A lining is made in a nickel or VA steel tube with the dimensions: clear diameter 350 mm, height 2000 mm _{3 o as follows:}

In einem Mischer wird feinkörniges Aluminiumoxid (bis 30 μ) mit einer 33gewichtsprreentigen isopropylalkoholischen Lösung eines ankondensierten Siliciumaluminiumesters, der aus Kieseisäureäthyl-Fine-grain aluminum oxide (up to 30 μ) is mixed in a mixer with an isopropyl alcoholic Solution of a condensed silicon aluminum ester, which is made from Kieseisäureäthyl-

Die Herstellung von Vanadinchloriden, wie z. B. 35 ester und Al—see. Butylalkoholat im Molverhältnis Vanadintetrachlorid oder Vanadinoxichlorid, wird 1 : 1 mit 1 Mol H₂O hergestellt wurde, im Gewichtsüblicherweise durch reduzierende Chlorierung von verhältnis 8O°/o:2O°/o gut durchgemischt, bis eine Vanadinoxid in Gegenwart von Kohle vorgenom- gerade noch fließfähige Masse erhalten wird. In das men. Besondere Schwierigkeiten bereitet bei den Rohr, das nach der Auskleidung als Reaktor dient, erforderlichen hohen Arbeitstemperaturen die Ferti- 40 wird gemäß den gewünschten Innenabmessungen ein gung einer bei diesen Temperaturen gegen Chlor und Siebblech eingesetzt, das mit Filterpapier bespannt Kohle beständigen Auskleidung der Reaktoren. und oben als umgekehrter Trichter ausgebildet ist. Metallische Reaktoren ohne Auskleidung scheiden Unten befindet sich ein Metallansatz, so daß derThe production of vanadium chlorides, such as. B. 35 ester and Al-see. Butyl alcoholate in the molar ratio of vanadium tetrachloride or vanadium oxychloride is prepared 1: 1 with 1 mole of H ₂ O, usually by weight by reducing chlorination of a ratio of 80%: 20%, thoroughly mixed until a vanadium oxide in the presence of charcoal is just enough flowable mass is obtained. In the men. The tube, which is used as a reactor after the lining, is particularly difficult. and is designed as an inverted funnel at the top. Metallic reactors without liner separate the bottom is a metal attachment so that the

aus, weil selbst das gegen Chlorangriff an sich wider- Hohlraum abgeschlossen ist. In diesen Hohlraum standsfähige Nickel einen beachtlichen Material- 45 wird obige Masse eingefüllL Nach 24- bis 48stündischwund und eine Korrosion unter den angegebenen gern Antrocknen der Gießmasse und Abtropfen des Bedingungen aufweist. Von den oxidischen Materia- überschüssigen Binders wird das Siebblech entfernt, lien ist grundsätzlich Quarz geeignet, der chemisch Anschließend wird auf eine Temperatur geheizt, die unter den Arbeitsbedingungen nicht angegriffen wird. über der der späteren Reaktionstemperatur liegen Derartige kompakte Materialien scheiden aber für 50 soll, d. h. also auf etwa 800 bis 900° C. Die Aushärtechnische Anlagen aus, da Vanadinoxide wegen tung kann auch durch direkte Flammeneinwirkung ihres negativen Ausdehnungskoeffizienten bei Tem- erfolgen. Man erhält dabei praktisch die besten Erperaturwechsel, der stets beim Prozeß stattfinden gebnisse, was Porenfreiheit und Härte der Oberfläche kann, diese Art Auskleidung oder Rohrsysteme dar- anbelangt.because even that is sealed against chlorine attack in itself. In this cavity Stable nickel of a considerable material 45 the above compound is filled in L after 24 to 48 hours disappearance and corrosion among the specified likes drying of the casting compound and dripping of the Has conditions. The screen plate is removed from the oxidic material - excess binder, lien is basically quartz suitable, which is then chemically heated to a temperature that is not attacked under the working conditions. lie above that of the subsequent reaction temperature Such compact materials, however, should be separated for 50, i.e. H. So to around 800 to 900 ° C. The curing technique Plants off, as vanadium oxides can also be caused by direct exposure to flames their negative expansion coefficient at Tem- take place. You get practically the best temperature changes, the results always take place during the process, which is pore-free and hardness of the surface this type of lining or pipe systems are concerned.

aus auseinanderdrückt. 55 In dem so ausgekleideten Reaktor wurde die Her-from pushing apart. 55 In the reactor lined in this way, the

Gegenstand der Erfindung isi nun ein Verfahren stellung von Vanadinoxichlorid bei 500 bis 700° C zur Herstellung einer aus einer keramischen Masse nach folgendem Schema betrieben:
bestehenden Auskleidung für Rohrreaktoren, aus
Nickel- oder VA-Stahl für die Herstellung vonThe subject of the invention is now a method of setting vanadium oxychloride at 500 to 700 ° C for the production of a ceramic mass operated according to the following scheme:
existing lining for tubular reactors
Nickel or VA steel for the production of

Vanadium chlorides, which is characterized by 60 2V ₂ O ₅ + 3C + 6CU = 4VOCI ₁ + 3Cl _t

ist, daß man als Auskleidungsmasse ein Material
verwendet, das aus einer gießfähigen Mischung ausis that a lining material is a material
used that consists of a pourable mixture

feinkörnigem Korund und einem mit einem Lösungs- Eine Fahrperiode dauerte etwa 6 Wochen. Danachfine-grain corundum and one with a solution. A driving period lasted about 6 weeks. After that

mittel verdünnten, ankondensierten Siliciumalumi- wurde auf Normaltemperatur abgekühlt und von niumester hergestellt und nach dem Einfüllen in dem 63 neuem angefahren. Nach vier Produktionsperioden Raum zwischen der Reaktorwand und einer Innen- waren keinerlei Abnutzungserscheinungen am Reakverschalung, vorzugsweise nach dem Verdunsten torauskleidungsmaterial feststellbar. Das erhaltene oder Abbrennen des Lösungsmittels, durch direkte Produkt war aluminiumfrei und gelb gefärbt. Beimedium-diluted, condensed silicon-aluminum was cooled to normal temperature and removed from nium ester and started up again after filling in the 63. After four production periods Space between the reactor wall and an interior, there were no signs of wear and tear on the reac lining, preferably detectable after evaporation of the door lining material. The received or burning off the solvent, by direct product was aluminum-free and colored yellow. at

Anwesenheit von Aluminium tritt Verfärbung nach Schwarz ein.The presence of aluminum turns black.

Example 2

In einem Reaktor mit der gleichen Auskleidung wie im Beispiel 1 wurde bei Temperaturen von 800 bis 850° C Vanadintetrachlorid nach der GleichungIn a reactor with the same lining as in Example 1, at temperatures of 800 up to 850 ° C vanadium tetrachloride according to the equation

V₂O₅ + 5 C + 4Cl₂ = 2VCl₄ + 5COV ₂ O ₅ + 5 C + 4Cl ₂ = 2VCl ₄ + 5CO

hergestellt Bei ähnlicher Produktionsperiode wie im Beispiel 1 war kein Verschleiß der Reaktorauskleidung festzustellen.With a production period similar to that in Example 1, there was no wear on the reactor lining ascertain.

Example 3

In einem Reaktor mit der erfindungsgemäßen Auskleidung wurde VCl₂ durch Disproportionierung nach folgender Gleichung hergestelltIn a reactor with the lining _{according to the invention, VCl 2 was produced} by disproportionation according to the following equation

2 VCl, = VCl₂+ VCl₄.2 VCl, = VCl ₂ + VCl ₄ .

Der Reaktor wurde dabei im 24-Stunden-Rhytho mus von Raumtemperatur auf etwa 700° C erhitzt. Nach einer 3H-Zyklenperiode war die Reaktorauskleidung unangegriffen und hatte keine Risse.The reactor was operated in a 24-hour rhythm mus heated from room temperature to about 700 ° C. After a 3H cycling period the reactor liner was out unaffected and had no cracks.

Claims

Exposure to flame or burning at temperatures was hardened from 800 to 1000 ° C.

_The fused-on silicon aluminum ester can

Claim: _ne n according to German Auslegeschrift 1 286038

5 can be produced. If because of various hydro-processes for the production of a lysis rate of the Ausg * jgsm ^a ^ ⁿ F ^