DE2426056B2

DE2426056B2 - Verfahren zur wiedergewinnung von chlor aus gasgemische, die neben chlor kohlendioxid enthalten

Info

Publication number: DE2426056B2
Application number: DE19742426056
Authority: DE
Inventors: Seitaro Omiya Saitama; Kawahara Kiyoshi; Sugawara Yukio; Musashino Tokio; Fukushima (Japan)
Original assignee: Mitsubishi Metal Corp
Current assignee: Mitsubishi Metal Corp
Priority date: 1973-05-31
Filing date: 1974-05-30
Publication date: 1977-12-29
Also published as: GB1450843A; JPS5425519B2; FR2231617B1; FR2231617A1; AU6953974A; JPS5010299A; CA998608A; DE2426056A1; DE2426056C3; US3972691A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergewinnung von hochreinem Chlor in hoher Ausbeute aus einem Gasgemisch, das neben Chlor Kohlendioxid enthält.

Für die Wiedergewinnung von Chlor aus chlorhaltigen Gasgemischen sind schon verschiedene Verfahren im Zusammenhang mit der Chlorverflüssigung bei der Chloralkalielektrolyse sowie im Zusammenhang mit der weiteren Behandlung der Abgase bei der Chloralkalielektrolyse bekannt. Beispiele für derartige Verfahren sind:

(1) das aus der US-PS 25 40 905 bekannte Verfahren, bei dem Chlor im wesentlichen frei von Kohlendioxid aus dem Abgas der chloralkalielektrolyse gewonnen wird, das neben Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff 10 bis 25% Chlor enthält, und bei dem das Chlor mit Hilfe eines geeigneten chlorierten Kohlenwasserstoffs, wie beispielsweise von Heptachlorpropan, absorbiert und zugleich das mitabsorbierte Kohlendioxid bei einer anderen Temperatur desorbiert wird;

(2) das Verfahren gemäß der britischen Patentschrift 7 98 576, bei dem Chlor durch Steuerung des Kohlendioxid-Partialdrucks in dem für die Chlorverflüssigung verwendeien Abgas der Chloralkalielektrolyse unterhalb 1.5 atm unter Druck abgestreift wird, wobei es in Wasser von 10 bis 100°C absorbiert und durch Erhitzen der erhaltenen Lösung unter vermindertem Druck freigesetzt wird;

(3) das Verfahren nach »Chemie-lng.-Tech.«, Band 39, Seiten 744-747 (1967), bei dem Chlor in hohen Ausbeuten verflüssigt wird, indem komprimiertes Zellgas (Anodenzellgas) der Chloralkalielektrolyse in flüssiges Chlor eingeblasen wird, um das im flüssigen Chlor gelöste Kohlendioxid auszutreiben, und bei dem das ausgetriebene Kohlendioxid mit dem Zellgas in die Verflüssigungsstufe zurückgeführt wird, um die Explosionsgefahr zu vermindern, die vom aufbewahrten Wasserstoff ausgeht, wenn das Zellgas der Chloralkalielektrolyse verflüssigt wird.

Was die oben angeführten Verfahren (1) und (2) betrifft, so sind sie unwirtschaftlich, weil mit Hilfe der Absorption oder Adsorption als Mittel zur Abtrennung von Chlor aus chlorhaltigen Gasgemischen im wesentlichen nur verdünnte Chlorgemische behandelt werden, so daß es bei einer Aufarbeitung von Chlor enthaltenden Gasen mit einer Cnlorkonzentration bis zu 50% oder darüber erforderlich ist, große Mengen an Absorptions- oder Adsorptionsmittel zu verwenden und zusätzliche Verfahrensschritte zum Desorbieren und Rückgewinnen des Chlors aus diesen Absorptions- bzw.

Adsorptionsmitteln vorzusehen. Bei dem obenerwähnten dritten Verfahren liegt die Menge an im Zellgas einer gewöhnlichen Chloralkalielektrolyse enthaltenden Kohlendioxidmenge lediglich in einem Bereich von etwa 0,5 bis 1,5 Vol.-%, so daß dieser Gehalt bei der praktischen Verwendung keine Schwierigkeiten verursacht, selbst wenn sämtliches Kohlendioxid im flüssigen Chlor gelöst wird. Wenn der Kohlendioxidgehalt im Zellgas beispielsweise 0,6% beträgt und durch Zusatz von aus flüssigem Chlor herausgetriebenem Kohlendioxid weiter angereichert wird, so steigt seine Konzentration in dem Zellgas dennoch lediglich auf etwa 1%, so daß sich keine Notwendigkeit ergibt, den restlichen Kohlendioxidgehalt im flüssigen Chlor zu erniedrigen. Schließlich ist es aus der US-PS 27 00 431 bekannt, bei der chloralkalielektrolyse erhaltenes Chlor zu reinigen, wobei das Chlor ebenfalls nur sehr wenig Kohlendioxid enthält. Dieses wenige Kohlendioxid kann ohne Schwierigkeiten als Verunreinigung vom Boden eines Sumpftanks oder Waschturms entfernt werden. Im

Gegensatz dazu betrifft das erfindungsgemäße Verfahren die Reinigung von gasförmigem Chlor, das Kohlendioxid in einer weit höheren Konzentration enthält als das aus der gewöhnlichen Chloralkalielektrolyse stammende Chlor. Bei dieser niedrigen Chlorkonzentration wird ein starkes Abkühlen des gasförmigen Gemisches unter Druck erforderlich, um ein hohes Chlorverflüssigungsverhältnis zu erzielen. Wie weiter unten ausgeführt, ist jedoch unter diesen Bedingungen das Kohlendioxid in flüssigem Chlor reichlich löslich und somit schwer abzutrennen.

Aufgabe der Erfindung ist die Überwindung der oben beschriebenen Schwierigkeiten und insbesondere die Schaffung eines Verfahrens zur Rückgewinnung von hochreinem Chlor in hoher Ausbeute aus Chloi enthaltenden Gasgemischen, die außerdem noch Koh lendioxid als eine wesentliche Komponente enthalten.
Gegenstand der Erfindung ist das in Anspruch
gekennzeichnete Verfahren.
Die Erfindung soll im folgenden an Hand vo

bo Zeichnungen näher erläutert werden, worin

F i g. 1 ein Diagramm, das die Beziehung zwische dem Ausmaß der Chlorverflüssigung und der Chlorkoi zentration im Abgas für verschiedene vorgegeben Chlorkonzentrationen im Beschickungsgas wiedergibt.

hi F i g. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen di Verflüssigungstemperatur und der Chlorkonzentratic im Abgas für verschiedene vorgegebene Komprimi rungsdrücke wiedergibt,

r i g. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen em Partialdruck des Kohlendioxids und der Löslichkeit les Kohlendioxids im flüssigen Chlor bei verschiedenen Temperaturen erläutert, und

Fig.4 ein Fließschema für die Durchführung des :rfindungsgemäßen Verfahrens unter Zugrundelegung ;iner Ausführungsform einer dafür geeigneten Vorrichtung darstellen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, reines Chlor, das sich für viele Anwendungszwecke eignet, wirtschaftlich aus Gasgemischen wiederzugewinnen, wie beispielsweise aus dem Gemisch aus Chlor und Kohlendioxid, in dem sowohl das Kohlendioxid als auch das Chlor nicht nur verdünnt, sondern in hoher Konzentration, beispielsweise zu je 50% vorkommen, wie das bei der Verflüssigung des Zellgases der obenerwähnten Chloralkalielektrolyse ^der bei der Behandlung von Abgasen nach der Verflüssigung der Fall ist, dem binären System aus Chlor und Kohlendioxid mit allen möglichen Mischungsverhältnissen oder einem Gasgemisch, das zusätzlich noch Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenmonoxid oder andere Gase enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft chlorhaltige Gasgemische, die als eine Komponente Kohlendioxid enthalten, wobei die Chlorkonzentration nicht so hoch ist, wie die im Zellgas der Chloralkalielektrolyse und der Kohlendioxidgehalt einen Bereich für ein Schutzgas bei der Verflüssigung der Zellgase überschreitet.

Aus der in F i g. 1 dargestellten Beziehung zwischen dem Ausmaß der Chlorverflüssigung η in %, der Chlorkonzentration in dem chlorhaltigen Gasgemisch Ci in % sowie im Abgas C2 in % geht hervor, daß η mit steigendem Ci größer wird, selbst wenn C2 ansteigt, daß jedoch bei sinkendem Ci die Notwendigkeit eintritt, auch C2 zu erniedrigen, um η steigern zu können. Gemäß F i g. 2 wird C2 auch durch den Kompressionsdruck P(in absoluten Atmosphären) und die Verflüssigungstemperatur Te in °C begrenzt. Das heißt, es ist notwendig, die Chlorkonzentration im Abgas niedriger zu halten, indem man entweder den Kompressionsdruck oder den Abkühlungsgrad erhöht, um das Chlor zu verflüssigen und in hoher Verflüssigungsausbeute aus dem chlorhaltigen gasförmigen Gemisch mit niedriger Chlorkonzentration zurückzugewinnen.

Es ist jedoch technisch schwierig, das Chlor enthaltende Gas auf 10 atm oder darüber zu komprimieren. Daher sind zwei Bedingungen, d. h. Komprimierung und Abkühlung, zur Verflüssigung von Chlor aus geringen Konzentrationen erforderlich. Wenn außer Chlor noch andere Komponenten, wie Stickstoff oder Sauerstoff, vorhanden sind, gibt es in diesem Falle keine Schwierigkeiten, weil sie sich nur schwierig in flüssigem Chlor lösen, jedoch im Falle der Anwesenheit von Kohlendioxid ist es unmöglich, Chlor und das Kohlendioxid durch einfaches Verdichten und Kühlen zu π trennen, da die Löslichkeit von Kohlendioxid in flüssigem Chlor sowohl mit der Erhöhung des Partialdrucks des Kohlendioxids im Restgns als auch mit der Abnahme der Kühltemperatur rasch zunimmt, wie in F i g. 3 dargestellt. Eine weitere Bedingung, die die h< > Verflüssigung und Abtrennung von Chlor iius chlorhaltigen gasförmigen Gemischen, die außerdem Kohlendioxid als eine Komponente enthalten, beschränkt, ist die Möglichkeit der Ablagerung von Kohlendioxid als Festkörper bei Pco₂ = 5,l atm und Te= -56,6°C sowie iv, die damit verbundene Möglichkeit des E.lockierens der Vorrichtung, in der das Chlorverflüssigungsverfahren durchgeführt wird.

Der Kompressionsdruck und der Kühlungsgrad als Bedingungen für die Chlorverflüssigung gemäß der Erfindung können durch die Chiorkonzentration des gasförmigen Gemisches und einen erwünschten Chlorverflüssigungsgrad bestimmt werden, jedoch werden sie im wesentlichen durch die limitierenden Bedingungen eingeschränkt, unter denen der Kompressionsdruck derart gesteuert wird, daß der Partialdruck des Kohlendioxids 5,1 atm bei der Chlorverflüssigung nicht überschreitet und gleichzeitig die Kühltemperatur nicht unter -56,6⁰C absinkt. Natürlich ist es dann möglich, unterhalb -56,6°C zu kühlen, wenn der Partialdruck des Kohlendioxids während der Chlorverflüssigung geringer als 5,1 atm ist.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft geeignete Vorrichtung ist in F i g. 4 dargestellt. Mit der Bezugszahl t ist darin ein Kompressor, mit 2 eine Rektifizierkolonne, mit 3 ein Erhitzungsabschnitt für flüssiges Chlor, mit 4 ein Rektifizierabschnitt mit Böden oder Füllkörpern und mit 5 ein Wärmeaustauscher für die Chlorkondensation bezeichnet. Zum Kühlen kann entweder ein Verfahren, bei dem das Kühlmittel, wie beispielsweise fluorierter Kohlenwasserstoff, wie Freon, von einem Einlaß 6 aus zugeführt und der Dampf dieses Kühlmittels aus einem Auslaß 6' abgelassen wird, d. h. ein Verfahren der unmittelbaren Expandierung, oder ein Verfahren angewandet werden, bei dem ein Kühlmittel vom Alkohol- oder Calciumchlorid-Typ im Kreislauf geführt wird. Mit der Bezugszahl 7 ist ein Wärmeaustauscher zur Steuerung der Temperatur des flüssigen Chlors im Aufkochabschnitt 3 bezeichnet.

Das flüssige Chlor wird vom Boden des Aufkochabschnittes 3 abgelassen und durch eine Auslaßleitung 11 in einen Behälter 8 geleitet. Das Abgas aus dem Oberteil der Rektifizierkolonne strömt nach oben durch ein Abgasrohr 12 und wird mit Hilfe eines Druckregulierungsventils 9 abgelassen, während der Druck in der Rektifizierkolonne 2 konstant gehalten wird. Die Beschickung aus chlorhaltigem Gasgemisch wird normalerweise in dem Kompressor je nach der Chlorkonzentration auf 4 bis 8 atm komprimiert und durch Einlassungsrohr 10 in das im Erhitzungsabschnitt

3 vorhandene flüssige Chlor eingeblasen, wodurch das flüssige Chlor aufgerührt, die Temperatur auf gleichem Wert gehalten und die Desorption des gelösten Kohlendioxids beschleunigt werden.

Während des Aufsteigens in dem Rektifizierabschnitt

4 tritt das in den Erhitzungsabschnitt 3 eingeblasene Beschickungsgas mit dem nach unten strömenden flüssigen Chlor aus dem Kondensationsabschnitt 5 in Berührung, und es werden Stoffaustausch und Wärmeaustausch erzielt, wobei das Chlor in dem Beschickungsgas kondensiert und eine Desorption von Kohlendioxid in dem flüssigen Chlor stattfindet. Weiter aufwärts erreicht das Beschickungsgas den Kondensationsabschnitt 5, wo das Chlor verflüssigt und je nach dem Verflüssigungsgrad, der durch die Temperatur und den Druck des Kondensationsabschnitts 5 bestimmt wird abgetrennt wird. Das Restgas, das aus einer Hauptmenge Kohlendioxid und geringeren Anteilen nich kondensierbaren Stickstoffs und Sauerstoffs und einen Teil Chlor besteht, wird von dem oberen Ende de Rektifizierkolonne durch die Leitung 12 und da Druckreguiierurigsventi! 9 abgelassen. Der erwähnt Chloranteil entspricht dem Partialdruck von Chlor, da sich mit dem flüssigen Chlor unter den Bedingungen de Kondensationsabschnittes 5 im Gleichgewicht befindet

Auf diese Weise muß der Abschnitt 5 eine hinreichend große Wärmeaustauschfläche besitzen, damit das Beschickungsgas auf eine vorgegebene Temperatur gekühlt werden kann. Die Anzahl der theoretischen Böden kann auf etwa drei geschätzt werden, wenngleich die für den Rektifizierabschnitt 4 erforderliche Anzahl nicht genau berechnet werden kann. Daten für ein Dampf/Flüssigkeit-Gleichgewicht für ein binäres System aus Chlor und Kohlendioxid sind noch nicht berichtet worden. Der Rektifizierabschnitt muß daher mindestens drei Böden oder einen entsprechenden Füllkörperabschnitt aufweisen.

Die Temperatur des flüssigen Chlors in dem Erhitzungsabschnitt 3 wird durch die Menge an im gewonnenen Chlor zulässigen Kohlendioxid bestimmt. Demzufolge ist, wie in F i g. 3 dargestellt, die Löslichkeit des Kohlendioxids im flüssigen Chlor durch den Partialdruck des Kohlendioxids in der Dampfphase und die Temperatur begrenzt, und sie muß in einem Bereich liegen, der sich für die Wiedergewinnung des Chlors eignet, jedoch kann der Wärmeaustauscher so gesteuert werden, daß die Temperatur innerhalb dieses Bereiches möglichst niedrig ist. Je höher die Temperatur ist, bei der der Erhitzungsabschnitt gehalten wird, um so höher ist die Reinheit des erhaltenen flüssigen Chlors. Jedoch treten dabei wirtschaftliche Nachteile auf, da es erforderlich ist, mehr Wärme für das Erhitzen des flüssigen Chlors zuzuführen und den Überschuß an Wärme wieder zu entfernen.

Die gesteuerte Temperatur in dem Erhitzungsabschnitt 3 liegt für gewöhnliche Chlorgewinnungen vorzugsweise in einem Bereich von 0 bis 15° C. Wird auf eine höhere Temperatur erhitzt, so steigt der Dampfdruck des Chlors im Erhitzungsabschnitt 3 auf einen Wert an, der dem des Komprimierdruckes entspricht, so daß es erforderlich ist, diesen Komprimierdruck weiter zu erhöhen. Als Wärmequellen können Wasserdampf, heißes Wasser, Heizgase und elektrisch erzeugte Wärme verwendet werden. Es muß jedoch dafür Sorge getragen werden, daß eine hinreichend große Wärmeaustauschfläche vorhanden ist, damit das Auftreten von selbst kleinen Bereichen mit Temperaturen vermieden wird, die die für das Chlor einzuhaltenden Grenzen überschreiten.

Wie oben beschrieben, wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Verflüssigen und Wiedergewinnen von flüssigem Chlor erhalten, bei dem das Beschickungsgas komprimiert und eine Rektifizierkolonne mit Totalrückfluß zugeführt wird, so daß es rektifiziert und von in dem flüssigen Chlor gelösten Kohlendioxid befreit wird, wonach das flüssige Chlor abgetrennt und gewonnen wird. Die Löslichkeit des Kohlendioxids im flüssigen Chlor wird schließlich auf einen derartigen Wert beschränkt, daß das flüssige Chlor für seinen ihm bestimmten Zweck verwendet werden kann. Außerdem wird ermöglicht. Chlor mit hoher Reinheit und in hohen Ausbeuten aus einem binären Gemisch aus Chlor und Kohlendioxid in einem weiten Mischungsbereich, das auch noch andere Bestandteile, wie Stickstoff, Sauerstoff, Kohlenmonoxid usw., in wechselnden Mengen

enthalten kann.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung.

Kompressor:

ölfreier Zweistuf enkolbenkompressor Entladungsdruck 7 atm

Kapazität 80 nWh

Tatsächliche
Strömungsgeschwindigkeit 52 mVh

Rektifizierkolonne:

Vertikalzylinder mit äußerer adiabaüscher Isolierung

Kühler 400 mm Durchmesser

Länge 3500 mm Kühlfläche 31,3 m³ Füllkörperabschnitt 400 mm Durchmesser

Länge 2000 mm Siedeabschnitt 500 mm Durchmesser

Länge 1500 mm

(Erhitzung durch Heizschlange mit zirkulierendem heißem Wasser)

Kühlaggregat für den Kühler:
Zweistufenkompressionsgerät mit mehreren Zylindern und hoher Geschwindigkeit Verwendetes Kühlmittel fluorierter Kohlenwasserstoff entsprechend »Freon R-22« Kühlkapazität 6500 kg/h (- 65° C).

Vergleichsbeispiel

Zur Durchführung dieses Beispiels wurde die in F i g. 4 dargestellte Vorrichtung verwendet. Deren Hauptmerkmale sind:

Unter Verwendung der beschriebenen Vorrichtung wurde ein Chlor enthaltendes Gasgemisch aus 52,6% Chlor, 43,2% Kohlendioxid und 4,2% Stickstoff und Sauerstoff (sämtlich bezogen auf das Volumen), das durch Hindurchleiten durch eine Säule mit Schwefelsäure getrocknet war, mittels eines Kompressors auf einen Druck von 6atü (etwa 6,8 atm absoluter Druck) komprimiert und in das flüssige Chlor eingeblasen, das sich im Boden der Rektifizierkolonne befand. Der Kühler der Rektifizierkolonne war durch Anstellen des Kühlaggregats gründlich vorgekühlt worden. Wenn das Chlor aus dem eingeblasenen gasförmigen, Chlor enthaltenden Gemisch verflüssigt war und das flüssige Chlor sich bis zu einem bestimmten Stand angesammelt hatte, wurde das flüssige Chlor entfernt und in dem Vorratsgefäß aufbewahrt.

Nach der Chlorkondensation wurde das Abgas durch das Druckregulierventil abgelassen, während der Druck in der Rektifizierkolonne bei 6 atm Überdruck gehalten wurde. Während die Strömungsgeschwindigkeit des in so den Kühler eingeleiteten chlorhaltigen Gasgemisches konstant bei 20,25 Mol/min (10,65 Mol/min Chlor, 8,75 Mol/min Kohlendioxid und 0,85 Mol/min Luft) gehalten wurde, wurde die Anlage 10 h lang betrieben, ohne daß das in dem Erhitzungsabschnitt vorhandene flüssige Chlor erhitzt wurde. Die im Fließgleichgewichi erhaltenen Ergebnisse sind:

Temperatur des Auslaßgases aus

dem Kompressor
Temperatur des Einlaßgases in
^W1 die Rektifizierkolonne

Temperatur des Auslaßgases aus

der Rektifizierkolonne - 5 Γ C

Temperatur des flüssigen Chlors

im Erhitzungsabschnitt -32° C

Gaszusammensetzung im Oberteil der Rektifizierkolor ne(Vol.-%)

Chlor 7

95° C 30⁰C

Kohlendioxid
Luft

62
31

Zusammensetzung und Menge an erhaltenem flüssigen Chlor

Chlor 59,8Vol.-%;

10,45 Mol/min
Kohlendioxid 40,2 Vol.-%;

7,04 Mol/min.

Diese Ergebnisse bestätigen die Tatsache, daß die Temperaturdifferenz zwischen dem flüssigen Chlor und dem Kühler durch Erniedrigung der Temperatur verringert wurde und eine Rektifikationswirkung nicht erzielt werden konnte. Dies ist der Tatsache zuzuschreiben, daß das flüssige Chlor nicht erhitzt wurde, wodurch die Bedingungen ähnlich denen werden, wie sie durch herkömmliche einfache Komprimierung und Abkühlung erzielt werden. Das erhaltene Chlor war mit 40,2 Vol.-% Kohlendioxid verunreinigt (bezogen auf beim Verdampfen erhaltenes Volumen). Das flüssige Chlor wurde in einer Konzentration gewonnen, die so niedrig war wie im Beschickungsgas.

Beispiel I

Unter Verwendung derselben Vorrichtung wie im Vergleichsbeispiel wurde das dort beschriebene Verfahren wiederholt mit der Abweichung, daß man das in dem Erhitzungsabschnitt enthaltene flüssige Chlor bei 10° C hielt, indem man heißes Wasser durch den Wärmeaustauscher zirkulieren ließ. Als Beschickung wurde das gleiche chlorhaltige Gasgemisch wie im Vergleichsbeispiel mit der gleichen Einblasgeschwindigkeit verwendet. Die Anlage war 12 h lang in Betrieb. Die im Fließgleichgewicht erhaltenen Ergebnisse sind wie folgt:

Temperatur im Oberteil der

Rektifizierkolonne
Temperatur des flüssigen Chlors

im Erhitzungsabschnitt 9°C

Zusammensetzung des Gases im Oberteil der Rektifizierkolonne in Vol.-%

Chlor 5,3

Kohlendioxid ⁸⁶Ί

Luft 8.6.

-52° C

Die Zusammensetzung des gewonnenen flüssigen Chlors war: 97,5 Vol.-% Chlor, 2,5 Vol.-% Kohlendioxid. Der Verflüssigungsgrad des Chlors war 95,1 %.

Beispiel U

In die Vorrichtung des Vergleichsbeispiels wurde ein Beschickungsgas aus 30 Vol.-% Chlor, 25 Vol.-% Kohlendioxid, 30 Vol.-% Stickstoff und 15 Vol.-% Sauerstoff eingeblasen. Das Gas wurde auf 6 atm Überdruck komprimiert, und die Temperatur des Abgases am Oberteil der Rektifizierkolonne und des flüssigen Chlors in dem Erhitzungsabschnitt wurde auf -55°C bzw. ITC eingeregelt. Die Zusammensetzung des Abgases aus dem Oberteil der Rektifizierkolonne war wie folgt: 5 Vol.-% Chlor, 28 Vol.-% Kohlendioxid, 67 Vol.-% Stickstoff und Sauerstoff. Das gewonnene flüssige Chlor enthielt 2,2 Vol.-% Kohlendioxid (bezogen auf das Volumen nach Verdampfung). Der Verflüssigungsgrad des Chlors betrug etwa 90%.

Beispiel Ul

Ein Gasgemisch mit einem Gehalt von 82 Vol.-% Chlor und 18 Vol.-% Kohlendioxid wurde in der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels unter den folgenden Bedingungen im Fließgleichgewicht verarbeitet:

Kompressionsdruck
Temperatur des Abgases am

Oberteil der Rektifizierkolonne
Temperatur des flüssigen Chlors

in dem Erhitzungsabschnitt

6 atm Überdruck -45° C
5° C.

Die Zusammensetzung des Abgases am Oberteil der Rektifizierkolonne betrug 9 Vol.-% Chlor und 91 Vol.-% Kohlendioxid. Kohlendioxid war in dem gewonnenen flüssigen Chlor zu 0,8 Vol.-% (bezogen auf das verdampfte Chlor) vorhanden, und der Verflüssigungsgrad des Chlors betrug etwa 98%.

Beispiel IV

Ein Gasgemisch aus 29 Vol.-°/o Chlor und 71 Vol.-% Kohlendioxid wurde in der Vorrichtung des Vergleichsbeispiels unter folgenden Bedingungen des Fließgleichgewichtes verarbeitet:

Kompressionsdruck
Temperatur des Abgases am

Oberteil der Rektifizierkolonne
Temperatur des flüssigen Chlors

in dem Erhitzungsabschnitt

6 atm Überdruck -52° C
10⁰C.

Das Abgas am Oberteil der Rektifizierkolonne bestand aus 7 Vol.-% Chlor und 93 Vol.-% Kohlendioxid. Das im gewonnenen flüssigen Chlor vorhandene Kohlendioxid machte 3,7 Vol.-% aus (gemessen nach Verdampfen des flüssigen Chlors). Der Verflüssigungs grad des Chlors betrug etwa 85%.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Gewinnung von Chlor aus einem chlorhaltigen gasförmigen Beschickungsgemisch, das außerdem Kohlendioxid als eine Komponente enthält, durch Verflüssigung des Gemisches unter Druck, bei dem das zu reinigende Chlor gasförmig in flüssiges Chlor eingeleitet, ein Teil der Flüssigkeit verdampft wird und die aufsteigenden Dämpfe im Gegenstrom mit flüssigem Chlor gereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit dem Chlor verdampfende CO2 über Kopf als Abgas abzieht und das gasförmige, in hoher Konzentration Kohlendioxid enthaltende Beschickungsgemisch so stark komprimiert, daß der Partialdruck des Kohlendioxids in dem gasförmigen Beschickungsgemisch bei der Verflüssigung in einer Rektifizierkolonne 5,1 ata nicht übersteigt, und so kontrolliert kühlt, daß das komprimierte gasförmige Gemisch die Abscheidetemperatur von festem Kohlendioxid nicht erreicht und daß man das erhaltene flüssige Chlor bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 15°C und bei dem bei der Verflüssigung im Sumpf der Rektifizierkolonne herrschenden Druck hält.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als gasförmiges Gemisch ein solches verwendet, das 29 bis 82 Vol.-% Chlor, 18 bis 71 Vol.-% Kohlendioxid und außerdem Stickstoff, Sauerstoff oder Kohlenmonoxid oder ein Gemisch daraus enthält, und daß man einen Kompressionsdruck von 4 bis 8 ata anwendet.