DE2444062A1

DE2444062A1 - Verfahren zur herstellung von eisen(ii)-chlorid

Info

Publication number: DE2444062A1
Application number: DE2444062A
Authority: DE
Inventors: Karl-Friedrich Prof Dr Knoche; Gerhard Dipl Ing Steinborn
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1974-09-14
Filing date: 1974-09-14
Publication date: 1976-03-25
Also published as: BE833353A; NL7510802A; JPS5152996A; FR2284562A1; US4026999A; GB1488736A

Description

Aachen, den 10. Septombar 1974

Verfahre η ζ ur Hers teilung von Ej.sen (II )--chl pri d

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Eisen(ll}~ chlorid aus Eisen(lll)-chlorid.

Es ist bekannt, zur Herstellung von Eisen(il)-chlorid z.B. Eisen(ll/lll)-oxid bei erhöhten Temperaturen mit Chlorwasserstoff umzusetzen. In neuer Zeit ist nun ein hoher Anreiz gegeben, Eisen(ll)-chloriri aus Eisen(ill)-chlorid zu gewinnen, da diese Reaktion ein wichtiger Schritt in den Kreislaufprozessen zur Gewinnung von Wasserstoff aus Wasser ist, wenn man das System Eisen/Chlor zur Anwendung bringen will. Die Abspaltung des Chlors aus dem Eisen(ill)-chlorid bietet jedoch erhebliche Schwierigkeiten, so daß bisher noch kein befriedigender Prozeß zur technischen Reife gebracht werden konnte.

Es wurde nun gefunden, daß man Eisen(il)-chlorid mit guten Ausbeuten aus.Eisenflllj-chlorid herstellen kann, wenn man Eisen(ill)-chlorid in dem unteren Teil eines Reaktors, der auf einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Eisen(lll)-chlorid gehalten wird, in die dimere Form umwandelt oder diese in den genannten Reaktorteil einführt, die aufsteigenden Dämpfe im oberen Teil des Reaktors bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes vollständig kondensiert, das dabei anfallende monomere Eisen(lll)-chlorid in den unteren Reaktorteil zurückführt, wo es erneut verdampft, und das dabei

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gcbildets Eisen(ll)-chlorid aus dorn unteren Reaktorteil entfernt.
Die Einführung des Eisen(lll)-chlorids kann sowohl in den unteren wie auch in don uberen Teil des Renktors erfolge·:!"!. Im letzten Fall erfolgt eine Vorwärmung des Chlorids bei dem Fall nach unten, hier schließt sich dann die Verdampfung und Umwandlung in die flüchtige dimern
Form an. Man kann diese Umwandlung auch außerhalb dss Reaktors vornehniDn und in diesen direkt die diniere Form einführen. Die Temperatur im unteren Rür.ktorteil wird buim Arbeiten unter Normaldruck auf
etwa 300 - 320 C gehalten, im oberen in einem Bereich von etwa
100 - 300^DC. Seim Arbeiten unter erhöhten Drücken, z.B. bis zu 7ü bar und mehr, können diese Temperaturbereiche z.B. bis zu etwa 050 bzw. 80Q°C ausgedehnt werden. Die Temparatureinstallung kann in üblicher Weise erfolgun. Ea bildet sich dann im Reaktor ein Kreislaufbzw. Gegenstromsystem aus aufsteigenden dimsren Eisen(lll)-chloriddämpfen, die gegebenenfalls noch monomere Eisen(lll)~chloriddämrsfe enthalten können, und herabfallendem kondensierten monomeren Eisf3n(lll}-chlorid. Man führt zur Verstärkung dieser Bewegungen z.B. am Boden des Reaktors vorteilhaft ein inertes Trägergas ein, z.B. Chlorwasserstoff, Stickstoff oder Helium. Dieses Trägergas kann vorgeheizt
werden. Zu diesem Zweck kann man es z.B. durch ein von oben in dön
unteren Reaktnrteil geführtes Steckrohr leiten. Gegebenenfalls kann es z. B. notwendig sein, das kondensierte Eisen(lll)-chlorid von den Wänden des oberen Reaktorteils mechanisch zu entfernen, z.B. mit
Hilfe eines umlaufenden Kratzers. Das Verhältnis von Eisen(ill)-chlorid zu Trägergas kann in weiten Grenzen variiert werden, jedoch wird man keinen unnötig hohen Überschuß an Gas wählen.

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So.genügt z.B. schon ein Verhältnis von 30:1. Wenn man bei Normaldruck arbeitet, stellt sich in den aufsteigenden Dämpfen entsprechend den Gleichgewichtsverhältnissen eine Chlorkonzentration von etwa 4 Vol«-°/oein. Durch die Kondensation des dampfförmigen dimercn Eisen(lll)-chlorids in der oberen kühleren Reaktorzone nimmt hier der Partialdruck des Chlors stark zu. Man vird bestrebt sein, im z.B. am Kopf des Reaktors abgeführten Gasgemisch aus dem Trägergas und Chlor dessen Konzentration möglichst hoch einzustellen, z.B. auf 60 Vol.-°/o und höher. Die Auftrennung des Gasgemisches kann in üblicher Weise erfolgen. Insbesondere bei einem Arbeiten unter erhöhtem Druck, z.B. 30 - 40 atm, ist es auch möglich, die Kondensation des Eisen(lll)-chlorids so durchzuführen, daß dieses in flüssiger Form anfällt und in die untere Verdampfungszone zurückfließt. Es können dann bewegte Einrichtungen im Reaktor entfallen. Aus dem unteren Reaktorteil wird dann das dort gebildete feste Eisen(ll)-chlorid in bekannter Weise, z.B. mit Hilfe einer Förderschnecke, abgezogen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es, Eisen(il)-chlorid mit verhältnismäßig einfacher Technik und mit praktisch quantitativen Ausbeuten aus Eisen(lll)-chlorid zu gewinnen.

Beispiel;

In einem senkrecht stehenden,in der Zeichnung schematisch dargestellten Reaktor A wurden 1 kmol/h Eisen(ill)-chlorid über die Leitung 1 eingeführt. Im Gegenstrom dazu wurden über die Leitung 2 0,7 kmol/h Chlorwasserstoff als Trägergas zugegeben.

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Der untere Teil des Reaktors wurde durch indirekte Beheizung auf ca. 320 C gehalten, der obere durch entsprechende Kühlung auf 280 C. Über die Leitung 3 wurde ein Gasgemisch abgezogen, das nebsn Chlorwasserstoff ca. 70 Vol.--°/o Chlor enthielt, Über Leitung 4 wurde das entstandene feste Eisen(ll)--chlorid abgezogen.

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Claims

2U4062

PATENTANSPRÜCHE

1». Verfahren zur Herstellung von Ei5Bn(ll)-chlorid, dadurch gekennzeichnet, daß man Eisen(lll)-chlnrid in dem unteren Teil eines Reaktors, der auf einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Eisen(lll)~chlorids gehalten wird, in die dimere Form umwandelt oder diese in -den genannten Reaktorteil einführt, die aufsteigenden Dämpfe im oberen Teil des Reaktors bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes vollständig kondensiert, das dabei anfallende monomere Eisen(lll)-chlorid in den unteren Reaktorteil zurückführt, wo es erneut verdampft, und das dabei gebildete Eisen(il)-chlorid aus dem unteren Reaktorteil entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in den unteren Reaktorteil ein inertes, gegebenenfalls vorgeheiztes Trägergas einleitet,
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Eisen(ill)-chlorid in flüssiger Form kondensiert.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Eisen(ill)-chlorid in den oberen Teil des Reaktors einführt.

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5. Verfahren nach Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dnß man dimerBG Eisen(iTl)-chlarid .in dem Trägargnc in risn untei^cn Teil des Reuktors einführt.

SAD ORIGINAL

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