DE2542127C2

DE2542127C2 -

Info

Publication number: DE2542127C2
Application number: DE19752542127
Authority: DE
Inventors: Albert Dr. 6238 Hofheim De Renken; Guenter Dipl.-Ing. 6201 Naurod De Heck; Egon 6203 Hochheim De Malow; Karl-Heinz Dr. 6230 Frankfurt De Henke
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-09-22
Filing date: 1975-09-22
Publication date: 1987-10-15
Also published as: BE846430A; DE2542127A1; FR2324571A1; GB1544517A; IT1068527B; FR2324571B1

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung schwefelfreier Halogenwasserstoffsäure aus einem Gemisch Halogenwasserstoff, SO₂ und gegebenenfalls Wasser. Unter schwefelfrei wird im Folgenden ein Gehalt an SO₂ 2 ppm (Gewicht) und an SO₄-Ionen 1 ppm Gewicht verstanden.

Bei der adiabatischen und isothermischen Absorption von SO₂-haltigem HCl, HF, HBr, usw. durch Wasser entstehen je nach SO₂-Gehalt im Eintrittsgemisch der Absorber Säuren mit unterschiedlichen Schwefeldioxidkonzentrationen. Enthält zum Beispiel das Eintrittsgemisch bei 1 ata Gesamtdruck Gesamtdruck 50 Vol.% SO₂ und 50 Vol.% HCl, so entsteht bei adiabatischer Absorption eine 32-34 gewichtsprozentige HCl-Lösung mit ca. 2 Gew.% SO₂. Für die Weiterverwendung von SO₂-haltigen HCl-Lösungen ergeben sich Probleme, denn die Anwendbarkeit der so hergestellten Säuren ist stark eingeschränkt. Die Qualitätsanforderungen an Mineralsäuren, zum Beispiel zum Einsatz in der Analytik oder zur Herstellung reinster Produkte, sind außerordentlich hoch. Der geforderte Reinheitsgrad liegt für die hier betrachteten Verunreinigungen für Salzsäure zum Beispiel maximal bei 0,0001 Gew.% SO₄-Ionen bzw. 0,0002 Gew.% SO₂.

Nach der FR-PS 6 35 339 ist die Trennung von SO₂ und HCl durch extrahierende Wäsche mit Wasser von Gasen, die beide Bestandteile enthalten, bekannt.

Ferner ist nach DT-OS 18 16 906 ein Verfahren zum Herstellen von weitgehend schwefelfreier Salzsäure bekannt. SO₂ wird mit Cl₂ im Überschuß nach folgender Gleichung umgesetzt:

SO₂ + 2 H₂O + Cl₂ → 2 HCl + H₂SO₄

Überschüssiges Chlor und SO₄-Ionen müssen anschließend aus der Salzsäure entfernt werden, wozu aufwendige Verfahrensstufen notwendig sind.

Die Aufgabe bestand darin, ein Verfahren zu schaffen, mit dem in einfacher Weise schwefelfreie Mineralsäuren hergestellt werden können.

Es wurde nun ein Verfahren gefunden zum Herstellen von schwefelfreier Halogenwasserstoffsäure, aus einem Gemisch aus Halogenwasserstoffsäure, SO₂ und gegebenenfalls Wasser, bei dem man den flüchtigen Anteil der Halogenwasserstoffsäure mit Wasser absorbiert, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man den absorbierten Anteil gemeinsam mit dem Gemisch auf 20 bis 30°C kühlt und einem Stripp-Prozeß zuführt, das SO₂ mittels Strippgas aus dem Gemisch austreibt und das entstehende Gemisch aus Strippgas, SO₂ und flüchtigen Bestandteilen der Halogenwasserstoffsäure ebenfalls der Absorption zuführt.

Es wurde insbesondere ein Verfahren gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Gemisch im oberen Teil einer Kolonne absorbiert, das SO₂ durch Einleiten von Strippgas am Sumpf der Kolonne im unteren Teil der Kolonne aus dem Gemisch austreibt und im oberen Teil der Kolonne das Absorptionswasser so bemißt, daß das aufsteigende Gemisch aus Strippgas, SO₂ und flüchtigen Bestandteilen der Säure von den flüchtigen Bestandteilen der Säure vollkommen befreit wird.

Die Absorption kann adiabatisch oder isotherm durchgeführt werden. Bei adiabatischer Absorption ist es zweckmäßig, das den Absorptionsteil verlassende Produkt, bevor es dem Stripper zugeführt wird, über einen Kühler zu leiten.

Das Verfahren wird anhand der Figur näher erläutert. Das Gemisch aus Halogenwasserstoffsäure, SO₂ und gegebenenfalls Wasser wird über Rohrleitung 1 in den Mittelteil eines Austauschapparates 6 gegeben. Der gasförmige, flüchtige Anteil der Mineralsäure gelangt von da in den Absorptionsteil 7 der aus einer Kolonne mit mehreren praktischen Böden besteht, wobei im Falle von Halogenwasserstoff 5 bis 10 Böden als ausreichend angesehen werden können. Durch Rohrleitung 3 wird Wasser auf den Absorptionsteil 7 gegeben. Das Wasser mit den absorbierten flüchtigen Bestandteilen der Säure gelangt in einen Stripper 8, in den über Leitung 4 Strippgas eingeleitet wird. Der Stripper 8 ist ebenfalls eine Bodenkolonne mit mehreren praktischen Böden, wobei im Falle der Aufbereitung von Halogenwasserstoffsäure 10 bis 15 Böden ausreichen. Im Stripper werden SO₄ und flüchtige Bestandteile ausgeblasen. Sie gelangen wieder in den Absorptionsteil 7, wo die flüchtigen Bestandteile absorbiert werden. Die SO₂-freie Säure kann am Fuß über Leitung 5 und SO₂ am Kopf über Leitung 2 des Austauschapparates 6 entnommen werden. Das über 3 eintretende Absorptionswasser wird so bemessen, daß das aufsteigende Gemisch aus Strippgas, SO₂ und flüchtigen Bestandteilen der Säure von den flüchtigen Bestandteilen der Säure vollkommen befreit wird. Die freiwerdende Absorptionswärme wird entweder durch Wasserverdampfung (adiabatische Absorption) oder durch Kreislaufkühlung 9 (isotherme Absorption) in bekannter Weise abgeführt. Die aus dem Absorptionsteil ablaufende mit SO₂ verunreinigte Säure muß im Falle adiabatischer Absorption vor Einleiten in den Stripper in einem Kühlteil 10 auf ca. 20-30°C abgekühlt werden.

Als Strippgas kommen zum Beispiel Stickstoff, Luft, Wasserdampf, Halogenwasserstoff oder Gemische aus diesen Stoffen in Betracht. Die Auswahl des Strippgases erfolgt entsprechend der Weiterverwendung des Schwefeldioxides bzw. Halogenwasserstoffsäure. So scheidet Stickstofff bzw. Luft oder ähnliches als Strippgas aus, wenn inertgasfreies SO₂ erhalten werden soll. In diesem Falle kommt Halogenwasserstoff bzw. Wasserdampf als Strippgas in Frage. Durch Verwendung von Wasserdampf als Strippgas tritt ein gewisser Verdünnungseffekt bei der auflaufenden Halogenwasserstoffsäure ein. Um bei Verwendung von Wasserdampf einen Verdünnungseffekt zu vermeiden, kann selbstverständlich auch mit einem sogenannten Sumpfkocher 11 gearbeitet werden. Ebenso ist die Kombination Sumpfkocher/Direktdampf- bzw. Strippgas möglich.

Beispiel 1

In einer Laboranordnung mit Bodenkolonnen ⌀ =50 mm, 5 praktischen Böden im Absorptionsteil und 10 praktischen Böden im Strippteil wurde bei (1) HCl und SO₂ mit einer Konzentration von jeweils 50 Vol.% gasförmig aufgegeben. Der Gesamtgasstrom betrug 120 Nl/h. Als Strippgas wurde Luft bei (4) mit einem Volumenstrom von 40 Nl/h verwendet. Die Wasserzugabe wurde so bemessen, daß bei 5 eine 30%ige bzw. 20%ige wäßrige Salzsäure erhalten werden konnte. Die Temperatur im Strippteil betrug bei den Versuchen 15°C, im Absorptionsteil 70-85°C.

Analysenergebnisse

Im Abgas betrug der HCl-Anteil weniger als 1 ppm.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von schwefelfreier Halogenwasserstoffsäure, aus einem Gemisch aus Halogenwasserstoffsäure, SO₂ und gegebenenfalls Wasser, bei dem man den flüchtigen Anteil der Halogenwasserstoffsäure mit Wasser absorbiert, dadurch gekennzeichnet, daß man den absorbierten Anteil gemeinsam mit dem Gemisch auf 20 bis 30°C kühlt und einem Stripp-Prozeß zuführt, das SO₂ mittels Strippgas aus dem Gemisch austreibt und das entstehende Gemisch aus Strippgas, SO₂ und flüchtigen Bestandteilen der Halogenwasserstoffsäure ebenfalls der Absorption zuführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch im oberen Teil einer Kolonne absorbiert, das SO₂ durch Einleiten von Strippgas am Sumpf der Kolonne im unteren Teil der Kolonne aus dem Gemisch austreibt und im oberen Teil der Kolonne das Absoprtionswasser so bemißt, daß das aufsteigende Gemisch aus Strippgas, SO₂ und flüchtigen Bestandteilen der Säure von den flüchtigen Bestandteilen der Säure vollkommen befreit wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strippgas durch Kochen des Sumpfes erzeugt wird.