DE2608169A1 - REMOVAL OF HYDROGEN FLUID FROM GASEOUS MIXTURES - Google Patents

REMOVAL OF HYDROGEN FLUID FROM GASEOUS MIXTURES

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Description

Pennwalt Building, Three Parkway, Philadelphia, Pa. 19102,Pennwalt Building, Three Parkway, Philadelphia, Pa. 19102,

V. St. A.V. St. A.

Entfernung von Fluorwasserstoff aus gasförmigen GemischenRemoval of hydrogen fluoride from gaseous mixtures

Die Erfindung betrifft die Entfernung von Fluorwasserstoffgas (HF) aus gasförmigen Gemischen, die bis zu etwa 20 % an HF, bezogen auf das Gewicht des gasförmigen Gemisches, und andere, gegenüber Erdalkalifluoriden inerte Gase enthalten, in Abwesenheit von Wasser. Das gasförmige Gemisch wird mit teilch enförmigem, nicht wässrigem Erdalkalichlorid in Abwesenheit von Wasser in Kontakt gebracht.Vorzugsweise wird das nicht wässrige Erdalkalichlorid durch Kontakt mit einem trocknen, gasförmigen Gemisch fluoriert, das mit Ausnahme eines in ihm vorliegenden kleineren Anteils an HF gegenüber Erdalkalichlorid inert ist. Andererseits kann auch ein trocknes Gas, das mindestens einen grösseren Anteil an HP enthält, oder ein trocknes Fluorgas dazu verwendet werden, das bei dem Verfahren gemäss der Erfindung verwendete teilchenförmige, nichtwässrige Erdalkalifluorid zu erhalten. The invention relates to the removal of hydrogen fluoride gas (HF) from gaseous mixtures containing up to about 20 % HF, based on the weight of the gaseous mixture, and other gases inert to alkaline earth fluorides, in the absence of water. The gaseous mixture is brought into contact with particulate, non-aqueous alkaline earth chloride in the absence of water. The non-aqueous alkaline earth chloride is preferably fluorinated by contact with a dry, gaseous mixture which, with the exception of a smaller proportion of HF, is inert to alkaline earth chloride . On the other hand, a dry gas containing at least a larger proportion of HP or a dry fluorine gas can also be used to obtain the particulate, non-aqueous alkaline earth fluoride used in the method according to the invention.

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Nach Absorption von HF-Gas in einer Menge, die bis zur Absorptionskapazität des jeweiligen nichtwässrigen Erdalkali- · fluorides reichen kann, wird die Gasgemischströmung abge-"schaltet oder abgeleitet und das absorbierte EF von dem Erdalkalifluorid entfernt, vorzugsweise durch Desorption mittels Wärme. Das regenerierte Erdalkalifluorid wird dann erneut bei dem HF-Entfernungsprozess eingesetzt. Flüssigkeiten, die nicht wässrig sind, sind in dem gasförmigen Gemisch tolerierbar, solange sie sich nicht in den Verfahrensbehältern in solchen Mengen sammeln, dass wesentliche Bereiche der Oberfläche des Absorptionsmaterials verdeckt wurden.After absorption of HF gas in an amount up to the absorption capacity of the respective non-aqueous alkaline earth metal fluoride, the gas mixture flow is switched off or derived and the absorbed EF removed from the alkaline earth fluoride, preferably by means of desorption Warmth. The regenerated alkaline earth fluoride is then reused in the RF removal process. Liquids that don't are aqueous are tolerable in the gaseous mixture as long as they are not in the process vessels in such Collect quantities that substantial areas of the surface of the absorbent material have been covered.

Wenn nachfolgend zur Beschreibung des vorliegenden Verfahrens der Begriff "Absorption" verwendet ist, so umfasst dieser Begriff in dem hier gebrauchten Sinn Chemisorption, Adsorption und Absorption.If the term "absorption" is used below to describe the present process, this term includes as used here, chemisorption, adsorption, and absorption.

Die Erdalkaliverbindungen für die Zwecke der Erfindung sind die Calcium-, Barium- oder Strontiumchloride und -fluoride in ihrer nichtwässrigen Form. Das bevorzugte Erdalkalimetall ist Calcium, und die weitere Erläuterung der Erfindung erfolgt der Kürze halber hauptsächlich an Hand des Calciums. Die nichtwässrigen Formen von ErdalkaliChloriden werden erhalten, indem man die Hydrate bei Temperaturen trocknet, die sich zur Entfernung von Hydratwasser eignen.The alkaline earth compounds for the purposes of the invention are the calcium, barium or strontium chlorides and fluorides in their non-aqueous form. The preferred alkaline earth metal is calcium and the invention will be discussed further in FIG For the sake of brevity, mainly on the basis of calcium. The non-aqueous forms of alkaline earth chlorides are obtained by the hydrates are dried at temperatures suitable for removing water of hydration.

Zu den gasförmigen Gemischen für die Zwecke der Erfindung, die bis zu etwa 20 % HF, bezogen auf das Gewicht des gasförmigen Gemischs, und andere, gegenüber Erdalkalifluoriden inerte Gase enthalten, gehören Mischungen von HF # Chlorwasserstoff (KCl) und flüchtigen, organischen Gasen, wie sie bei verschiedenen Fertigungsprozessen anfallen, HF- und HCl-Mischungen, die von anderen Gasen im wesentlichen frei sind, HF und Fluorgas mit und ohne anderen inerten Gasen, trockne Luft, die Spuren an HF .enthält, Abgase von Erdölalkylierungsprozessen, die unter Beteiligung von nichtwässrigem HF verlaufen, Abgase der Aluminiummetall- und der Keramikindustrie, die Spuren an HF ent-The gaseous mixtures for the purposes of the invention which contain up to about 20% HF, based on the weight of the gaseous mixture, and other gases inert to alkaline earth fluorides include mixtures of HF # hydrogen chloride (KCl) and volatile organic gases, as they occur in various manufacturing processes, HF and HCl mixtures that are essentially free of other gases, HF and fluorine gas with and without other inert gases, dry air that contains traces of HF, exhaust gases from petroleum alkylation processes that involve of non-aqueous HF, exhaust gases from the aluminum metal and ceramics industries, the traces of HF

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halten, usw.hold, etc.

Das Verfahren gemäss der Erfindung eignet sich besonders zur •Behandlung von mit HF verunreinigtem, gasförmigem Chlorwasserstoff, wie er als Nebenprodukt bei Fluorkohlen(wasser)stoffsynthesen auftritt. Speziell fällt bei technischen Prozessen zur Erzeugung fluorierter Kohlenwasserstoffe (wie CCl^F, CCl2F2, CClF5, CHCl2F, CHClF2, CHF5, CH5CClF2, CH5CCl2F, CH5CF5, CCl2FCClF2, CClF2CClF2 und dergleichen, also Produkten, die sich als Kältemittel, Blähmittel und Aerosol-Treibmittel eignen), die unter Fluorierung chlorierter Kohlenwasserstoffe, wie CCI4, CHCl5, CH5CCl5 und CCl2-CCl2, mit HF verlaufen, eine erhebliche Menge an Chlorwasserstoff, der variierende, aber wesentliche Anteile an Fluorwasserstoff enthält, als Nebenprodukt an, wobei das Chlorwasserstoff-Nebenprodukt aus offensichtlichen wirtschaftlichen und ökologischen Gründen nicht verworfen werden kann. Dieser verunreinigte Chlorwasserstoff muss aber gereinigt werden, so dass das HCl bei technischen Zwecken verwendbar ist, z. B. bei Oxychlorierungsreaktionen, bei der Lebensmittelbearbeitung, beim Beizen von Stahl und bei der Behandlung von Salzlösung, die bei der elektrolytischen Chlorerzeugung eingesetzt wird; ein Vorliegen von HF in solchen Systemen ist nicht tolerierbar.The method according to the invention is particularly suitable for the treatment of gaseous hydrogen chloride contaminated with HF, such as occurs as a by-product in the synthesis of fluorocarbons. In technical processes for the production of fluorinated hydrocarbons (such as CCl ^ F, CCl 2 F 2 , CClF 5 , CHCl 2 F, CHClF 2 , CHF 5 , CH 5 CClF 2 , CH 5 CCl 2 F, CH 5 CF 5 , CCl 2 FCClF 2 , CClF 2 CClF 2 and the like, i.e. products that are suitable as refrigerants, blowing agents and aerosol propellants), which under fluorination of chlorinated hydrocarbons, such as CCI4, CHCl 5 , CH 5 CCl 5 and CCl 2 -CCl 2 , run with HF, a significant amount of hydrogen chloride, which contains varying but substantial proportions of hydrogen fluoride, as a by-product, the hydrogen chloride by-product cannot be discarded for obvious economic and ecological reasons. However, this contaminated hydrogen chloride must be purified so that the HCl can be used for technical purposes, e.g. B. in oxychlorination reactions, in food processing, in pickling of steel and in the treatment of salt solution, which is used in the electrolytic chlorine production; the presence of HF in such systems cannot be tolerated.

Die US-PS 3 140 916 empfiehlt eine Methode zur Beseitigung von HF-Verunreinigung, bei der ein gasförmiges Gemisch von Chlorwasserstoff und Fluorwasserstoff durch eine wässrige Calciumchloridlösung geleitet wird, wodurch der Fluorwasserstoff mit dem Calciumchlorid in Lösung zur Bildung von Calciumfluorid als gefälltem Feststoff reagiert,- der durch Filtrieren gewinnbar ist. Diese mehrstufige, wässrige Arbeitstechnik hat verschiedene ernsthafte Nachteile, die sich aus den Problemen ergeben, die das Handhaben eines wässrigen Systems, das von HCl, CaCl2 und CaF2 gebildet wird, mit sich bringt. Dieses Gemisch ist hochkorrosiv, und die Mischung von gefälltem CaF2 in Wasser bildet eine starke Abriebkräfte ergebende Aufschlämmung; beide Zustande sind für Apparaturen sehr nachteilig. InUS Pat. No. 3,140,916 recommends a method for removing HF contamination in which a gaseous mixture of hydrogen chloride and hydrogen fluoride is passed through an aqueous calcium chloride solution, whereby the hydrogen fluoride reacts with the calcium chloride in solution to form calcium fluoride as a precipitated solid, - which can be obtained by filtration. This multi-step aqueous technique has several serious disadvantages resulting from the problems involved in handling an aqueous system formed by HCl, CaCl 2 and CaF 2 . This mixture is highly corrosive and the mixture of precipitated CaF 2 in water forms a slurry giving rise to strong abrasive forces; both conditions are very disadvantageous for apparatus. In

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der Patentsc3irift ist auch erwähnt, dass Aluminiumoxid als Absorptionsmittel zur Entfernung von HF aus HCl verwendet worden ist.The patent rift also mentions that alumina is used as a Absorbent has been used to remove HF from HCl.

Ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Entfernung von HF-Verunreinigung aus einem gasförmigen Gemisch von Chlorwasserstoff ist in USA-Patentanmeldung Serial No. 35^715 beschrieben, die auf die USA-Patentanmeldung Serial Uo. 153*839 (DT-OS 2,229,571) zurückgeht. Bei dem dort beschriebenen Verfahren wird gasförmiges HGl, das HF enthält, mit im wesentlichen nichtwässrigem, festem, teilchenförmigen! Calciumchlorid in Kontakt gebracht. Es hat sich gezeigt, dass das Calciumfluorid, das dort auf dem Wege über die Umwandlung von CaCIp in situ erhalten wird, die Befähigung besitzt, bis zu etwas über 50 % seines eigenen Gewichts an HF zu absorbieren. Darilberhinaus behält dieses Calciumfluorid die Grosse, die Form, das Aussehen, das Freifliessvermögen und andere, leichte Handhabung ergebende Charakteristiken des Galciumchlorid-Vorläufers bei.A simple and economical method of removal of HF contamination from a gaseous mixture of hydrogen chloride is disclosed in U.S. Patent Application Serial No. 35 ^ 715 which is based on United States patent application Serial Uo. 153 * 839 (DT-OS 2,229,571) decreases. With the procedure described there becomes gaseous HGl, which contains HF, with essentially non-aqueous, solid, particulate! Calcium chloride brought in contact. It has been shown that the calcium fluoride, which is obtained there by way of the conversion of CaClp in situ, has the ability to up to something absorb over 50% of its own weight in HF. In addition this calcium fluoride keeps the size, the shape, the appearance, the free flow and other easy handling Resulting characteristics of the precursor calcium chloride at.

V. L. Colvin beschreib* im "AEG Beport K ΛΛΛψ1 die Verwendung von Calciumfluorid als Sorptionsmittel für Fluorwasserstoff, wobei das Calciumfluorid durch Birektfluorierung von Calciumsulfat hergestellt wird. Dabei wurde aber nur eine sehr geringe Beladung für den Level-Durchbruch von HF erhalten. Mit der vorliegenden Erfindung wird eine durchschnittliche Beladung von etwa 20 % HF auf GaFU feei normaler Arbeitsweise erzielt.VL Colvin describes * in the "AEG Beport K ΛΛΛψ 1" the use of calcium fluoride as a sorbent for hydrogen fluoride, the calcium fluoride being produced by the birefluorination of calcium sulphate. However, only a very small load was obtained for the level breakthrough of HF According to the invention, an average load of about 20 % HF is achieved on GaFU fee i normal operation.

Colvin nennt weiter für sein Material eine Oberfläche von 129 m /g. Das gemäss der Erfindung verwendete Calciumfluoridmaterial hat eine weitaus geringere Oberfläche, wie von etwa bis 17 m /g. Das Verfahren gemäss der Erfindung ergibt somit das unerwartete Resultat der Entfernung von mehr HP je Gewichtseinheit Absorptionsmittel mit beträchtlich geringerer Oberfläche.Colvin also mentions a surface area of 129 m / g for his material. The calcium fluoride material used according to the invention has a much smaller surface area, such as from about to 17 m / g. The method according to the invention thus gives that unexpected result of removing more HP per unit weight of absorbent with considerably less surface area.

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Laboratoriumsversuche haben gezeigt, dass natürlich vorkommendes Calciumfluorid nicht befähigt ist, eine wesentliche Menge an HF zu absorbieren. Natürlich vorkommendes Calciumfluorid könnte nur etwa 5 bis 6 Gew.% HF vor dem Durchbruch absorbieren, während das durch Umsetzen von Calciumchlorid und HF erzeugte Calciumfluorid etwa 20 Gew.% HF vor Durchbrechen bei den gleichen Strömungs-, Temperatur- und Druckbedingungen zu absorbieren vermag.Laboratory tests have shown that naturally occurring calcium fluoride is not capable of producing an essential Amount of HF to absorb. Naturally occurring calcium fluoride could only be about 5 to 6 wt.% HF before the breakthrough absorb, while the calcium fluoride produced by the reaction of calcium chloride and HF about 20 wt.% HF before breakthrough able to absorb under the same flow, temperature and pressure conditions.

Der Begriff "Durchbruch11 entspricht in der hier gebrauchten Bedeutung folgendem:'The term "breakthrough 11 corresponds to the following in the meaning used here: '

Venn HF durch Hindurchleiten eines HF enthaltenden Gases durch ein Absorptionsmedium absorbiert wird, so gilt für die HF-Konzentration in dem austretenden Gas, dass sie im allgemeinen ziemlich gleichmässig ist oder langsam zunimmt. Venn die Austrittskonzentration des HF in dem Gas schnell (im Vergleich mit den vorherigen Geschwindigkeiten) zuzunehmen beginnt, so ist der "Durchbruch" eingetreten.Venn HF by passing a gas containing HF therethrough is absorbed by an absorption medium, then applies to the HF concentration in the exiting gas that it is in general is fairly steady or increasing slowly. If the exit concentration of HF in the gas is rapid (im Comparison with the previous speeds) begins to increase, the "breakthrough" has occurred.

Die Tabelle I fasst Messungen der Oberfläche und HF-Absorption bei Calciumfluorid (CaFp) zusammen, das durch Hindurchleiten von nichtwässrigem HF durch eine Schicht nichtwässriges Calciumchlorid (CaCIp) in Abwesenheit von Wasser bis zur Überführung des CaCIp in CaFp, bestimmt durch Analyse der Feststoffe, hergestellt wurde. Das absorbierte HF wurde dann durch Wärme und Luftspülung desorbiert.Table I summarizes measurements of the surface area and RF absorption for calcium fluoride (CaFp) by passage of non-aqueous HF through a layer of non-aqueous calcium chloride (CaClp) in the absence of water until transfer of the CaClp in CaFp as determined by analysis of the solids. The absorbed HF was then through Desorbed heat and air purge.

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Tabtab 44th Spezifische OberSpecific upper ** 1,81.8 26081692608169 IR-2051IR-2051 e 1 1 e Ie 1 1 e I fläche, m2/g+)area, m2 / g +) Physikalische KennwertePhysical parameters 13,513.5 2,02.0 Verbindunglink 16,516.5 Probesample HF, %, aufHF,%, on CaF2 CaF 2 CaF2 absorbiertCaF 2 absorbed II. CaFpCaFp 4040 IIII CaFo (natürlicherCaFo (more natural 4040 IIIIII Flussspat)Fluorspar) CaCl2 (nichtCaCl 2 (not 1010 IVIV wässrig)aqueous)

+) bestimmt nach der BET-Methode der American+) determined by the American BET method

Chemical Societies (Brunauer, Emmet & Teller)Chemical Societies (Brunauer, Emmet & Teller)

Diese Ergebnisse zeigen eine ausgeprägte Veränderung der physikalischen Struktur der Verbindung CaCIp beim Umsetzen mit HF zur Bildung von CaF2. Mit Probe III ist auch natürlicher Flusspat, CaF2, einbezogen, dessen Oberfläche in der Grössenordnung derjenigen des CaCl2 liegt. Der Flussspat absorbiert bei den gleichen Bedingungen wie die Proben I und II nur 10 % HF.These results show a marked change in the physical structure of the compound CaClp when it reacts with HF to form CaF 2 . Sample III also includes natural fluorskid, CaF 2 , the surface of which is in the order of magnitude of that of CaCl 2 . The fluorspar absorbs only 10% HF under the same conditions as samples I and II.

Das von dem in der oben beschriebenen Weise erhaltenen "synthetischen" Calcxumfluorid absorbierte HF kann mit .zweckentsprechenden Heizeinrichtungen abgestreift werden; das auf diese Weise regenerierte CaF2 kann dann wieder als Absorptionsmittel für weiteres, in dem gasförmigen Gemisch anwesendes HF dienen.The HF absorbed by the "synthetic" calcium fluoride obtained in the manner described above can be stripped off with appropriate heating devices; the CaF 2 regenerated in this way can then again serve as an absorbent for further HF present in the gaseous mixture.

Das zur Bewirkung von HF-Entfernung gemäss der Erfindung behandelte HF-haltige, gasförmige Gemisch kann 0,3 bis etwa 20 Gew.% HF, bezogen auf das Gesamtgewicht des gasförmigen Gemischs, enthalten. Das Regenerativ-Kreislauf-System gemäss der Erfindung eignet sich Jedoch besonders für die' Gemische, die massige Mengen an HF enthalten, z. B. von etwa 0,5 bis 6,0 Gew.%. Bei einer noch wertvolleren Anwendung des Verfah-That treated to effect RF removal according to the invention HF-containing, gaseous mixture can contain 0.3 to about 20% by weight of HF, based on the total weight of the gaseous Mixture. The regenerative circulatory system according to However, the invention is particularly suitable for the 'mixtures containing massive amounts of HF, e.g. B. from about 0.5 to 6.0 wt%. In an even more valuable application of the process

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rens können im Gemisch mit eiuem EF enthaltenden, gasförmigen Chlorwasserstoff-Gemisch bis zu etwa 70, vorzugsweise aber ^- bis zu etwa 60 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht des gas-,'förmigen Gemischs, an einem oder mehreren flüchtigen Halogenkohlenwasserstoff en vorliegen, d. h. Chlorfluorkohlenwasserstoffe, Chlorkohlenwasserstoffe und Fluorkohlenwasserstoffe, z. B- CCl4, CCl3E, CCl2F2, CClE3, CHCl2F, CHClF2, CHF3, CHCl3, CH3CClF2, CH3CCl2F, CCl2FCClF2, CClF2CClF2 und CCIoCCl2, und dergleichen. Solche flüchtigen Halogenkohlenwasserstoffe stören bei der HF-Absorption nicht und unterliegen durch Kontakt mit dem CaF2 keiner feststellbaren Veränderung. Das Produkt-HCl kann von diesen organischen Bestandteilen durch Destillation getrennt werden, um ein nichtwässriges HCl-Gas zu gewinnen, oder durch Absorption in Wasser, um eine wässrige HCl-Lösung zu erhalten. Bei der letztgenannten Technik lässt sich die kleine Menge an organischem Material, das in der wässrigen Säure absorbiert ist, leicht entfernen, indem man mit Luft oder anderem Gas verbläst oder auf Aktivkohle oder Molekularsieben absorbiert.Rens can be mixed with a gaseous hydrogen chloride mixture containing EF up to about 70, but preferably up to about 60% by weight, based on the total weight of the gaseous mixture, of one or more volatile halogenated hydrocarbons , ie chlorofluorocarbons, chlorofluorocarbons and fluorocarbons, e.g. B- CCl 4 , CCl 3 E, CCl 2 F 2 , CClE 3 , CHCl 2 F, CHClF 2 , CHF 3 , CHCl 3 , CH 3 CClF 2 , CH 3 CCl 2 F, CCl 2 FCClF 2 , CClF 2 CClF 2 and CCIoCCl 2 , and the like. Such volatile halogenated hydrocarbons do not interfere with the HF absorption and are not subject to any noticeable change through contact with the CaF 2. The product HCl can be separated from these organics by distillation to obtain a non-aqueous HCl gas or by absorption in water to obtain an aqueous HCl solution. In the latter technique, the small amount of organic matter absorbed in the aqueous acid can be easily removed by blowing with air or other gas, or by absorption on activated carbon or molecular sieves.

Der zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung eingesetzte Absorptionsturm kann zu Anfang mit einem zweckentsprechenden Bett bzw. einer Schicht von teilchenföraigem CaF2 beschickt werden, das wie oben beschrieben aus dem im wesentlichen nichtwässrigen Calciumchlorid hergestellt wurde, oder wird, nach der bevorzugten Ausführungsform, mit dem nichtwässrigen CaCl2 beschickt, das dann in normaler Weise in das CaF2 übergeführt wird, wenn der Beschickungsstrom von HF enthaltendem, gasförmigem HCl mit ihm in Kontakt gebracht bzw. Mndurchgeleitet wird. Das teilchenförmige Calciumfluorid kann von pulvrigen bis zu körnigen Sorten bis zu Pellets reichen, d. h. eine durchschnittliche Teilchengrösse in dem breiten Bereich von 0,06 bis 1,0 cm (0,025 bis 0,375 Zoll) haben. Bei der bevorzugten Ausführungsform jedoch hat das Calciumfluorid Pelletform, z. B. eine Teilchengrösse von etwa 0,6 bis 1,0 cm (etwa 0,25 bis 0,375 Zoll).The absorption tower used to carry out the process according to the invention can initially be charged with an appropriate bed or a layer of particulate CaF 2 which has been prepared as described above from the essentially non-aqueous calcium chloride, or is, according to the preferred embodiment, with the non-aqueous CaCl 2 , which is then converted into the CaF 2 in the normal manner when the feed stream of HF-containing, gaseous HCl is brought into contact with it or passed through it. The particulate calcium fluoride can range from powdery to granular grades to pellets, that is, have an average particle size in the broad range of 0.06 to 1.0 cm (0.025 to 0.375 inches). In the preferred embodiment, however, the calcium fluoride is in pellet form, e.g. B. a particle size of about 0.6 to 1.0 cm (about 0.25 to 0.375 inches).

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Die Temperatur, bei der das gasförmige Chlorwasserstoff-Gemisch, mit dem teilchenförmigen CaF2 in Eontakt gebracht wird, kann im Bereich von etwa 15 bis 55° C (etwa 60 bis 130° F) liegen, wobei ein Bereich von etwa 21 bis 4-5° C (etwa 70 bis 115° F) bevorzugt wird. Zweckmässig hält man die Kontakttemperatur über dem Taupunkt des gasförmigen Gemischs, um jegliche in diesem vorliegenden organischen Stoffe an einem Kondensieren in der Reaktorkolonne zu hindern. Die Drücke können in Abhängigkeit von anderen Verfahrensbedingungen von im wesentlichen Atmosphärendruck bis zu etwa 18 Atm. (etwa 250 Psig) reichen. Da das System im wesentlichen nichtwässrig ist, sind keine besonderen Werkstoffe erforderlich, und der Absorptionsturm und die zugehörigen Rohrleitungen und Einrichtungen können aus gewöhnlichem, unlegiertem Stahl gefertigt sein, wobei Korrosion desselben kein anormales Problem bietet.The temperature at which bringing the gaseous hydrogen chloride mixture with the particulate CaF 2 in Eontakt may range from about 15 to 55 ° C (about 60 to 130 ° F), with a range of about 21 to 4- 5 ° C (about 70 to 115 ° F) is preferred. The contact temperature is expediently kept above the dew point of the gaseous mixture in order to prevent any organic substances present in it from condensing in the reactor column. Pressures can range from substantially atmospheric up to about 18 atmospheres depending on other process conditions. (about 250 psig) are enough. Since the system is essentially non-aqueous, no special materials are required, and the absorption tower and associated piping and equipment can be made of ordinary mild steel, and corrosion thereof does not pose an abnormal problem.

Unter "nichtwässrig11 ist in dem hier gebrauchten Sinn eine Substanz zu verstehen, die weniger als 1000 und vorzugsweise weniger als 200 Gew.teile an Wasser je Million Teile Substanz (ppm) enthält. In entsprechender Weise bezeichnet der Begriff "in Abwesenheit von Wasser" einen Prozess, der mit einem Gas durchgeführt wird, das weniger als 1000 ppm an Wasser enthältwIn the sense used here, "non-aqueous 11" is to be understood as meaning a substance which contains less than 1000 and preferably less than 200 parts by weight of water per million parts of substance (ppm). Correspondingly, the term "in the absence of water" a process carried out with a gas that contains less than 1000 ppm of water

Ein mit der vorliegenden Erfindung über Einfachheit der Arbeitsweise und geringe Arbeitskosten hinaus erhaltener Vorteil ist die allgemeine Wirksamkeit der HF-Absorption bei sogar relativ hohen Durchsätzen. Z. B. enthält das Produktgas nach Behandlung eines gasförmigen Gemischs von HCl und organischen Stoffen, das einen anfänglichen HF-Gehalt von etwa 18 % hat, gemäss der Erfindung gewöhnlich weniger als 0,5 Gew.% an HF, obwohl die Strömungsgeschwindigkeiten des Beschickungsgases in einem Bereich von etwa 0,05 bis 50 g/Stunde je cm (etwa 1,0 bis 100 Pounds/Quadratfuss) des teilchenförmigen CaF~ variieren können, gemessen bei Hormalbedingungen von 1 ata Druck und 21° C. Anders ausgedrückt, die obigen Ergebnisse bezüglich HF-Absortpion werden unter Anwendung von Kontaktzeiten des gasförmigen HCl-Gemischs mit dem teilchenförmigen Calcium-One with the present invention about simplicity of operation and low labor cost, advantage obtained is the overall effectiveness of RF absorption at even relatively high throughputs. For example, after treatment, the product gas contains a gaseous mixture of HCl and organic Substances which have an initial HF content of about 18%, according to the invention usually less than 0.5% by weight of HF, although the feed gas flow rates are in the range of about 0.05 to 50 g / hour per cm (about 1.0 to 100 pounds / square foot) of the particulate CaF ~ can vary, measured under normal conditions of 1 ata pressure and 21 ° C. In other words, the above results regarding HF absorption is achieved using contact times of the gaseous HCl mixture with the particulate calcium

6098 4 2/08036098 4 2/0803

fluorid (auch als Verweilzeit bezeichnet) von etwa 20 bis 600 s erhalten. Natürlich haben diese Strömungsgeschwindigkeiten einen gewissen Einfluss auf die Qualität des Produktgases (Betrag der HF-Verunreinigung).fluoride (also known as residence time) from about 20 to 600 s received. Of course, these flow velocities have a certain influence on the quality of the product gas (Amount of HF contamination).

Die Zuführung des trocknen, gasförmigen Gemischs zu der Schicht des teilchenförmigen CaF2 wird fortgesetzt, bis in dieser eine entsprechende Menge an HF absorbiert ist. Diese Menge kann maximal die Grössenordnung von etwa 50 % des CaF^-Gewichts haben, aber ein den Absorptionswirkungsgrad beeinflussender Faktor ist naturgemäss der Betrag der bei den CaFp-Feststoffen verbliebenen freien Oberfläche, so dass man die HCl-Gas-Zuführung beenden oder die Gutzufuhr zu einem frischen Turm ableiten kann, bevor das CaFo die maximale Menge absorbiert hat, wenn ein vergleichsweise reineres HCl-Produkt gewünscht wird. Der sogenannte "verbrauchte" CaFp-Feststoff wird dann desorptiv regeneriert, d. h. von den Feststoffen wird absorbiertes HF abgestreift. Dies lässt sich bequem mit einer Reihe herkömmlicher Methoden erreichen: 1. durch Erhitzen der Absorptionskolonne von aussen auf ungefähr 107 bis 177° C (ungefähr 225 bis 350° F), 2. durch Erhitzen der Kolonne auf 93° C (200° F) oder darüber und Hindurchleiten eines inerten Gases, wie Stickstoff, Luft oder nichtwässriges HF, durch die Feststoffe, 3· Hindurchleiten eines inerten Gases, das auf 177° σ (350° F) oder höher erhitzt wird, durch die Feststoffe. Das desorbierte HF wird gewonnen und kann bei Hydrofluorierungsprozessen eingesetzt werden.The supply of the dry, gaseous mixture to the layer of the particulate CaF 2 is continued until a corresponding amount of HF has been absorbed therein. This amount can have a maximum of about 50% of the CaF ^ weight, but a factor influencing the absorption efficiency is naturally the amount of free surface remaining in the CaFp solids, so that the HCl gas supply or the supply of material is ended to a fresh tower before the CaFo has absorbed the maximum amount if a comparatively purer HCl product is desired. The so-called "used" CaFp solid is then desorptively regenerated, ie absorbed HF is stripped from the solids. This can be conveniently accomplished using a number of conventional methods: 1. by externally heating the absorption column to about 107 to 177 ° C (about 225 to 350 ° F), 2. by heating the column to 93 ° C (200 ° F) or above and bubbling an inert gas such as nitrogen, air, or non-aqueous HF through the solids, 3 · bubbling an inert gas heated to 177 ° σ (350 ° F) or higher through the solids. The desorbed HF is recovered and can be used in hydrofluorination processes.

Die "regenerierte" CaF^-Feststoff-Schicht wird nach Abkühlen für einen weiteren Zyklus der Behandlung HF enthaltenden, gasförmigen Gemischs eingesetzt, und nach Erreichen des gewünschten Wertes der HF-Absorption (wie oben erörtert) wird der Regenerationszyklus wiederholt. Die Zahl der vollständigen Zyklen, für die eine gegebene CaF^-Charge eingesetzt werden kann, ist durch das tatsächliche physikalische Zusammenbrechen der Charge auf Grund der Erhitzungs- und Abkühlzyklen begrenzt. Die Zyklenzahl ist daher durch den akzeptablen DruckabfallThe "regenerated" CaF ^ solids layer becomes after cooling used for a further cycle of the treatment HF-containing, gaseous mixture, and after reaching the desired With the value of the RF absorption (as discussed above), the regeneration cycle is repeated. The number of full Cycles for which a given CaF ^ charge can be used is due to actual physical breakdown of the batch is limited due to the heating and cooling cycles. The number of cycles is therefore due to the acceptable pressure drop

- 9 609842/0863 - 9 609842/0863

des Systems beschränkt. Beim Erreichen dieses Punktes soll das Absorptions-CaF2 durch eine frische Schicht oder dergleichen oder, vorzugsweise im. wesentlichen nichtwässriges, teil-" chenförmiges CaCl2 ersetzt werden. Der verbrauchte CaF2-JfPeststoff (der seine guten physikalischen Eigenschaften auf Grund physikalischen Abbaus verloren haben kann) wird aus dem Turmboden gewonnen. Er kann als Rohmaterial zur Herstellung von Plussäure in einem H^O.-Reaktorofen eingesetzt werden. of the system. When this point is reached, the absorption CaF 2 should be replaced by a fresh layer or the like or, preferably in the. Substantial non-aqueous, particulate CaCl 2 are replaced. The used CaF 2 -Jfpeststoff (which may have lost its good physical properties due to physical degradation) is obtained from the tower floor. It can be used as raw material for the production of plus acid in a H ^ O. reactor furnace are used.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.The following examples serve to further illustrate the invention.

Beispiel 1example 1

Ein bei der Hydrofluorierung von Chloroform als Nebenprodukt anfallendes, gasförmiges Gemisch - gebildet von Chlorwasserstoff mit einem Gehalt von etwa 60 % an organischen Stoffen (Halogenkohlenwasserstoffen, hauptsächlich CHClP2 und geringere Mengen an CHCl2P, CHCl-, und CHP^) und 10,3 % Pluorwasserstoff, bezogen auf das Gewicht des vorliegenden HCl - wurde bei 1,06 ata und 32° C durch eine Stahlkolonne von 2,54- cm Durchmesser geleitet, die eine 1,01-m-Püllung teilchenförmigen Calciumfluorids aufwies, wobei die Gasoberflächengeschwindigkeiten im Bereich von 0,05 bis 0,5 m/min lagen, was Verweilzeiten in der Grössenordnung von 110 bis 330 s äquivalent ist. Das CaP2 hatte eine Teilchengrösse von 4,8 bis 6,4 mm und war bei einer Arbeitsweise erhalten worden, bei der nichtwässriges CaCl2 dieses Teilchengrössebereichs mit einem Gutstrom im wesentlichen der gleichen Zusammensetzung wie oben in Abwesenheit von Wasser zusammengebracht worden war.A gaseous mixture obtained as a by-product of the hydrofluorination of chloroform - formed by hydrogen chloride with a content of about 60% of organic substances (halogenated hydrocarbons, mainly CHClP 2 and smaller amounts of CHCl 2 P, CHCl-, and CHP ^) and 10, 3% hydrogen fluoride, based on the weight of the HCl present - was passed through a steel column 2.54 cm in diameter with a 1.01 m filling of particulate calcium fluoride at 1.06 ata and 32 ° C., the gas surface velocities were in the range from 0.05 to 0.5 m / min, which is equivalent to residence times in the order of magnitude of 110 to 330 s. The CaP 2 had a particle size of 4.8 to 6.4 mm and was obtained from a procedure in which non-aqueous CaCl 2 of this particle size range was contacted with a stream of material of essentially the same composition as above in the absence of water.

Der HP-Gehalt des gasförmigen HCl-Gemischs wurde von 10,3 0,38 %, bezogen auf den HCl-Gehalt, reduziert, was einem Wirkungsgrad der HP-Entfernung von 96,4 % äquivalent ist. Insgesamt wurden durch die Schicht bis zu einer HF-Absorption in dieser von 14 Gew.% 10,2 1 des Beschickungsgases geleitet. DasThe HP content of the gaseous HCl mixture was 10.3 0.38%, based on the HCl content, is reduced, which is an efficiency is equivalent to the HP removal of 96.4%. All in all were passed through the bed to an HF absorption therein of 14% by weight of 10.2 L of the feed gas. That

- 10 609842/0863 - 10 609842/0863

Calciumfluorid wurde durch Erhitzen der Kolonne mit einem elektrischen Heizband auf 177° C regeneriert (Abstreifen von absorbiertem HF). Das CaF2 stand hierauf zur Behandlung weiterer Mengen des HCl-Beschickungsgasgemischs in gleicher Weise bereit.Calcium fluoride was regenerated by heating the column with an electrical heating tape to 177 ° C (stripping off absorbed HF). The CaF 2 was then available to treat additional amounts of the HCl feed gas mixture in the same manner.

Beispiel 2Example 2

Ein bei der Hydro fluorierung von Methyl chloroform als Nebenprodukt anfallendes, gasförmiges Gemisch - gebildet von HCl mit einem Gehalt von etwa 54 % an flüchtigen Halogenkohlenwasserstoffen (hauptsächlich CH5CClF2 und kleinere Mengen an CH5CCl2E und CH5CF5) und 18 % HF, bezogen auf das HCl-Gewicht - wurde durch eine Stahlkolonne von 5i1 cm Durchmesser geleitet, die gemäss der Erfindung eine 0,79-m-Schicht CaF2 aufwies. Das CaF2 war durch Hindurchführen des obigen gasförmigen Gemische durch nichtwässriges CaCl2 in Form von Pellets mit einem Durchmesser von 3,2 bis 6,4 mm Durchmesser hergestellt worden. Nach vollständiger Überführung des CaCl2 in CaF2 wurde das absorbierte HF auf zweckentsprechende Weise abgetrieben, worauf das CaFp für den erneuten Einsatz als Absorptionsmittel bereitstand. Typische Arbeitsbedingungen waren ein Druck von 0,14 atü und eine Kontakttemperatur von etwa 38° C. Das System wurde in vier Arbeitszyklen eingesetzt, wobei das CaF2 zwischen den Zyklen nach der Arbeitsweise des vorhergehenden Beispiels regeneriert wurde. Ergebnisse:A gaseous mixture obtained as a by-product in the hydrofluorination of methyl chloroform - formed by HCl with a content of about 54 % of volatile halogenated hydrocarbons (mainly CH 5 CClF 2 and smaller amounts of CH 5 CCl 2 E and CH 5 CF 5 ) and 18 % HF, based on the HCl weight - was passed through a steel column with a diameter of 5i1 cm which, according to the invention, had a 0.79 m layer of CaF 2 . The CaF 2 was prepared by bubbling the above gaseous mixture through non-aqueous CaCl 2 in the form of pellets 3.2 to 6.4 mm in diameter. After the CaCl 2 had been completely converted into CaF 2 , the absorbed HF was driven off in an appropriate manner, whereupon the CaFp was ready for reuse as an absorbent. Typical working conditions were a pressure of 0.14 atm and a contact temperature of about 38 ° C. The system was used in four working cycles, with the CaF 2 being regenerated between the cycles according to the procedure of the previous example. Results:

- 11 -- 11 -

609842/0863609842/0863

TabelleTabel

IIII

. Zyklus
Nr.
. cycle
No.
ι
ro
I
ι
ro
I.
Behandel
tes Beschik-
kungsgas, 1
Treat
tes loading
kungsgas, 1
HP, %,
in der
HOl-Be-
schickung
HP,%,
in the
HOl loading
dispatch
Im Produkt
gemisch,
In the product
mixture,
Wirkungs
grad der
HF-Entfer-
nung, %
Effect
degree of
RF distance
tion, %
Gasge
schwindig
keit,
m/min
Gasge
dizzy
ability,
m / min
Kontakt
zeit,
S
Contact
Time,
S.
Auf CaP2
absorbiertes
HB1, %, am
Ende des
Zyklus H
On CaP 2
absorbed
HB 1 ,%, am
end of
Cycle H
CD
CD
OD
cn J^
CD
CD
CD
OD
cn J ^
CD
11 30,330.3 1818th 0,40.4 9898 0,060.06 780780 Z 1
J ro
No. 1
J ro
22 71,171.1 1818th 1,41.4 92,292.2 0,730.73 6565 7 q7 q 33 172,3172.3 1818th 4-, 74-, 7 7474 0,400.40 120120 1616 44th 182,4182.4 1818th 10,110.1 4444 0,500.50 9595 1818th Ϊ860ΪΪ860Ϊ ->»
ο
co
σ>
-> »
ο
co
σ>

IE-2051 IE-2051

Am Ende des vierten Zyklus wurde das CaF2 aus der Kolonne· entnommen, wobei es sich als freifliessender Feststoff erwies, der keinerlei merkliche Veränderung in Grosse, Form oder Aussehen aufwies.At the end of the fourth cycle, the CaF 2 was removed from the column, and it turned out to be a free-flowing solid which did not show any noticeable change in size, shape or appearance.

Beispiel 4Example 4

Eine ähnliches gasförmiges HCl-Gemisch wie in Beispiel 2 wurde durch eine Kolonne von 0,61 m Durchmesser geleitet, die eine 1,37-m-Schicht teilchenförmiges CaF2 aufwies, das durch Hindurchleiten des gasförmigen HCl-Gemischs (ähnlich dem in Beispiel 2 verwendeten) durch nichtwässriges CaCl2 bis zur vollständigen Umwandlung des CaCl2 in CaF2 und dann Abtreiben des absorbierten HF auf zweckentsprechendem Wege unter Zurückbleiben des CaFp erhalten worden war. Die Kolonne wurde bei 38° C und 10,9 atü betrieben. Die Gasströmung betrug 57 l/min bei einer Geschwindigkeit von etwa 0,18 m/min und einer Kontaktzeit von 450 s. Der Versuch erstreckte sich auf zwei Zyklen, wobei das CaF^ zwischen den Zyklen durch Erhitzen der Kolonne von aussen auf 204° C und Hindurchleiten von heissem Spül stickstoff von 177 C durch das CaFp zum Abtreiben von absorbiertem HF regeneriert wurde. Ergebnisse:A similar gaseous HCl mixture as in Example 2 was passed through a column 0.61 m in diameter, which had a 1.37 m layer of particulate CaF 2 , which was produced by passing the gaseous HCl mixture (similar to that in Example 2 used) by non-aqueous CaCl 2 until the complete conversion of the CaCl 2 into CaF 2 and then driving off the absorbed HF in an appropriate way while leaving the CaFp behind. The column was operated at 38 ° C. and 10.9 atmospheres. The gas flow was 57 l / min at a speed of about 0.18 m / min and a contact time of 450 s. The test extended to two cycles, the CaF ^ between the cycles by heating the column from the outside to 204 ° C and passing hot purge nitrogen at 177 C through which CaFp was regenerated to drive off absorbed HF. Results:

Tabelle IIITable III

Zykluscycle HF im HCl-GemischHF in a HCl mixture Produkt,
%
Product,
%
WirkungsgradEfficiency Zuto Endeend des Zyklusof the cycle
Nr.No. Beschik-
kung, %
Loading
kung, %
2t3
9,3
4
2 t 3
9.3
4th
der HF-Ent
fernung, %
the HF Ent
distance, %
auf
tes
on
tes
CaF
HF,
CaF
HF,
o absorbier-
H
o absorbent
H
1
2
Bei
1
2
at
15,6
15,6
spiel
15.6
15.6
game
85
40
85
40
3
10
3
10

Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse einer Reihe von Absorptionsversuchen unter Einsatz einer Kolonne von 15,2 cm Durchmesser mit einer CaFp-Schicht von 1,58 m Tiefe, die mit einem Gemisch von HF, HCl und CH,CC1F2 nebst kleineren MengenThe following table shows the results of a series of absorption tests using a column 15.2 cm in diameter with a CaFp layer 1.58 m deep, which was made with a mixture of HF, HCl and CH, CC1F 2, together with smaller amounts

- 13 609842/0883 - 13 609842/0883

iR-2051iR-2051

anderer Chlorfluorkohlenstoffverbindungen oder einem Gemisch von HF, HCl und CHClF2 neben kleineren Mengen anderer Chlorfluorkohl ensto ff verbindungen betrieben wurde. Alle Absorptionsversuche erfolgten an der gleichen CaFp-Charge.other chlorofluorocarbon compounds or a mixture of HF, HCl and CHClF 2 was operated in addition to smaller amounts of other chlorofluorocarbon compounds. All absorption tests were carried out on the same CaFp batch.

- 14 609842/0863 - 14 609842/0863

Tabelle IVTable IV

cncn

CD COCD CO ■Ρ·» KJ■ Ρ · »KJ

Ver
such
Nr..
Ver
search
No..
Gasströ
mung,
l/min
Gas flow
mung,
l / min
Geschwin
digkeit
m/min
Speed
age
m / min
Kontakt
zeit,
S
Contact
Time,
S.
Arbeits
druck,
atü
Working
pressure,
atü
Schichttem
peratur,
0C (Durch
schnitt)
Stratified
temperature,
0 C (Avg
cut)
HF, %, in
der HCl-
Beschik-
kung
HR,%, in
the HCl
Loading
kung
Wirkungs
grad der
HF-Entfer
nung, %
Effect
degree of
RF distance
tion, %
Durchschnitt
liche Schicht
beladung,
% HF auf CaF2
average
first layer
loading,
% HF on CaF 2
11 22,722.7 1,221.22 82,582.5 3,53.5 6161 19,6919.69 47,2347.23 17,017.0 22 5,45.4 0,280.28 306,9306.9 10,510.5 4949 16,8716.87 61,1861.18 21,021.0 33 9,19.1 0,480.48 207,5207.5 3,93.9 4949 18,7518.75 62,3762.37 17,017.0 .4.4 14,714.7 0,790.79 126,9126.9 10,910.9 5252 18,1218.12 33,7233.72 19,019.0 55 20,420.4 1,101.10 91,791.7 3,53.5 3838 18,7518.75 25,0025.00 31,831.8 66th 5,45.4 0,280.28 306,9306.9 10,510.5 3535 • 14,69• 14.69 12,0012.00 38,038.0

OO _*,OO _ *, σ} vn σ} vn

CD O OOCD O OO

GD CDDG CD

Die in der Tabelle genannten Werte zum HF-Gehalt von Gasen und Feststoffen wurden nach Standardanalysetechniken bestimmt, Die Schichtproben wurden durch "Kernentnahme1' aus der Schicht erhalten.The values given in the table for the HF content of gases and solids were determined according to standard analysis techniques. The layer samples were obtained by "core removal 1 " from the layer.

Beispiel 5Example 5

Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse einer Reihe von Absorptionsversuchen unter Einsatz einer Kolonne von 0,61 m Durchmesser mit einer CaFp-Schicht von 1,37 m Tiefe, die mit den in Beispiel 4- beschriebenen Gasen betrieben wurde. Alle Absorptionsprüfungen erfolgten an der gleichen CaFp-Charge.The following table shows the results of a series of absorption tests using a 0.61 m column Diameter with a CaFp layer 1.37 m deep, which was operated with the gases described in Example 4-. All Absorption tests were carried out on the same batch of CaFp.

- 16. 609842/0863 - 16. 609842/0863

Tabelle VTable V

Ver
such
Nr.
Ver
search
No.
Gasströ
mung,
l/min
Gas flow
mung,
l / min
Geschwin
digkeit
m/min
Speed
age
m / min
Kontakt
zeit,
S
Contact
Time,
S.
Arbeits
druck,
atü
Working
pressure,
atü
Schichttem
peratur,
0C (Durch
schnitt)
Stratified
temperature,
0 C (Avg
cut)
HF, %, in
der HCl-
Beschik-
kung
HR,%, in
the HCl
Loading
kung
wirkungs
grad der
HF-Entfer
nung, %
effect
degree of
RF distance
tion,%
Durchschnitt
liche Schicht
beladung,
% HF auf CaF2
average
first layer
loading,
% HF on CaF 2
H
Ψ
H
Ψ
11 167,9167.9 0,580.58 142,1142.1 7,07.0 3232 18,7518.75 50,0050.00 13,013.0 II. 22 351,4351.4 1,201.20 68,468.4 3,73.7 2121 20,6320.63 49,0949.09 14,514.5 VJlVJl 33 137,6137.6 0,470.47 174,2174.2 10,910.9 3434 13,1313.13 59,5259.52 9,09.0 44th 56,956.9 0,200.20 421,9421.9 10,910.9 3838 15,6315.63 59,6059.60 8,08.0 55 136,8136.8 0,160.16 500,0500.0 3,93.9 3535 19,6919.69 59,0559.05 • 7,0• 7.0 66th 47,947.9 0,160.16 500,0500.0 6,06.0 3535 15,9415.94 44,7144.71 3,03.0 77th 135,1135.1 0,460.46 177,6177.6 10,510.5 4444 15,3815.38 36,0036.00 35,035.0

CD CD COCD CD CO

Beispiel 6Example 6

Das in der Versuchsreihe von Beispiel 5 eingesetzte Cai"2 wurde wie folgt regeneriert: The Cai "2 used in the test series of Example 5 was regenerated as follows:

1. Die Schicht von 0,61 m Durchmesser wurde durch Wärmezufuhr zur Aussenseite der Kolonne von 0,61 m Durchmesser auf 177 C erhitzt. Dann wurde trockner Stickstoff mit einem Rohrerhitzer auf 204-° C erhitzt und mit 3,0 l/min (bezogen auf Normalbedingungen) je dm Schichtflache durch die Schicht geleitet. Das HF auf dem CaF2 unterlag Desorption und wurde in einem gekühlten Behälter gesammelt. Das CaFo waI% hierauf unter Verbleiben von weniger als 0,5 % HF auf dem CaF2 vollständig desorbiert. Diese Methode wurde in den meisten Versuchen zur Regeneration herangezogen.1. The layer with a diameter of 0.61 m was heated to 177 ° C. by supplying heat to the outside of the column with a diameter of 0.61 m. Then dry nitrogen was heated to 204 ° C. with a tube heater and passed through the layer at 3.0 l / min (based on normal conditions) per dm layer area. The HF on the CaF 2 underwent desorption and was collected in a refrigerated container. The CAFo Wai% then completely desorbed while remaining less than 0.5% HF on the CaF. 2 This method was used in most of the experiments for regeneration.

Eine andere Regenerationsmethode verläuft wie folgt:Another regeneration method is as follows:

2. Die CaFg-Schicht von 0,61 m Durchmesser wurde durch Wärmezufuhr zur Aussenseite der Kolonne von 0,6l m Durchmesser auf 177° C erhitzt. Dann wurde an die Schicht von 0,6l m Durchmesser ein Vakuum entsprechend einem Restdruck von etwa 125 mm Hg angelegt. Das HF unterlag Desorption von dem CaF2 und wurde in einer gekühlten Vorlage gesammelt. Die Restmenge an HF auf dem CaF3 betrug weniger als 0,5 Gew.?. Diese Methode wurde in den letzten beiden Versuchen von Beispiel 5 angewandt. In beiden Fällen erfolgte die Desorption in der gleichen Richtung wie die ursprüngliche HF-Adsorption an dem CaF2, d. h. gleichsinnig zu dem Absorptionsstrom. 2. The CaFg layer with a diameter of 0.61 m was heated to 177 ° C. by supplying heat to the outside of the column with a diameter of 0.61 m. A vacuum corresponding to a residual pressure of about 125 mm Hg was then applied to the layer with a diameter of 0.6 l. The HF underwent desorption from the CaF 2 and was collected in a cooled receiver. The residual amount of HF on the CaF 3 was less than 0.5 wt. This method was used in the last two experiments of Example 5. In both cases, the desorption took place in the same direction as the original HF adsorption on the CaF 2 , ie in the same direction as the absorption flow.

Beispiel 7Example 7

Das in der Kolonne von 15,2 cm Durchmesser befindliche CaF2 wurde wie folgt regeneriert: The CaF 2 in the 15.2 cm diameter column was regenerated as follows:

Die Kolonne von 15»2 cm Durchmesser wurde" mit einem Mantel versehen, der ein Einwirkenlassen von Wasserdampf von 10,5 atüThe column of 15 »2 cm in diameter was" jacketed " provided that the action of water vapor of 10.5 atü

- 18 609842/0863 - 18 609842/0863

von aussen auf den Behälter erlaubte. Die absorbiertes HF enthaltende CaFp-Schicht wu*de auf etwa 177° C erhitzt, worauf Luft von etwa 66° C mit einer zwischen 0,76 und 3 l/min je dm CaFp-Schicht-Fläche (bezogen auf Normalbedingungen) variierender Geschwindigkeit eingeführt wurde. Die Luft wurde hierbei gegensinnig zur Richtung der HF-Absorption geführt, d. h. bei einer HP-Absorption aus dem organischen Gutstrom durch Führen desselben vom Boden zum Kopf der CaF^-Schicht wurde die Desorptionsluft dann vom Kopf zum Boden der CaFp-Schicht geführt. Die CaJ^-Schicht wurde auf unter 0,5 % HF, bezogen auf das CaF^-Gewicht, desorbiert.from the outside of the container. The absorbed HF containing CAFP layer wu * de heated to about 177 ° C, followed by air at about 66 ° C with a 0.76 to 3 l / min depending on a varying speed dm CAFP-layer surface (relative to normal conditions) is introduced became. The air was guided in the opposite direction to the direction of the HF absorption, ie in the case of HP absorption from the organic material flow by guiding it from the bottom to the top of the CaF ^ layer, the desorption air was then guided from the top to the bottom of the CaFp layer. The CaJ ^ layer was desorbed to less than 0.5% HF, based on the CaF ^ weight.

Beispiel 8Example 8

Bariumchlorid-dihydrat (BaCIg.2HgO) wurde mit Calciumchloriddihydrat (CaCIg.2HpO) im Verhältnis von 9 : 1 gemischt. Ein nasser Kuchen dieser Mischung wurde bei einem hydraulischenBarium chloride dihydrate (BaCIg.2HgO) was mixed with calcium chloride dihydrate (CaCIg.2HpO) mixed in a ratio of 9: 1. A wet cake of this mixture was made at a hydraulic

Druck von 211 kg/cm zu einem Knüppel verpresst, der dann 16 h bei 149° C getrocknet wurde. Die Knüppel wurden hierauf zerstossen und gesiebt; Feinstoffe von unter 6,4 mm wurden verworfen.A pressure of 211 kg / cm is pressed into a billet, which then Was dried at 149 ° C for 16 h. The sticks were then crushed and sifted; Fines below 6.4 mm were discarded.

Die 6,4-mm-Stücke wurden in ein Stahlrohr von 5j1 cm Innendurchmesser und 61,0 cm Länge eingegeben, das zur Probenahme bei 20,3 und 40,6 cm Länge und am Ausgang eingerichtet war. In das Rohr wurden 655 g der obigen Mischung eingegeben. Das Rohr wurde in den Gasstrom einer Chlorfluorkohlenstoffverbindung eingegeben, der ungefähr 3 Vo 1% HF, 36 Vol% HCl und 61 Vol% organische Stoffe enthielt. Nach 45 Stunden wurde das Rohr entnommen und analysiert. Die Verweilzeit betrug etv;a 200 s. Die Analyse nach 45 h zeigte eine Absorption von 29,6 Gew.% HF auf dem Feststoff. Eine Analyse des Feststoffs zeigte Abwesenheit von RestChloriden (d. h. eine vollständige Umwandlung).The 6.4 mm pieces were put into a steel tube of 5j1 cm inside diameter and 61.0 cm length, which was set up for sampling at 20.3 and 40.6 cm length and at the exit. 655 grams of the above mixture was added to the tube. That Tube was placed in the gas stream of a chlorofluorocarbon compound containing approximately 3 vol. 1% HF, 36 vol.% HCl and 61 Contained vol% organic matter. After 45 hours that became Tube removed and analyzed. The residence time was about 200 s and the analysis after 45 h showed an absorption of 29.6 wt.% HF on the solid. Analysis of the solid showed the absence of residual chlorides (i.e. complete Conversion).

Die folgende Tabelle zeigt den Prozentbetrag des aus dem Gasstrom zu verschiedenen Zeitpunkten (beginnend bei 2 StundenThe following table shows the percentage of the gas flow at different times (starting at 2 hours

- 19 609842/0863 - 19 609842/0863

und "bis zu 45 Stunden) entfernten Fluorwasserstoffsand "up to 45 hours) of removed hydrogen fluoride

Tabelle VITable VI

Stundenhours HF,HF, ppmppm Entferntes HF,Distant HR, Eingangentry Ausgangexit %% 22 12,00012,000 7171 99 Λ 99 Λ 55 12,50012,500 8484 99,399.3 88th 13,50013,500 1,6201.620 87,587.5 1818th 16,00016,000 1,7101.710 89,389.3 2424 17,40017,400 1,2001,200 93,093.0 3737 12,30012,300 7,8007,800 36,636.6 4040 12,30012,300 12,00012,000 2,52.5 4545 13,00013,000 11,40011,400 12,012.0

Verweilzeit: 200 s
Probe, g: 655 (als BaCl2 + CaCl2) Probe, g: 546,3 (als BaF2 + CaF2) Absorbiertes HF: 161,7 E Entferntes HF: 301,6 g (insgesamt)
Dwell time: 200 s
Sample, g: 655 (as BaCl 2 + CaCl 2 ) Sample, g: 546.3 (as BaF 2 + CaF 2 ) Absorbed HF: 161.7 E Removed HF: 301.6 g (total)

Die in der obigen Weise hergestellten Bariumfluorid-Pellets können nach einer der Arbeitsweisen von Beispiel 6 oder 7 regeneriert werden. Das nichtwässrige Bariumfluorid kann hierauf bei Absorptionsversuchen wie in Beispiel 4 oder 5 eingesetzt werden.The barium fluoride pellets prepared in the above manner can be prepared according to one of the procedures of Example 6 or 7 be regenerated. The non-aqueous barium fluoride can then used in absorption experiments as in Example 4 or 5.

- 20 -- 20 -

609842/08609842/08

Claims (16)

Patentansp rächePatent applications 1. Verfahren zur Entfernung von Fluorwasserstoff aus einem gasförmigen Gemisch, das bis zu etwa 20 % an Fluorwasserstoff, bezogen auf das Gewicht des gasförmigen Gemischs, und andere, gegenüber Erdalkalifluoriden inerte Gase enthält, dadurch gekennzeichnet, dass man das gasförmige Gemisch in Kontakt mit teilchenförmigen!, nichtwässrigem Erdalkalifluorid, erhalten durch Fluorieren von teilchenförmigem, nichtwässrigem. ErdalkaliChlorid in Abwesenheit von Wasser, leitet und dabei in Abwesenheit von Wasser arbeitet und hierdurch Fluorwasserstoff-Absorption auf dem nichtwässrigen Erdalkalifluorid bewirkt.1. Process for removing hydrogen fluoride from a gaseous mixture containing up to about 20% of hydrogen fluoride, based on the weight of the gaseous mixture, and other gases inert to alkaline earth fluorides contains, characterized in that the gaseous mixture is in contact with particulate !, non-aqueous Alkaline earth fluoride, obtained by fluorinating particulate, non-aqueous. Alkaline earth chloride in the absence of water, conducts and thereby works in the absence of water and thereby on hydrogen fluoride absorption the non-aqueous alkaline earth fluoride. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Calcium als Erdalkalimetall arbeitet.2. The method according to claim 1, characterized in that calcium is used as the alkaline earth metal. 3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Barium als Erdalkalimetall arbeitet.3 · The method according to claim 1, characterized in that one works with barium as the alkaline earth metal. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fluorierung nichtwässrigen Erdalkalichiοrids durch Umsetzen von nichtwässrigem Erdalkalichlorid und Fluorwasserstoff bewirkt, der als Komponente in einem gasförmigen Gemisch mit anderen, gegenüber dem Erdalkalichlorid inerten Gasen vorliegt.4. The method according to claim 1, characterized in that the fluorination of non-aqueous alkaline earth metal chloride by Reaction of non-aqueous alkaline earth chloride and hydrogen fluoride causes, as a component in a gaseous Mixture with others, compared to the alkaline earth chloride inert gases are present. 5· Verfahren nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, dass man ein gasförmiges Gemisch verwendet, das Chlorwasserstoff enthält.5. The method according to claim 4-, characterized in that a gaseous mixture is used, the hydrogen chloride contains. 6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass man ein gasförmiges Gemisch verwendet, das flüchtige, halogenierte Kohlenwasserstoffe enthält.6. The method according to claim 5 »characterized in that a gaseous mixture is used which contains volatile, halogenated hydrocarbons. - 21 609842/0863 - 21 609842/0863 IR-2051IR-2051 7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch, gekennzeichnet, dass man mit Calcium als Erdalkalimetall arbeitet.7. The method according to claim 6, characterized in that one works with calcium as an alkaline earth metal. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das nichtwässrige Erdalkalifluorid mit auf diesem absorbiertem Fluorwasserstoff periodisch durch Entfernen des auf ihm absorbierten Fluorwasserstoffs regeneriert und das regenerierte, nichtwässrige Erdalkalifluorid erneut zur Absorption von Fluorwasserstoff aus dem mit ihm in Kontakt geleiteten gasförmigen Gemisch einsetzt.8. The method according to claim 1, characterized in that the non-aqueous alkaline earth fluoride with hydrogen fluoride absorbed on this is periodically regenerated by removing the hydrogen fluoride absorbed on it and the regenerated, non-aqueous alkaline earth fluoride is used again for the absorption of hydrogen fluoride from the gaseous mixture which is in contact with it . 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man ein gasförmiges Gemisch einsetzt, das Chlorwasserstoff enthält.9. The method according to claim 8, characterized in that a gaseous mixture is used, the hydrogen chloride contains. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass man ein gasförmiges Gemisch einsetzt, das flüchtige, halogenierte Kohlenwasserstoffe enthält.10. The method according to claim 9, characterized in that a gaseous mixture is used which contains volatile, halogenated hydrocarbons. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man die Fluorierung des teilchenförmigen, nichtwässrigen Erdalkalichlorids durch Umsetzen desselben mit dem in dem gasförmigen Gemisch vorliegenden Fluorwasserstoff bewirkt.11. The method according to claim 10, characterized in that the fluorination of the particulate, non-aqueous Caused alkaline earth chloride by reacting the same with the hydrogen fluoride present in the gaseous mixture. 12. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Calcium als Erdalkalimetall arbeitet.12. The method according to one or more of claims 8 to 11, characterized in that calcium is used as the alkaline earth metal. 13· Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man mit Calcium als Erdalkalimetall arbeitet und nichtwässriges Calciumfluorid einsetzt, dessen durchschnittliche Teilchengrösse bei der grössten Abmessung der Teilchen im Bereich von 0,06 bis 1,0 mm liegt.13. The method according to claim 10, characterized in that one works with calcium as the alkaline earth metal and uses non-aqueous calcium fluoride, its average Particle size for the largest dimension of the particles in the Range from 0.06 to 1.0 mm. 14·· Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, dass man das gasförmige Gemisch mit dem nichtwässrigen Calciumfluorid bei einer Temperatur im Bereich von etwa 15 his14 ·· The method according to claim 13 »characterized in that the gaseous mixture with the non-aqueous calcium fluoride at a temperature in the range of about 15 his - 22 609842/0863 - 22 609842/0863 IR-2051IR-2051 55° C zusammenbringt.55 ° C brings together. 15. Verfahren nach Anspruch I1I, dadurch gekennzeichnet, dass man das gasförmige Gemisch mit dem nichtwässrigen Calciumfluorid bei einem Druck von etwa Atmosphärendruck bis zu etwa 18 ata zusammenbringt.15. The method according to claim I 1 I, characterized in that the gaseous mixture is brought together with the non-aqueous calcium fluoride at a pressure of about atmospheric pressure up to about 18 ata. 16. Verfahren nach Anspruch I3 dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Fluorieren zum Erdalkalifluorid das nichtwässrige Erdalkalichlorid durch Dehydratisieren des Erdalkalichloridhydrats bildet. ·16. The method according to claim I 3, characterized in that the non-aqueous alkaline earth chloride is formed by dehydrating the alkaline earth chloride hydrate before the fluorination to give the alkaline earth fluoride. · - 23 -- 23 - 609842/0863609842/0863
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