DE2908514C2 - Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid und eines Chlorwasserstoffgas und Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisches aus Magnesiumchlorid - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid und eines Chlorwasserstoffgas und Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisches aus MagnesiumchloridInfo
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- C01F5/10—Magnesia by thermal decomposition of magnesium compounds by thermal decomposition of magnesium chloride with water vapour
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid und eines Chlorwasserstoffgas
und Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisches aus Magnesiumchlorid, bei dem das Magnesiumchlorid
in Anwesenheit von Kohlenstoff bei erhöhter Temperatur umgesetzt wird.
Es ist aus der DE-PS 4 29 654 ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid aus Magnesiumchlorid
bekannt geworden, bei dem das Magnesiumchlorid mit Kohle, insbesondere Anthrazit versetzt und in der Hitze
Wasserdampf über das Gemisch geleitet wird mit dem Ziel, durch Bildung von naszierendem Wasserstoff an
der glühenden Kohle die Magnesiumchloridzersetzung zu beschleunigen. Es fällt bei diesem Verfahren neben
dem angestrebten Magnesiumoxid in großer Menge wäßrige Salzsäure als unerwünschtes Abfallprodukt an.
Es ist weiterhin durch die DE-AS 11 83 482 ein
Verfahren bekannt geworden, bei dem Metallhalogenide mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen
umgesetzt werden, wobei die Einbringung der erforderlichen Prozeßwärme durch vor ihrer Einbringung in das
Verfahren im Lichtbogen erhitzte Inertgase erfolgt Ziel dieses Verfahrens ist die Gewinnung des Halogen selbst,
wobei die Bildung von Halogen-Wasserstoff verhindert
werden soll.
Es ist weiterhin im deutschen Patent 28 20 776 ein Verfahren zur Herstellung von Vinylchlorid durch
to Umsetzung von durch nasse Vergasung gewonnenem
Acetylen mit Chlorwasserstoff vorgeschlagen worden, der durch Pyrolyse einer chlorhaltigen Metallverbindung
mittels heißer, durch reduzierende Verbrennung eines Brennstoffes mit geringem Wasserstoffgehalt
is gewonnener und vorwiegend Kohlendioxid enthaltender
Verbrennungsgase gewonnen wurde.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens der eingangs beschriebenen Art, mit
dessen Hilfe auf einfache Weise Endprodukte einer hohen Qualität, d. h. Magnesiumoxid mit einer für die
Herstellung feuerfester Steine erforderlichen Reinheit einerseits und Synthesegas einer hohen Konzentration
andererseits gebildet werden, das zur Verwendung etwa in dem vorstehend beschriebenen Vinylchlorid-Syntheseverfahren
einsetzbar ist. Die Erfindung besteht darin, daß das Magnesiumchlorid bis zur Bildung des
Dihydrates selektiv dehydratisiert und anschließend nach Zugabe von Koks mit Sauerstoff bei einer
Temperatur von 600° bis 800°C einer hydropyrolytisehen
Behandlung unterworfen wird, worauf das bei der Hydropyrolyse unter Umsetzung des Magnesiumchlorids
zum Magnesiumoxid gebildete Synthesegas einer Trocknung unterworfen wird.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe in einem Arbeitsgang Magnesiumoxid
einer hohen Reinheit und Chlorwasserstoffgas einer hohen Konzentration gewonnen wird, wobei durch die
starke Dehydratisierung des eingesetzten Magnesiumchlorids und die hierdurch erzielte Verminderung der
•»ο Wasserdampfbildung im Verfahren die Bildung von
wäßriger Salzsäure weitgehend verhindert und damit die Verluste an Chlorwasserstoffgas gering gehalten
sind.
Vorteilhaft wird das Synthesegas mit einem Anteil von 13,5 bis 50 Vol.-% Chlorwasserstoffgas und
mindestens demselben Anteil an Kohlendioxid hergestellt, wodurch eine den erforderlichen Reaktionsbedingungen
angepaßte Verfahrensführung möglich wird in der Weise, daß der Kokszusatz nach dem Wärmebedarf
der Magnesiumchloridpyrolyse bemessen und damit zunächst ein Synthesegas mit hohem Chlorwasserstoffgas-Anteil
gebildet wird, worauf die für die nachfolgende Synthese erforderliche Chlorwasserstoffkonzentration
durch Zugabe von anderweit anfallendem Kohlendioxid eingestellt wird. Als Ausgangsmaterial kann
verdünnte Magnesiumchloridlösung verwendet werden, die zunächst bis zu festem Magnesiumchlorid-Sechshydrat
(MgCI2 · 6 H2O) getrocknet und anschließend
durch Teilpyrolyse bei etwa 250°C zu Magnesiumchlorid-Dihydrat (MgCI2 ■ 1,5-2,5 H2O) selektiv dehydratisiert
wird. Derart verdünnte Magnesiumchloridlösungen mit einer Konzentration von etwa 20 Gew.-% fallen
in großen Mengen beispielsweise bei der Kalidüngemittelgewinnung als Abfall-Laugen an. Sie bilden bisher
einen wesentlichen Anteil der Gewässerverunreinigung und können im erfindungsgemäßen Verfahren einer
sinnvollen Wiederverwendung zugeführt werden, wobei sie zweckmäßig zunächst mit Magnesiumoxid oder
Magnesiumhydroxid versetzt und anschließend in einem Rauchgasstrom bis auf eine Konzentration von
40 Gew.-% sprühkonzeniriert und anschließend durch Kristallisation chemisch gereinigt werden. Die Sprühkonzentration
erfolgt in direktem Kontakt mit dem Rauchgas bei einer Temperatur von etwa 120° bis
1800C und erlaubt damit den Einsatz von Abgasen der energiegewinnenden Industrie und der Nutzung der mit
ihnen abgeführten Wärme, wobei gleichzeitig infolge des Einsatzes des aus dem zugesetzten Magnesiumoxid
gebildeten Magnesiumhydroxids eine Reinigung der Rauchgase von den in ihnen enthaltenen Schwefel- und
Stickoxid-Verunreinigungen erfolgt.
Als Ausgangsmaterial für die Bildung des Magnesiumhydroxids dienen zweckmäßig Teile des im Verfahren
gebildeten Magnesiumoxids. Ebenso kann die bei der Trocknung des Synthesegases anfallende hochprozentige
Salzsäure mit Hilfe des im Verfahren gebildeten Magnesiumoxids zu Magnesiumchlorid umgesetzt und
in den Prozeß zurückgeführt werden. i<)
Das Verfahren der Erfindung ist in dem beigefügten Fließschema am Beispiel einer Anlage mit einem
Durchsatz von 60 io/h einer 20 Gew.-% MgCI: enthaltenden Lösung dargestellt.
In der ersten Stufe nach Zusatz von MgO die :5
Spriihkonzentration der Magnesiumchloridlauge bis auf eine Konzentration von 40 Gew.-% unter gleichzeitiger
Reinigung des Rauchgases von den in ihm enthaltenen Schwefel- und Slickoxid-Verunreinigungen, die an dem
durch die Magnesiumoxidzugabe gebildeten Magneci- j<
> umhydroxid gebunden werden. Die Sprühkonzentration erfordert bei der vorgegebenen Einsatzmenge einen
Wärmebedarf von 21 Mio kcal/h, der durch die Abwärme der mit einer Temperatur von 120° bis 1800C
anfallenden Rauchgase der energiegewinnenden lndustrie gedeckt werden kann.
In der nachfolgenden Reinigungsstufe werden die
aufkonzentrierten Magnesiumchloridlaugen durch in an sich bekannter Weise geführte stufenweise Kristallisation
gereinigt, wobei auch die bei der Reinigung der Rauchgase entfallenden Sulfide und Nitrate teilweise
abgetrennt werden.
In einer weiteren Trocknungsstufe wird nunmehr die in dieser Weise aufkonzentrierte und gereinigte
Magnesiumchloridlauge mit Hilfe eines ebenfalls aus Abwärme hergestellten Dampfstromes bis auf festes
Magnesiumchlorid-Sechshydrat sprühgetrocknet und anschließend mit Hilfe von Trägergas einer Temperatur
von etwa 250°C zu Magnesiumchlorid-Dihydrat (MgCI2 - 1,5—2,5 H3O) selektiv dehydratisiert. Hierbei
ist ebenfalls in einer Menge von 5 Mio kcal/h der Einsatz von Abwärme aus mit einer Temperatur von
120° bis 180° C anfallenden Rauchgasen möglich, die
zunächst zur Erzeugung von Heißwasser einer Temperatur von 12O0C herangezogen werden, worauf unter
Verwendung der auf diese Weise rückgewonnenen Abwärme nach dem Prinzip einer Wärmepumpe
zunächst eine organische temperaturbeständige Flüssigkeit unter hohem Druck verdampft und mit Hilfe dieses
Dampfes bei gleichzeitiger Rückgewinnung von elektrischen Sekundärenergie ein Trägergas als Einsatzgas für
die Teilpyrolyse auf etwa 2500C erwärmt wird.
Das durch Teilpyrolyse bis 3uf das Dihydrat dehydratisierte Magnesiumchlorid wird nunmehr in der
nächsten Stufe nach Zugabe von Koks unter Sauerstoffeinsatz hydropyrolysiert, wobei Magnesiumoxid und
Synthesegas anfallen. Der wesentliche Teil des anfallenden Magnesiumoxids wird der bestimmungsgemäßen
Verwendung zur Herstellung von feuerfesten Steinen zugeführt, während ein kleinerer Teil als Einsatzmaterial
in der Sprühkonzentrationsstufe rückgeführt wird und ein weiterer kleiner Teil zur Umsetzung der in der
nachfolgenden Gastrocknungsstufe als Abfallmaterial anfallenden Salzsäure zu Magnesiumchlorid herangezogen
wird, das als Rücklaufmaterial in die Sprühtrocknungsstufe zurückgeführt wird.
Zwischen der Hydropyrolysestufe und der Trocknungsstufe ist eine Wärmerückgewinnungsstufe eingeschaltet,
in der die mit dem Gas ausgetragene Verbrennungswärme zurückgewonnen und zur Nutzung
als Sekundärenergie abgeführt wird. Das resultierende Synthesegas fällt in einer Menge von ca.
4900 Nm3/h mit einem Anteil von etwa 4500 Nm3
Chlorwasserstoifgas an. Dieses Synthesegas wird durch Zugabe von Kohlendioxid aus dritter Quelle in einer
Menge von 4100 mVh in ein Synthesegas mit jeweils 50 Vol.-°/o Chlorwasserstoffgas und Kohlendioxid als
oberer alternativer Grenzwert gebracht. Zur Bildung eines Synthesegases mit einem Anteil von 13,5%
Chlorwasserstoffgas bedarf es des Zusatzes von etwa 28 500 Nm3 CO2/h an Kohlendioxid aus Drittquellen,
wodurch sich eine Gesamtgasmenge von ca. 33 000 NmVh Synthesegas mit einem Anteil von 13,5%
Chlorwasserstoffgas ergeben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid und eines Chlorwasserstoffgas und Kohlendioxid
enthaltenden Gasgemisches aus Magnesiumchlorid, bei dem das Magnesiumchlorid in Anwesenheit von
Kohlenstoff bei erhöhter Temperatur umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das
Magnesiumchlorid bis zur Bildung des Dihydrates selektiv dehydratisiert und anschließend nach
Zugabe von Koks mit Sauerstoff bei einer Temperatur von 600°C bis 8000C einer hydiopyrolytischen
Behandlung unterworfen wird, worauf das bei der Hydropyrolyse unter Umsetzung des
Magnesiumchlorids zu Magnesiumoxid gebildete Synthesegas einer Trocknung unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Synthesegas mit einem Anteil von
13,5 bis 50Vol.-% Chlorwasserstoffgas und mindestens demselben Anteil an Kohlendioxid hergestellt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial verdünnte
Magnesiumchloridlösung verwendet wird, die zunächst bis zu festem Magnesiumchlorid-Sechshydrat
(MgCb · 6 HiO) getrocknet und anschließend durch Teilpyrolyse bei etwa 2500C zu Magnesiumchlorid-Dihydrat
(MgCI2 · 1,5-2,5 H2O) selektiv dehydratisiert
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verdünnte Magnesiumchlorid-Lösung
mit Magnesiumoxid oder Magnesiumhydroxid versetzt und in einem Rauchgasstrom bis auf eine
Konzentration von 40 Gew.-% sprühkonzentriert und anschließend durch Kristallisation chemisch
gereinigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnesiumhydroxid aus dem im
Verfahren gebildeten Magnesiumoxid gewonnen wird.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Trocknung
des Synthesegases anfallende hochprozentige Salzsäure mit Hilfe des im Verfahren gebildeten
Magnesiumoxids zu Magnesiumchlorid umgesetzt und in den Prozeß zurückgeführt wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2908514A DE2908514C2 (de) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid und eines Chlorwasserstoffgas und Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisches aus Magnesiumchlorid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2908514A DE2908514C2 (de) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid und eines Chlorwasserstoffgas und Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisches aus Magnesiumchlorid |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2908514A1 DE2908514A1 (de) | 1980-09-11 |
DE2908514C2 true DE2908514C2 (de) | 1982-04-01 |
Family
ID=6064520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2908514A Expired DE2908514C2 (de) | 1979-03-05 | 1979-03-05 | Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid und eines Chlorwasserstoffgas und Kohlendioxid enthaltenden Gasgemisches aus Magnesiumchlorid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2908514C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3227019A1 (de) * | 1982-07-20 | 1984-01-26 | F.J. Gattys Ingenieurbüro für chem. Maschinen- und Apparatebau, 6078 Neu Isenburg | Verfahren zur rueckgewinnung von chlorsalzen aus abfall-loesungen |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE429654C (de) * | 1923-11-15 | 1926-05-31 | Julius Kersten Dr | Verfahren zum Zersetzen von Chlormagnesium durch Wasserdampf |
NL296482A (de) * | 1962-09-04 |
-
1979
- 1979-03-05 DE DE2908514A patent/DE2908514C2/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3227019A1 (de) * | 1982-07-20 | 1984-01-26 | F.J. Gattys Ingenieurbüro für chem. Maschinen- und Apparatebau, 6078 Neu Isenburg | Verfahren zur rueckgewinnung von chlorsalzen aus abfall-loesungen |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2908514A1 (de) | 1980-09-11 |
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