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Verfahren zur Gewinnung von Salzsäure und Essigsäure- aus beide enthaltenden
wäßrigen Lösungen Um. Holzzuckerlösungen zu entsäuern, wie man sie durch Hydrolyse
von Cellulose mit hochkonzentrierter Salzsäure gewinnt, hat man die Lösungen in
unmittelbaren Wärmeaustausch mit Öl gebracht, das man durch Absitzenlassen von der
Zuckerlösung wieder trennte und nach Wiederaufheizung im Kreislauf erneut zur Austreibung
der Säure aus der Zuckerlösung benutzte.
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Das Ergebnis dieser Wärinebehandhuig der Holzzuckerlösung besteht
in einem wäßrigen Salzsäure-Essigsäure-Gemisch, dessen Fraktionierung man bisher
so durchführte, daß man ihm eine Flüssigkeit zusetzte, insbesondere Chlorcalciumlösung,
wodurch die Dampfdrücke von Chlorwasserstoff. und Essigsäure auseinandergerückt
werden, so daß die beiden Säurekomponenten des Gemisches unter hinreichend scharfer
Trennung voneinander ,abdestilliert werden können.
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Vorliegende Erfindung hat ein verbessertes Verfahren der fraktionierten
Destillation von wäßrigen Salzsäure-Essigsäure-Gemischen, wie z. B. der bei der
Destillation von sauren Holzzuckerlösungen erhaltenen Abfallösungen, zum Gegenstande
und besteht in der Anwendung des für die Durchführung der Destillation von sauren
Holzzuckerlösungen benutzten Heizmittels, nämlich Öl, für diesen Zweck.
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Es hat sich gezeigt, daß es nicht nur keine Schwierigkeit macht, ein
Öl zu finden; welches unempfindlich gegen die Einwirkung dieser Säuren ist, sondern
daß z. B. das leicht zugängliche sogenannte Gasöl auch keinerlei Neigung zeigt,
mit dem Hilfsstoff, z. B. gelöstem Chlorcalcium, sich zu verbinden, den man dem
Salzsäure-Essigsäure-Gemisch zusetzen muß, um die Dampfdrücke dieser Stoffe in für
die fraktionierte Destillation erforderlicher Weise auseinanderzurücken.
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Es hat sich weiter gezeigt, daß auch die Ölabscheidung in einer das
Salzsäure-Essigsäure-Gemisch aufnehmenden Chlorcalciumlösung durch einfaches Absitzenlassen
hinreichend schnell vor sich geht, um den für die Destillation erforderlichen beträchtlichen
Wärmebedarf durch Zirkulation einer . verhältnismäßig kleinen Ölmenge zu bestreiten,
so daß auch der Übergang von der zum Abtreiben der Salzsäure erforderlichen niedrigen
Temperatur von beiläufig izo° C für den Anfang zu der zum Abtreiben der Essigsäure
erforderlichen höheren Temperatur von etwa 16o° C in ziemlich kurzer Zeit bewerkstelligt
werden kann, woraus sich gegenüber einer
Destillation des Säuregemisches
vermittels indirekter Heizung ein sehr großer Fortschrift ergibt.
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Eine Einrichtung zur Durchführung der Erfindung ist im wesentlichen
schematisch auf der beiliegenden Zeichnung veranschaulicht.
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Mit i ist der Verdampfungsbehälter bezeichnet, welcher zur Aufnahme
des wäßrigen Salzsäure-Essigsäure-Gemisches dient, das durch das Rohr 2, welches.
bis nahe zum Boden des Behälters i reicht, zugeführt wird. 3 bezeichnet die Leitung
für die Einführung des heißen Öles in den Verdampfungsbehälter i, welche ebenfalls
bis in die Nähe -des Bodens des Verdampfungsbehälters reicht und an ihrer , Mündung-
mit einer Verteilungsspinne .¢ versehen ist.
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.Mit 5 ist das Ableitungsrohr für das Öl bezeichnet, welches dieses,
nachdem es sich auf der Oberfläche des - wäßrigen Säuregemisches abgeschieden .hat,
aus dem Verdampfungsbehälter i herausführt, worauf es durch die -Pumpe 6 durch eine
Wärmeaustauschschlange 7 hindurchgeführt wird, dereni Auslaßende an das Rohr 3 angeschlossen
ist. Die Wärmeaustauschschlänge -befindet sich- in einem Heizgefäß 8, das nach der
Darstellung der Zeichnung durch eine Flamme 9 beheizt wird.
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Die im Verdampfer i überdestillierenden Dämpfe entweichen durch ein
Rohr io und passieren zunächst einen Kondensator i i und im Anschluß daran eine
Schlange i2, worauf sie in ein Sammelgefäß 13 übertreten, aus dem das Kondensat
durch ein Rohr 14 abfließt, während die gasförmigen Bestandteile durch ein Rohr
15 abziehen. Aus dem Behälter 13 kann in den aufeinanderfolgenden Phasen des Betriebes
nacheinander starke Salzsäure und darauf verdünnte, etwas Salzsäure enthaltende
Essigsäure abgezogen werden. - -Bei der Durchführung des Betriebes kann nach jedesmaliger
Konzentration der Chlorcalciumlösung im Verdampfer i das Salzsäure-Essigsäure-Gemisch
unmittelbar in die noch heiße.. Chlorcalciumlösung _ übergeführt werden, wobei gasförmige
Salzsäure noch ohne äußere Wärmezufuhr entweicht. Bei allmählichem Herabgehen der.
Temperatur 'der -Chlorcalciumlösung wird mit der Ölheizung begonnen, wobei dafür
Sorge getragen wird, daß, solange noch gasförmige Salzsäure abgetrieben werden kann,
keine merkliche Wasserdrampfentwicklung erfolgt.
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Nach der Beendigung der Phase gasförmiger Salzsäureentwicklung wird
die Ölheizung verstärkt, so daß durch Wasserverdampfung die Salzskureaustreibung
beendigt werden kann. Im Anschluß daran erfolgt vorzugsweise unter weiterer Steigerung
der Temperatur die Essigsäureaustreibung und Konzentration der Chlorcalciumlösung
bis zur Wiederherstellung des nötigen Konzentrationsgrades für die Wiedereinleitung
des Prozesses.
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Wenn man beispielsweise von-einer Lösung ausgeht;' welche auf ioo
Gewichtsteile Chlorcalcium 55 Gewichtsteile Wasser enthält, dann kann man bei der
oben angedeuteten Überwachung der- Heizöltemperaturen (12o° C für " Sa1zsäuredestillation
steigend bis 16o° C für Essigsäuredestillation) bei Vermischung von 155 Gewichtsteilen
der- Chlorcalciumlösung mit- 55,3 Gewichtsteilen eines mit 30% Salzsäure und -2,50/p
Essigsäure- folgende Fraktionen erhalten 1. 75% der Salzsäure in gasförmigem Zustande,
2. 2i;9% Chlorwasserstoff als 42%ige Säure und 3. fast die gesamte Menge Essigsäure
mit wenig Chlorwasserstoff in etwa 15 Teilen Wasser.
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Die danach noch zu entfernenden etwa-i8-Teile Wasser enthalten nur
noch Spuren von Säuren.
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iookg des Säuregemisches können dabei in etwa 4 Stunden destilliert
werden.