DE812423C - Verfahren zur Gewinnung von Chlorwasserstoffgas - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 30. AUGUST 1951

P 3055 IVb j i2i D

Aus wäßrigen Lösungen von Chlorwasserstoff kann man Chlorwasserstoffgas in der Weise gewinnen, daß man die Lösung mit wasserentziehenden Mitteln, wie konzentrierter Schwefelsäure oder Calciumchloridlösung, erhitzt und so den Chlorwasserstoff austreibt. Das wasserentziehende Mittel muß dann durch Eindampfen auf die ursprüngliche Konzentration gebracht werden, um erneut verwendet werden zu können. Xach einem anderen bekannten Vorschlag gewinnt man weitgehend wasserfreien Chlorwasserstoff aus Gasgemischen in der Weise, daß man die Gasgemische mit einer konzentrierten wäßrigen Chlorwasserstofflösung wäscht und die angereicherte Lösung so lange erhitzt, wie noch Chlorwasserstoff weitgehend wasserfrei entweicht. Die zurückbleibende Lösung läßt sich ohne weiteres zum Auswaschen weiterer Mengen Chlorwasserstoff aus den aufzuarbeitenden Gasgemischen benutzen. Die technische Ausführung des Verfahrens bereitet Schwierigkeiten, da metallische Werkstoffe von der Salzsäure stark angegriffen werden und nichtmetallische, säurebeständige Werkstoffe die zur Erhitzung der Säure erforderlichen Wärmemengen nur schlecht übertragen.

Es wurde nun gefunden, daß sich Chlorwasserstoffgas ohne diese Schwierigkeiten aus wäßrigen Chlorwasserstofflösungen, deren Konzentration über der des azeotropen Chlorwasserstoff-Wasser-Gemisches liegt, gewinnen läßt, wenn man die zum Austreiben des Chlorwasserstoffs erforderliche Wärme durch Einleiten von Wasserdampf zuführt. Man kann das Verfahren beispielsweise ohne Schwierigkeit in Entgasungskolonnen durchführen, die man von oben nach unten von der Chlorwasser-

Stofflösung durchströmen läßt und in deren Sumpf man den Wasserdampf einbläst. Eine solche Ausführung des Verfahrens sei an Hand der Zeichnung näher erläutert: Eine aus einem 6% Chlorwasserstoff enthaltenden Gasgemisch durch Absorption mit Salzsäure erhaltene 32,3 %ige Salzsäure (3696 g, bestehend aus 2504 g Wasser und 1192 g Chlorwasserstoff, von denen theoretisch etwa 646 g ausgasbar sind) wird ίο nach Vorwärmung auf etwa 70 ^Q bei α dem Kopf der Entgasungskolonne I zugeführt. Zu gleicher Zeit bläst man bei b Wasserdampf (840 g) mit einer Temperatur von etwa 102⁰ in die Kolonne ein. Der ausgetriebene Chlorwasserstoff (512 g) tritt aus der Kolonne durch die Leitung c aus, er enthält nur noch soviel Wasser, wie der Tension der wäßrigen Salzsäure bei 70⁰ entspricht. Dieser geringe Wassergehalt wird durch Abkühlung des Gases im Kühler II auf etwa 20 bis 25 ° weiter vermindert. Der gewonnene Chlorwasserstoff verläßt die Vorrichtung durch d. Aus dem Kolonnensumpf tritt durch Leitung e eine i6,9°/oige Salzsäure aus (4028 g mit 680 g Chlorwasserstoff). Sie hat eine Temperatur von etwa io2°. Mit dieser Temperatur wird sie in die Vaa₅ kuumdestillationskolonnelllgeführt. Dort verdampfen unter Abkühlung der Säure auf etwa 20° etwa 380 g des mit dem Wasserdampf zugeführtenWassers, und die Konzentration der Salzsäure steigt dabei von 16,9 auf i8,7°/o. Von der durch Leitung/ ausg₀ tretenden Säure kann man nur einen dem Rest der in Form von Wasserdampf zugeführten Wassermenge (460 g) entsprechenden Teil (etwa 106 g Chlorwasserstoff in Form von i8,7%iger Säure) abziehen und anderen Zwecken zuleiten und die übrige Säuremenge in den Kreislauf zur Absorption weiterer Chlorwasserstoffmengen aus Gasgemischen zurückführen. Es ist also möglich, auf 512 g gasförmigen Chlorwasserstoff, den man am Kopf der Kolonne gewinnt, mit einem aus dem Kreislauf zu entfernenden Anteil von 106 g Chlorwasserstoff in Form von i8,7°/oiger Salzsäure auszukommen, was einer Ausbeute von 83% an gewinnbarem gasförmigem Chlorwasserstoff (bezogen auf die in der Absorptionsanlage aufgenommene Menge Chlorwasserstoff) entspricht. Arbeitet man ohne Vorwärmung der der Entgasungskolonne zulaufenden Säure, so ist etwas mehr Säure aus dem Kreislauf zu entfernen.

Bei Verarbeitung konzentrierterer Salzsäuren, wie sie durch Auswaschen chlorwasserstoffreicher Gasgemische erhältlich sind (ein Gasgemisch mit 2O°/₀ Chlorwasserstoff liefert z. B. eine 35- bis 36°/₀ige Säure), erniedrigt sich entsprechend der Dampf verbrauch für die Austreibung des Chlorwasserstoffs und damit auch der aus dem Kreislauf zu entfernende Säureanteil. Außerdem ist der für die Erhitzung der Säure von 20 auf 65 ° bzw. von 65 auf 102 ° notwendige Wärmeauf wand je Mengeneinheit austreibbaren Chlorwasserstoffs geringer.

Ferner kann die aus dem Kreislauf zu entfernende Säuremenge dadurch nicht' wesentlich erniedrigt werden, daß man den Wasserdampf in überhitztem Zustand in die Kolonne einführt. Bei Anwendung von 400 bis 450 ° heißem Wasserdampf beispielsweise ist der erzielbare Vorteil ähnlich demjenigen, den man durch Vorwärmung der zu entgasenden Säure auf 70⁰ erzielt.

Läßt sich die zurückbleibende wasserhaltige Salzsäure nicht einer anderweitigen Verwertung zuführen, so kann man auch den Rest der mit dem Wasserdampf zugeführten Wassermenge in der Vakuumdestillationskolonne III zur Verdampfung bringen, wobei man die erforderliche Wärmemenge zweckmäßig dadurch zuführt, daß man fortlaufend einen Strom der auf etwa 20⁰ abgekühlten Salzsäure unten aus der Kolonne III abzieht, auf höhere Temperatur, z. B. 6o°, bringt und dann in die Kolonne zurückleitet. Die in die Absorptionsanlage zurückzuführende Säure wird dabei in noch etwas weiter konzentriertem Zustand, in obigem Beispiel statt i8,7°/_oig etwa 21,5 %ig, erhalten. Auch solche Säuren sind für die Absorption von Chlorwasserstoff noch gut geeignet. Die Erwärmung der Säure von etwa 2o° auf mäßig erhöhte Temperaturen ist technisch ohne Materialschwierigkeiten durchführbar.

Die Entgasung kann auch unter Druck, z. B. unter 0,3 atü, ausgeführt werden. Der gewonnene Chlorwasserstoff kann dann ohne Anwendung einer Kompression unmittelbar vielen Verwendungszwecken zugeführt werden. Der Dampfverbrauch gestaltet sich bei einer solchen Entgasung unter Druck kaum ungünstiger.

Das vorliegende Verfahren bietet vor allem den Vorteil, daß die dem Angriff des Chlorwasserstoffs ausgesetzten Vorrichtungsteile aus gummiertem Eisen oder säurefesten Kunststoffen hergestellt sein können und daß, abgesehen von der Kühlvorrichtung für das erhaltene Chlorwasserstoffgas, keine Wärmeaustauschflächen aus hochwertigen korrosionsbeständigen Werkstoffen benötigt werden. Dabei wirkt sich günstig aus, daß man in der Entgasungsvorrichtung mit Temperaturen auskommt, die nennenswert unter der Siedetemperatur einer Salzsäure von der Konzentration des azeotropen Gemischs liegt. Wenn man die aus dem Kreislauf zu entfernende Säuremenge durch Vorwärmung der einlaufenden Säure zu vermindern wünscht oder praktisch den gesamten absorbierten Chlorwasserstoff gasförmig gewinnen will, genügen kleine Wärmeaustauscher, die sich technisch in einfacher Weise korrosionsfrei ausführen lassen.

Nach einem bekannten Vorschlag wird zur Gewinnung von konzentriertem Chlorwasseretoffgas eine wäßrige Lösung, deren Chlorwasserstoffgehalt denjenigen des konstant siedenden Chlorwasserstoff-Wasser-Gemisches übersteigt, mit den heißen Dämpfen des konstant siedenden Gemisches in Berührung gebracht. Daß man Wasserdampf als Heizmittel verwenden kann, hat man offenbar nicht für gangbar gehalten.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Gewinnung von Chlorwasserstoffgas aus wäßrigen Chlorwasserstofflösungen, deren Chlorwasserstoffgehalt über dem des azeotropen Chlorwasserstoff-Wasser-

   Gemischs liegt, durch Austreiben des Chlorwasserstoffs in der Hitze, dadurch gekennzeichnet, daß man die erforderliche Wärmemenge durch Einleiten von gegebenenfalls überhitztem Wasserdampf zuführt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man die Chlorwasserstofflösung vorgewärmt der Einwirkung des Wasserdampfes unterwirft.
3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die zurückbleibende heiße Lösung zwecks teilweiser Verdamp

   fung des mit dem Wasserdampf eingeführten Wassers unter verminderten Druck bringt und die dabei abgekühlte Lösung wieder zur Absorp tion von Chlorwasserstoff aus Gasgemischen verwendet.
4. 4. Weitere Ausbildung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man zwecks vollständiger Verdampfung des mit dem Wasserdampf eingeführten Wassers einen Teil der Lösung fortlaufend aus der Vakuumvorrichtung abzieht und nach Erwärmen in diese zurückführt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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