DE941427C

DE941427C - Process and device for the production of alkali hypochlorite solutions

Info

Publication number: DE941427C
Application number: DEA16313A
Authority: DE
Original assignee: Appareils et Evaporateurs Kestner SA
Current assignee: Appareils et Evaporateurs Kestner SA
Priority date: 1951-10-26
Filing date: 1952-08-03
Publication date: 1956-04-12

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Alkalihypochloritlösungen Bei der Herstellung von Eau de javelle oder Alkalihypochloriten durch die Reaktion von Chlor mit dem entsprechenden Alkali - Ätznatron oder Ätzkali -muß man die Reaktionswärme abführen. Um Nebenreaktionen zu unterbinden, ist es nämlich notwendig zu verhindern, daß die bei der Reaktion herrschende Temperatur ein gewisses Maß - etwa 30° - überschreitet. Die Abführung der Wärme erfolgt gegenwärtig in wassergekühlten Wärmeaustauschern aus Blei, aber diese Vorrichtung hat den schwerwiegenden Nachteil an sich, daß das Blei der Einwirkung der dabei beteiligten Reagenzien nicht gut widersteht, was zu dessen rascher Zersetzung und damit zu Verunreinigungen des erhaltenen Produkts führt.Method and device for the production of alkali hypochlorite solutions In the production of Eau de javelle or alkali hypochlorites by the reaction of chlorine with the corresponding alkali - caustic soda or caustic potash - you have to use the heat of reaction dissipate. In order to prevent side reactions, it is necessary to prevent that the temperature prevailing in the reaction a certain amount - about 30 ° - exceeds. The heat is currently dissipated in water-cooled heat exchangers made of lead, but this device has the serious disadvantage that the Lead does not withstand the action of the reagents involved, which is the case its rapid decomposition and thus contamination of the product obtained leads.

In der Praxis benutzt man aber trotzdem das Blei, denn es ist der einzige gut wärmeleitende Werkstoff, der den betreffenden Produkten wenigstens etwas widersteht.In practice, however, you still use the lead because it is the lead the only material with good thermal conductivity that gives the products in question at least a little resists.

Man kennt wohl auch Wärmeaustauscher aus Rohren von reinem Kohlenstoff, aber auch dieser Werkstoff ist gegenüber der Einwirkung von Hypochloriten nicht beständig. Andere Werkstoffe, z. B. die Polyvinylchloride, widerstehen zwar vollkommen den betreffenden Reagenzien, aber ihre Wärmedurchgangszahl ist derart niedrig, daß die Verwendung. für Wärmeaustauscher nicht in Frage $ommt.Heat exchangers made from tubes made of pure carbon are also known, but this material is also not resistant to the action of hypochlorites resistant. Other materials, e.g. B. the polyvinyl chlorides resist the reagents in question, but their heat transfer coefficient is such low that usage. out of the question for heat exchangers.

Die vorliegende Erfindung .löst dieses Problem in gänzlich anderer Weise unter Beseitigung aller Nachteile. Sie beruht auf der folgenden überraschenden Tatsache. Es ist nämlich möglich, Eau de Javelle im Vakuum ohne Chlorverlust einzudampfen, d. h. es bildet sich lediglich Wasserdampf, während das gesamte Chlor in Lösung bleibt. Darauf fußend besteht das erfinderische Verfahren darin, die Reaktionswärme durch Entspannen unter Vakuum abzuführen.The present invention solves this problem in entirely different ways Way, eliminating all drawbacks. It is based on the following surprising Fact. It is possible to evaporate Eau de Javelle in a vacuum without loss of chlorine, d. H. only water vapor forms while all of the chlorine is in solution remain. Based on this, the inventive method consists in the heat of reaction to be discharged by releasing the pressure under vacuum.

Die Erfindung kann beispielsweise so ausgeführt werden, wie sie nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die ein Schema der dabei angewen= deten Apparatur darstellt, beschrieben wird.For example, the invention can be practiced as follows with reference to the drawing, which shows a diagram of the apparatus used represents, is described.

In einen Absorber i läßt man einesteils das Chlor, andernteils das Alkali, das bei seinem Eintritt mit einer gewissen Menge gekühlter Flüssigkeit gemischt wird, um die Absorptionstemperatur auf einen gewünschten Wert zu halten, eintreten. Beim Austritt aus dem Absorber geht das leicht angewärmte Gemisch in das Expansions-Trenngefäß 2, das man derart unter Vakuum setzt, daß die Lösung darin ein wenig verdampft, wobei sie sich gleichzeitig abkühlt. Das Vakuum stellt man beispielsweise durch einen Ejektor (Strahlgebläse) 3 oder jedes sonst an sich bekannte Mittel her. Der gebildete Wasserdampf wird durch den Ejektor abgesaugt, während das gesamte Chlor in Lösung bleibt.One part of the chlorine and part of the other is allowed into an absorber i Alkali, which when it enters is mixed with a certain amount of chilled liquid will occur in order to keep the absorption temperature at a desired value. When it exits the absorber, the slightly warmed mixture goes into the expansion separation vessel 2, which is placed under vacuum in such a way that the solution in it evaporates a little, while it cools down at the same time. The vacuum is switched on, for example an ejector (jet blower) 3 or any other means known per se. Of the formed water vapor is sucked out by the ejector, while all the chlorine remains in solution.

Beim Austritt aus dem Expansionskühler 2 fließt die gekühlte Flüssigkeit in einen Behälter 4 und wird dann mittels einer Pumpe 5 zum Absorber zurückgefördert, während ein der Erzeugung entsprechender Anteil bei 6 aus dem Kreislauf abgezogen wird.The cooled liquid flows when it exits the expansion cooler 2 into a container 4 and is then conveyed back to the absorber by means of a pump 5, while a proportion corresponding to the generation is withdrawn from the circuit at 6 will.

Bei Durchführung dieses Verfahrens bemerkt man, daß aus dem Expansions-Trenngefäß 2 eine gewisse Menge Wasserdampf unter hohem Vakuum entweicht, und zwar entsprechend der durch die Reaktion freigemachten Wärmemenge. Die Schwierigkeit besteht nun darin, diesen Dampf von niedriger Spannung, also von niedriger Temperatur zu kondensieren. Der für diesen Zweck vorgesehene Ejektor hat den Zweck, den Druck dieses Dampfes wieder . aufzubauen, um denselben durch ein bekanntes Mittel wieder kondensieren zu können.In carrying out this procedure, it is noticed that from the expansion separation vessel 2 a certain amount of water vapor escapes under high vacuum, and accordingly the amount of heat released by the reaction. The difficulty now is to condense this vapor of low voltage, that is, of low temperature. The purpose of the ejector provided for this purpose is to increase the pressure of this steam again . build up to condense it again by a known means to be able to.

Es ergibt sich daraus ein Dampfverbrauch, den man vermeiden kann, wenn man den Dampf mit Hilfe einer Lösung vor sehr geringer Dampfspannung kondensiert, im-vorliegenden Fall durch Kali- oder Natronlauge, wie sie für die Herstellung des entsprechenden Hypochlorits gebraucht wird.This results in a steam consumption that can be avoided, if the steam is condensed with the help of a solution in front of a very low steam tension, in the present case by potash or sodium hydroxide, as used for the production of the appropriate hypochlorite is needed.

Als Beispiel sei der Fall der Herstellung des Eau de Javelle nach der Umsetzungsgleichung: 2 Na O H (Lösung) + C12 (Gas) = Na Cl (Lösung) + Na C10 + H20 (Lösung) -}- 25 Cal. angenommen.As an example, consider the case of the production of the Eau de Javelle the conversion equation: 2 Na O H (solution) + C12 (gas) = Na Cl (solution) + Na C10 + H20 (solution) -} - 25 cal. accepted.

Dieses Fabrikationsverfahren erfordert die Umsetzung eines Mols Chlor, also von 71 g Chlor, mit 2M01 Ätznatron, also 8o g Na OH. Bei dieser. Reaktion werden 25 Kalorien frei. Die Erfahrung hat gelehrt, daß für den einwandfreien Verfahrensgang, also ohne die Bildung störender Mengen von Chloraten und sonstigen unerwünschten Produkten, die Temperatur der Reaktion auf 28 bis 30° beschränkt bleiben muß. Das heißt, daß, wenn man die Dampfspannung der erhaltenen Hypochloritlösung berücksichtigt, man unter einem absoluten Druck von 14 bis 17 mm Quecksilbersäule arbeiten muß, was für den in dem Trenngefäß 2 freigemachten Dampf einer Sättigungstemperatur von 17 bis 2o° entspricht.This manufacturing process requires the reaction of one mole of chlorine, so 71 g of chlorine, caustic soda with 2M01, so 8o Na O H. In this g. Reaction releases 25 calories. Experience has shown that the temperature of the reaction must be limited to 28 ° to 30 ° for the process to run properly, that is, without the formation of disruptive amounts of chlorates and other undesirable products. This means that if one takes into account the vapor tension of the hypochlorite solution obtained, one has to work under an absolute pressure of 14 to 17 mm of mercury, which corresponds to a saturation temperature of 17 to 20 ° for the vapor released in the separation vessel 2.

Um diesen Dampf von solch niedriger Temperatur kondensieren zu können, muß man entweder über ein Kühlmittel von sehr viel niedrigerer Temperatur verfügen oder den Druck des zu kondensierenden Dampfes wieder erhöhen oder aber die Kondensation mittels einer Lösung mit einer Dampfspannung von unter 14 bis 17 mm Hg herbeiführen. Das ist nun gerade der Fall bei der Natronlauge, wie sie für die eigentliche Fabrikation verwendet wird. Dieses Natron wird nun entweder in der Form des wasserfreien Ätznatrons oder häufiger noch in der Form einer 5o°/aigen Natronlauge in die Fabrikation eingeführt. Es soll hier der ungünstigere Fall, bei dem das Natron in Form einer 5o°/oigen Natronlauge verwendet wird, untersucht werden. Die Herstellung eines -Liters Eau de Javelle von 48° Bd entspricht einem Umsatz von einer Lösung von 50 °/o Na OH. In order to be able to condense this vapor at such a low temperature, one must either have a coolant at a much lower temperature or increase the pressure of the vapor to be condensed again or bring about the condensation by means of a solution with a vapor tension of less than 14 to 17 mm Hg . This is precisely the case with caustic soda as it is used for actual manufacture. This sodium bicarbonate is then introduced into production either in the form of anhydrous caustic soda or, more frequently, in the form of a 50% sodium hydroxide solution. The less favorable case, in which the sodium bicarbonate is used in the form of a 50% sodium hydroxide solution, is to be examined here. The preparation of a -Liters Eau de Javelle of 48 ° Bd corresponds to a conversion of a solution of 50 ° / o Na O H.

Gleichzeitig entspricht die abzuführende Reaktionswärme der Verdampfung von (da 6o5 die Verdampfungswärme von i kg Wasser ist). Daraus geht hervor, daß nach Absorption dieses Wassers die Natronlauge einen Gehalt von haben würde.At the same time, the heat of reaction to be dissipated corresponds to the evaporation of (since 6o5 is the heat of vaporization of 1 kg of water). This shows that after this water has been absorbed, the sodium hydroxide solution has a content of would have.

Die Absorption des Wasserdampfes durch diese Lösung ist durchaus möglich, da ja eine solche Lösung die folgenden Dampfspannungen besitzt: 17,5 mm bei einer Temperatur von 48° 14,0 nun - - - - 45° 10,0 mm - 39° 5,o mm - 29° 2,o mm - - - - i8° Man sieht also, daß es genügen würde, diese absorbierende Lösung auf einer Temperatur von 45 bis 48° zu halten, damit die Kondensation des Dampfes unter den erforderlichen Bedingungen möglich ist, was praktisch durch ein übliches Kühlmittel, z. B. den Umlauf gewöhnlichen Wassers, geschehen kann.The absorption of water vapor by this solution is quite possible, since such a solution has the following vapor tensions: 17.5 mm at a temperature of 48 ° 14.0 now - - - - 45 ° 10.0 mm - 39 ° 5, o mm - 29 ° 2, o mm - - - - i8 ° It can therefore be seen that it would be sufficient to keep this absorbent solution at a temperature of 45 to 48 ° so that the condensation of the vapor is possible under the required conditions, which is practically achieved by a common coolant, e.g. B. the circulation of ordinary water, can happen.

Auf diese. Weise hat das das Vakuum herstellende Organ nur mehr die nichtkondensierbaren Gase abzusaugen.To this. In a way, the organ that creates the vacuum only has that suction off non-condensable gases.

Der gleiche Gedankengang kann angestellt werden, wenn man von der Reaktion zwischen Kalilauge und Chlor zwecks Herstellung des entsprechenden Hypochlorits ausgeht.The same train of thought can be employed when speaking of the Reaction between potassium hydroxide and Chlorine to produce the appropriate Running out of hypochlorite.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of alkali hypochlorite solutions by reaction of the chlorine with corresponding alkali hydroxide solutions, characterized in that the heat of reaction is dissipated by cooling the reaction liquid by means of relaxation in a vacuum, whereupon the reaction liquid is reintroduced into the circuit.

2. The method according to claim i, characterized in that 'That part of the reaction liquid is withdrawn for consumption while the other part, after adding the alkali required for the reaction, again to the Absorber is supplied.

3. The method according to claim i or 2, characterized in that that the under high vacuum by relaxation to cool the reaction medium generated steam for the purpose of its condensation by an alkali solution, as it is subsequently is used for the production of the corresponding hypochlorite, is absorbed.

4. Device for performing the method according to one of claims i to 3, characterized by an absorber (i) with feed lines for chlorine gas and alkali hydroxide solution, an expansion separation vessel (2) with an ejector (3) or another device for producing a: . Vacuum in the separation vessel, a container (4) for receiving the solution coming from the separation vessel and a pump (5) which sucks the solution out of the container (4) and pushes it partly into the extraction line and partly into the absorber. Attached publications German patent specifications No. 557 808, 436 631, 406 452 Austrian patent specifications No. 143 997, 126 575.