DE948972C

DE948972C - Verfahren zur Herstellung von Aluminiumchlorid

Info

Publication number: DE948972C
Application number: DEB18532A
Authority: DE
Inventors: Dr Adolf Johannsen; Dr Willi Klingler; Dr Wilhelm Pfannmueller
Original assignee: Badische Anilin and Sodafabrik AG
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1952-01-04
Filing date: 1952-01-04
Publication date: 1956-09-13

Description

Verfahren zur Herstellung von Aluminiumchlorid Es ist bekannt, Aluminiumoxyd; dadurch in Aluminiumchlorid überzuführen, daß man, es: in einer Schmelze von NatriumaJuminium.chlorid oder in einem Schachtofen mit Chlor und; Kohlenoxyd oder Phosgen: umsetzt.
Es ist auch bekannt, Aluminiumoxyd staubförmig in Brennern nach, Art der ,Kohlenstaubb-renner- mit Chlor und Kohlenoxyd oder Phosgen umzusetzen. Dieses Verfahren setzt die Anwendung von sehr feinteiligem Ausgangsmaterial voraus. Die Verwendung so feinteiligen Gutes hat zur Folge, daß ein erheblicher Teil dieses Gutes von den Gasen aus, dem Reaktionsraum fortgetragen wird. Die Umsetzung des Alum.iniu,moxyds, in einer den Reaktionsraum. mehr oder minder gleichmäßig erfüllenden Suspension von verhältnismäßig niedriger scheinbei-rer Dichte macht zudem notwendig, daß nicht nur die dem Ofen. zuzuführende Suspension vorrgeheizt wird, sondern darüber hinaus zwecks Aufrechterhaltung der für die Umsetzung erforderlichen Temperatur eins Teil der Suspensionunter zwischenzeitlicher Wiederau.fheizung im Kreislauf geführt wird'.
Es wurde gefunden, daß man diese Nachteile vermeiden. kann, wenn man das Aluminiumoxyd mit einer Teilchengröße von 0,5 mm, und daxüber" vorzugsweise o,5 bis. i mm, anwendet und in einer Schicht, in der es mittels der zur Umsetzung dienenden und der sich unter stark exothermer Reaktion bildenden Gase in auf- und abwirbelnde Bewegung versetzt wird, bei Temperaturen von 5oo bis 8o0° umsetzt.
Das Verfahren gestattet auch den: Einsatz von gräberkörnigem Material, da dieses in dem Maße, wie es in der Wirbelschicht umgesetzt wird, sich völlig oder weitgehend aufbraucht und nicht zu Anreicherungen am grobkörnigen; Anteilen in der Schicht führt, durch die die Wirbelbewegung beeinträchtigt werden könnte.
Man .läßt die Gase durch die reagierende Aluminiumoxydschicht von. unten; nach. oben: mit einem Druckgefälle strömen, das. kleiner ist als der Gaswiderstand, der sich aus dem Schüttgewicht des in der Schicht enthaltenen festen Reaktionsgutes und der Schichthöhe im Ruhezustand ergibt. Es läßt sich auf diese Weise unter kontinuierlicher Zuführung frischen Reaktionsgutes in ununterbrochenem Betrieb Aluminiumchlorid herstellen, das mit den, Abgasen gasförmig abzieht und in: Kondensationsräumen niedergeschlagen wird.
Das Verfahren, läßt sich so ausführen, daß man z. B. mittels, einer Schnecke Aluminiumoxyd, dessen Teilchengröße z. B. i mm und darüber betragen, kann:, kontinuierlich in einen Ofen einträgt, der durch einen Rost nach unten abgeschlossen ist, und vorn unten Kohlenoxyd und Chlor odeT Phosgen zuführt. Der Grundriß des. Ofens kann beliebig gewählt werden., z. B. die Form. eines Rechtecks, einer Ellipse oder- eines Kreises haben. Die Menge der Gase hängt von der eingetragenen Menge des. Reaktionsgutes- abt und richtet sich im übrigen nach den Dimensionen: des Reaktionsraumes.
Es hat sich als, zweckmäßig erwiesen., den, Ofen so zu gestalten., daß er sich nasch oben. verbreitert, daß alsot die Gasgeschwindigkeit nach: oben abnimmt, und der Alumin:iumoxydstaub, der aus der Wirbelschicht herausgetragen wird, in dieser Zone zu. Aluminiumchlorid umgesetzt wird. Man, kann auch über dem Reaktionsraum einen mit Formkörpern, z. B. .aus hartgebranntem Porzellan oder Quarz, gefüllten, geheizten Raum anordnen, in: denn sich der Staub- niederschlägt, um hier mit den Gasen zu Alumin.iumichloTid zu reagieren. Der mittgerissene feine Staub. läßt sich auch mittels. auf Temperaturen; über i8o° (Sublimationspunkt des Aluminiumchlorids) gehaltenen Staubkammern oder Zyklonen niederschlagen und im freien. Fall oder durch; besondere FördervoTricl.tungen. in; die Wirbelschicht zurückführen.. Es gelingt so, ein, oxydfreies Aluminiumchlorid zu erhalten, das in. an: sich bekannter Weise aus dein Abgasen in; Kondensationsräumen niedergeschlageg wird.
Zur Umsetzung des Aluminiumoxyds zu Aluminiumchlorid kann man ein Gemisch aus gleichen, Raumteilen Kohlenoxyd und Chlor oder Phosgen benutzen. Es. ist zweckmäßig, die bei der Vereinigung von Kohlenoxyd und Ohlor zu Phosgen frei werdende Wärme auszunutzen, indem man die Reaktion mit diesem heißen. Phosgen durchführt. In diesem Fall leitet man in an, sich, bekannter Weise das, kalte Kohlenoxyd-Chlor-Gemisch zuerst über einen; die Phosgenbildung begünstigenden: KohlekatalysatoT, an dien die VeTeinigung sofort unter starker Wärmeentwicklung erfolgt; die so gewonr nenen, etwa 5oo° heißen: Gase werden von, unten; in den Ofen, eingeführt.
Es genügt ein geringer, etwa io bis 2o°/a betrar gerader Überschuß an Kohlenoxyd und Chlor bzw. Phosgen zur vollständigen, Umsetzung des kontinuierlich zugeführten Aluminiumoxyds. Dieser überschu.ß kann nach Abtrennen, des entstandenen Kohlendioxyds -wieder in das Verfahren zurückgeführt werden..
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den bekannten Verfahrensweisen den Vorteil, d@aß es mit technisch befriedigendem Erfolg auch bei niedrigen Temperaturen als bisher üblich durchgeführt werden kann. Ebenso überraschend ist, daß die Wirbelschicht auch bei Verwendung von Aluminiumoxyd, .das vollends aufgebraucht wird, ohne daß die Wirbelschicht stabilisierende Rückstände anfallen, aufrechterhalten werden kann.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß es im Vergleich zum Staubbrennerverfahren in wesentlich kleinerem; Reaktionsräumen durchgeführt werden kann und sich die Wärmebilanz dadurch sehr viel günstiger gestaltet. Eine Kreislauf-. führung von umzusetzendem Gut zum Zwecke: der Wiederaufhenzung entfällt damit.
Beispiel In ein durch eine Siebplatte unterteiltes Quarzrohr werden. von unten stündlich 31 Phosgen je cm2 des Rohrquerschnittes eingeführt. Der untere Raum, dessen. Höhe ein Drittel der Gesamthöhe beträgt, dient zum Erhitzen des Phosgens. In dem oberen Raum, dem eigentlichen. Reaktionsraum, werden stündlich 49 körniges Aluminiumoxyd (Korndurchmesser 0,5 bis i mm) je cm2 der Siebplatte in geringem Abstand über der Platte eingetragen. Die Temperatur im Rohr beträgt 6oo°. Das sich bildende Aluminiumchlorid -wird mit den Abgasen abgezogen' und in Kondensationsräumen niedergeschlagen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumchlorid durch Umsetzung von feinteiligem Aluminiumoxyd oder Aluminiumoxyd enthaltenden Stoffen mit chlorierenden und reduzierenden Gasen, dadurch gekennzeichnet, daß man Aluminiumoxyd mit einer Teilchengröße von o,5 mm und darüber, vorzugsweise o,5 bis i mm, bei Temperaturen von Soo bis 8oo° in Wirbelschichten umsetzt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man als chlorierendes und reduzierendes Gas ein Gemisch von. Kohlenoxyd und Clor benutzt, das über einen Katalysator für die Bildung von Phosgen geleitet und anschließend ohne Abkühlung in, die Wirbelschicht eingeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 35 i 350, 437 970, 502 884, 525 56o 561 899, 642 526, 707 o62; USA.-Patentschrift Nr. 2 446 221; Hollemann-Wi!berg »Lehrbuch der anorg. Chemie«, 28./29. Auflage, i951, S. 376.