DEB0018532MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 3. Januar 1952 Bekanntgemacht am 15. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Es ist bekannt, Aluminiumoxyd dadurch in Aluminiurncblo'rid überzuführen, daß man es in einer Schmelze von, Naitriumaluminiumchlorid oder in, einem Schachtofen, mit Chlor und Kohlenoxyd! oder Phosgen umsetzt.

Es ist auch bekannt, Aluminiiumoxyd staubförmig in Brennern nach Art der Kohlenstaubbrenner mit Chlor und Kohlenoxyd oder Phosgen, umzusetzen. Dieses, Verfahren setzt die Anwendung von. sehr fe'imteiligem Ausgangs material voraus·. Die Verwendung so feiniteiligen Gutes hat zur Folge, daß ein erheblicher Teil dieses Gutes von, den Gasen aus· dem, Reaktion&raum fortgetragen wird. Die Umsetzung des Alüminiurnoxyds, in einer dem Reaktionisraüm mehr oder' minder gleichmäßig erfüllenden Suspension· vorn verhältnismäßig niedriger scheinbarer Dichte macht zudem, notwendig, daß nicht nur die dem Ofen, zuzuführende Suspension vorgeheizt wird, sondern darüber hinaus zwecks Aufrechterhaltung der für die Umsetzung erforderlichen Temperatur ein Teil der Suspension¹ unter zwischenzeitlicher Wiederaufheizung 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 darüber, vorzugsweise 0,5 bis, 1 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 Bewegüng versetzt wird, bei Temperaturen, von 500 bis 8oo° umsetzt.

Das Verfahren, gestattet auch den Einsatz von gröberkörnigem Material, da dieses in dem, Maße, wie es in der Wirbelschicht umgesetzt wird, sich völlig oder weitgehend aufbraucht und nicht zu

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Anreicherungen an grobkörnigen Anteilen in der Schicht führt, durch die die Wirbelbewegung beeinträchtigt werden, könnte.

Man läßt die Gase durch die reagierende AIu-

, 5 .miniumoxydschicht vom. unten nach oben: mit einem Druckgefälle strömen, das kleiner ist als der Gaswiderstand, der sich aus, dem Schüttgewioht des in, der Schicht enthaltenem festen Reaktionsgutes und. der Schichthöhe im Ruhezustand, ergibt. Es

ίο läßt sich auf diese Weise unter kontinuierlicher Zuführung frischen Reaktionsgutes' in ununterbrochenem Betrieb' Aluniiniumohlorid herstellen,, das mit den Abgasen gasförmig abzieht und in Komdensaitiom.sraum.en niedergeschlagen wird.

Das Verfahren läßt sich soi ausführen,, daß man z. B. mittels, einer Schnecke Aluminiumoxyd, dessen Teilchengröße z. B. 1 mm und darüber betragen, kann, kontinuierlich in, einen Ofen einträgt, der durch einen; Rost nach unten abgeschlossen ist, und vom, unten Kohlenoxyd und Chlor oder 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 vom der eingetragenen Menge des Reaktioinsg'utes· ab und richtet sich im, übrigen nach den Dimensionen! des Reaktionsraumes.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den, Ofen soi zu gestalten, daß er sich, nach oben; verbreitert, daß also die Gasgeschwindigkeit nach obeni abnimmt, und der Aluminiumoxydstaub, der aus der¹ Wirbelschicht herausgetragen wird, in, dieser Zorne zu Aluminiumehloirid umgesetzt wird. Man, kamin auch, über dem Reaktiomsraum einen mit Form,-körpern, z. B. a,us hartgebranntem Porzellan oder Quarz, gefüllten, geheizten Raum anordnen,, in dem sich der Staub niederschlägt, um hier mit den Gasen zu Alumin.iumchlo'rid zu reagieren. Der mitgerissene feine Staub läßt sich auch mittels, auf Temperaturen über i8o° (Sublimatiomspunkt des Aluminiumchloirids) gehaltenen Staubkammern oder Zyklonen niederschlagen und im freien Fall oder durch besondere Fördervorrichtungen in, die Wirbelschicht zurückführen. Es gelingt so, ein oxydfreieis Aluminiumehloirid zu erhallten, das in. an sich bekannter Weise aus den Abgasen in Kondensationisräumen niedergeschlagen wird.

Zur Umsetzung des Aluminiumo«yds 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 Chlor 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 Kohlekatalysator, a,n dem die Vereinigung sofort unter starker Wärmeentwicklung erfolgt; die so gewonnenen, etwa 500⁰ heißen Gase werden vom, unten in den Ofen eingeführt.

Es genügt ein, geringer, etwa. 10 bis, 20% betrar gender Überschuß an Kohlenoxydi und Chlor bzw. Phosgen zur vollständigen Umsetzung¹ des kontinuierlich zugeführten, Alumini umoxy ds. Dieser Überschuß kamm nach Abtrennen, des entstandenen Kohlendioxyds, wieder in, das Verfahren zurückgeführt werden.

Das ernndungsgemäüe Verfahren hat gegenüber den bekannten Verfahrensweisen den, Vorteil, daß 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 AIuminiumoxyd, das vollends aufgebraucht wird, ohne daß die Wirbelschicht stabilisierende Rückstände anfallen, aufrechterhalten werd'en kann.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß es im Vergleich zum Staubbrennerverfahren in wesentlich kleineren Reaktionsräumen durchgeführt werden kann¹ und sich die Wärmebilanz dadurch sehr viel günstiger gestaltet. Eine Kreislaufführung von umzusetzendem Gut zum Zwecke de« ·" Wiederaufheizung entfällt damit. ' m

Beispiel

In ein durch eine Siebplatte unterteiltes Quarzrohr werden von unten stündlich 3 1 Phosgen je cm² des Rohrquerschnittes eingeführt. Der untere Raum, dessen Höhe ein Drittel der Gesiamthöhe beträgt, dient zum Erhitzen des Phosgens. In dem oberen Raum, dem, eigentlichen Reaktionsraum, werden stündlich 4 g körniges Aluminiumoxyd (Korndurchmesser 0,5 bis 1 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 Kondensationsräutnen niedergeschlagen.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. 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, S mm und darüber, vorzugsweise 0,5 bis ι mm, bei Temperaturen von 500 bis 8oo° in Wirbelschichten umsetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, 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.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 351 350, 437970,

502 884, 525 560, 561 899, 642 526, 707 062;
USA.-Patentschrift Nr. 2 446 221;
Hollemann-Wiberg »Lehrbuch der anorg.

Chemie«, 28-/29. Auflage, 1951, S. 376.

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