DEP0003055DA - Verfahren zur Gewinnnung von Chlorwasserstoffgas. - Google Patents

Description

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Unser Zeichens QoZ. 15160

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Ludwigshafen a/Rhojden 19» Januar 1946/Zo-Be

Verfahren zur Gewinnung von Chlorwasserstoffgas«

Aas wässerigen Lösungen von Chlorwasserstoff kann man Chlorwasaer* stoffgas in der Weise gewinnen^ dass man die Lösung mit wasserentziehenden Mitteln» wie konzentrierter Schwefelsäure oder Calciumohioridlösungj, erhitzt und so den Chlorwasserstoff austreibt„ Das was s er ent ziehende Mittel muss dann duroh Eindampfen auf die Ursprung-» liehe Konzentration gebracht werden, um erneut verwendet werden su können= Nach einem anderen bekannten Vorschlag gewinnt man weitgehend wasserfreien Chlorwasserstoff aus ©asgemischen in der Weise, dass man die Gasgemische mit einer konzentrierten wässerigen Chlorwasserstoff lösung wäscht und die angereicherte Lösung splange erhitzt, wienoch Chlorwasserstoff weitgehend wasserfrei entweicht» Die ^urüek-» bleibende Lösung lässt sich ohne weiteres sum Auswaschen weiterer Mengen Chlorwasserstoff aus den stufsuarbeitenden Gasgemischen be» nutseno Tie technische Ausführung des Verfahren© bereitet Schwi©= rigkeiten* da metallisch® Werkstoffe yon der Sal&eäure stark angegriffen werden und miohtmetallische_f säurebeständige Werkstoffe die aar Erhitzung der Säure erforderlichen ?/arm,©mengen nur schlecht übertragen=

Es wurde nun gefunden, dass sich Ohlorwasasrstoffgas ohne diese Schwierigkeiten aus wässerigen ChlorwasserstofflÖsungen_s deren Konsentration über der des azeotropen Ch^orwasserstoff-'vYasser-Gemisches liegt, gewinnen lässt, wenn man die ssum Austreibendes Chlorwasserstoffs' erforderliche ffärme durch Einleiten von Wasser» dampf zuführt» Man kann das Verfahren beispielsweise ohne Schwierigkeit in Entgasungskolonnen durchführen? die man von oben nach unten von der Chlorwasserstofflösung durchetrömen lässt und in

deren Sumpf man den Wasserdampf einbläst ο Eine solche Ausführung des Verfahrens sei an Hand der Zeiofenong 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

wird theoretisch etwa 646 g ausgasbar sind),"nach Vorwärmung auf etwa bei a dem Kopf der Entgasungskolonne I zugeführt. Zu gleicher Zeit, bläst man bei b Wasserdampf (840 g) mit einer Temperatur von etwa 102° in die Kolonne ein» Der ausgetriebene Chlorwasserstoff (512 g) tritt aus der Kolonne durch die Leitung c aua₉ er enthält nur noch soviel fasser, wie der Tension der wässrigen Salzsäure bei 70' entspricht. Dieser geringe Wassergehalt wird durch Abkühlung dea 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$ige Salzsäur® aua (402Θ g mit 680 g Chlorwasserstoff). Sie hat eine Temperatur von etwa 102°. Mit dieser Temperatur wird sie in die Vakuumdestillationskolonne III geführt« Dort verdampfen unter Abkühlung der Säure auf etwa 20° etwa °380g des mit dem Wasserdampf zugeführten Wassers und die Konzentration der Salzsäure steigt dabei von 16,9 auf 18,7 #. Von der duroh Leitung f austretenden Säure kann man nur einen dem Rest der in Form von Wasserdampf zugeführten Wassermenga (460 g) entsprechenden Teil (etwa 106 g Chlorwasserstoff in Form von 18_s7$iger Säure) abziefian und anderen Zwecken zuleiten und die /übrige Säuremenge in den Kreislauf zur Absorption weiterer Chlorwasserstoffmengen aua Gasgemischen zurückführen» Es ist alao 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 18,7$iger Salzsäure auszukommen, was einer Ausbeute von 83 $.an gewinnbarem gasförmigem Chlorwasserstoff (bezogen auf die in der Absorptianaanlage 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 konzentrierter®!?¹ SalsssäuyQSij, wie sie durch Auswaschen chlorwasserstoffreicherer Gasgemische erhältlich sind, (ein Gasgemisch mit 20 $> Chlorwasserstoff liefert z,B· eine 35 bis 36fo±ge Säure), erniedrigt sich entsprechend der Dampfvarbrauch für

die Austreibung des Chlorwasserstoffs und damit auch der aus dem Kreislauf zu entfernende Säiireanteil. Ausserdem ist der für die Erhitzung der Säure von 20 auf 65° bezwo von 65 auf 102° notwendige iWärmeaufwand je Mengeneinheit austreibbaren Chlorwasserstoffs geringer ο

Perner kann die aus dem Kreislauf zu entfernende Säuremenge dadurch nicht unwesentlich erniedrigt werden, dasa' 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 70° 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 20° abgekühlten Salzsäure unten aus der Kolonne III abzieht, auf höhere Temperatur, z.B» 60°, bringt und dann in die Kolonne zurückleitet» Die in die Absorptionsanlage zurückzufuhrende Säure wird dabei in noch etwas weiter konzentriertem Zustand j in obigem Beispiel statt 18,7^Ig etwa 21,5$ig, erhalten» Auch solche Säuren sind für die Absorption von Chlorwasser~ stoff noch gut geeignet« Die Erwärmung der Säure von etwa 20» auf massig erhöhte Temperaturen ist technisch ohne Materialschwierigkeiten durchführbar.

Die Entgasung kann auch unter Druck, z.B, unter 0,5 atü,₍ ausgeführt werden» Der gewonnene Chlorwasserstoff kann dann ohne Anwendung einer Kompression unmittelbar vielen Verwendungszwecken zugeführt werden» Der Dampfverbrauch'gestaltet sich bei einer sol« chen Entgasung unter Druck kaum ungünstiger.

Das vorliegende Verfahren bietet vor allem den Vorteil, dass die dem Angriff des Chlorwasserstoffs ausgesetzten Vorrichtungs teile aus ^gummiertem Eisen oder säurefesten Kunststoffen her-= gestellt sein können und dass, abgesehen) von der Kühlvorrichtung für dasi erhaltene Chlorwasserstoffgas, keine Wärmeaustauschflächen aus hochwertigen korrosionsbeständigen Werkstoffen benötigt werden» Dabei wirkt sich günstig aus, dass man in der Entgasungs-

vorrichtung mit Temperaturen aaskommt, die nennenswert unter der Siedetemperatur einer Salzsäure von der Konzentration des azeotropen Gemlschs liegt. Wenn man die aus dem Kreislauf zu entfernende Säuremenge durch Vorwärmung der einlaufenden Säure au 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 Chlorwasserstoff gas eine wässerige Lösung, deren Chlorwa3ser» stoffgehalt denjenigen des konstant siedenden Chlorwasser st of f-Vf asser-Gemisches übersteigt, mit den helssen Dämpfen des konstant siedenden Gemisches in Berührung gebracht» Dass man Wasserdampf als Heizmittel verwenden kann, hat man offenbar nicht für gangbar gehalten.

Claims (4)

Patentansprüche;

1) Verfahren zur Gewinnung von Chlorwasserstoffgas aus wässerigen Chlorwasserstofflösungenι deren Chlorwasserstoffgehalt über dem des azeotropen ChI orwass er st off-Wasser-Gemisches liegt, duroh Austre-iben des Chlorwasserstoffs in der Hitze₈ dadurch gekennzeichnet, dass man die erforderliche Wärmemenge duroh Einleiten von gegebenenfalls Überhit stern Wasserdampf zuführt«

2) Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennzeichnet, dass man die Chlorwasserstofflösung vorgewärmt der Einwirkung d$a Wasserdampfes unterwirft.

3) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die zurückbleibende heisse Läsung zwecks teilweiser Verdampfung des mit dem Wasserdampf eingeführten Wassers unter verminder-» ten Druck bringt und die dabei abgekühlte Lösung wieder z.ur Absorption von Chlorwasserstoff aus Gasgemischen verwendet»

4) Weitere Ausbildung des Verfahrens naoh Anspruch 3 s daduroh gekennzeichnet, daaa man zwecks vollständiger Verdampfung des mit dem Wasserdampf eingeführten Wassers einen Teil der Lösung fortlaufend aus der Vakuumvorrichtung abzieht und nach Erwärmen in diese ssorüekf tihrt,

Anlagen»
1 Zeichnung