FR2473898A1 - Purificn. of aq. soln. of gas, e.g. hydrogen halide or ammonia - by desorbing excess gas, distilling azeotrope and absorbing gas in distillate - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé d'épuration des impuretés contenues dans une solution aqueuse d'un corps gazeux. Process for the purification of impurities contained in an aqueous solution of a gaseous body.
La présenee invention concerne un procédé d'épuration des impuretés contenues dans une solution aqueuse d'un corps gazeux. The present invention relates to a process for the purification of impurities contained in an aqueous solution of a gaseous body.
Les solutions aqueuses purifiées des corps gazeux, notamment du fluorure d'hydrogène, du chlorure d'hydrogène, de l'ammoniac, trouvent de larges applications dans la production d'instruments à semi-conducteurs caractérisés par de hauts indices électrophysiques. Purified aqueous solutions of gaseous bodies, in particular hydrogen fluoride, hydrogen chloride, ammonia, find wide applications in the production of semiconductor instruments characterized by high electrophysical indices.
Suivant leur mode d'obtention, des solutions aqueuses initiales de corps gazeux peuvent contenir des impuretés variées d'origine organique et inorganique. Depending on how they are obtained, initial aqueous solutions of gaseous bodies may contain various impurities of organic and inorganic origin.
La teneur moyenne en impuretés des solutions aqueuses initiales de corps gazeux est indiquée dans le tableau suivant
Solution aqueuse Solution aqueuse Solution aqueu
Impuretés de fluorure de chlorure se d'ammoniac
d'hydrogène d'hydrogène A1 2.10-3 -3 5.10 -4 3.10
Fe 1.10-3 5.10-3 -3 2.10
Ca 1.10 -3 4.10 3.10-3
Mg 1.10 -4 5.1 -4 2.10-4
Cu 2.10-4 3.10-4 2.10 Pb 3.10 -4 5.10-4 -4 1.10
Mn 1.10 -4 3.10-4 - 4 1.10-4
Zr 4.10-3 -3 5.10 3 2,1
K 2.10-3 3.10-3 4.10-4
Na 5.10-4 3.10-4 1.10-4
As 5.10 2 1.10-2 5.10-3
P 5.10-3 -3 4.10-3 1.10-3
Impuretés organiques 3.10 2 5.10 2 4 10-3
Ce tableau montre que les solutions aqueuses des corps gazeux de départ (produits techniques) sont polluées par des impuretés de métaux lourds, alcalins et alcalino-terreux ainsi que par de l'arsenic, du phosphore etc. Pour cette raison, afin d'obtenir des produits de haute pureté, il est indispensable d'utiliser des procédés efficaces de purification des matières premières.The average content of impurities in the initial aqueous solutions of gaseous bodies is indicated in the following table
Aqueous solution Aqueous solution Aqueous solution
Ammonia chloride fluoride impurities
hydrogen hydrogen A1 2.10-3 -3 5.10 -4 3.10
Fe 1.10-3 5.10-3 -3 2.10
Ca 1.10 -3 4.10 3.10-3
MG 1.10 -4 5.1 -4 2.10-4
Cu 2.10-4 3.10-4 2.10 Pb 3.10 -4 5.10-4 -4 1.10
Mn 1.10 -4 3.10-4 - 4 1.10-4
Zr 4.10-3 -3 5.10 3 2.1
K 2.10-3 3.10-3 4.10-4
Na 5.10-4 3.10-4 1.10-4
As 5.10 2 1.10-2 5.10-3
P 5.10-3 -3 4.10-3 1.10-3
Organic impurities 3.10 2 5.10 2 4 10-3
This table shows that the aqueous solutions of the starting gaseous bodies (technical products) are polluted by impurities of heavy metals, alkali and alkaline-earth as well as by arsenic, phosphorus etc. For this reason, in order to obtain products of high purity, it is essential to use efficient processes for purifying raw materials.
Il existe des procédés variés pour l'épuration des impuretés contenues dans des solutions aqueuses de corps gazeux. C'est ainsi qu'on emploie largement pour la purification des acides du type halogénure d'hydrogène des procédés fondés sur l'échange d'ions. Dans ce cas la purification de ces solutions aqueuses a lieu pour le compte de la capacité de sorption des résines échangeuses d'ions pour les ions complexes. Toutefois l'élimination d'un grand nombre d'éléments jusqu'à une concentration de 10 à 10 5 ffi n'est possible qu'à partir des solutions étendues. There are various methods for the purification of impurities contained in aqueous solutions of gaseous bodies. Thus, widely used for the purification of acids of the hydrogen halide type are processes based on ion exchange. In this case the purification of these aqueous solutions takes place on behalf of the sorption capacity of ion exchange resins for complex ions. However, the elimination of a large number of elements up to a concentration of 10 to 10 5 ffi is only possible from extended solutions.
Les procédés les plus répandus sont ceux qui reposent sur le principe de la distillation (certificat d'auteur URSS n0 379 533, brevet USA n0 3 199 642). The most widely used processes are those based on the principle of distillation (USSR author's certificate no. 379,533, USA patent no. 3,199,642).
La mise en oeuvre de ce principe pour les mélanges de gaz et de liquides s'explique, d'une part, par l'aptitude des corps gazeux à former avec des liquides des azéotropes c'est-à-dire des solutions qui bouillent sans variation de leur composition et, d'autre part, par les différences de volatilité des impuretés qui sont présentes dans les solutions aqueuses de corps gazeux par rapport à l'azéotrope.The implementation of this principle for mixtures of gases and liquids is explained, on the one hand, by the ability of gaseous bodies to form azeotropes with liquids, that is to say solutions which boil without variation in their composition and, on the other hand, by the differences in volatility of the impurities which are present in the aqueous solutions of gaseous bodies with respect to the azeotrope.
En règle générale les impuretés peu volatiles se séparent plus facilement que les impuretés volatiles, même si les différences de leurs tensions de vapeur sont modérées.Low volatile impurities are generally more easily separated than volatile impurities, even if the differences in their vapor pressures are moderate.
Les possibilités de la méthode par distillation en ce qui concerne l'élimination des impuretés volatiles peuvent être sensiblement élargies grâce à la mise en oeuvre d'additifs chimiquement actifs, étant donné que dans ce cas les fugacités de ces impuretés se trouvent etre modifiées ; de cette manière le coefficient de partage est augmenté (brevet Japon n0 16 407, brevet Hongrie n0 49 615).La purification des solutions aqueuses de fluorure d'hydrogène, de chlorure d'hydrogène par distillation en présence d'additifs chimiquement actifs, ainsi que de la solution aqueuse d'ammoniac sous pression (brevets RFA n0 858 894 et 1 467 198) permet d'obtenir des produits d'un haut degré de pureté avec une teneur en impuretés métalliques de 10 6 d 10 8 , une teneur en arsenic de 10 à 10- 8%, et uneteneur en phosphore de 5.1o##%. Toutefois, lors# de la mise en oeuvre de ces procédés de purification il est impossible d'obtenir finalement des produits concentrés. The possibilities of the distillation method with regard to the removal of volatile impurities can be considerably enlarged by the use of chemically active additives, since in this case the fugacities of these impurities are found to be modified; in this way the partition coefficient is increased (Japan patent No. 16,407, Hungary patent No. 49,615). Purification of aqueous solutions of hydrogen fluoride, hydrogen chloride by distillation in the presence of chemically active additives, as well that aqueous ammonia solution under pressure (RFA patents Nos. 858 894 and 1 467 198) makes it possible to obtain products of a high degree of purity with a content of metallic impurities of 10 6 d 10 8, a content of arsenic from 10 to 10-8%, and a phosphorus content of 5.1o ##%. However, during the implementation of these purification processes it is impossible to finally obtain concentrated products.
On connatt déjà un procédé de purification d'une solution aqueuse de chlorure d'hydrogène qui est également fondé sur le principe de la distillation, mais qui prévoit la désorption, de la quantité excédente de corps gazeux qui est présent dans la solution aqueuse initiale, et de la quantité excédente de corps gazeux qui est contenu en excès sur les proportions azéotropiques (Chemical Processing, vol. XIII, n0 11, 1967). Ce procédé consiste en ce que l'on admet la solution initiale d'une concentration de 36% à une vitesse de 1 kg/h dans le bouilleur d'une colonne à garnissage. Le bouilleur de la colonne est chauffé par une circulation de fluide caloporteur. There is already known a process for the purification of an aqueous solution of hydrogen chloride which is also based on the principle of distillation, but which provides for the desorption, of the excess quantity of gaseous body which is present in the initial aqueous solution, and of the excess quantity of gaseous bodies which is contained in excess on the azeotropic proportions (Chemical Processing, vol. XIII, no. 11, 1967). This process consists in admitting the initial solution with a concentration of 36% at a speed of 1 kg / h in the boiler of a packed column. The column boiler is heated by a circulation of heat transfer fluid.
On porte la solution initiale à l'ébullition. The initial solution is brought to the boil.
Dans ces conditions il y a un dégagement actif de chlorure d'hydrogène contenu dans la solution initiale en excès sur la proportion azéotrope eau-chlorure d'hydrogène, à raison de 0,16 kg/h, et une formation active des vapeurs d'acide de composition azéotropique pour le compte de la distillation de l'azéotrope (liquide bouillant sans changer de composition) à raison de 0,74 kg/h.Under these conditions there is an active release of hydrogen chloride contained in the initial solution in excess of the azeotropic proportion water-hydrogen chloride, at a rate of 0.16 kg / h, and an active formation of the vapors. acid of azeotropic composition on behalf of the distillation of the azeotrope (boiling liquid without changing composition) at a rate of 0.74 kg / h.
Les vapeurs de l'acide de composition azéotropique et le chlorure d'hydrogène désorbé remontent par la colonne à garnissage. On dirige les vapeurs d'acide dans un réfrigérant-condenseur où elles se condensent à raison de 0,74 kg/h, alors que le chlorure d'hydrogène désorbé est dirigé dans un absorbeur. Par condensation on obtient de l'acide chlorhydrique à 20% que 1'- on envoie, comme reflux, dans l'absorbeur. Â la sortie de l'absorbeur à une vitesse de 0,9 kg/h l'acide chlorhydrique à 36% s'écoule. The vapors of the acid of azeotropic composition and the desorbed hydrogen chloride rise through the packed column. The acid vapors are directed into a condenser-condenser where they condense at the rate of 0.74 kg / h, while the desorbed hydrogen chloride is directed into an absorber. By condensation, 20% hydrochloric acid is obtained which is sent, as reflux, to the absorber. At the outlet of the absorber at a speed of 0.9 kg / h 36% hydrochloric acid flows.
La teneur en impuretés de l'acide obtenu est de 1.10 4 1.10 5 %. Une telle qualité relativement basse du produit fini s'explique par le fait que l'ébullition de la solution aqueuse initiale à purifier et le dégagement actif d'acide chlorhydrique dissous en excès par rapport à la composition du mélange azéotrope, s'accompagnent d'un entrainement important de gouttes et de brouillard qui pollue le gaz et l'acide en train de se condenser. Cela a lieu parce que, lors de ltébullition du liquide, une bulle de gaz éclate à son arrivée à la surface, sans avoir le temps de croître à cause des défauts du film liquide en formant une multitude de gouttes fines (brouillard-phase d'aérosol stable).Un tel brouillard passe avec la phase vapeur à travers les colonnes de l'appareil en donnant lieu à une sédimentation minimale.The content of impurities in the acid obtained is 1.10 4 1.10 5%. Such a relatively low quality of the finished product is explained by the fact that the boiling of the initial aqueous solution to be purified and the active release of hydrochloric acid dissolved in excess relative to the composition of the azeotropic mixture, are accompanied by a significant entrainment of drops and fog which pollutes the gas and the acid in the process of condensing. This occurs because, when the liquid boils, a gas bubble bursts on arrival at the surface, without having time to grow due to the defects of the liquid film, forming a multitude of fine drops (fog-phase of such a mist passes with the vapor phase through the columns of the device, giving rise to minimal sedimentation.
Le but de la présente invention consiste à éliminer les inconvénients susdits. The object of the present invention is to eliminate the above drawbacks.
On s'est donc proposé de modifier les conditions du procédé d'épuration d'impuretés contenues dans la solution aqueuse d'un corps gazeux, en vue d'obtenir des produits d'un haut degré de pureté par élimination maximale de l'entraînement des gouttes et du brouillard. It has therefore been proposed to modify the conditions of the process for purifying impurities contained in the aqueous solution of a gaseous body, in order to obtain products of a high degree of purity by maximum elimination of the entrainment. drops and fog.
le procédé conforme à l'invention consiste à effectuer les étapes suivantes : désorption de la quantité excédente du corps gazeux contenu dans la solution aqueuse initiale ; distillation du liquide résiduel après la désorption bouillant sans modifier sa composition ; et saturation du distillat par le corps gazeux désorbé ; et il est caractérisé en ce que la désorption de la quantité excédente du corps gazeux hors de la solution aqueuse initiale est réalisée par chauffage de ladite solution depuis une température assurant la désorption d'au moins 95 de la quantité excédente de corps gazeux contenu dans la solution liquide initiale jusqu'à une température de 10C inférieure au point d'ébullition du liquide qui bout sans modifier sa composition. the method according to the invention consists in carrying out the following steps: desorption of the excess quantity of the gaseous body contained in the initial aqueous solution; distillation of the residual liquid after boiling desorption without changing its composition; and saturation of the distillate by the desorbed gaseous body; and it is characterized in that the desorption of the excess amount of the gaseous body from the initial aqueous solution is carried out by heating said solution from a temperature ensuring the desorption of at least 95 of the excess amount of gaseous body contained in the initial liquid solution up to a temperature of 10C lower than the boiling point of the boiling liquid without changing its composition.
Comme solutions aqueuses initiales de corps gazeux il est possible d'utiliser notamment des solutions aqueuses d'acides minéraux (tels que HF, HCl, H2S04) ainsi qu'une solution aqueuse d'ammoniac. Des solutions aqueuses de ce genre sont soit des acides de composition azéotropique contenant un corps gazeux approprié (en excès sur la composition azéotropique), soit une solution aqueuse d'ammoniac contenant jusqu 25 à 27% de gaz dissous. Après la désorption de la quantité excédente de corps gazeux contenu dans la solution aqueuse initiale il se forme dans les deux cas des liquides qui bouillent sans changer de composition: acide de composition azéotropique ou bien l'eau contenant jusqu'à 3 à 5% d'ammoniac. As initial aqueous solutions of gaseous bodies it is possible to use in particular aqueous solutions of mineral acids (such as HF, HCl, H2SO4) as well as an aqueous solution of ammonia. Such aqueous solutions are either acids of azeotropic composition containing an appropriate gaseous body (in excess of the azeotropic composition), or an aqueous solution of ammonia containing up to 25% dissolved gas. After the desorption of the excess quantity of gaseous body contained in the initial aqueous solution it forms in both cases liquids which boil without changing composition: acid of azeotropic composition or water containing up to 3 to 5% d 'ammonia.
Dans le procédé revendiqué le processus de désorption de la quantité excédente de corps gazeux contenu dans la solution aqueuse initiale se fait en régime d'ébullition dite "sous-réchauffée", et dans ce cas le dégagement du gaz hors du liquide se déroule d'une manière calme. l'échauffement des solutions aqueuses des corps gazeux jusqu a des températures voisines de leurs points d'ébullition ou jusqu'à leurs points d'ébullition s'accompagne d'une élévation sensible de la tension du gaz en dissolution. Si l'ébullition du liquide n'est pas atteinte le film de la bulle de gaz ne comporte pas de défauts. In the claimed process, the process of desorption of the excess quantity of gaseous body contained in the initial aqueous solution takes place in the so-called "underheated" boiling regime, and in this case the evolution of the gas out of the liquid takes place a calm manner. the heating of the aqueous solutions of the gaseous bodies to temperatures close to their boiling points or to their boiling points is accompanied by a significant increase in the tension of the gas in solution. If the boiling of the liquid is not reached, the film of the gas bubble does not have any defects.
Il s'étire, s'amincit et se désintègre avec sortie du gaz à la surface et formation d'une grosse goutte de liquide.It stretches, thins and disintegrates with the release of gas on the surface and the formation of a large drop of liquid.
Dans le procédé revendiqué le régime d'ébullition dite "sous-réchauffée" est obtenu par le fait que, comme il a été indiqué dans ce qui précède, on effectue la désorption de la quantité excédente de corps gazeux depuis la solution aqueuse de corps gazeux à une température assurant une désorption d'au moins 95% de la quantité excédente de corps gazeux contenu dans la solution aqueuse initiale, jusqu'à une température de 10C inférieure au point d'ébullition du liquide bouillant sans changer de composition. In the claimed process, the so-called "underheated" boiling regime is obtained by the fact that, as indicated above, the desorption of the excess quantity of gaseous body is carried out from the aqueous solution of gaseous body at a temperature ensuring a desorption of at least 95% of the excess amount of gaseous body contained in the initial aqueous solution, up to a temperature of 10C below the boiling point of the boiling liquid without changing composition.
Le procédé d'épuration des solutions aqueuses des corps gazeux revendiqué permet d'effectuer une purification poussée desdites solutions des impuretés et d'obtenir des acides minéraux, notamment l'acide fluorhydrique, l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, ainsi qu'une solution aqueuse d'ammoniac d'un haut degré de pureté à teneur en fer, en métaux lourds, en phosphore, en arsenic de 10 8 à tO 7 %. The process for purifying the aqueous solutions of gaseous bodies claimed makes it possible to carry out a thorough purification of said solutions of impurities and to obtain mineral acids, in particular hydrofluoric acid, hydrochloric acid, sulfuric acid, as well as an aqueous ammonia solution with a high degree of purity containing iron, heavy metals, phosphorus, arsenic from 10 8 to tO 7%.
Les produits obtenus sont hautement concentrés : acide fluorhydrique au moins 50%, acide chlorhydrique d'au moins 36 à 38%, acide sulfurique au moins 95,6%, eau ammoniacale au moins 25%.The products obtained are highly concentrated: hydrofluoric acid at least 50%, hydrochloric acid at least 36 to 38%, sulfuric acid at least 95.6%, ammoniacal water at least 25%.
Le procédé est simple à industrialiser et s'applique de la manière suivante. The process is simple to industrialize and is applied in the following manner.
On admet en haut d'un appareil à film liquide, à colonne, d'une surface d'échange de 1 à 1,8 m2, sous la pression atmosphérique en écoulement #continu la solution aqueuse de départ de corps gazeux. Le bouilleur de la colonne est muni d'un dispositif de réchauffage. On porte la solution initiale jusqu'à une température de 10C inférieure au point d'ébullition du liquide approprié bouillant sans changer de composition. Le chauffage provoque la désorption du corps gazeux que l'on dirige au bas d'un absorbeur. At the top of a liquid film apparatus, with a column, with an exchange surface of 1 to 1.8 m 2, under the continuous atmospheric pressure #continue the aqueous starting solution of gaseous bodies. The column boiler is fitted with a heating device. The initial solution is brought to a temperature of 10C lower than the boiling point of the appropriate boiling liquid without changing composition. Heating causes the desorption of the gaseous body which is directed to the bottom of an absorber.
On soutire le liquide libéré du gaz du bas de l'appareil et on le recueille dans un collecteur d'où on l'envoie pour distillation dans la colonne de rectification.The liquid released from the gas is withdrawn from the bottom of the apparatus and collected in a collector from where it is sent for distillation in the rectification column.
Après distillation on soutire le produit purifié (le distillat) que l'on envoie comme reflux au haut de l'absorbeur. A la sortie de l'absorbeur on obtient un produit concentré d'un haut degré de pureté. After distillation, the purified product (the distillate) is drawn off and sent as reflux to the top of the absorber. At the outlet of the absorber, a concentrated product with a high degree of purity is obtained.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples concrets de sa réalisation. Other characteristics and advantages of the invention will be better understood on reading the description which will follow of several concrete examples of its implementation.
Exemple 1.
En haut d'un appareil à colonne à film liquide d'une surface d'échange de 1 m2, sous la pression atmosphérique, en écoulement continu à une vitesse de 50 kg/h on admet de l'acide chlorhydrique technique à 36% dont on maintient la température dans le bouilleur de la colonne entre 107 et 1090C. Dans ces conditions il se dégage du liquide du chlorure d'hydrogène gazeux à raison de 7,6 kg/h (désorption) qui arrive dans un absorbeur.Example 1.
At the top of a liquid film column apparatus with an exchange surface of 1 m2, under atmospheric pressure, in continuous flow at a speed of 50 kg / h, 36% technical hydrochloric acid is admitted, of which the temperature in the column boiler is maintained between 107 and 1090C. Under these conditions, hydrogen chloride gas is released from the liquid at the rate of 7.6 kg / h (desorption) which arrives in an absorber.
Il sort du bas de l'appareil 42,5 kg/h d'acide chlorhydrique à teneur en chlorure d'hydrogène de 25% (acide de composition azéotropique). L'acide est recueilli dans un collecteur d'où il est envoyé à la distillation. 42.5 kg / h of hydrochloric acid with 25% hydrogen chloride content (acid of azeotropic composition) comes out from the bottom of the apparatus. The acid is collected in a collector from where it is sent to distillation.
A cet effet on admet sous forme d'un courant continu dans le bouilleur de l'unité de rectification depuis le collecteur 42,5 kg/h d'acide chlorhydrique à 25%.For this purpose, 42.5 kg / h of 25% hydrochloric acid is admitted in the form of a direct current into the boiler of the rectification unit from the collector.
On effectue la rectification pour un rapport de reflux égal à l'unité. Par ailleurs toutes les heures on soutire environ 10% (de la charge initiale) de liquide du bouilleur.The rectification is carried out for a reflux ratio equal to unity. In addition, every hour approximately 10% (of the initial charge) is withdrawn from the liquid of the boiler.
On maintient la tension des vapeurs dans le bouilleur entre 50 et 100 mm d'eau. Par distillation on obtient 38 kg/h d'acide purifié (distillat) que l'on dirige pour reflux dans un absorbeur à plateaux et que l'on sature par du chlorure d'hydrogène purifié jusqu'à une concentration de 36 à 38%.The vapor pressure in the boiler is maintained between 50 and 100 mm of water. By distillation, 38 kg / h of purified acid (distillate) are obtained, which is directed to reflux in a plate absorber and which is saturated with purified hydrogen chloride to a concentration of 36 to 38%. .
Une quantité importante de chaleur est dégagée du fait de la dissolution du chlorure d'hydrogène qui évacue par des échangeurs de chaleur déportés refroidis à l'eau.A significant amount of heat is released due to the dissolution of the hydrogen chloride which is discharged by remote heat exchangers cooled with water.
L'acide chlorhydrique obtenu (45,6 kg/h) a une concentration de 36 à 38% et constitue un produit de pureté exceptionnelle. The hydrochloric acid obtained (45.6 kg / h) has a concentration of 36 to 38% and constitutes a product of exceptional purity.
La teneur de cet acide en chacune des impuretés limitées se trouve a un niveau de 10 7 à 10 8ffi. The content of this acid in each of the limited impurities is at a level of 10 7 to 10 8ffi.
Exemple 2.
On admet en haut d'un appareil à colonne, à film liquide, d'une surface d'échange de 1,8 m2, à la pression atmosphérique, en écoulement continu de 25 kg/h de l'acide fluorhydrique technique d'une teneur globale en fluorure d'hydrogène de 70% dont on maintient la température entre 108 et 1090C. Dans ces conditions il se dégage du liquide le fluorure d'hydrogène. gazeux à raison de 11 kg/h (désorption), que l'on dirige sur un absorbeur. Il s'écoule du bas de l'appareil à colonne 14 kg/h d'acide fluorhydrique à teneur en fluorure d'hydrogène de 40 à 41% (acide de composition azéotropique). On recueille l'acide dans un collecteur et on l'admet ensuite à la distillation. À cet effet on envoie en écoulement continu dans le bouilleur de la colonne de rectification à partir du collecteur 14 kg/h d'acide fluorhydrique à 40-41%.On conduit la distillation à un rapport de reflux égal à l'unité. Par ailleurs toutes les heures on soutire environ 10% (de la charge initiale) de liquide du bouilleur. On maintient la tension de vapeurs dans le bouilleur entre 100 et 150 mm d'eau.Example 2.
One admits at the top of a column apparatus, with liquid film, with an exchange surface of 1.8 m2, at atmospheric pressure, in continuous flow of 25 kg / h of hydrofluoric acid technique of overall hydrogen fluoride content of 70%, the temperature of which is maintained between 108 and 1090C. Under these conditions, hydrogen fluoride is released from the liquid. gaseous at a rate of 11 kg / h (desorption), which is directed onto an absorber. It flows from the bottom of the column apparatus 14 kg / h of hydrofluoric acid with a hydrogen fluoride content of 40 to 41% (acid with azeotropic composition). The acid is collected in a collector and then allowed to distillation. For this purpose, 14 kg / h of 40-41% hydrofluoric acid is sent in continuous flow to the boiler of the rectification column from the collector. The distillation is carried out at a reflux ratio equal to unity. In addition, every hour approximately 10% (of the initial charge) is withdrawn from the liquid of the boiler. The vapor pressure in the boiler is maintained between 100 and 150 mm of water.
On obtient par distillation 12,6 kg/h d'acide purifié (distillat) que l'on dirige pour reflux dans un absorbeur à plateaux et qu'on sature de fluorure d'hydrogène purifié gazeux jusqu'à 70 à 72%. La dissolution du fluorure d'hydrogene s'accompagne d'un fort dégagement de chaleur que l'on évacue par des échangeurs de chaleur déportés refroidis à l'eau. 12.6 kg / h of purified acid (distillate) are obtained by distillation, which is directed to reflux in a plate absorber and which is saturated with purified hydrogen fluoride gas up to 70 to 72%. The dissolution of hydrogen fluoride is accompanied by a strong release of heat which is removed by remote heat exchangers cooled with water.
L'acide fluorhydrique obtenu (23 kg/h) a une concentration de 70 à 72% et constitue un produit de pureté exceptionnelle. La teneur de cet acide en chacune des impuretés se trouve au niveau de 10 7 à 10 8 %. The hydrofluoric acid obtained (23 kg / h) has a concentration of 70 to 72% and constitutes a product of exceptional purity. The content of this acid in each of the impurities is at the level of 10 7 to 10 8%.
Exemple 3.
On admet à la pression atmosphérique en écoulement continu 1 kg d'oléum technique ou de qualité "réactif" à teneur en anhydride sulfurique libre de 65%.Example 3.
Admitted at atmospheric pressure in continuous flow 1 kg of technical or "reactive" quality oleum with free sulfuric anhydride content of 65%.
On maintient la température de l'oléum au cours de l'évaporation à 2800C. Dans ces conditions on isole 0,61 kg/h d'anhydride sulfurique que l'on dirige sur un absorbeur.The temperature of the oleum is maintained during evaporation at 2800C. Under these conditions, 0.61 kg / h of sulfuric anhydride is isolated which is directed to an absorber.
Il s'écoule de la partie inférieure de l'évaporateur 0,39fkg/h d'acide sulfurique d'une masse volumique de 1,870 contenant 4,13% d'anhydride sulfurique librement dissous (teneur globale en S03 82,6%). L'acide arrive dans un collecteur où on le traite avec 1% en masse d'oxyde de chrome pour oxyder les composés organiques qui sont contenus dans le produit initial et ensuite on l'envoie à la distillation. A cet effet on admet sous forme d'un écoulement continu dans le bouilleur d'une unité de rectification 0,39 kg/h d'acide. On conduit le processus de distillation à un rapport de reflux égal à 1. Par ailleurs toutes les heures on soutire environ 10% (de la charge initiale) de liquide du bouilleur. 0.39 fkg / h of sulfuric acid with a density of 1.870 containing 4.13% of freely dissolved sulfuric anhydride flows from the lower part of the evaporator (overall S03 content 82.6%). The acid arrives in a collector where it is treated with 1% by mass of chromium oxide to oxidize the organic compounds which are contained in the initial product and then it is sent to distillation. For this purpose, 0.39 kg / h of acid is admitted in the form of a continuous flow into the boiler of a rectification unit. The distillation process is carried out at a reflux ratio equal to 1. Furthermore, every hour, approximately 10% (of the initial charge) is withdrawn from the liquid of the boiler.
On obtient par distillation 0,35 kg/h d'acide purifié que l'on dirige pour reflux dans un absorbeur et on le sature d'anhydride sulfurique jusqu'à une teneur de 66%. 0.35 kg / h of purified acid is obtained by distillation, which is directed to reflux in an absorber and it is saturated with sulfuric anhydride to a content of 66%.
La dissolution de l'anhydride sulfurique dans l'acide sulfurique s'accompagne d'un dégagement de chaleur que l'on évacue par des échangeurs de chaleur déportés refroidis à l'eau. The dissolution of sulfuric anhydride in sulfuric acid is accompanied by a release of heat which is removed by deported heat exchangers cooled with water.
L'oléum obtenu (0,95 kg/h) a une concentration de 66% et constitue un produit de pureté exceptionnelle. The oleum obtained (0.95 kg / h) has a concentration of 66% and constitutes a product of exceptional purity.
Sa teneur en chacune des impuretés limitées est de 10 7 à 10'8
Exemple 4.
On admet en haut d'un appareil à colonne, à film liquide, à surface d'échange de 1,8 m2, à la pression atmosphérique en écoulement continu à une vitesse de 20 kg/h de l'ammoniaque technique à 25-27fio dont on maintient la température dans le bouilleur de la colonne égale à 970 C
Dans ces conditions il se dégage (à partir de l'eau) de l'ammoniac gazeux à raison de 4,5 kg/h (désorption) qui est admis dans un absorbeur. Il s'écoule du bas de l'appareil 15,5 kg/h d'ammoniaque à teneur en ammoniac de 3% (ladite ammoniaque est un liquide bouillant sans changement de composition). On admet l'ammoniaque dans un absorbeur et ensuite à la distillation.A cet effet on envoie dans le bouilleur d'une unité de rectification sous forme d'un écoulement continu 15,5 kg/h d'ammoniaque à 3% à partir d'un collecteur. Its content in each of the limited impurities is from 10 7 to 10'8
Example 4.
We admit at the top of a column apparatus, with a liquid film, with an exchange surface of 1.8 m2, at atmospheric pressure in continuous flow at a speed of 20 kg / h of technical ammonia at 25-27fio whose temperature is maintained in the column boiler equal to 970 C
Under these conditions, ammonia gas is released (from water) at the rate of 4.5 kg / h (desorption) which is admitted into an absorber. It flows from the bottom of the device 15.5 kg / h of ammonia with an ammonia content of 3% (said ammonia is a boiling liquid without change in composition). The ammonia is admitted into an absorber and then to distillation. To this end, 15.5 kg / h of 3% ammonia from 3 d from the rectifier are sent to the boiler. 'a collector.
On effectue la distillation à un rapport de reflux de 1. Par ailleurs toutes les heures on soutire environ 10% (calculé par rapport à la charge initiale) de liquide du bouilleur. On maintient la tension de vapeurs dans le bouilleur entre 50 et 70 mm d'eau. On obtient par distillation 18 kg/h d'eau purifiée contenant 0,5 à 1% d'ammoniac que l'on dirige pour reflux dans un absorbeur à plateaux et qu'on sature d'ammoniac purifié jusqu'à 26 à 27%. The distillation is carried out at a reflux ratio of 1. Furthermore, every hour, approximately 10% (calculated with respect to the initial charge) of liquid from the boiler is drawn off. The vapor pressure in the boiler is maintained between 50 and 70 mm of water. 18 kg / h of purified water containing 0.5 to 1% of ammonia are obtained by distillation, which is directed to reflux in a tray absorber and which is saturated with purified ammonia up to 26 to 27%. .
L'ammoniaque obtenue (18 kg/h) a une concentration de 25 à 27% et constitue un produit de pureté exceptionnelle. Sa teneur en chacune des impuretés limitées est au niveau de 10 7 %. The ammonia obtained (18 kg / h) has a concentration of 25 to 27% and constitutes a product of exceptional purity. Its content in each of the limited impurities is at the level of 10 7%.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse au contraire, toutes les variantes. As goes without saying and as it already follows from the foregoing, the invention is in no way limited to that of its modes of application, no more than to those of the embodiments of its various parts, having have been more particularly envisaged; on the contrary, it embraces all variants.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8001418A FR2473898A1 (en) | 1980-01-23 | 1980-01-23 | Purificn. of aq. soln. of gas, e.g. hydrogen halide or ammonia - by desorbing excess gas, distilling azeotrope and absorbing gas in distillate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8001418A FR2473898A1 (en) | 1980-01-23 | 1980-01-23 | Purificn. of aq. soln. of gas, e.g. hydrogen halide or ammonia - by desorbing excess gas, distilling azeotrope and absorbing gas in distillate |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2473898A1 true FR2473898A1 (en) | 1981-07-24 |
| FR2473898B1 FR2473898B1 (en) | 1982-08-06 |
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ID=9237792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8001418A Granted FR2473898A1 (en) | 1980-01-23 | 1980-01-23 | Purificn. of aq. soln. of gas, e.g. hydrogen halide or ammonia - by desorbing excess gas, distilling azeotrope and absorbing gas in distillate |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001025144A1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-04-12 | Merck Patent Gmbh | Method for producing high-purity hydrochloric acid |
Citations (3)
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| FR1262537A (en) * | 1959-07-20 | 1961-05-26 | Diamond Alkali Co | Production of concentrated hydrochloric acids |
| DE1567793A1 (en) * | 1965-08-07 | 1970-05-27 | Siemens Ag | Process for distilling hydrofluoric acid |
| FR2276257A1 (en) * | 1974-06-24 | 1976-01-23 | Nuenchritz Chemie | Purificn. of hydrogen fluoride-contg. hydrogen chloride - by distillation with water vapour |
-
1980
- 1980-01-23 FR FR8001418A patent/FR2473898A1/en active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6793905B1 (en) | 1999-10-07 | 2004-09-21 | Merck Patent Gmbh | Method for producing high-purity hydrochloric acid |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2473898B1 (en) | 1982-08-06 |
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