JP2010523319A - ガスストリームから有機化合物を除去する再生式吸着方法 - Google Patents

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Abstract

場合により高温である粗ガスストリームから、有機成分を除去する再生式吸着方法を説明し、前記方法において、再生に用いる不活性ガスを、それ自身の再生回路に導く。

Description

本発明は、有機化合物で汚染された(またはそれを不純物として含む)ガスストリームを、吸着によって処理する方法に関する。
本発明は、特に、塩化水素を含有するプロセスガスの精製に関する。
HClガスの触媒酸化方法は、欧州特許第233773号B1から公知であり、当該明細書において、ベンゼン、クロロベンゼン等の有機不純物で汚染されたHClガスが、ディーコン(Deacon)法(酸素による触媒HCl酸化)で用いるために予備精製される。
そのために、活性炭を吸着材として用い、使用した後に再生する。高温で又は減圧下で及び場合により不活性ガスを用いて吸着材を再生することが更に提案されている。
吸着材の再生の形態に関する更なる詳細は、欧州特許第233773号B1には見られない。
その方法の不利な点は、活性炭床を再生するために製造プロセスおよびHCl精製プロセスを中断しなければならないことである。
本発明の方法の別の不利な点は、再生を熱的に又は減圧して行うこと(これはエネルギーに関して不利である)、または不活性ガスを用いて行うこと(これは費用がかかる)である。本発明の目的は、エネルギーに関してより好都合な方法であって、吸着材を処理する間の高価な不活性ガスの使用を特に減らして連続的プロセスを可能にする方法を提供することである。
ガスストリームからの、特に有機成分の吸着的分離は、プロセス工業によく用いられる。
再生の間、吸着材は通常加熱し、再生ガスストリームと接触させる。それによって、吸着された成分が再生ガスストリームに溶解し、吸着材から吸着成分が除かれる。
ガスストリームの達成可能な純度は、吸着した吸着材の再生の概念的設計に実質的に依存する。
常套的な再生方法は、必要とされる熱エネルギーと、必要とされる再生ガスストリームとを系に同時に導入するために、加熱した不活性ガスまたは水蒸気を用いる。水蒸気は、湿気がプロセス内で許容され得る場合のみ、用いることができる。粗塩化水素を処理する場合、生成物との接触が起こる装置の腐食を防止するために、水蒸気による水の導入を回避する試みがなされる。
しかし、不活性ガス(例えば窒素等)を用いる場合、不活性ストリームを単純に用いる場合に利用可能にすべきガスの量は、高コストを引き起こす。他方、不活性ストリームに関して循環処理を設定する場合、吸着材を再生する間に不活性ストリームに溶解する成分を、ストリームを回路に戻す前に除去しなければならない。さもなければ、再生は、次の吸着操作において必要とされるプロセスガス純度を達成するのに十分でないだろう。
本発明の目的は、有機化合物で汚染された(またはそれを不純物として含む)ガスストリームのプロセスガス精製における、再生式吸着プロセスの不活性ガス消費を減少させることである。
本発明は、場合により高温であってよい粗ガスストリームから、有機成分を除去する再生式吸着方法を提供し、前記方法は、以下の工程:
A)精製すべき粗ガスストリームを、40℃を超えない温度に調節する工程;
B)粗ガスストリームの有機成分を少なくとも部分的に、0℃を超えない温度で凝縮する工程;
C)その後、凝縮後に、予備精製されたガスストリーム中に残る残存有機成分を少なくとも部分的に、第1吸着媒体において吸着する工程;
D)その後、吸着工程C)を出たガスストリームと、この方法に入る粗ガスストリームとの間で熱交換する工程;
E)精製されたガスストリームを提供する工程;
を含む方法であって、工程C)に記載の吸着媒体を、以下の工程:
F)吸着媒体を、不活性ガス回路に接続する工程;
G)新たに供給された不活性ガスと、精製された戻りストリームとを組み合わせて、循環不活性ガスストリームを与え、特に加熱器において、このストリームを少なくとも100℃の温度に加熱する工程;
H)その後、加熱した循環不活性ガスストリームを、再生すべき吸着媒体に通す工程;
I)その後、有機成分を含む循環不活性ガスストリームを、40℃を超えない温度に冷却する工程;
J)その後、循環不活性ガスストリームの有機成分を少なくとも部分的に、0℃を超えない温度で凝縮する工程;
K)その後、凝縮工程J)の後に循環不活性ガスストリーム内に残る残存有機成分を、第2吸着媒体に吸着させる工程;
L)場合により、その後、吸着工程K)を出る循環不活性ガスストリームと、凝縮工程J)に入る循環不活性ガスストリームとの間で熱交換する工程;
M)場合により、その後、いずれの循環ガス圧力損失をも克服するために、特に循環ガス圧縮機を用いて、凝縮および吸着によって精製された循環不活性ガスストリームを加圧する工程;
N)精製した循環不活性ガスストリームの一部を放出し、精製したストリームの残りを戻りストリームとして加熱器段階G)へ運ぶ工程
を含んで成る再生に付すことを特徴とする、方法である。
本発明の方法において用いられる吸着材は、通常、活性炭、ゼオライト、酸化アルミニウム、ベントナイト、シリカゲル、または有機金属錯体である。活性炭が好ましい。激しいガス−吸着材接触を作り出すための装置の一般的種類は、単純な固定床、流動床(fluid bed)、流動化床(fluidised bed)、または全体としては移動可能な固定床である。
ガスストリームからの、成分の吸着的除去の好都合な点は、精製されたガスストリームの非常に高い純度を達成することが可能であること、および、再生式吸着プロセスの場合において、目的とする廃棄のために又はプロセスに戻すために、有機成分の回収が可能であることである。
粗ガスストリームの冷却を、最初に冷却器において45℃を超えない温度まで行うことを特徴とする方法が好ましい。粗ガスストリームの冷却を、第2工程で特に復熱装置において40℃を超えない温度まで行うこともまた、好ましい。特に好ましい変形において、吸着工程C)を出るガスストリームと、凝縮工程B)に入る粗ガスストリームとの間の熱交換を、復熱装置において行う。冷却工程I)は、好ましくは、第1工程で冷却器において45℃を超えない温度まで行い、第2工程で復熱装置において40℃を超えない温度まで行う。
本発明の方法の特に好ましい変形は、工程K)に記載の第2吸着媒体を、別の加熱された不活性ガスストリームを用いて再生することを特徴とする。
本発明の方法は、精製すべき粗ガスストリームが実質的に塩化水素から成り、かつ/または循環不活性ガスストリーム用の不活性ガスが主に窒素からなる場合、特に好ましく用いられる。粗ガスストリームから分離すべき有機成分は、実質的に炭化水素またはハロゲン化炭化水素、特に好ましくはベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素およびC〜C12脂肪族化合物、またはホスゲン、四塩化炭素、塩化ビニル、およびジクロロエタン等の塩素化炭化水素、またはヘキサクロロベンゼン、モノクロロベンゼン、およびオルトジクロロベンゼン等の塩素化芳香族炭化水素であることが特に好ましい。
本発明の方法の別の特に好ましい変形は、工程C)に記載の吸着を、少なくとも2つの吸着段階において行うことを特徴とする。特に好ましくは、第1段階C)の吸着媒体を、粗ガスストリームの部分ストリームを用いて再生し、吸着物を含む粗ガス部分ストリームを、場合により、凝縮工程B)に入る粗ガスストリームと組み合わせる。
本発明の方法の好ましい変更は、粗ガス部分ストリームによる再生の代替として、吸着工程C)の第1段階の吸着媒体を、場合によりシングルパスで、不活性ガスによって時々再生することを特徴とする。2以上の段階における吸着の場合、不活性ガスは、再生のために、特に好ましくは、最後の吸着段階から始めて一連の吸着材を介して第1吸着材に送る。
本発明の方法は、塩化水素と酸素とから塩素を製造する製造方法において、特に酸素による塩化水素の触媒気相酸化において、または塩化水素と酸素との非熱的反応において、精製された塩化水素含有ガスストリームを更に用いる場合に、特に好ましく用いられる。酸素による塩化水素の触媒気相酸化(ディーコン(Deacon)法)と組み合わせることが特に好ましい。
上で既に説明したように、ディーコン法として知られている触媒プロセスは、本発明の方法と組み合わせて用いることが好ましい。その方法において、塩化水素は、水蒸気の形成と共に、発熱的平衡反応において酸素によって塩素へと酸化される。反応温度は通常150〜500℃であり、常套的な反応圧力は、1〜25barである。反応が平衡反応であるので、触媒が未だ十分な活性を有する、可能な限り最も低い圧力で操作することが好都合である。酸素を、塩化水素と比較して化学量論量を超える量で用いることもまた、好ましい。例えば、2〜4倍の酸素過剰が通例となっている。選択率を犠牲にする危険性がないので、比較的高圧での操作、およびそれによる、常圧と比較してより長い滞留時間が、経済的に好都合である。
ディーコン法に適した好ましい触媒には、担体としての二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、または二酸化ジルコニウム上の、酸化ルテニウム、塩化ルテニウム、または他のルテニウム化合物が含まれる。例えば塩化ルテニウムを担体に適用し、その後乾燥させることによって又は乾燥および焼結することによって、適切な触媒を得ることが可能である。ルテニウム化合物に加えて、またはルテニウム化合物の代わりとして、適切な触媒には、他の貴金属(例えば金、パラジウム、白金、オスミウム、イリジウム、銀、銅、またはレニウム)の化合物もまた、含まれ得る。適切な触媒には、酸化クロム(III)が更に含まれ得る。
触媒塩化水素酸化は、断熱的に又は好ましくは等温的若しくはほぼ等温的に、不連続的に、しかし好ましくは連続的に、流動床または固定床プロセスとして、好ましくは固定床プロセスとして、特に好ましくは管式反応器において不均一触媒上で、180〜500℃、好ましくは200〜400℃、特に好ましくは220〜350℃の反応器温度で、1〜25bar(1000〜25000hPa)、好ましくは1.2〜20bar、特に好ましくは1.5〜17bar、特に2.0〜15barの圧力で行うことが可能である。
触媒塩化水素酸化を行う常套的な反応装置は、固定床または流動床反応器である。触媒塩化水素酸化は、好ましくは複数の段階で行うことも可能である。
断熱的、等温的、またはほぼ等温的処理の場合において、中間冷却器と直列に接続された複数の反応器、即ち2〜10個、好ましくは2〜6個、特に好ましくは2〜5個、特に2または3個の反応器を用いることも可能である。塩化水素は、第1反応器の上流に、酸素と一緒にその全てを加えることが可能であり、または種々の反応器に分配することが可能である。個々の反応器のこの直列接続は、1つの装置内に組み合わせることも可能である。
本発明の方法に適した装置の別の好ましい形態において、触媒活性が流れの方向に増加する構造化バルク触媒が用いられる。バルク触媒のそのような構造化は、触媒担体に活性物質を様々に含浸させることによって、または触媒を不活性材料で様々に希釈することによって、行うことが可能である。不活性材料として、例えば、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム若しくはそれらの混合物、酸化アルミニウム、ステアタイト、セラミックス、ガラス、グラファイト、ステンレス鋼、若しくはニッケル合金のリング、シリンダー、または球体を用いることが可能である。成形された触媒を用いる場合(これらを用いることが好ましい)、不活性材料は、好ましくは類似の外部寸法を有するべきである。
適切な触媒成形体は、任意の形状の成形体であり、好ましい形状は、ひし形、リング、シリンダー、星形、車輪型(cart wheel)、または球体であり、特に好ましい形状は、リング、シリンダー、または星形の押出品である。
適切な不均一触媒は、特に、担体材料上のルテニウム化合物または銅化合物であり、それらをドープすることも可能であり、場合によりドープされたルテニウム化合物であることが好ましい。適切な担体材料の例は、二酸化ケイ素、グラファイト、ルチル構造若しくはアナターゼ構造の二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせ、好ましくは二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム、またはそれらの組み合わせ、特に好ましくはγ−若しくはδ−酸化アルミニウムまたはそれらの組み合わせである。
銅またはルテニウム担持触媒は、例えば、担体材料を、CuClまたはRuCl、および場合によりドーピングのための促進剤(好ましくは塩化物の形態)の水溶液で含浸することによって得ることが可能である。
触媒のドーピングのための適切な促進剤は、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、およびセシウム等、好ましくはリチウム、ナトリウム、およびカリウム、特に好ましくはカリウム)、アルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、およびバリウム等、好ましくはマグネシウムおよびカルシウム、特に好ましくはマグネシウム)、希土類金属(スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、およびネオジム等、好ましくはスカンジウム、イットリウム、ランタンおよびセリウム、特に好ましくはランタンおよびセリウム)、またはそれらの混合物である。
その後、100〜400℃、好ましくは100〜300℃の温度で、例えば窒素、アルゴン、または空気雰囲気下で、成形体を乾燥させ、場合により焼結することが可能である。成形体は、好ましくは、まず100〜150℃で乾燥させ、その後、200〜400℃で焼結する。
シングルパスにおける塩化水素の転化率は、15〜90%、好ましくは40〜85%、特に好ましくは50〜70%に好ましくは限定し得る。分離の後、未反応の塩化水素の一部又は全部を、触媒塩化水素酸化にフィードバックすることができる。反応器への入口における、酸素に対する塩化水素の体積比は、好ましくは1:1〜20:1、好ましくは1:1〜8:1、特に好ましくは1:1〜5:1である。
触媒塩化水素酸化の反応熱は、高圧水蒸気を製造するために好都合に用いることができる。これは、ホスゲン化反応器および/または蒸留塔、特にイソシアネート蒸留塔を操作するのに用いることができる。
別の工程において、生成した塩素を分離する。分離工程は、通常複数の段階、即ち、触媒塩化水素酸化の生成物ガスストリームからの、未反応の塩化水素の分離および場合により再使用と、その結果得られる、実質的に塩素および酸素を含有するストリームの乾燥と、乾燥したストリームからの塩素の分離とを含む。
未反応の塩化水素の分離および生成した水蒸気の分離は、塩化水素酸化の生成物ガスストリームから塩酸水溶液を、冷却により除去することによって行うことができる。塩化水素は、希塩酸または水に吸収させることもできる。
図1は、不活性ガス回路による粗ガス精製方法の流れ図を示す。 図2は、各々の場合において2個の連続した吸着材を有する、図1と同様の方法を示す。
本発明の方法を、例として以下に図を参照して説明する。
[実施例1]
本発明の方法において、改善されたプロセス概念のために、再生ガスの高純度およびそれに従って吸着材の高度の再生が達成され、同時に、消費される不活性ガスの量が最小限である。
図1に示すように、再生ガスストリームを本発明の方法における回路に導き、従って、消費される不活性ガスの量が最小限となる。
粗ガス1(ここではTDI製造からの塩化水素ガス)を、冷却器21において予冷し、復熱装置22に通す。例えばヘキサクロロベンゼン、モノクロロベンゼン、またはオルトジクロロベンゼン等の有機不純物を、凝縮器23において凝縮し、ストリーム8として排出する。
予備精製された粗ガス2を活性炭の吸着床24に通し、精製された塩化水素ガスストリーム3を、復熱装置22に送って、入ってくる粗ガス1によって熱交換し、生成物ストリーム4として排出し、ディーコン法で塩素へと酸化する(図示せず)。
吸着床24と交互に操作される、吸着した吸着床24’を、新しい不活性ガス5および戻りストリーム10から成り、熱交換器25において加熱された不活性ガス6で精製する。
吸着材24’を通った後、吸着物を含む再生ガスストリームを予冷器27において冷却する。その後、復熱装置28において更に冷却を行う。その後、再生ガスストリームを、低温凝縮器において更に冷却する。冷却の間、循環再生ガスに含まれる有機成分の大部分を取り出し、ストリーム8と組み合わせる。しかし、熱力学的平衡に従って、問題になっている有機成分の蒸気圧に対応する、ある割合の有機成分が、未だ気相に残っているだろう。適切に低い温度または高い処理圧力を選択することによって、この割合を限界まで減少させることができる。
低温凝縮29の後にガスストリーム中に残っている残存有機成分を、その後の吸着床30において分離する。その後、精製不活性ガス15の熱交換を、予冷器27を出る、吸着物を含む不活性ガスによって、復熱装置28において行う。復熱装置28の下流に存在する精製不活性ガスストリーム9を、その後、循環ガス圧縮機33に供給し、それにより、再生回路における圧力損失を克服する。
循環ガス吸着材30は、吸着すると、吸着材31に置き換え、再生操作に切り替える。そのために、新しい不活性ガス13を熱交換器32において加熱し、脱着段階(loading phase)の間、流れの方向と逆の方向で吸着材31に通す。吸着物を含む再生ガスストリーム12を系から排出する。
従って、ガスストリームから有機成分を除去するための本発明の再生式吸着方法は、循環ガス吸着材の使用による高い再生率およびそれによって達成される循環ガスの高純度を同時に有する、ガスを再生するための循環ガス方式を提供することによって、再生のための不活性ガスの消費を減少させることを可能にする。更に、循環ガス吸着材の使用は、低温凝縮で凝縮できない成分の排出を可能にし、従って、プロセスにおける前記成分の蓄積が減少し、または防止される。
図1に示す、再生回路への不活性ガス供給5は、圧力を維持するため、系を洗浄するため、または別法として、さもなければ蓄積する成分を排出するために機能し得る。排出は、ストリーム11によって行われる。しかし、供給および排出は、場合により、再生ガス回路における他のいずれの場所においても行うことができる。
[実施例2]
再生に用いる不活性ガスを節約するための追加の可能性は、吸着材の部分的再生のために加熱したプロセスガスを用いることにある。これは、図2に示すように、2段階の直列の吸着材ユニット24、26または24’、26’を必要とする。
吸着モードにおいて、ここでも粗ガス1を、実施例1で既に説明した冷却段階および凝縮段階21、22、および23に通し、そこで、ガスストリームに含まれる有機成分の一部を除去する。段階23を出た予備精製粗ガス2を、2段階吸着24、26に通し、そこで、残存する有機成分の一部又は全部を分離する。
再生操作の間、第1吸着段階24’が粗ガスの加熱した部分ストリームによって一部のみ再生されるので、また、プロセスガスにおいて必要とされる純度が、第2吸着段階26’でのみ、高い再生率で達成されるので、本発明の概念は2段階吸着を必要とする。
精製ガスストリーム3を、入ってくる粗ガス1によって熱交換するために、復熱装置22に送り、生成物ストリーム4として排出し、そしてディーコン法において塩素へと酸化する(図示せず)。
図2に示すように、第1吸着段階の再生のために、未だ処理されていない粗ガスの部分ストリーム7を熱交換器34において加熱し、吸着の第1段階24’に供給する。それによって、第1吸着段階24’は、プロセスガスの温度およびそれに含まれる有機物の量に依存して、部分的に再生される。プロセスガスストリームが予め吸着物を含むので、完全な再生は不可能である。
その後、部分再生に用いられるプロセスガスの、吸着物を含む部分ストリーム14を、再び粗ガスストリーム1と混合する。
第2吸着段階の再生は、シングルパスで又は図2に示すように再使用することによって、不活性ガスによって実施する。そのために、実施例1において説明したように、吸着した吸着床26’(これは吸着床26と交代で操作される)を、新たな不活性ガス5および戻りストリーム10から成り、熱交換器25において加熱された不活性ガス6によって精製する。吸着床26’を通して流した後、吸着物を含む再生ストリームを、実施例1のように、冷却段階および凝縮段階27、28、および29に通す。それによって、循環再生ガスに含まれる有機成分の実質的部分が取り出され、ストリーム8と組み合わされる。しかし、熱力学的平衡に従って、問題となっている有機成分の蒸気圧に対応する、ある割合の有機成分が、未だ気相中に残っている。適切に低い温度および高い処理圧力を選択することによって、この割合を限界まで減少させることが可能である。
低温凝縮29の後のガスストリーム中に残る残存有機成分を、その後の吸着床30において分離する。その後、予冷器27を出た、吸着物を含む不活性ガスによる、精製不活性ガス15の熱交換を、復熱装置28において行う。その後、復熱装置28の下流に存在する精製不活性ガスストリーム9を循環ガス圧縮機33に供給し、それを用いて再生回路における圧力損失を克服する。
循環ガス吸着材30が吸着すると、吸着材31によって置き換え、再生操作に切り替える。そのために、新たな不活性ガス13を熱交換器32において加熱し、脱着段階の間、流れの方向と逆の方向で吸着材31に通す。吸着物を含む再生ガスストリーム12を系から排出する。
実施例1のように、再生回路への不活性ガス供給5は、圧力を維持するため、系を洗浄するため、または別法として、さもなければ蓄積する成分を排出するために機能する。排出は、ストリーム11によって行う。しかし、供給および排出は、場合により、再生ガス回路における他のいずれの場所においても行うことができる。

Claims (12)

  1. 場合により高温であってよい粗ガスストリームから、有機成分を除去する再生式吸着方法であって、前記方法が、以下の工程:
    A)精製すべき粗ガスストリームを、40℃を超えない温度に調節する工程、
    B)粗ガスストリームの有機成分を少なくとも部分的に、0℃を超えない温度で凝縮する工程、
    C)その後、凝縮後に、予備精製されたガスストリーム中に残る残存有機成分を、少なくとも部分的に第1吸着媒体において吸着する工程、
    D)その後、吸着工程C)を出たガスストリームと、この方法に入る粗ガスストリームとの間で熱交換する工程、
    E)精製されたガスストリームを提供する工程;
    を含む方法であって、工程C)に記載の吸着媒体を、以下の工程:
    F)吸着媒体を、不活性ガス回路に接続する工程;
    G)循環不活性ガスストリーム用に、特に加熱器によって、第1不活性ガスを少なくとも100℃の温度に加熱する工程;
    H)その後、加熱した循環不活性ガスストリームを、再生すべき吸着媒体に通す工程;
    I)その後、有機成分を含む循環不活性ガスストリームを、40℃を超えない温度に冷却する工程;
    J)その後、循環不活性ガスストリームの有機成分を少なくとも部分的に、0℃を超えない温度で凝縮する工程;
    K)その後、凝縮工程J)の後に循環不活性ガスストリーム内に残る残存有機成分を、第2吸着媒体に吸着させる工程;
    L)場合により、その後、吸着工程K)を出る循環不活性ガスストリームと、凝縮工程J)に入る循環不活性ガスストリームとの間で熱交換する工程;
    M)場合により、その後、いずれの循環ガス圧力損失をも克服するように、特に循環ガス圧縮機を用いて、精製された循環不活性ガスストリームを加圧する工程;
    N)精製された循環不活性ガスストリームを、加熱器段階G)に戻す工程
    を含んで成る再生に付すことを特徴とする、方法。
  2. 粗ガスストリームの冷却を、最初に、冷却器において、45℃を超えない温度まで行うことを特徴とする、請求項1に記載の方法。
  3. 粗ガスストリームの冷却を、第2工程において、特に復熱装置において40℃を超えない温度まで行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の方法。
  4. 吸着工程C)を出るガスストリームと、本方法に入る粗ガスストリームとの間の熱交換を復熱装置において行うことを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 冷却工程I)を、第1工程で冷却器において45℃を超えない温度まで行い、第2工程で復熱装置において40℃を超えない温度まで行うことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 工程K)に記載の吸着媒体を、別の加熱された不活性ガスストリームを用いて再生することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 精製すべき粗ガスストリームが実質的に塩化水素から成り、かつ/または循環不活性ガス用の不活性ガスが主に窒素から成ることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 粗ガスストリームから分離すべき有機成分が、実質的に炭化水素またはハロゲン化炭化水素、特にベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素およびC〜C12脂肪族化合物、またはホスゲン、四塩化炭素、塩化ビニルおよびジクロロエタン等の塩素化炭化水素、またはヘキサクロロベンゼン、モノクロロベンゼンおよびオルトジクロロベンゼン等の塩素化芳香族炭化水素であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. 工程C)に記載の吸着を、少なくとも2つの吸着段階において行うことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 吸着工程C)の第1段階の吸着媒体を、粗ガスストリームの部分ストリームを用いて再生し、吸着物を含む粗ガス部分ストリームを、場合により、凝縮工程B)に入る粗ガスストリームと組み合わせることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
  11. 粗ガス部分ストリームによる再生の代替として、吸着工程C)の第1段階の吸着媒体を、場合によりシングルパスで、不活性ガスによって時々再生することを特徴とする、請求項9または10に記載の方法。
  12. 粗ガスストリームが実質的に塩化水素から成ること、および、塩化水素と酸素とから塩素を製造する製造方法において、特に、酸素による塩化水素の触媒気相酸化において、または塩化水素と酸素との非熱的反応において、精製された塩化水素含有ガスストリームを更に用いることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか1項に記載の方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016142475A1 (de) 2015-03-12 2016-09-15 Basf Se Verfahren zur trennung eines phosgen und chlorwasserstoff enthaltenden stoffstroms
CN108722101A (zh) * 2018-06-15 2018-11-02 福建省东南电化股份有限公司 一种异氰酸酯尾气预处理装置
CN112705008B (zh) * 2019-10-25 2022-06-07 中冶长天国际工程有限责任公司 解析塔的热风风机控制方法及装置
CN112933871A (zh) * 2021-01-05 2021-06-11 武汉旭日华环保科技股份有限公司 一种卤代烃生产过程中副产卤化氢气体的精制方法
CN113041774B (zh) * 2021-03-18 2022-11-04 中国恩菲工程技术有限公司 一种吸附装置及该吸附装置的运行方法
CN114392632B (zh) * 2022-01-30 2022-11-11 浙江省生态环境科学设计研究院 一种氮气保护的脱脂工艺有机废气冷凝回收处理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50117680A (ja) * 1974-02-28 1975-09-13
JPH03270710A (ja) * 1990-03-20 1991-12-02 Kobe Steel Ltd 溶剤回収装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4774070A (en) * 1986-02-19 1988-09-27 Mitsui Toatsu Chemicals, Incorporated Production process of chlorine
EP0260481B1 (de) * 1986-09-16 1991-04-17 OTTO OEKO-TECH GMBH & CO. KG Verfahren und Vorrichtung zum Abscheiden und Rückgewinnen von flüchtigen Lösungsmitteln
FR2661841B1 (fr) * 1990-05-09 1992-07-17 Air Liquide Procede et appareil d'epuration par adsorption d'air destine a etre distille.
US5345771A (en) * 1993-03-25 1994-09-13 John Zink Company, A Division Of Koch Engineering Company, Inc. Process for recovering condensable compounds from inert gas-condensable compound vapor mixtures
DE4442743A1 (de) * 1994-12-01 1996-06-05 Hoechst Ag Verfahren zur Abtrennung von Chlorwasserstoff
DE19503052A1 (de) * 1995-02-01 1996-08-08 Bresch Entsorgung Gmbh Verfahren zur Kondensation von adsorbierbaren und desorbierbaren Gasen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE19948206A1 (de) * 1999-10-07 2001-04-12 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung hochreiner Salzsäure
FR2827189B1 (fr) * 2001-07-10 2003-10-24 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif pour capter les vapeurs contenues dans un effluent gazeux
ITMI20020715A1 (it) * 2002-04-05 2003-10-06 Polaris Srl Metodo e apparecchiatura per la separazione di sostanze organiche volatili e gas mediante assorbimento e sistema migliorativo di desorbiment
DE10260084A1 (de) * 2002-12-19 2004-07-01 Basf Ag Auftrennung eines Stoffgemisches aus Clorwasserstoff und Phosgen
WO2006038705A1 (ja) 2004-10-05 2006-04-13 Sumitomo Chemical Company, Limited ヒドロキシ化合物の製造方法
JP4341591B2 (ja) 2005-06-22 2009-10-07 住友化学株式会社 塩素製造用反応器および塩素の製造方法
ATE477841T1 (de) * 2006-01-27 2010-09-15 Basf Se Verfahren zur gewinnung von (chlor)kohlenwasserstofffreiem chlorwasserstoff und phosgenfreien (chlor)kohlenwasserstoffen aus einem (chlor)kohlenwasserstoffe und phosgen enthaltenden chlorwasserstoffstrom
US20070261437A1 (en) * 2006-05-12 2007-11-15 Boonstra Eric F Enhanced process for the purification of anhydrous hydrogen chloride gas
DE102006023581A1 (de) * 2006-05-19 2007-11-22 Bayer Materialscience Ag Verfahren zur Abtrennung von Chlor aus dem Produktgas eines HCI-Oxidationsprozesses

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50117680A (ja) * 1974-02-28 1975-09-13
JPH03270710A (ja) * 1990-03-20 1991-12-02 Kobe Steel Ltd 溶剤回収装置

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