JPH01212201A - 塩素の回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、塩素、二酸化炭素および非凝縮性ガスよりな
る混合ガスより塩素を回収する方法、より詳しくは、蒸
留時、混合ガスに二酸化炭素を添加して塩素を高収率で
回収する方法に関するものである。

〔従来の技術〕

（１）米国特許３，９７２．６９１号は、２０〜９０容
量％塩素、ｌＯ〜８０容量％炭容量大炭酸ガス酸素およ
び一酸化炭素ならなる気体混合物を４〜８ａｔ＋ｓまで
圧縮し、全還流方式の精留塔で冷却液化し、精留塔底部
にたまる液体塩素の温度を調節することにより、液体塩
素中に溶存する二酸化炭素を放散して、液体塩素を高純
度で回収する方法を述べている。

（２）米国特許３，０４３．１１１号は、水素を含む塩
素ガスを約２．５ａｔａ＋の圧力下、２段階の冷却方法
を採用し、第１段階では一２０℃まで冷却して、水素を
含む塩素ガスの約９０％を凝縮させ、第２段階では一６
０’Ｃまで冷却して塩素の全凝縮量を９９．５％以上に
できることを示している。

（３）英国特許第１．１６４．０６９号は、窒素を含む
非ｍ縮性不活性ガスと、塩素よりなる混合物から塩素を
分層するため、６〜１０ａｔｓ＋に圧縮した混合物を２
段階の冷却操作とそれに続く熱交換を用い、−１２０＠
Ｆ〜−１５０，。Ｆに冷却することにより、液体塩素と
不活性ガスに分離する方法を述べている。

〔発明が解決しようとする課題〕

これらの方法は、いずれも非凝縮性ガスを含む高濃度塩
素ガスより塩素を液化させて分離回収することを主眼と
しているため、分離された非凝縮性ガス中には、（１）
の方法で５〜９容量％、（２）の方法では７．６９容量
％、（３）の方法でも１０容量％以上の塩素が残存して
いる。工業的な塩素の回収においてこのような濃度の塩
素を含む非凝縮性ガスを廃ガスとして系外へ放出するに
は、公害防止上塩素を除害せねばならず、そのための設
備はもちろん除害に要する薬品の量も膨大となり経済的
でない。

このような点から、二酸化炭素や非凝縮性ガスを含む塩
素ガスから塩素を回収し、かつ廃ガス中の塩素を安全で
確実に除去する方法が必要である。

塩素、二酸化炭素および非凝縮性ガスを含む混合ガスか
らの蒸留による塩素回収において廃ガス中の塩素濃度は
、混合ガスの組成と圧縮圧力およびコンデンサーでの冷
却液化温度で大体決まる。

すなわち、所定の組成の混合ガスに対して、廃ガス中の
塩素濃度をより小さくしようとすれば圧縮圧力をより高
くするか、冷却液化温度をより低くするかあるいは圧縮
圧力をより高く、かつ冷却液化温度をより低くする必要
がある。

しかしながら、塩素を含む混合ガスの圧縮圧力をあまり
高くすることは設備の安全性から好ましくなく、また冷
却液化温度は、米国特許第３，９７２゜６９１号でも述
べているように、ドライアイス発生による機器の閉塞を
防止するために二酸化炭素の凝固点（５，２ａｔ−で−
５６，６°Ｃ）以下に下げることは不可能である。した
がって、従来の方法で廃ガス中の塩素濃度を微量にする
ことは困難であった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討し、二
酸化炭素を外部より添加して二酸化炭素の濃度を増加さ
せ、蒸留塔塔頂より留出した高濃度の二酸化炭素ガスを
冷却液化ののち、一部還流を行い、ガス中の微量の塩素
を液体塩素として塔底に流下させる事により、より多く
の塩素を回収し廃ガス中の塩素濃度をも減少させうるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、塩素、二酸化炭素および非凝縮性ガ
スよりなる混合ガスを圧縮して蒸留を行い塩素を分離回
収すると共に、二酸化炭素を添加して蒸留塔コンデンサ
ー入口の二酸化炭素濃度を調節することにより、コンデ
ンサー出口の廃ガス中の塩素濃度を１容量％以下にする
ことを特徴とする塩素の回収方法である。

次に本発明を図面を参照しながら詳しく説明する。

第１図は本発明を実施する装置の１例である。

図において１および２は圧縮機、３および４はクーラー
、５は通常の充填塔もしくは棚段塔形式の蒸留塔、６は
リボイラー、７はコンデンサー、８はセパレータである
。塩素、二酸化炭素および非凝縮性ガスよりなる混合ガ
スはライン９を経て圧縮機１により所定の圧力に圧縮さ
れた後、クーラー３により冷却され、同様に二酸化炭素
はラインｌＯを経て圧縮機２により圧縮された後、クー
ラー４により冷却され、共に蒸留塔へ送られる。

本発明での非凝縮性ガスとしては、例えば窒素、酸素、
および−酸化炭素等である。

蒸留塔へ送られた混合ガスはセパレータからの還流であ
る下降液と向流接触することにより、塩素を凝縮しなが
ら塔内を上昇し、途中、ライン１０により送られた二酸
化炭素を添加されて濃度調整された後、コンデンサーで
冷却され、塩素のほとんど全量を凝縮させてセパレータ
へ導かれる。セパレータでは微量の塩素を含む二酸化炭
素と非凝縮性ガスよりなる廃ガスと、非凝縮性ガスが溶
存する塩素と二酸化炭素の混合液に分けられ、前者はラ
イン１２を経て系外へ放出される。なお廃ガスより二酸
化炭素を回収して再使用してもよい。

後者は還流液として蒸留塔へ戻される。この還流液は塔
内を下降しながら上昇窯気との向流接触により、溶存し
ている二酸化炭素と非凝縮性ガスを放散し、徐々に塩素
濃度を高めて塔底に達する。

塔底にためられた液体塩素は一部リボイラーにより加熱
されて再び塔内を上昇し、残りはライン１１を経て回収
液体塩素として系外へ取り出される。

なお、二酸化炭素は第１図のように混合ガスとは別に送
入してもよいし、あらかじめ混合ガスに添加したうえで
送入してもその効果は変わらない。

しかし、蒸留塔の効果、コスト面を考慮すると塔の上部
より別に送入した方が好ましい。

〔作用〕

本発明方法によると、塩素、二酸化炭素および非凝縮性
ガスよりなる混合ガスから、比較的低い圧縮圧力、かつ
比較的高い凝縮液化温度において高収率で塩素を回収で
きると共に、従来法では高濃度で残存していた廃ガス中
の塩素を安全で確実に除去できるので、塩素の回収方法
としてその効果は非常に大きく、工業的に価値の高い発
明である。

〔実施例〕

以下、実施例にて本発明の詳細な説明する。

実施例１ 実施例１に使用した装置を第１図に示す。

第１図の装置に塩素１８．７容置％、二酸化炭素１３．
７容量％、（窒素＋酸素）　６７．６容量％よりなる混
合ガスと二酸化炭素を共にゲージ圧で１６ｋｇ／ｃｄま
で圧縮し、クーラーで冷却した後薫留塔へ送入した。

二酸化炭素の添加量を体積流量で混合ガスｌに対し０．
７４の割合、蒸留塔塔頂のゲージ圧は１５ｋｇ／ｄ１コ
ンデンサーでの凝縮液化温度−４５℃、リボイラーにお
ける蒸発温度４９．２℃で蒸留塔を運転したところ、廃
ガス中の塩素７６容ｌｐｐｍ　、二酸化炭素５６．１容
量％、（窒素＋酸素’）　４３．９容量％であり、回収
液体塩素の純度は９８．６重量％となった。

塩素の回収率は９９．９４％であった。

実施例２ 実施例１の装置に塩素２５．４容量％、二酸化炭素２７
．２容量％、（窒素＋酸素）　４７．４容量％よりなる
混合ガスと、二酸化炭素を共にゲージ圧でｌ１ｋｇ／ｄ
まで圧縮した後、クーラーで冷却して蒸留塔へ送入した
。二酸化炭素の添加量は体積流量で混合ガス１に対し１
．３の割合になるように調節した。

蒸留塔塔頂の圧力はゲージ圧で１０ｋｇ／ｃ＋ａ　　、
コンデンサーでの凝縮液化温度を一４５℃、リボイラー
での蒸発温度が２４．２°Ｃで蒸留塔を運転したところ
、廃ガス中の塩素０．４６容量％、二酸化炭素７６．４
容量％、（窒素＋酸素）２３．１容量％であり、回収液
体塩素の純度は９７．２重量％となった。塩素の回収率
９６．２６χであった。

実施例３ 実施例１の装置に塩素５２．３容量％、二酸化炭素９．
４容量％、（窒素士酸素）　３８．３容量％よりなる混
合ガスと、二酸化炭素を共にゲージ圧で１１ｋｇ／ｄま
で圧縮した後、クーラーで冷却して蒸留塔へ送入した。

二酸化炭素の添加量は体積流量で混合ガス１に対し１．
２の割合とした。蒸留塔塔頂の圧力はゲージ圧で１０ｋ
ｇ／ｄ、コンデンサーでの凝縮液化温度を一４５℃、リ
ボイラーでの蒸発温度が３１゜０℃で蒸留塔を運転した
ところ、廃ガス中の塩素０．６９容量％、二酸化炭素７
５．７容量％、（窒素＋酸素）　２３．６容量％であり
、回収液体塩素の純度は９８゜４重量２となった。塩素
の回収率９７．８２χであった。

比較例 実施例に用いた装置に塩素１８．７容量％、二酸化炭素
１３．７容量％、（窒素＋酸素）　６７．６容量％より
なる混合ガスを圧縮機にてゲージ圧で２１　ｋｇ　／　
ｃ−まで圧縮した後、クーラーで冷却し蒸留塔へ送入し
た。二酸化炭素の添加を行わないで、蒸留塔塔頂の圧力
をゲージ圧で２０ｋｇ／ｃｄ　　、コンデンサーでの凝
縮液化温度を一５５℃、リボイラーによる蒸発温度２５
°Ｃで蒸留塔を運転したところ、廃ガス中の塩素濃度は
２．１容量％、回収液体塩素の純度は９６゜３重量％で
あった。塩素の回収率９０．９１χであった。

〔発明の効果〕

実施例と比較例の結果から判るように、実施例では二酸
化炭素を添加して蒸留を行うため、比較例に比べて蒸留
塔塔頂圧力は低く、又コンデンサーの凝縮液化温度は高
く蒸留しても、廃ガス中の塩素濃度を僅少にすることが
可能である。

【図面の簡単な説明】

本発明を実施する場合の好ましい装置の一例を第１図に
示す０図において各符号はそれぞれ次の意味である。 １、混合ガス圧縮機　　２．二酸化炭素圧縮機３、混合
ガスクーラー　４．二酸化炭素クーラー５、蒸留塔　　
　　　　６．リボイラー７、コンデンサー　　　８．セ
バレータ９、混合ガスライン　　１０．二酸化炭素ライ
ン１１．塩素抜き出しライン １２、廃ガスライン 特許出願人　三井東圧化学株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）塩素、二酸化炭素および非凝縮性ガスよりなる混
   合ガスより塩素を回収する方法において、混合ガスを圧
   縮、冷却して蒸留を行い塩素を分離、回収すると共に、
   二酸化炭素を添加して蒸留塔コンデンサー入口の二酸化
   炭素の濃度を調節することにより、コンデンサー出口の
   廃ガス中の塩素濃度を１容量％以下にすることを特徴と
   する塩素の回収方法。