NL8003322A

NL8003322A - PROCESS FOR CHLORATING ALUMINUM-CONTAINING MATERIAL AT SUPERATOSPHERIC PRESSURE.

Info

Publication number: NL8003322A
Application number: NL8003322A
Authority: NL
Original assignee: Aluminum Co Of America
Priority date: 1979-06-07
Filing date: 1980-06-06
Publication date: 1980-12-09
Also published as: OA06543A; BR8003543A; GB2052463A; GR69275B; GB2052463B; FR2458512B1; FR2458512A1

Description

S 3399-100 L t 'S 3399-100 L t '

P & CP&C

Werkwijze voor het chloreren van aluminiumhoudend materiaal bij super-atmosferische druk.Process for chlorinating aluminum-containing material at super-atmospheric pressure.

De uitvinding heeft betrekking op een verbeterde werkwijze voor het chloreren van aluminium en zuurstofhoudend materiaal in aanwezigheid van een reductiemiddel.The invention relates to an improved method for chlorinating aluminum and oxygen-containing material in the presence of a reducing agent.

De chlorering van aluminium en zuurstof bevattende materiaal in aan- 5 wezigheid van een reductiemiddel, zoals koolstof, ter bereiding van aluminiumchloride, is bekend. Er zijn verscheidene methoden ontwikkeld ter verbetering van de mate of kwaliteit van de chlorering, maar de mogelijke toepassing van superatmosferische drukken is tot nu toe weinig onderzocht. Men heeft druk toegepast voor het condenseren van aluminium- 10 chloridedamp ter bevordering van smelten van het aluminiumchloride (Frans octrooischrift 334.132) , voor het persen van chloorgas door gesmolten aluminium (Amerikaans octrooischrift 1.165.065) en voor het vormen van briketten uit het verkooksen van steenkool en aluminiumoxide of bauxiet (Amerikaans octrooischrift 1.217.471). Men heeft echter tot nu toe niet 15 ingezien dat chloreren van een aluminiumhoudend materiaal in een reaktor die op een druk van meer dan 3 atmosfeer wordt gehouden, voordelen heeft van zowel verhoging van de massacapaciteit van de inrichting met de faktor F . reaktcrdruk(kPa,overdruk)_+ 14,7(ab.s.druk.kPa) , . .The chlorination of aluminum and oxygen-containing material in the presence of a reducing agent, such as carbon, to prepare aluminum chloride is known. Several methods have been developed to improve the degree or quality of chlorination, but the potential use of superatmospheric pressures has so far been little explored. Pressure has been used to condense aluminum chloride vapor to promote melting of the aluminum chloride (French Patent 334,132), to press chlorine gas through molten aluminum (U.S. Patent 1,165,065), and to form briquettes from coking. coal and alumina or bauxite (U.S. Patent 1,217,471). However, it has not hitherto been recognized that chlorinating an aluminum-containing material in a reactor maintained at a pressure of more than 3 atmospheres has advantages of both increasing the mass capacity of the device with the factor F. reaction pressure (kPa, gauge pressure) + 14.7 (ab.s.press.kPa),. .

F - -Ï4',7 Ü>3.aiA,kp5--als ™ waarin een volledige omzetting van gas benaderd wordt bij een konstante 20 kontakttijd tussen gas en vaste stof. Een mogelijke verklaring voor het niet serieus beschouwen van de toepassing van een grotere druk dan 3 atmos- .F - -1 4, 7>> 3.aiA, kp5 - as ™ approximating a complete conversion of gas at a constant contact time between gas and solid. A possible explanation for not seriously considering the application of a pressure greater than 3 atmospheres.

feer is dat thermodynamische onderzoekingen, die werden uitgevoerd bij atmosferische druk, er op wezen dat de reaktiesnelheid als functie van de chloordruk van minder dan de eerste orde is. Daar verwacht zou worden dat 25 een reaktie, die met betrekking tot de chloordruk van minder dan de eerste orde is, een produkt geeft bij een verhouding tussen snelheid en druk die afneemt bij toenemende druk, werd de toepassing van superatmosferische druk niet gezien als een zinvol middel voor het verbeteren van de produktie van aluminiumchloride.rather, thermodynamic studies conducted at atmospheric pressure indicated that the rate of reaction as a function of chlorine pressure is less than first order. Since a reaction, which is less than the first order with respect to the chlorine pressure, would be expected to produce a product at a ratio of velocity and pressure that decreases with increasing pressure, the use of superatmospheric pressure was not considered meaningful agent for improving the production of aluminum chloride.

30 Het Amerikaanse octrooischrift 3.842.163 is een voorbeeld van de opvatting van sommigen, die de toepassing van superatmosferische drukken in beschouwing hadden genomen, dat een verhoogde druk in de reaktor de doelmatigheid van de chlorering niet zou verbeteren. Hoewel dit Amerikaanse octrooischrift vermeldt dat een druk tussen 0,1 en 10 atmosfeer toegepast 35 kan worden, blijkt uit dit Amerikaanse octrooischrift dat de chlorering in het algemeen wordt uitgevoerd bij een druk van 1 atmosfeer, waarbij een voorkeur wordt uitgesproken voor een druk van 1-3 atmosfeer. Hoewel in dit 800 3 3 22 - 2 -US Pat. No. 3,842,163 is an example of the view of some who have considered the use of superatmospheric pressures that increased pressure in the reactor would not improve chlorination efficiency. Although this US patent states that a pressure between 0.1 and 10 atmospheres can be applied, this US patent shows that the chlorination is generally carried out at a pressure of 1 atmosphere, with a preference being given for a pressure of 1 -3 atmosphere. Although in this 800 3 3 22 - 2 -

Amerikaanse octrooischrift wordt vermeld dat een hogere druk een grotere doorvoer mogelijk maakt die normaliter een eventuele afname in de doelmatigheid ongedaan maakt, werd de toepassing van een druk van meer dan 3 atmosfeer niet beschouwd als een werkwijze die voldoende aantrekkelijk 5 was, daar aanvraagster in de literatuur geen verslagen van feitelijke proefnemingen heeft aangetroffen.US patent discloses that a higher pressure allows greater throughput which normally reverses any decrease in efficiency, the use of a pressure greater than 3 atmospheres was not considered a sufficiently attractive process since the applicant in the literature has not found any reports of actual experiments.

Volgens het Amerikaanse octrooischrift 2.048.987 worden drukken van 2-3 atmosfeer toegepast ter bevordering van de benadering van de reaktie van de evenwichtstoestand, waardoor een grotere hoeveelheid aluminium-10 chloride per kilogram chloor gevormd wordt. In dit Amerikaanse octrooischrift realiseert men zich echter niet dat door verhoging van de massa- -die stroming door een reaktor,/op een druk van meer dan 3 atmosfeer wordt gehouden, de verhouding tussen snelheid en druk toe zou nemen.According to U.S. Pat. No. 2,048,987, pressures of 2-3 atmospheres are used to promote the approximation of the equilibrium reaction, thereby producing a larger amount of aluminum chloride per kilogram of chlorine. However, in this U.S. patent, it is not realized that increasing the mass flow through a reactor to maintain a pressure greater than 3 atmospheres would increase the ratio of speed to pressure.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft betrekking op het 15 bereiden van aluminiumchloride door chlorering van α-aluminiumoxide onder omstandigheden van hoge druk.An embodiment of the invention relates to the preparation of aluminum chloride by chlorination of α-alumina under high pressure conditions.

Aluminiumoxide bestaat in verschillende vormen of fasen. Zo is bijvoorbeeld het produkt van het Bayer-proces Al(OH)dat bekend staat als aluminiumoxide-trihydraat. Ter vermijding van de vorming van ongewenste 20 hoeveelheden HCl tijdens de chlorering, worden deze gehydrateerde vormen van aluminiumoxide normaliter gedehydrateerd of gecalcineerd bij verhoogde temperaturen teneinde hieruit een aanzienlijke hoeveelheid water te verwijderen. Bij de hierna volgende chlorering van het gedehydrateerde of gecalcineerde aluminiumoxide bij atmosferische druk, is echter gebleken 25 dat de meeste stabiele a-aluminiumoxidefase zeer weinig reaktiviteit bij de chloreringsreaktie vertoont. Zo waarschuwt het Britse octrooischrift 668.620 tegen de toepassing van calcineringstemperaturen van meer dan 1000°C teneinde de vorming van α-aluminiumoxide te vermijden of tegen te gaan. In dit Britse octrooischrift wordt vermeld dat de toepassing van 30 aluminiumoxidesoorten die bereid zijn beneden 1000°C ".... het mogelijk maakt aanzienlijk hogere opbrengsten met betrekking tot chloor en koolmonoxide te verkrijgen dan mogelijk is met α-aluminiumoxide".Aluminum oxide comes in different forms or phases. For example, the product of the Bayer process is Al (OH) known as alumina trihydrate. To avoid the formation of undesired amounts of HCl during the chlorination, these hydrated alumina forms are normally dehydrated or calcined at elevated temperatures to remove a significant amount of water therefrom. However, in the subsequent chlorination of the dehydrated or calcined alumina at atmospheric pressure, it has been found that most stable α-alumina phase exhibits very little reactivity in the chlorination reaction. For example, British Patent 668,620 warns against the use of calcination temperatures above 1000 ° C in order to avoid or counteract the formation of α-alumina. This UK patent discloses that the use of alumina species prepared below 1000 ° C "... makes it possible to obtain considerably higher yields with respect to chlorine and carbon monoxide than is possible with α-alumina".

Het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 3.842.163 beschrijft een werkwijze voor het bereiden van aluminiumchloride waarbij chlorering 35 plaatsvindt van een gefluidiseerd bed van een aluminiumoxide dat innig gekombineerd is met een koolstofhoudend reductiemiddel door vooraf een vloeibare koolwaterstof in aanwezigheid van aluminiumoxidedeeltjes te kraken en te verkooksen. In dit Amerikaanse octrooischrift wordt echter steeds de nadruk gelegd op de toepassing van aluminiumoxide met een a- 800 3 3 22 -. 3 - t * aluminiumoxidegehalte van minder dan 5 gew.%. Het gebrek aan reaktiviteit van het a-aluminiumoxide wordt van bijzonder belang bij toepassing van een continu in plaats van een discontinu proces wegens de geleidelijke ophoping van niet-reaktief α-aluminiumoxide in de reaktor, waardoor het uiteindelijk 5 noodzakelijk wordt de reaktor buiten bedrijf te stellen en het niet-reaktieve-a-aluminiumoxide hieruit te verwijderen.The above-mentioned U.S. Pat. No. 3,842,163 discloses a process for preparing aluminum chloride wherein chlorination of a fluidized bed of an alumina intimately combined with a carbonaceous reducing agent is performed by pre-cracking and coking a liquid hydrocarbon in the presence of alumina particles. However, this US patent always emphasizes the use of aluminum oxide with an α-800 3 3 22 -. 3 - t * alumina content of less than 5% by weight. The lack of reactivity of the α-alumina becomes of particular importance when using a continuous rather than a discontinuous process because of the gradual build-up of non-reactive α-alumina in the reactor, eventually making it necessary to shut down the reactor and removing the non-reactive α-alumina therefrom.

Het is ook bekend een aluminiumhoudend materiaal in een gesmolten bad te chloreren onder toepassing van een bron van chloor met een vloeibaar of vast reduceermiddel. Een dergelijke werkwijze wordt beschreven in het 10 Amerikaanse octrooischrift 4.039.648. Bij deze werkwijze met gesmolten bad kunnen verschillende typen aluminiumoxide, waaronder a-aluminiumoxide, gechloreerd worden.It is also known to chlorine an aluminum-containing material in a molten bath using a source of chlorine with a liquid or solid reducing agent. Such a method is described in U.S. Pat. No. 4,039,648. In this molten bath process, various types of alumina, including α-alumina, can be chlorinated.

Het zou echter waardevol zijn te beschikken over een werkwijze met gefluidiseerd bed (niet-gesmolten) of een modificatie van een bestaande 15 werkwijze met gefluidiseerd bed, waarmee niet-reaktief a-aluminiumoxide gechloreerd zou kunnen worden, waardoor de noodzaak tot het buiten bedrijf stellen van reaktoren met gefluidiseerd bed en verwijdering en afvoer van opgehoopte hoeveelheden niet-reaktief α-aluminiumoxide opgeheven wordt.However, it would be valuable to have a fluidized bed (non-melted) process or a modification of an existing fluidized bed process that would allow non-reactive α-alumina to be chlorinated, eliminating the need for decommissioning of fluidized bed reactors and removal and removal of accumulated amounts of non-reactive α-alumina is eliminated.

De uitvinding verschaft een werkwijze voor het chloreren van aluminium 20 en zuurstof bevattend materiaal, volgens welke werkwijze het aluminium- houdende materiaal wordt gechloreerd in aanwezigheid van een reduceermiddel bij een druk van meer dan 3 atmosfeer (circa 304 kPa).The invention provides a method for chlorinating aluminum and oxygen-containing material, according to which the aluminum-containing material is chlorinated in the presence of a reducing agent at a pressure of more than 3 atmospheres (about 304 kPa).

De hier gebruikte afkorting "AMK" betekent aluminiumoxide dat geschikt is voor het bereiden van aluminium volgens het Hall-procédé, welk aluminium-25 oxide een gehalte aan α-aluminiumoxide van meer dan 10% bezit.The abbreviation "AMK" used herein means alumina suitable for preparing aluminum by the Hall process, which aluminum oxide has an alpha alumina content of greater than 10%.

Partieel gecalcineerd aluminiumoxide (PCA) is aluminiumoxide met meer dan 99% ^-aluminiumoxide of een andere overgangsfase van aluminiumoxide en een gehalte aan α-aluminiumoxide van minder dan 1 %.Partially Calcined Alumina (PCA) is alumina with more than 99% alumina or other alumina transition phase and α-alumina content of less than 1%.

De Β.Ξ.Τ. methode is een methode voor het bepalen van het specifieke 30 oppervlak, beschreven in een artikel van Brunauer c.s., Journal of the American Chemical Society, 60, 309-319 (1938).The Β.Ξ.Τ. method is a method for determining the specific surface area, described in an article by Brunauer et al., Journal of the American Chemical Society, 60, 309-319 (1938).

Bij vermenigvuldiging van de hier gebruikte eenheid "kg.mol" met het molekuulgewicht van een verbinding, verkrijgt men het gewicht van de verbinding in kilogram.By multiplying the unit "kg.mol" used here by the molecular weight of a compound, the weight of the compound in kilograms is obtained.

35 Een aspect van de onderhavige werkwijze is het handhaven van een reaktordruk van meer dan 3 atmosfeer (304 kPa). Deze superatmosferische druk verhoogt de produktiesnelheidscoeëficient van aluminiumchloride in onverwacht grote mate. De produktiesnelheidscoëfficient van aluminiumchloride is analoog aan een massaoverdrachtscoëfficient en verschilt slechtsOne aspect of the present method is to maintain a reactor pressure of more than 3 atmospheres (304 kPa). This superatmospheric pressure unexpectedly increases the production rate coefficient of aluminum chloride. The production rate coefficient of aluminum chloride is analogous to a mass transfer coefficient and only differs

Ann x* 99 - 4 - hierin van een massaoverdrachtscoëfficient dat de produktiesnelheid van aluminiumchloride uitgedrukt wordt in het volume in plaats van in het oppervlak.Ann x * 99-4 - herein of a mass transfer coefficient that the production rate of aluminum chloride is expressed in volume rather than surface area.

In de bijgevoegde tekeningen is fig. 1 een vergelijkende grafiek die 5 het effekt toont van de druk op de snelheidscoeëficient van de vorming van aluminiumchloride voor een systeem van kooks bevattend aluminiumoxide, een mengsel van PCA en kooks en een mengsel van AMK en kooks bij een continu chloreringsproces. De produktiesnelheidscoëfficient van aluminiumchloride 3 in kgmol AlCl^/uur.m .atm is uitgezet tegen de druk in atmosfeer.In the accompanying drawings, FIG. 1 is a comparative graph showing the effect of the pressure on the rate coefficient of aluminum chloride formation for a system of coke-containing alumina, a mixture of PCA and coke, and a mixture of AMK and coke at a continuous chlorination process. The production rate coefficient of aluminum chloride 3 in kg mol AlCl 2 / hr.matm is plotted against atmospheric pressure.

10 Fig. 2 is een grafiek die het effekt toont van de druk op de gemiddelde produktiesnelheidscoëfficient van aluminiumchloride in een onder hoge druk en discontinu werkende reaktor.FIG. 2 is a graph showing the effect of pressure on the average production rate coefficient of aluminum chloride in a high pressure, discontinuously operated reactor.

Fig. 3 toont een reaktorsysteem voor het chloreren van aluminium-houdend materiaal bij superatmosferische drukken.Fig. 3 shows a reactor system for chlorinating aluminum-containing material at superatmospheric pressures.

15 Fig. 4 is een schematische weergave van de onderhavige werkwijze.FIG. 4 is a schematic representation of the present method.

Volgens de uitvinding chloreert men een aluminium en zuurstof bevattend materiaal bij een druk van meer dan 3 atmosfeer (ca. 304 kPa) in aanwezigheid van een reduceermiddel; bij voorkeur bedraagt de druk 5-15 atmosfeer (ca. 507-1520 kPa) en het meest bij voorkeur 7-15 atmosfeer (ca. 710-1520 20 kPa). Het aluminiumhoudende materiaal kan een gezuiverd aluminiumoxide zijn, bijvoorbeeld uit het Bayer-proces verkregen aluminiumoxide, een kooks bevattend aluminiumoxide, zoals beschreven in het Amerikaanse octrooi-schrift 3.842.163, of een ruw materiaal, zoals bauxiet of klei, dat wordt toegepast in kombinatie met een afzonderlijk reduceermiddel. Voorbeelden 25 van geschikte reduceermiddelen zijn zwavel, kooks, fijn verdeelde koolstof, koolmonoxide, COC^ en tetrachloorkoolstof.According to the invention, an aluminum and oxygen-containing material is chlorinated at a pressure of more than 3 atmospheres (about 304 kPa) in the presence of a reducing agent; preferably the pressure is 5-15 atmospheres (about 507-1520 kPa) and most preferably 7-15 atmospheres (about 710-1520 20 kPa). The aluminum-containing material can be a purified alumina, for example, alumina obtained from the Bayer process, a coke-containing alumina, as described in U.S. Pat. No. 3,842,163, or a raw material, such as bauxite or clay, used in combination with a separate reducing agent. Examples of suitable reducing agents are sulfur, coke, finely divided carbon, carbon monoxide, CO 2 and carbon tetrachloride.

Volgens de genoemde uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een bron van aluminiumhoudend materiaal, dat α-aluminiumoxide bevat, gechloreerd bij een druk van meer dan 10 atmosfeer (ca. 1013 kPa) in aanwezigheid 30 van een koolstof bevattend reduceermiddel in een gefluidiseerd bed. De hier gebruikte uitdrukking "gefluidiseerd bed" is niet beperkt tot een bepaalde mate van fluidisatie maar wordt alleen gebruikt ter onderscheiding van reakties met gesmolten bad. Hoewel de bron van aluminiumhoudend materiaal sterk kan variëren, gebruikt men bij voorkeur gezuiverde materialen, 35 bijvoorbeeld aluminiumoxide uit het Bayer-proces, als uitgangsmaterialen, daar deze materialen gewoonlijk zijn onderworpen aan dehydratering door calcinering bij verhoogde temperatuur hetgeen kan leiden tot de vorming van α-aluminiumoxide indien de temperatuur hoog genoeg is. Het meest bij voorkeur is de bron van aluminiumhoudend materiaal afkomstig van een chlo- 800 3 3 22 # * - 5 - reringsproces zoals het in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 3.842.163 beschreven proces. Zoals hierboven vermeld, leiden deze chloreringsreakties bij lage druk bij uitvoering op continue wijze tot het ophopen van niet-reaktief α-aluminiumoxide dat op een of andere wijze 5 afgevoerd dient te worden. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding kan dit geschikt tot stand worden gebracht door het niet-reaktieve α-aluminiumoxide over te brengen in een drukreaktor of door een gewoonlijk bij atmosferische druk bedreven reaktor zodanig te modificeren dat deze ook kan worden toegepast bij hoge drukken, bijvoorbeeld drukken 10 boven 10 atmosfeer (ca. 1013 kPa).According to said embodiment of the invention, a source of aluminum-containing material containing α-alumina is chlorinated at a pressure of more than 10 atmospheres (about 1013 kPa) in the presence of a carbon containing reducing agent in a fluidized bed. The term "fluidized bed" as used herein is not limited to any particular degree of fluidization, but is used only to distinguish molten bath reactions. Although the source of aluminum-containing material can vary widely, purified materials, for example alumina from the Bayer process, are preferably used as starting materials, since these materials are usually subject to dehydration by calcination at elevated temperature, which can lead to the formation of α -aluminum oxide if the temperature is high enough. Most preferably, the source of aluminum-containing material is from a chlorination process such as the process described in U.S. Pat. No. 3,842,163 above. As noted above, these low pressure chlorination reactions when run continuously lead to the accumulation of non-reactive α-alumina which must be disposed of in some way. According to an embodiment of the invention this can be conveniently accomplished by transferring the non-reactive α-alumina to a pressure reactor or by modifying a reactor normally operated at atmospheric pressure so that it can also be used at high pressures, e.g. pressures above 10 atmospheres (ca. 1013 kPa).

De bron van aluminiumhoudend materiaal, dat α-aluminiumoxide bevat, kan een kooks bevattend aluminiumoxide zijn, zoals beschreven in het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 3.842.163. In plaats hiervan kan de bron van aluminiumhoudend materiaal ook een gezuiverd aluminium-15 oxide zijn, of een ruw materiaal zoals bauxiet of klei, toegepast in kombinatie met een afzonderlijk reduceermiddel zoals kooks, fijnverdeelde koolstof of een gasvormig reduceermiddel zoals CO, COCl^ of CCl^.The source of aluminum-containing material, containing α-alumina, may be a coke-containing alumina as described in U.S. Pat. No. 3,842,163 above. Alternatively, the source of aluminum-containing material may also be a purified aluminum oxide, or a raw material such as bauxite or clay, used in combination with a separate reducing agent such as coke, finely divided carbon or a gaseous reducing agent such as CO, COCl 2 or CCl. ^.

De hoeveelheid ct-aluminiumoxide in de bron van aluminiumhoudend materiaal kan aanzienlijk variëren. Bij een continue werkwijze kunnen 20 echter zelfs zeer geringe hoeveelheden α-aluminiumoxide in het aluminium-houdende materiaal zich uiteindelijk ophopen indien atmosferische druk zou worden toegepast, dat wil zeggen hoeveelheden van slechts 0,1-0,5 gew.%. Volgens de uitvinding kan de hoeveelheid α-aluminiumoxide in het uitgangsmateriaal uiteenlopen van 0,1 tot 100 gew.%. Wanneer de chloreringsreaktie 25 volgens de uitvinding wordt uitgevoerd bij een druk van meer dan 10 armosfeer (ca. 1013 kPa), zijn de verschillen in de massaoverdrachtscoêfficient of produktiesnelheid voor AlCl^ als functie van de calcineringstemperatuur van de naar de chloreringsreaktor gevoerde bron van aluminiumhoudend materiaal niet voldoende om een bevredigende produktie te storen.The amount of ct alumina in the source of aluminum-containing material can vary considerably. However, in a continuous process, even very small amounts of α-alumina in the aluminum-containing material can eventually accumulate if atmospheric pressure is applied, ie amounts of only 0.1-0.5 wt%. According to the invention, the amount of α-alumina in the starting material can range from 0.1 to 100% by weight. When the chlorination reaction according to the invention is carried out at a pressure of more than 10 armospheres (about 1013 kPa), the differences in the mass transfer coefficient or production rate for AlCl 2 are as a function of the calcination temperature of the source of aluminum-containing material fed to the chlorination reactor not enough to interfere with satisfactory production.

30 De chlorering kan op discontinue of op continue wijze worden uitge voerd.The chlorination can be carried out batchwise or continuously.

Volgens de bovengenoemde uitvoeringsvorm van de uitvinding dient een drukvat te worden gebruikt dat bestand is tegen drukken van meer dan 10 atm (ca. 1013 kPa) tot zelfs 20 atmosfeer (ca. 1026 kPa). Bij voorkeur wordt 35 de reaktie uitgevoerd bij ca. 15 atmosfeer (ca. 1520 kPa) in een drukvat met een buitenste mantel die tegen een dergelijke druk bestand is en met een voering van materialen die bestand zijn tegen corrosie door de reaktie-komponenten bij hoge temperatuur.According to the above embodiment of the invention, a pressure vessel capable of withstanding pressures of more than 10 atm (about 1013 kPa) to even 20 atmospheres (about 1026 kPa) is to be used. Preferably, the reaction is carried out at about 15 atmospheres (about 1520 kPa) in an outer jacket pressure vessel resistant to such pressure and with a lining of materials resistant to corrosion by the reaction components at high temperature.

Volgens deze uitvoeringsvorm van de uitvinding dient de reaktiedruk 800 3 3 22 - δ - groter te zijn dan 10 atmosfeer en kan deze druk zelfs circa 20 atmosfeer bedragen. Bij voorkeur bedraagt de druk circa 12-20 atmosfeer (circa 1215-2026 kPa) en het meest bij voorkeur circa 15 atmosfeer (circa 1520 kPa).According to this embodiment of the invention, the reaction pressure 800 3 3 22 - δ - must be greater than 10 atmospheres and this pressure may even be approximately 20 atmospheres. Preferably, the pressure is about 12-20 atmospheres (about 1215-2026 kPa) and most preferably about 15 atmospheres (about 1520 kPa).

De reaktie wordt uitgevoerd bij een temperatuur van circa 550°-800°C.The reaction is carried out at a temperature of about 550 ° -800 ° C.

5 De temperatuur kan enigzins gevarieerd worden, en wel omgekeerd evenredig met de druk, zodat bij verhoging van de druk een lagere temperatuur wordt toegepast. Bij voorkeur wordt een temperatuur van circa 700°C toegepast bij een druk van 15 atmosfeer.The temperature can be varied somewhat, inversely proportional to the pressure, so that a lower temperature is used when the pressure is increased. Preferably, a temperature of about 700 ° C is used at a pressure of 15 atmospheres.

De chlorering kan discontinu of continu worden uitgevoerd; bij voorkeur 10 wordt de chlorering continu uitgevoerd. Wanneer de chlorering continu wordt uitgevoerd, gebruikt men bekende, geschikte apparatuur om de reaktiekom-ponenten onder voldoende druk in te voeren.The chlorination can be carried out batchwise or continuously; preferably the chlorination is carried out continuously. When the chlorination is carried out continuously, known suitable equipment is used to introduce the reaction components under sufficient pressure.

De chloreringsreaktie kan worden uitgevoerd onder toepassing van iedere geschikte apparatuur die bestand is tegen de volgens de uitvinding toegepaste 15 superatmosferische drukken. Ter toelichting van een mogelijk systeem wordt hieronder het reaktorsysteem beschreven dat gebruikt is voor het verkrijgen van de in de voorbeelden vermelde gegevens.The chlorination reaction can be carried out using any suitable equipment that can withstand the superatmospheric pressures used according to the invention. To illustrate a possible system, the reactor system used to obtain the data set forth in the examples is described below.

De in fig. 3 weergegeven reaktor 6 met gefluidiseerd bed bevond zich in een elektrische oven met een mantel van metaal dat bestand is tegen 20 chloor (bijvoorbeeld de onder de naam "Inconel" in de handel gebrachte legering die 80% Ni, 15% Cr en 5% Fe bevat), welke mantel gevoerd was met grafiet. Het fluidiserende rooster was een 0,64 cm dikke schijf van mulliet met drie openingen met een diameter van 0,32 cm voor het verdelen van het chloorgas, en een opening in het midden om een thermokoppel in het bed te 25 steken. Men bracht sluiskamers onder druk met stikstof om vast materiaal door de leiding 10 in de reaktor te voeren, stof door de leiding 11 terug te voeren en vast residu uit het bed door de leiding 12 naar het vat 7 af te voeren. Men liet een geringe, continue afvoer van vaste stof uit het bed overlopen teneinde een konstante diepte van het bed te waarborgen. In 30 de voering van grafiet werd een plaat van kwarts aangebracht tussen de toevoer- en afvoerarm teneinde te voorkomen dat de toevoer van vaste stof rechtstreeks naar en uit de afvoerarm stroomt. Bij de onderzijde van de voering werd een stikstofstroom ingevoerd teneinde weglekken van chloor achter de voering van grafiet te voorkomen. Door deze stikstofstroom werd 35 het toegevoerde chloorgas in geringe maar verwaarloosbare mate verdund. De toevoersnelheid van de vaste stof werd geregeld door middel van een toevoer-inrichting (1) met roterende schoepen. Een programmeerbare regelinrichting regelde het openen en sluiten van de sluiskamerkleppen met een cyclus van 1 minuut.The fluidized-bed reactor 6 shown in FIG. 3 was in an electric furnace with a jacket of metal resistant to chlorine (for example, the alloy marketed under the name "Inconel" containing 80% Ni, 15% Cr and 5% Fe), which jacket was lined with graphite. The fluidizing grid was a 0.64 cm thick mullite disc with three openings with a diameter of 0.32 cm for distributing the chlorine gas, and an opening in the center for inserting a thermocouple into the bed. Sluice chambers were pressurized with nitrogen to pass solid material through line 10 into the reactor, recycle dust through line 11, and solid residue from the bed through line 12 into vessel 7. A slight, continuous solids runoff was allowed to overflow from the bed to ensure constant bed depth. In the graphite liner, a quartz plate was placed between the feed and discharge arm to prevent the solid feed from flowing directly to and from the discharge arm. A nitrogen stream was introduced at the bottom of the liner to prevent chlorine leakage behind the graphite liner. The chlorine gas supplied was diluted to a small but negligible degree by this nitrogen flow. The solids feed rate was controlled by a rotating blade feeder (1). A programmable controller controlled the opening and closing of the lock chamber valves with a 1 minute cycle.

800 3 3 22 t - 7 -800 3 3 22 t - 7 -

De stroming van het chloorgas werd geregeld met een ...plugklep 8.The flow of the chlorine gas was controlled with a ... plug valve 8.

De massastroming van het chloor werd gemeten met een differentiële drukmeter, Het massastroomsignal werd gecorrigeerd op druk- en temperatuur-afwijkingen.The mass flow of the chlorine was measured with a differential pressure gauge. The mass flow signal was corrected for pressure and temperature deviations.

5 De reaktor bevond zich in een elektrische oven met vijf zones, waarbij de temperatuur in elke zóne afzonderlijk geregeld werd. De bedtemperatuur werd gemeten door een inwendig thermokoppel dat in bovenwaartse richting door de centrale opening in het fluidiserende rooster uitstak tot 15 cm boven het fluidiserende rooster. De ovenzónetemperaturen werden met de 10 hand ingesteld om de gewenste reaktie-omstandigheden te handhaven. Uit het als produkt van de reaktor verkregen gas werd stof gefiltreerd in twee parallel geschakelde collectoren 2. De twee collectoren waren beide voorzien van filters van steen en met hete stikstof werkende tenrjblaasinrich-tingen voor het reinigen van het filter.The reactor was located in a five-zone electric oven, the temperature of which was individually controlled in each zone. The bed temperature was measured by an internal thermocouple protruding upwardly through the central opening in the fluidizing grid to 15 cm above the fluidizing grid. The oven zone temperatures were set manually to maintain the desired reaction conditions. Dust was filtered from the gas obtained as the product of the reactor in two collectors 2 connected in parallel. The two collectors were both provided with filters of stone and hot nitrogen blowing devices for cleaning the filter.

15 Een monsterstroom 13 van het gefiltreerde gas uit het proces werd stroomafwaarts van de stofcollectoren af gevoerd. Het gasmonster werd door een filter van kwartswol gevoerd ter verwijdering van resterende sporehoeveelheden stof en vervolgens afgekoeld tot 50°C in een warmte-uitwisselaar met watermantel teneinde de metaalchloriden te condenseren 20 en te verwijderen alvorens het gas in een gaschromatograaf 9 werd gevoerd ter analyse op CO, CO^, CL^, COCl^ en ·A sample stream 13 of the filtered gas from the process was discharged downstream of the dust collectors. The gas sample was passed through a quartz wool filter to remove residual trace amounts of dust and then cooled to 50 ° C in a water jacketed heat exchanger to condense and remove the metal chlorides before passing the gas to a gas chromatograph 9 for analysis on CO, CO ^, CL ^, COCl ^ and

Op de buizen voor het afgevoerde gas, de stofcollectoren, de leiding voor het gasmonster en de zijarmen van de reaktor waren elektrische verhittingsorganen aangebracht teneinde condensatie en verstopping door 25 metaalchloriden te voorkomen. Alle buizen voor het afgevoerde gas, met inbegrip van de gasmonsterleiding, waren van de metaallegering "Inconel". Alle in het proces gebruikte kleppen bezaten kogels van nikkel en zittingen van metaal of polytetrafluoretheen, afhankelijk van de bedrijfstemperatuur. Door de gehele reaktor, de afvoergasleidingen en stofcollectoren bevonden 30 zich drukkenen voor het meten van drukverlagingen. Alle kranen werden gespoeld met stikstof ter voorkoming van verstopping.Electric heaters were mounted on the exhaust gas pipes, dust collectors, gas sample line and side arms of the reactor to prevent condensation and plugging by metal chlorides. All of the exhaust gas tubes, including the gas sampling line, were of the metal alloy "Inconel". All valves used in the process had nickel balls and metal or polytetrafluoroethylene seats, depending on the operating temperature. Throughout the reactor, the exhaust gas lines and dust collectors there were pressures for measuring pressure drops. All taps were purged with nitrogen to prevent clogging.

De reaktordruk werd bepaald bij de inlaat 4 voor het chloorgas, die zich bij de bodem van de reaktor bevond. De drukregelklep bevond zich tussen de stofcollectoren en de desublimeringsinrichting.The reactor pressure was determined at the chlorine gas inlet 4 located at the bottom of the reactor. The pressure control valve was located between the dust collectors and the desublimation device.

35 Men gebruikte een desublimeringsinrichting 3 zoals beschreven in hetDesublimation device 3 was used as described in the

Amerikaanse octrooischrift 3.930.800, met een met water gekoelde warmte-uitwisselaar en gefluidiseerd met lucht voor het condenseren en verzamelen van het als produkt verkregen aluminiumchloride. Het uit de desublimeringsinrichting afgevoerde gas werd naar een met loog werkende wasinrichting 5 800 3 3 22 - 8 - gevoerd voor een uiteindelijke behandeling.U.S. Patent 3,930,800, with a water-cooled heat exchanger and fluidized with air to condense and collect the aluminum chloride obtained as product. The gas discharged from the desublimator was sent to a caustic scrubber 5 800 3 3 22-8 for final treatment.

De in voorbeelden I tot en met XVIII beschreven proeven komen overeen met 4-6 uren bedrijf in konstante toestand ("steady-state") met continue toevoer en een totale terugvoer van stof naar de reaktor. Er werd een 5 konstante beddiepte van 70 cm gehandhaafd door een geringe hoeveelheid vaste stof uit het reaktorbed (1-2 kg/uur) af te voeren uit de zijarm van de reaktor. De drukdalingen van rooster en gefluidiseerd bed bedroegen in representatieve gevallen respektievelijk en 6 en 60 cm waterkolom (res-pektievelijk circa 0,59 en 5,9 kPa).The tests described in Examples 1 to XVIII correspond to 4-6 hours of steady-state operation with continuous feed and total recycle of dust to the reactor. A constant bed depth of 70 cm was maintained by draining a small amount of solid from the reactor bed (1-2 kg / hr) from the side arm of the reactor. The pressure drops of grid and fluidized bed in representative cases were 6 and 60 cm water column, respectively (about 0.59 and 5.9 kPa, respectively).

10 VOORBEELDEN I-IX10 EXAMPLES I-IX

Kooks bevattend aluminiumoxide met een koolstofgehalte van 18 gew.%, 0,27 gew.% waterstof en 0,6 gew.% a-aluminiumoxide en een specifiek 2 oppervlak van 8 m /g (B.E.T.) werd in de bovenbeschreven reaktor gebracht en gechloreerd. Men bracht natriumchloride met het toegevoerde aluminium-15 oxide in de reaktor om te reageren met enig als produkt verkregen aluminium-chloride, waardoor een hoog gehalte aan de katalysator NaAlCl^ in de chlore-ringsreaktor gewaarborgd werd. De in tabel A gegeven procesparameters en resultaten zijn visueel weergegeven in fig. 1.Coke-containing alumina having a carbon content of 18 wt.%, 0.27 wt.% Hydrogen and 0.6 wt.% Α-alumina and a specific surface area of 8 m / g (BET) was placed in the reactor described above and chlorinated . Sodium chloride with the supplied aluminum oxide was introduced into the reactor to react with any aluminum chloride obtained as product, thereby ensuring a high content of the NaAlCl 2 catalyst in the chlorination reactor. The process parameters and results given in Table A are shown visually in Figure 1.

TABEL ATABLE A

20 Voorbeelden met kooks bevattend aluminiumoxide20 Examples with coke-containing aluminum oxide

Oppervlak- Toevoersnel- AlCl^-produktiesnel-Temp. Druk tesnelheid heid Al-O^ heidscoëfficient Voorbeeld (°C) (atm.) (cm/sec)__(kg/uurf (kg-mol/uur.in . atm) I 635 4,6 12,1 6,3 13,6 25 II 625 1,4 13,8 1,7 8,4 III 625 1,6 16,1 2,1 8,3 IV 625 3,4 6,5 1,8 7,5 V 625 3,3 13,2 6,2 10,7 VI 700 3,4 6,1 2,6 12,6 30 VII 625 4,4 8,3 3,1 10,5 VIII 700 4,6 6,2 2,2 10,1 IX 700 4,7 11,6 5,6 13,2Surface- Feed rate- AlCl2 production rate-Temp. Pressure speed Al-O ^ ity coefficient Example (° C) (atm.) (Cm / sec) __ (kg / hrf (kg-mol / hr.in.atm) I 635 4.6 12.1 6.3 13 .6 25 II 625 1.4 13.8 1.7 8.4 III 625 1.6 16.1 2.1 8.3 IV 625 3.4 6.5 1.8 7.5 V 625 3.3 13.2 6.2 10.7 VI 700 3.4 6.1 2.6 12.6 30 VII 625 4.4 8.3 3.1 10.5 VIII 700 4.6 6.2 2.2 10 , 1 IX 700 4.7 11.6 5.6 13.2

De berekening van de in de laatste kolom van tabel A gegeven produk-tiesnelheidscoëfficient voor aluminiumchloride wordt hieronder toegelicht 35 aan de hand van de gegevens van voorbeeld I.The calculation of the production rate coefficient for aluminum chloride given in the last column of Table A is explained below with reference to the data of Example I.

De relevante proefomstandigheden en gegevens van voorbeeld I zijn hieronder vermeld.The relevant test conditions and data of Example I are listed below.

Reaktor 4,6 atm.Reactor 4.6 atm.

Beddiepte 0,7 m 40 Beddiameter 0,0825 m 800 33 22 - 9 -Bed depth 0.7 m 40 Bed diameter 0.0825 m 800 33 22 - 9 -

Toevoersnelheid Cl^ 9,8 kg/uurFeed rate Cl ^ 9.8 kg / hour

Toevoersnelheid 0,14 kg/uurFeed rate 0.14 kg / hour

Toevoersnelheid vaste stof 6,3 kg/uur gehalte van toegevoerde vaste 5 stof 0,27%Solids feed rate 6.3 kg / hour solids feed content 0.27%

Re aktortemperatuur 6 35 °CActuator temperature 6 35 ° C

Analyse van uit de reaktor gevoerd gas C02 11,2% CO 0,0% 10 ci2 1,1% C0C12 0,8%Analysis of gas discharged from the reactor CO2 11.2% CO 0.0% 10 ci2 1.1% CO2 Cl 0.8%

De AlCl^-concentratie (in vol.%) in het uit de reaktor als produkt verkregen gas werd berekend uit de analyse van het afgevoerde gas: A1C13 = 4/3 C02 + 2/3 (CO + C0C12) 15 a1C13= 15*5%The AlCl 2 concentration (in vol.%) In the gas obtained from the reactor as product was calculated from the analysis of the exhaust gas: A1Cl3 = 4/3 CO2 + 2/3 (CO + CO2Cl2) 15 A1Cl3 = 15 * 5%

De concentraties in het als produkt verkregen gas (met uitzondering van het N2 gehalte uit drukkranen, filter-terugblaasinrichtingen en de stikstofstroom bij de onderzijde van de voering) werden genormaliseerd tot 100%.Concentrations in the product gas (excluding the N2 content from pressure taps, filter blowers and nitrogen flow at the bottom of the liner) were normalized to 100%.

20 J Werkelijk Vol. % Genormaliseerd Vol.% C02 11,2 39,2 CO 0,0 0,020 J Really Vol. % Normalized Vol.% CO2 11.2 39.2 CO 0.0 0.0

Cl2 1,1 3,8 C0C12 '0,8 2,8 25 A1C13 15,5 54,2 100,0%Cl2 1.1 3.8 CO2 Cl 0.8 0.8 2.8 25 A1 Cl 15 15.5 54.2 100.0%

Het aantal mol als produkt verkregen gas werd berekend uit de bovenstaande genormaliseerde percentages en een Cl2 massabalans.The number of moles of gas obtained as product was calculated from the above normalized percentages and a Cl2 mass balance.

Mol Cl„ in produktgas = mol Cl toegevoerd (Cl + COC1 + (1,5 AlCl_))Mol Cl 1 in product gas = mol Cl fed (Cl + COCl + (1.5 AlCl_))

« L· 6 ή J«L · 6 ή J

30 (mol gas)/100 = toevoersnelheid (Cl2)/70,9 mol produktgas = 0,15725 kg-mol/uur. Vervolgens worden de N2 verdunning en het ontwikkelde HC1 bij het bovenstaande resultaat opgeteld ter bepaling van het totaal aantal mol uit de reaktor gevoerd gas.30 (mol gas) / 100 = feed rate (Cl2) / 70.9 mol product gas = 0.15725 kg mol / hour. Then, the N2 dilution and the evolved HCl are added to the above result to determine the total moles of gas discharged from the reactor.

N„ verdunning = (0,14 — )/28 = 0,005 kg-m/uur 2 ’ uur 35 Ter bepaling van het ontwikkelde HC1 wordt aangenomen dat het gehele waterstof gehalte van de toegevoerde vaste stof reageert onder vorming van HC1. Ontwikkeld HCl = 0,0027 x 6,3 = 0,01701 kg-m/uurN 'dilution = (0.14 -) / 28 = 0.005 kg-m / h 2''35. To determine the developed HCl, it is assumed that the entire hydrogen content of the supplied solid reacts to form HCl. Developed HCl = 0.0027 x 6.3 = 0.01701 kg-m / h

Totaal aantal mol gas uit de reaktor = 0,15725 + 0,005 + 0,01701 40 Q Π fl 3 3 99 = 0,17926 kg-m/uur - 10 -Total moles of gas from the reactor = 0.15725 + 0.005 + 0.01701 40 Q Π fl 3 3 99 = 0.17926 kg-m / h - 10 -

De concentraties in het als produkt verkregen gas, met inbegrip van de N^- en HCl-waarden, werden opnieuw genormaliseerd tot 100%.The concentrations in the product gas, including the N 2 and HCl values, were normalized again to 100%.

Genormaliseerd Vol.% C02 34,4 5 CO 0,0Normalized Vol% CO2 34.4 5 CO 0.0

Cl2 3,3 C0C12 2,5 A1C1 47,5 HC1 9,5 10 N2 2,8 100,0%Cl2 3.3 C0C12 2.5 A1C1 47.5 HCl 9.5 10 N2 2.8 100.0%

De genormaliseerde concentraties van het als produkt verkregen gas, reaktordruk en de reaktortemperatuur werden opgenomen in een computerprogramma waarmee de partiele evenwichtsdrukken van de verschillende 15 gassen op basis van thermodynamische waarden werden berekend.The normalized concentrations of the product gas, reactor pressure and the reactor temperature were included in a computer program with which the partial equilibrium pressures of the various gases were calculated on the basis of thermodynamic values.

Genormaliseerd Partiële druk bij feitelijke _Vol.%_ temperatuur en druk (atm) C02 34,4 1,75 CO 0,0 0,120 20 CL2 3,3 0,292 C0C12 2,5 0,00512 A1C13 47,5 1,19Normalized Partial pressure at actual _Vol.% _ Temperature and pressure (atm) CO2 34.4 1.75 CO 0.0 0.120 20 CL2 3.3 0.292 COCl2 2.5 0.00512 A1Cl3 47.5 1.19

Al2Clg — 0,615 HC1 9,5 0,483 25 N2 2,8 0,142Al2Clg - 0.615 HCl 9.5 0.483 N2 2.8 0.142

Totaal 100,0% 4,6 atmTotal 100.0% 4.6 atm

De logarithme van de gemiddelde druk van het chloreringsgas werd berekend.The logarithm of the mean pressure of the chlorinating gas was calculated.

P.-P ï oP.-P ï o

Plm = F.Plm = F.

3.3.

inCP )inCP)

Pi ^N2 9ecorri9eerd) = (toevoersnelheid Cl2/70,9)/((toevoersnelheid 30 Cl2/70,9) + (toevoersnelheid N2/28))druk P. = 4,44 atm P° = Pol2 + pcoci, = 0,292 + 0,00512 = 0,29712 atm 35 P. J-^^-2·9-7.^· 1,532 atm lm 1nr 4,44 x v 0,29712 'Pi ^ N2 corrected) = (feed rate Cl2 / 70.9) / ((feed rate 30 Cl2 / 70.9) + (feed rate N2 / 28)) pressure P. = 4.44 atm P ° = Pol2 + pcoci, = 0.292 + 0.00512 = 0.29712 atm 35 P. J - ^^ - 2-9-7. ^ 1.532 atm lm 1nr 4.44 xv 0.29712 '

De produktiesnelheid van AlCl^ werd berekend uit de Cl2 toevoersnelheid, en 800 33 22 * — - 11 - de Cl2 omzetting werd gecorrigeerd voor het ontwikkelde HC1.The production rate of AlCl 2 was calculated from the Cl 2 feed rate, and 800 Cl 2 - 11 Cl 2 conversion was corrected for the evolved HCl.

toevoersnelheid Cl9 - (toevoersnelheid vaste stof) (% H/100) (35,45) aid = ---___ 3 70,9 (CX2 omzetting) (P^ + 1,spalci, + 3pai oi6 .voriaingssnelheid AlCl^ = 0,079906 kg-m/uurfeed rate Cl9 - (solid feed rate) (% H / 100) (35.45) aid = ---___ 3 70.9 (CX2 conversion) (P ^ + 1, spalci, + 3pai oi6. advance rate AlCl ^ = 0 , 079906 kg-m / h

Het bedvolume van de proefreaktor kan als volgt berekend worden: r D λ , (0,0325)2 _ 5 Bedvolume = --- x 0,7The bed volume of the test reactor can be calculated as follows: r D λ, (0.0325) 2 _ 5 Bed volume = --- x 0.7

Bedvolume = 0,003742 m"^Bed volume = 0.003742 m "^

Vervolgens kan de aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficient (PRC) berekend worden: PRC = (toevoersnelheid A1C1_)/(Bedvolume x P, ) 3 ^ lm 10 PRC = 13,9 kg mol AlCl^/uur.m .atm.Subsequently, the aluminum chloride production rate coefficient (PRC) can be calculated: PRC = (feed rate A1Cl1) / (Bed volume x P1) 3 µm 10 PRC = 13.9 kg mol AlCl2 / hr.matm.

Het belang van de aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficient kan het best worden toegelicht aan de hand van de chloordruk en een eenvoudige snelheidsvergeli jking. Wanneer het effekt van de chloordruk minder dan de <1 eerste orde is (dan wil zeggen snelheid = k[P . ] ), hetgeen het geval is C12 15 bij chlorering van aluminiumoxide bij atmosferische druk, neemt de aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficient af met toenemende druk.The importance of the aluminum chloride production rate coefficient can best be explained by the chlorine pressure and a simple rate comparison. When the effect of the chlorine pressure is less than the <1 first order (ie speed = k [P.]), Which is the case C12 when chlorination of alumina at atmospheric pressure, the aluminum chloride production rate coefficient decreases with increasing pressure .

Indien de reaktiesnelheid van de eerste orde is met betrekking tot de chloordruk (snelheid = k[P^ ] ) , blijft de aluminiumchloride-produktie-snelheidscoëfficient konstanl bij toenemende druk. Wanneer de reaktiesnel-20 heid van meer dan de eerste orde is (dat wil zeggen snelheid - k[P ]^*), zoals het geval is bij chlorering van aluminiumoxide bij superatmosferische druk, neemt de aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficient toe bij toenemende druk.If the reaction rate is first order with respect to the chlorine pressure (rate = k [P ^]), the aluminum chloride production rate coefficient remains constant with increasing pressure. When the reaction rate is more than the first order (ie rate - k [P] ^ *), as is the case with chlorination of alumina at superatmospheric pressure, the aluminum chloride production rate coefficient increases with increasing pressure.

De aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficient wordt beïnvloed 25 door de fluidiseringssnelheid, dat wil zeggen de produktiesnelheidscoëffi-cient neemt toe bij verhoging van de fluidiseringssnelheid. Bij de proeven die werden uitgevoerd met snelheden van 12,1-13,8 cm/sec werd een doelmatigere fluidisatie bereikt dan bij de proeven die werden uitgevoerd bij 6,1-8,3 cm/sec. Het feit dat de aluminiumchloride-produktiesnelheids-30 coëfficiënt nog belangrijk hoger was (in alle gevallen op één na) dan bij atmosferische druk ondanks lagere fluidiseringssnelheden, wijst er duidelijk op dat verhoogde drukken (dat wil zeggen drukken van meer dan 3 atmosfeer) de produktiesnelheid van aluminiumchloride in belangrijke mate beïnvloeden, zoals blijkt uit de aluminiumchloride-produktiesnelheids-35 coëfficiënt.The aluminum chloride production rate coefficient is affected by the fluidization rate, that is, the production rate coefficient increases as the fluidization rate increases. More efficient fluidization was achieved in the experiments conducted at rates of 12.1-13.8 cm / sec than in the experiments conducted at 6.1-8.3 cm / sec. The fact that the aluminum chloride production rate coefficient was significantly higher (all but one) than at atmospheric pressure despite lower fluidization rates, clearly indicates that elevated pressures (ie pressures greater than 3 atmospheres) increase the production rate of aluminum chloride to a significant extent, as can be seen from the aluminum chloride production rate coefficient.

VOORBEELDEN X-XIVEXAMPLES X-XIV

Een mengsel van PCA (79,4 gew.%), petroleumkooks (19,9 gew.%) en 800 33 22 - 12 - natriumchloride (0,7 gew..%) werd in het in het figuur 3 weergegeven reaktor-systeem gechloreerd. De kooks was gedurende 30 minuten bij 825°C gecalcineerd en geklassificeerd tot 105-210 micron. De kooks bezat een koolstofgehalte van 96,8 gew.%, een waterstofgehalte van 0,79 gew.%, een stikstof- 5 gehalte van 0,52 gew.%, een zwavelgehalte van 0,99 gew.% en een asgehalte 2 van 0,25 gew.%; het specifieke oppervlak bedroeg 10 m /g. Het aluminium- oxide bezat de onderstaande analyse:A mixture of PCA (79.4 wt%), petroleum coke (19.9 wt%) and 800 33 22-12 - sodium chloride (0.7 wt%) was used in the reactor system shown in Figure 3 chlorinated. The coke was calcined at 825 ° C for 30 minutes and classified to 105-210 microns. The coke had a carbon content of 96.8 wt%, a hydrogen content of 0.79 wt%, a nitrogen content of 0.52 wt%, a sulfur content of 0.99 wt%, and an ash content 2 of 0.25 wt%; the specific surface area was 10 m / g. The alumina had the analysis below:

Vocht 1,30 gew.%Moisture 1.30 wt%

Verlies bij gloeien (LOI) 1,29 10 a-Aluminiumoxide ‘ 0,60 2Loss on annealing (LOI) 1.29 10 a-Aluminum oxide "0.60 2

Specifiek oppervlak 98 m /g (B.E.T.)Specific surface area 98 m / g (B.E.T.)

Zeefanalyse + 149 micron - 2% + 74 micron - 72% + 44 micron - 96% 15 Aan het aluminiumoxide werd natriumchloride toegevoegd om een hoog gehalte aan de katalysator NaAlCl^ te waarborgen, in tabel B zijn de proefomstandigheden en de produktiesnelheidscoëfficient van het aluminium-chloride gegeven. Fig. 1, waarin de in tabel B vermelde gegevens zijn opgenomen, toont grafisch het effekt van de druk op de aluminiumchloride-20 produktiesnelheid. De temperatuur beïnvloedt de aluminiumchloride-produktie-snelheidscoëfficient wanneer PCA bij deze drukken wordt gechloreerd, maar dit temperatuureffekt is niet belangrijk genoeg om de chlorering in ernstige mate te storen. Uit het feit dat de aluminiumchloride-produktie-snelheidscoëfficient toenam bij verhoging van de temperatuur van 615°C tot 25 720°C mag niet de conclusie worden getrokken dat bij hogere temperaturen en drukken de aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficient kleiner is dan bij atmosferische druk. In feite is de aluminiumchloride-produktie-snelheidscoëfficient belangrijk groter bij superatmosferische druk, ondanks dit temperatuureffekt. Een mogelijke verklaring voor dit tempera-30 tuureffekt is dat voor een mengsel van kooks en aluminiumoxide een fase van de reaktie gevormd zou kunnen worden door absorptie van chloor op koolstof onder vorming van een gechloreerd koolstofradikaal dat vervolgens met aluminiumoxide reageert. Indien sorptie optreedt, zou de reaktie-snelheid afnemen met toenemende temperatuur. Een andere mogelijkheid is 35 dat de reaktie verloopt via een tussenverbinding, zoals tetrachloorkoolstof, die minder stabiel is bij hogere temperaturen.Sieve analysis + 149 micron - 2% + 74 micron - 72% + 44 micron - 96% 15 Sodium chloride was added to the aluminum oxide to ensure a high content of the NaAlCl 3 catalyst. Table B shows the test conditions and the production rate coefficient of the aluminum. chloride. Fig. 1, which includes the data listed in Table B, graphically depicts the effect of the pressure on the aluminum chloride production rate. The temperature affects the aluminum chloride production rate coefficient when PCA is chlorinated at these pressures, but this temperature effect is not important enough to severely interfere with the chlorination. From the fact that the aluminum chloride production rate coefficient increased with increasing the temperature from 615 ° C to 720 ° C, it cannot be concluded that at higher temperatures and pressures the aluminum chloride production rate coefficient is less than at atmospheric pressure. In fact, the aluminum chloride production rate coefficient is significantly greater at superatmospheric pressure, despite this temperature effect. A possible explanation for this temperature effect is that for a mixture of coke and alumina, a phase of the reaction could be formed by absorption of chlorine on carbon to form a chlorinated carbon radical which then reacts with alumina. If sorption occurs, the reaction rate would decrease with increasing temperature. Another possibility is that the reaction proceeds via an intermediate compound, such as carbon tetrachloride, which is less stable at higher temperatures.

800 33 22 r * - 13 -800 33 22 r * - 13 -

TABEL· BTABLE · B

Kooks +· partieel gecalcineerd aluminiumoxide Beddiepte = 0,70 mCoke + · partially calcined aluminum oxide Bed depth = 0.70 m

Aluminiumchloride-Aluminum Chloride

Temp Druk Snelheid Cl^ omzet- produktiesnelheidscoef- 5 Voorbeeld (°C) (atm.) (can/s)__ting (%) ficl'ent (kg-mol/uur.m .atm) X 615 3,5 6,4 89,2 6,5 XI 643 3,5 11,3 62,3 4,9 XII 635 4,4 6,4 98,7 11,6 XIII 650 4,5 11,5 82,5 8,9 10 XIV 620 1,8 9,9 23,4 1,3Temp Pressure Speed Cl ^ turnover production rate coex. Example (° C) (atm.) (Can / s) __ ting (%) yield (kg-mol / h.m.atm) X 615 3.5 6.4 89.2 6.5 XI 643 3.5 11.3 62.3 4.9 XII 635 4.4 6.4 98.7 11.6 XIII 650 4.5 11.5 82.5 8.9 10 XIV 620 1.8 9.9 23.4 1.3

VOORBEELDEN XV-XXIEXAMPLES XV-XXI

Een mengsel van petroleumkooks (19,9 gew.%), aluminiumoxide (79,4 gew.%) en NaCl (0,7 gew.%) werd gechloreerd volgens de werkwijze van voorbeelden I-IX. De analyse van de kooks was als volgt: 15 Fractie deeltjesgrootte 105-210 micronA mixture of petroleum coke (19.9 wt%), alumina (79.4 wt%) and NaCl (0.7 wt%) was chlorinated according to the procedure of Examples I-IX. The analysis of the coke was as follows: fraction particle size 105-210 microns

Koolstof 96,80%Carbon 96.80%

Waterstof 0,79%Hydrogen 0.79%

Stikstof 0,52%Nitrogen 0.52%

Zwavel 0,99% 20 As 0,28% 2Sulfur 0.99% 20 Ash 0.28% 2

Specifiek oppervlak 10 m /g (B.E.T.)Specific surface 10 m / g (B.E.T.)

De analyse van het aluminiumoxide (AMK) was als volgt:The alumina (AMK) analysis was as follows:

Vocht (25°-300°C) 1,96%Moisture (25 ° -300 ° C) 1.96%

Verlies bij gloeien „c (LOI) (1100°C) 1,28% 25Loss on annealing „c (LOI) (1100 ° C) 1.28% 25

Gehalte a-fase 18,00% 2A phase content 18.00% 2

Specifiek oppervlak 54 m /g (B.E.T.)Specific surface 54 m / g (B.E.T.)

Zeef analyse-- + 149 micron - 4% + 74 micron - 56% +44 micron - 76%Sieve analysis - + 149 micron - 4% + 74 micron - 56% +44 micron - 76%

JUJU

De in de onderstaande tabel C vermelde resultaten zijn grafisch in fig. 1 weergegeven.The results listed in Table C below are shown graphically in Figure 1.

Door verhoging van de reaktiedruk van 1,9 atm (circa 192,5 kPa) tot 3.4 atm (circa 344,5 kPa) verkrijgt men een ongeveer driemaal zo grote aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficient. De langzamere toename in de produktiesnelheidscoëfficient tussen 3,4 atm (circa 344,5 kPa) en 4.5 atm (circa 456 kPa) die uit fig. 1 blijkt, kan veroorzaakt zijn door variërende gehalten aan reaktief aluminiumoxide en/of NaAlCl^ in het reaktorbed. Een andere mogelijke verklaring voor deze geringere verbete- 800 33 22 - 14 - ring in de produktiesnelheidscoëfficiënt is de invloed van de fluidi-seringssnelheid op de reaktie. Bij beide proeven bij 3,5 atmosfeer bedroegen de snelheden meer dan 10 cm/sec, terwijl de twee proeven bij 4,5 atmosfeer met de laagste alunrniumchloride-produktiesnelheidcoëffi-5 ciënten werden uitgevoerd met fluidiseringssnelheden tussen 6 en 7 cm/sec. Een doelmatigere fluidisatie van bedden met hogere natriumconcentraties bij snelheden van meer dan 10 cm/sec. of de ontwikkeling en terugvoering van grotere hoeveelheden reactieve stof bij de hogere snelheden zouden eveneens deze verminderde verbetering kunnen verklaren.By increasing the reaction pressure from 1.9 atm (about 192.5 kPa) to 3.4 atm (about 344.5 kPa), an approximately three times greater aluminum chloride production rate coefficient is obtained. The slower increase in production rate coefficient between 3.4 atm (about 344.5 kPa) and 4.5 atm (about 456 kPa) shown in Figure 1 may be due to varying levels of reactive alumina and / or NaAlCl 2 in the reactor bed . Another possible explanation for this smaller improvement in the production rate coefficient is the influence of the fluidization rate on the reaction. In both tests at 3.5 atmospheres, the rates were greater than 10 cm / sec, while the two tests at 4.5 atmospheres with the lowest aluminum chloride production rate coefficients were conducted with fluidization rates between 6 and 7 cm / sec. More efficient fluidization of beds with higher sodium concentrations at rates greater than 10 cm / sec. or the development and recycle of larger amounts of reactive material at the higher rates could also explain this diminished improvement.

10 TABEL C10 TABLE C

Aluminiumchloride- m produktiesnelheids-Aluminum chloride m production rate

TempTemp

Druk Snelheid Cl„ omzet- coëfficiënt , °°r ee jC °C) (atm.) (cm/s) ting (%) (kg-mol/uur m atm.Pressure Speed Cl „conversion coefficient, ° ° r ee jC ° C) (atm.) (Cm / s) ting (%) (kg-mol / hour m atm.

15 XV 700 1,9 9,9 28,0 1,4 XVI 605 1,9 9,5 21,1 4,0 XVII 620 3,4 11,4 62,3 5,3 XVIII 700 3,6 12,5 47,5 3,5 XIX 625 4,6 6,1 77,3 4,0 20 XX 700 4,5 6,6 77,1 4,1 XXI 630 4,4 10,7 67,0 5,4 ,-dis-15 XV 700 1.9 9.9 28.0 1.4 XVI 605 1.9 9.5 21.1 4.0 XVII 620 3.4 11.4 62.3 5.3 XVIII 700 3.6 12, 5 47.5 3.5 XIX 625 4.6 6.1 77.3 4.0 20 XX 700 4.5 6.6 77.1 4.1 XXI 630 4.4 10.7 67.0 5.4 , -dis-

De voorbeelden XXII/XXV werden/continu uitgevoerd in een kwartsreaktor met gefluidiseerd bed.Examples XXII / XXV were run continuously in a fluidized-bed quartz reactor.

25 VOORBEELD XXIIEXAMPLE XXII

Men voerde twee proeven uit onder toepassing van kooks bevattend aluminiumoxide (17,9% koolstof), een aanvankelijke bedhoogte van 0,3 m en een chloor-oppervlaksnelheid van 8 cm/sec; de ene proef werd bij 5 atmosfeer (ca. 507 kPa) en de andere proef bij 15 atmosfeer (ca.1520 kPa) ^ uitgevoerd.Two experiments were performed using coke-containing alumina (17.9% carbon), an initial bed height of 0.3 m and a chlorine surface speed of 8 cm / sec; one test was conducted at 5 atmospheres (about 507 kPa) and the other test at 15 atmospheres (about 1520 kPa).

De analyse van het kodcs bevattende aluminiumoxide is hieronder vermeld: a- Aluminiumoxide 0,3%The analysis of the kodcs containing aluminum oxide is stated below: a- Aluminum oxide 0.3%

Na20 0,23% LOI (0-1100°C) 19,5% vO 2Na20 0.23% LOI (0-1100 ° C) 19.5% vO 2

Specifiek opp. 8 m /g (B.E.T.)Specific surface. 8 m / g (B.E.T.)

Bij 5 atmosfeer (ca. 507 kPa) en 700°C bedroeg de chlooromzetting 97,2% 800 3 3 22 - 15 - en de aluminiumchloride-produktiesnelheidcoëfficiënt 29,1 kg-mol aluminium-3 chloride/meter . uur. atmosfeer. Bij 15 atmosfeer (ca. 1520 kPa) en 715° C bedroeg de chlooromzetting 99,7% en de aluminiumchloride-produktiesnelheids- 3 5 coëfficiënt 52,1 kg-mol/meter . uur. atmosfeer.At 5 atmospheres (ca. 507 kPa) and 700 ° C, the chlorine conversion was 97.2% 800 3 3 22 - 15 - and the aluminum chloride production rate coefficient 29.1 kg-mol aluminum-3 chloride / meter. hour. atmosphere. At 15 atmospheres (about 1520 kPa) and 715 ° C, the chlorine conversion was 99.7% and the aluminum chloride production rate coefficient 52.1 kg-mol / meter. hour. atmosphere.

VOORBEELD XXIIIEXAMPLE XXIII

Men voerde twee proeven uit onder toepassing van partieel gecalcineerd aluminiumoxide (79,4 gew.%) en daarnaast petroleumkooks (19,9 gew.%) en natriumchloride (0,7 gew.%), bij een aanvankelijke bedhoogte van 0,27 meter en een chloor-oppervlaktesnelheid van 8 cm/sec.; de ene proef werd bij 5 atmosfeer (ca. 507 kPa) en de andere bij 10 atmosfeer (ca. 1013 kPa).Two experiments were performed using partially calcined alumina (79.4 wt%) and in addition petroleum coke (19.9 wt%) and sodium chloride (0.7 wt%), at an initial bed height of 0.27 m and a chlorine surface velocity of 8 cm / sec; one run at 5 atmospheres (about 507 kPa) and the other at 10 atmospheres (about 1013 kPa).

De analyse van het aluminiumoxide was als volgt: 15 cc- Aluminiumoxide 0,4%The analysis of the aluminum oxide was as follows: 15 cc- Aluminum oxide 0.4%

Na20 0,35%Na20 0.35%

Vocht (0-300°C) 1,11% LOI (300-1200°C) 1,02%Moisture (0-300 ° C) 1.11% LOI (300-1200 ° C) 1.02%

De kooks was gecalcineerd bij 825 °C gedurende 30 minuten en geklassificeerd 20 tot 105-210 micron. Bij 5 atmosfeer en 695°C bedroeg de chlooromzetting 59,6% en de aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficiënt 7,69 kg-mol 3 aluminiumchloride/m . uur. atmosfeer. Bij 10 atmosfeer en 690 C bedroeg de chlooromzetting 69,6% en de almnlniumchloride-produktiesnelheidscoëfficiënt 3 10,7 kg mol- aluminiumchloride/m . uur. atmosfeer.The coke was calcined at 825 ° C for 30 minutes and classified from 20 to 105-210 microns. At 5 atmospheres and 695 ° C, the chlorine conversion was 59.6% and the aluminum chloride production rate coefficient 7.69 kg-mole 3 aluminum chloride / m. hour. atmosphere. At 10 atmospheres and 690 ° C, the chlorine conversion was 69.6% and the aluminum chloride production rate coefficient 3 was 10.7 kg of mole aluminum chloride / m. hour. atmosphere.

25 VOORBEELD XXIV25 EXAMPLE XXIV

Men voerde 4 proeven uit onder toepassing van aluminiumoxide (AMK) (79,4 gew.%), natriumchloride (0,7 gew.%) en daarnaast petroleumkooks (19,9 gew.%) bij een chloor-oppervlaktesnelheid van 8cm/sec.; twee proeven 30 werden bij 5 atmosfeer (ca. 507 kPa) en twee bij 10 atmosfeer (ca. 1013 kPa)4 experiments were performed using alumina (AMK) (79.4 wt%), sodium chloride (0.7 wt%) and additionally petroleum coke (19.9 wt%) at a chlorine surface rate of 8cm / sec .; two runs were run at 5 atmospheres (about 507 kPa) and two at 10 atmospheres (about 1013 kPa)

De analyse van het aluminiumoxide was als volgt: 2The alumina analysis was as follows: 2

Specifiek opp. 59 m /gm (B.E.T.)Specific surface. 59 m / gm (B.E.T.)

Aluminiumoxide 17,0%Aluminum oxide 17.0%

Na20 0,54% 35 Vocht (0-300°C) 1,68% LOI (300-1200°C) 0,88% 800 3 3 22 - 16 -Na20 0.54% 35 Moisture (0-300 ° C) 1.68% LOI (300-1200 ° C) 0.88% 800 3 3 22 - 16 -

De analyse van de kooks, die gedurende 30 minuten bij 825°C gecalcineerd was,is hieronder vermeld:The analysis of the coke, which had been calcined at 825 ° C for 30 minutes, is listed below:

Fractie deeltjesgrootte 105-210 mircon 2Particle size 105-210 mircon 2

Specifiek opp. 10 m /g (B.E.T.) 5 Koolstof 96,8%Specific surface. 10 m / g (B.E.T.) 5 Carbon 96.8%

Waterstof 0,79%Hydrogen 0.79%

Stikstof 0,52%Nitrogen 0.52%

Zwavel 0,99%Sulfur 0.99%

As 0,28% 10 Eén van de twee bij 5 atmosfeer gechloreerde monsters werd onderzocht onder toepassing van een aanvankelijke bedhoogte van 0,53 m en een tempateruur van 650°C. De chlooromzetting bedroeg 96% en de aluminiumchloride-produktiesnel- 3 heidscoëfficiënt 15,3 kg-mol aluminiumchloride/m . uur. atmosfeer. Bij de andere bij 5 atmosfeer uitgevoerde proef werd een aanvankelijke bedhoogte 15 van 0,56 m. en een temperatuur van 650°C toegepast. De chlooromzetting bedroeg 97,2% en de aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficiënt 16,2 kg- 3 mol aluminiumchloride/m . uur. atmosfeer. Eén van de twee bij 10 atmosfeer gechloreerde monsters werd onderzocht bij een bedhoogte van 0,53 m. en een temperatuur van 665°C. De chlooromzetting bedroeg 99,6% en de aluminium-20 produktiesnelheidscoëeficiënt 26,7 kg-mol aluminiumchloride/m"^. uur.Ash 0.28% One of the two chlorinated samples at 5 atmospheres was tested using an initial bed height of 0.53 m and a temperature hour of 650 ° C. The chlorine conversion was 96% and the aluminum chloride production rate coefficient was 15.3 kg-mole aluminum chloride / m. hour. atmosphere. In the other test conducted at 5 atmospheres, an initial bed height of 0.56 m and a temperature of 650 ° C was used. The chlorine conversion was 97.2% and the aluminum chloride production rate coefficient 16.2 kg-3 mol aluminum chloride / m. hour. atmosphere. One of the two samples chlorinated at 10 atmospheres was tested at a bed height of 0.53 m and a temperature of 665 ° C. The chlorine conversion was 99.6% and the aluminum production rate coefficient was 26.7 kg-mole aluminum chloride / m 3 / hr.

atmosfeer. Bij de andere bij 10 atmosfeer uitgevoerde proef werd een aanvankelijke bedhoogte van 0,56 m. en een temperatuur van 655°C. toegepast.atmosphere. In the other test conducted at 10 atmospheres, an initial bed height of 0.56 m and a temperature of 655 ° C. applied.

De chlooromzetting bedroeg 99,6% en de aluminiumchloride-produktiesnelheids- 3 coëfficiënt 25,2 kg-mol aluminiumchloride/m . uur. atmosfeer.The chlorine conversion was 99.6% and the aluminum chloride production rate coefficient 25.2 kg-mole aluminum chloride / m. hour. atmosphere.

25 VOORBEELD XXV25 EXAMPLE XXV

Aluminiumoxide ( 80 gew.%) en petroleumkooks (20 gew.%)(105-210 micron) werden omgezet bij een chloor-oppervlaktesnelheid van 8 cm/sec, 700°C, een aanvankelijke bedhoogte van 0,58 m. en bij 5, 7, 9, 11 en 13 atmosfeer (resp. ca. 507, 709, 912, 1115 en 1317 kPa). De analyse van het aluminium-30 oxide was als volgt: 2Aluminum oxide (80 wt%) and petroleum coke (20 wt%) (105-210 microns) were reacted at a chlorine surface velocity of 8 cm / sec, 700 ° C, an initial bed height of 0.58 m, and at 5 , 7, 9, 11 and 13 atmospheres (approx. 507, 709, 912, 1115 and 1317 kPa, respectively). The analysis of the aluminum 30 oxide was as follows: 2

Specifiek opp. 0,3 m /g (B.E.T.)Specific surface. 0.3 m / g (B.E.T.)

Aluminiumoxide 85,0% è-aluminiumoxide 15,0%Aluminum oxide 85.0% è-aluminum oxide 15.0%

Na20 0,61% 35 Vocht (0-300°C) 0,25% LOI (300°-1200°C) 0,06%Na20 0.61% 35 Moisture (0-300 ° C) 0.25% LOI (300 ° -1200 ° C) 0.06%

De kooks had dezelfde analyse als die van Voorbeeld XXI. Elke proef werd beëindigd toen 90% van de theoretische hoeveelheid chloor toegevoerd was.The coke had the same analysis as that of Example XXI. Each run was terminated when 90% of the theoretical amount of chlorine was added.

800 3 3 22 - 17 -800 3 3 22 - 17 -

De resultaten zijn grafisch weergegeven in figuur 2, waarin de gemiddelde aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficiënt is uitgezet tegen de druk. De gemiddelde aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficiënt is een rekenkundig gemiddelde van alle momentane aflezingen, berekend door een konstant 5 bedvolume aan te nemen.The results are shown graphically in Figure 2, in which the average aluminum chloride production rate coefficient is plotted against the pressure. The mean aluminum chloride production rate coefficient is an arithmetic mean of all instantaneous readings calculated by assuming a constant 5 bed volume.

Uit deze vergelijkingen blijkt dat de betrekking tussen snelheid en chloordruk groter is dan de eerste orde, daar zowel de chlooromzetting als de aluminiumchloride-produktiesnelheidscoëfficiënt aanzienlijk toenam bij verhoging van de druk.These comparisons show that the relationship between rate and chlorine pressure is greater than the first order, since both the chlorine conversion and the aluminum chloride production rate coefficient increased significantly as the pressure increased.

10 VOORBEELD XXVI10 EXAMPLE XXVI

Men bracht 640 gram aluminiumoxide dat 70 gew.% «-aluminiumoxide bevatte (kwaliteit A3, een produkt van Alcoa) met 160 gram bij 825eC gecalcineerde petroleumkooks met een deeltjesgrootte van 105-210 micron (Great Lakes Carbon) in een reaktor.640 grams of alumina containing 70 wt% aluminum oxide (grade A3, a product of Alcoa) were charged with 160 grams of petroleum coke calcined at 825 ° C with a particle size of 105-210 microns (Great Lakes Carbon) in a reactor.

15 De reaktor, die een bed met een diepte van 0,54 m bevatte, werd op een temperatuur van 700°C en een druk van 15 atmosfeer (ca. 1520 kPa) gehouden terwijl chloor met een snelheid van 3,02 kg per uur door het bed stroomde. Na 35 minuten bleek uit de analyse van het residu dat 90% van de oorspronkelijke aluminiumoxidecharge gechloreerd was, hetgeen wees op de 20 chlorering van het praktisch «-aluminiumoxide, dat wil zeggen dat de massa-overdrachtscoëfficiënt niet in ernstige mate beïnvloed was door de temperatuur waarbij het aluminiumhoudende materiaal tevoren gecalcineerd was.The reactor, which contained a bed with a depth of 0.54 m, was maintained at a temperature of 700 ° C and a pressure of 15 atmospheres (approx. 1520 kPa) while chlorine at a rate of 3.02 kg per hour flowed through the bed. After 35 minutes, the analysis of the residue showed that 90% of the original alumina batch was chlorinated, indicating the chlorination of the practical alumina, ie, the mass transfer coefficient was not severely affected by temperature the aluminum-containing material having been previously calcined.

De uitvinding is niet beperkt tot de bovenbeschreven uitvoeringsvormen, aangezien uiteraard binnen het raam van de uitvinding talrijke wijzi-25 gingen mogelijk zijn.The invention is not limited to the above described embodiments, since numerous modifications are of course possible within the scope of the invention.

8 00 33 228 00 33 22

Claims

Method for chlorinating aluminum and oxygen-containing material in the presence of a reducing agent, characterized in that it is chlorinated at a pressure of more than 3 atmospheres (approx. 304 kPa).

2. Process according to claim 1, characterized in that the aluminum-containing material is chlorinated at a temperature of 550-800®C.

Process according to claim 1 or 2, characterized in that the reducing agent used is coke, carbon, carbon monoxide, COCl or CCl.

4. Process according to claims 1-3, characterized in that aluminum oxide is used as the aluminum-containing material.

5. Process according to claims 1-4, characterized in that oxygen-containing material is calcined before chlorination.

Method according to claims 1-5, characterized in that the pressure is at least 5 atmospheres (approx. 507 kPa) and preferably at least approx. 7 atmospheres (approx. 709 kPa), at least 9 atmospheres (approx. 912 kPa), at least 10 atmospheres (approx. 1013 kPa), at least 11 atmospheres (approx. 1115 kPa), at least 13 atmospheres (approx. 1317 kPa) or at least 15 atmospheres (approx. 1520 kPa).

7. A method according to claims 1-5, characterized in that the pressure ten .mu.m. (approx. 334 - 476 kPa), 5-15 "" ATM. atmosphere (approx. 507 - 1520 kPa), 5 - ie / (approx. 507 - 1013 kPa) or 10 - 16 atmosphere (approx. 1013 - 1520 kPa).

8. Process according to claims 1-5, characterized in that the aluminum-containing material contains α-alumina (preferably at least 0.1%) and is chlorinated at a pressure of more than 10 atmospheres (approx. 1013 kPa).

A method according to claim 8, characterized in that the pressure ranges from more than 10 atmospheres to 20 atmospheres and preferably 12-20 atmospheres and even more preferably approximately 15 atmospheres.

Method according to claim 8 or 9, characterized in that the mass transfer coefficient is not seriously affected by the temperature at which the aluminum-containing material has been pre-calcined. * 800 33 22