NL9000504A - METHOD FOR RECOVERING CHLORINE FROM HYDROGEN CHLORIDE USING A TRANSFER CATALYST METHOD AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THIS METHOD - Google Patents

METHOD FOR RECOVERING CHLORINE FROM HYDROGEN CHLORIDE USING A TRANSFER CATALYST METHOD AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THIS METHOD Download PDF

Info

Publication number
NL9000504A
NL9000504A NL9000504A NL9000504A NL9000504A NL 9000504 A NL9000504 A NL 9000504A NL 9000504 A NL9000504 A NL 9000504A NL 9000504 A NL9000504 A NL 9000504A NL 9000504 A NL9000504 A NL 9000504A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
hydrogen chloride
reactor
transfer catalyst
chlorine
oxidation
Prior art date
Application number
NL9000504A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Espan Carburos Metal
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Espan Carburos Metal filed Critical Espan Carburos Metal
Publication of NL9000504A publication Critical patent/NL9000504A/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/06Halogens; Compounds thereof
    • B01J27/08Halides
    • B01J27/10Chlorides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/18Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles
    • B01J8/24Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique
    • B01J8/26Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with fluidised particles according to "fluidised-bed" technique with two or more fluidised beds, e.g. reactor and regeneration installations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00Halogens; Halogen acids
    • C01B7/01Chlorine; Hydrogen chloride
    • C01B7/03Preparation from chlorides
    • C01B7/04Preparation of chlorine from hydrogen chloride

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Werkwijze voor het winnen van chloor uit waterstofchloride onder toepassing van een overdrachtskatalysatorwerkwijze en inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.Process for recovering chlorine from hydrogen chloride using a transfer catalyst process and apparatus for carrying out this process.

Door Aanvraagster worden als uitvinders genoemd: Ronald G. Minet en Theodore T. Tsotsis te South P.asadena (USA).The Applicants name as inventors: Ronald G. Minet and Theodore T. Tsotsis in South P.asadena (USA).

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het winnen van chloor uit waterstofchloride, onder toepassing van een overdrachtskatalysatorwerkwijze. De uitvinding heeft eveneens betrekking op een inrichting^voor het uitvoeren van deze werkwijze.The present invention relates to a process for the recovery of chlorine from hydrogen chloride, using a transfer catalyst process. The invention also relates to a device for carrying out this method.

Waterstofchloride wordt verkregen als een nevenprodukt bij veel chemische werkwijzen, waarbij dit zowel in de water-vrije gasvormige vorm als in waterige oplossing wordt gewonnen. Winning van het bij chloreerwerkwijzen gevormde water-stofchloride is noodzakelijk om ecologische en milieu redenen, doch het zich ontdoen van dit waterstofchloride op een economische wijze was een zeer moeilijke taak, die gedurende vele jarenr,is bestudeerd.Hydrogen chloride is obtained as a by-product in many chemical processes, it is recovered both in the anhydrous gaseous form and in an aqueous solution. Recovery of the hydrogen chloride formed in chlorination processes is necessary for environmental and environmental reasons, but disposing of this hydrogen chloride economically has been a very difficult task, which has been studied for many years.

De in de onderhavige uitvinding beschreven werkwijze maakt gebruik van een nieuwe technologie, waarvan de beste definitie deze van een overdrachtskatalysatorsysteem is. Bij de eerdere pogingen chloor uit chloorwaterstof te winnen, zijn katalytische systemen, die waren gevormd door een metaal of een groep metalen op een aluminiumoxyde of siliciumdioxyde drager geprobeerd, met voldoende succes, doch met aanzienlijke problemen. Een van de problemen, welke deze werkwijzen vertonen, is de uiterst moeilijke scheiding van de gassen, die door de katalytische reactor worden afgegeven, als gevolg van de gelijktijdig aanwezigheid in de gasstroom van waterstof chloride, chloor, water, zuurstof, stikstof en andere produkten. Bovendien is waargenomen, dat de gebruikte katalysator in het algemeen een betrekkelijk korte levensduur bezit, als gevolg van hét feit, dat in een chlooratmosfeer en bij de voor het verloop van de reactie met een economisch' geschikte snelheid vereiste temperaturen, de vluchtigheid van de gebruikte metalen hoog is.The method described in the present invention utilizes a new technology, the best definition of which is that of a transfer catalyst system. In the previous attempts to recover chlorine from hydrogen chloride, catalytic systems formed by a metal or a group of metals on an alumina or silica support have been attempted with sufficient success, but with significant problems. One of the problems these processes present is the extremely difficult separation of the gases released by the catalytic reactor due to the simultaneous presence in the gas stream of hydrogen chloride, chlorine, water, oxygen, nitrogen and other products . Moreover, it has been observed that the catalyst used generally has a relatively short life, due to the fact that in a chlorine atmosphere and at the temperatures required for the course of the reaction at an economically appropriate rate, the volatility of the used metal is high.

De werkwijze volgens de uitvinding onder toepassing van een overdrachtskatalySatorsysteem bezit de volgende kenmerken. Bij de onderhavige techniek worden de voor het uitvoeren van de katalytische reactie gebruikte metalen in een dragermassa geïmpregneerd, zoals aluminiumoxyde, siliciumdroxyde of een moleculaire zeef, welke geschikt is voor het gebruik in de vorm van een gefluidiseerd bed. De eerste reactie is zo geregeld, dat deze plaats vindt in een opvolging van stappen, die kunnen worden samengevat door te zeggen, dat deze leiden tot het volgende uiteindelijke resultaat:The process of the invention using a transfer catalyst system has the following characteristics. In the present technique, the metals used to carry out the catalytic reaction are impregnated in a support mass, such as aluminum oxide, silicon oxide or a molecular sieve, which is suitable for use in the form of a fluidized bed. The first reaction is arranged so that it takes place in a sequence of steps, which can be summarized by saying that they lead to the following final result:

(D(D

Figure NL9000504AD00031

Stap 1: De gasvormige stroom waterstof chloride,, die water-vrij is of water bevat en de koolwaterstoffen, die als onzuiverheden aanwezig kunnen zijn, doorkruist een gefluidiseerd bed uit koperoxyden en natriumchloride, die zijn afgezet op een geschikte drager, die in de molverhouding 1:1 zijn. De reactie vindt plaats bij een temperatuur tussen 100 en 300°C. Het waterstofchloride reageert met de oxyden teneinde een complex chloride te vormen, volgens de theoretische vergelijking. Het gefluidiseerde bed wordt bij constante temperatuur gehouden door middel van een systeem van warmtewisselaars, die in het bed zijn opgesteld, welke de warmte van de exotherme reactie onttrekken. In de voorkeursbeschrijving van de werkwijze, wordt de onttrokken warmte gebruikt om stoom te vormen en op deze wijze het totale thermische evenwicht van de werkwijze te verbeteren.Step 1: The gaseous stream of hydrogen chloride, which is water-free or contains water and the hydrocarbons, which may be present as impurities, traverse a fluidized bed of copper oxides and sodium chloride, which are deposited on a suitable support in the molar ratio 1: 1. The reaction takes place at a temperature between 100 and 300 ° C. The hydrogen chloride reacts with the oxides to form a complex chloride, according to the theoretical equation. The fluidized bed is kept at a constant temperature by a system of heat exchangers disposed in the bed which extract the heat from the exothermic reaction. In the preferred description of the method, the extracted heat is used to form steam and thus improve the overall thermal equilibrium of the method.

Het gechlox'eerde overdrachtsk^talysatormateriaal wordt ononderbroken aan de eerste chloreerreactor onttrokken en naar een tweede reactor geleid, zoals verderop in stap 2 is beschreven.The chlorinated transfer catalyst material is continuously withdrawn from the first chlorination reactor and passed to a second reactor, as described later in step 2.

(2)(2)

Figure NL9000504AD00032

Stap 2: De tweede reactor bestaat uit een gefluidiseerd béd van overdrachtskatalysator, dat 2 tot ongeveer 201 koper- en natriumchloride bevat, welke ononderbroken mengen met de stroom van hetzelfde materiaal, dat uit de chloreerreactor komt. Een mengsel van zuurstof i'en stikstof, waarvan het zuurstof-gehalte tussen ongeveer 99 vol.% en ongeveer 10 vol.% ligt, wordt in het gefluidiseerde bed in deze oxydatie-reactor gespoten. De beste temperatuur voor de oxydatie-reactor ligt tussen 300 en 380°C. Onder deze omstandigheden vindt de oxydatie snel plaats, en wordt vrij chloor van de katalytische massa vrijgemaakt, terwijl het koperchloride·wordt omgezet in koperoxyde.Step 2: The second reactor consists of a fluidized transfer catalyst bed containing 2 to about 201 copper and sodium chloride, which continuously mix with the flow of the same material exiting the chlorination reactor. A mixture of oxygen and nitrogen, the oxygen content of which is between about 99% by volume and about 10% by volume, is injected into this oxidation reactor in the fluidized bed. The best temperature for the oxidation reactor is between 300 and 380 ° C. Under these conditions, the oxidation takes place rapidly, free chlorine is released from the catalytic mass, while the copper chloride is converted to copper oxide.

Een ononderbroken stroom overdrachtskatalysator, die koperoxyden bevat, wordt aan de tweede reactor (de oxydatie-reactor) onttrokken en teruggevoerd naar de eerste reactor (de chloreerreactor). Een geschikt warmtewisselingssysteem bevindt zich in het gefluidiseerde bed van de oxydatiereactor en wordt gebruikt om de temperatuur op het geschikte niveau te verhogen, zodat de reactiesnelheid voldoende hoog is. Het warmtewisselingssysteem verschaft de warmte voor de endo-therme reactie, teneinde het overdrachtskatalytisatorsysteem isotherm te houden.A continuous flow transfer catalyst containing copper oxides is withdrawn from the second reactor (the oxidation reactor) and returned to the first reactor (the chlorination reactor). A suitable heat exchange system is located in the fluidized bed of the oxidation reactor and is used to raise the temperature to the appropriate level so that the reaction rate is sufficiently high. The heat exchange system provides the heat for the endo-thermal reaction to keep the transfer catalyst system isothermal.

Verdere uitvoeringsvormen van dewwerkwijze volgens de uitvinding zijn beschreven in conclusies 2 en 3. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van deze werkwijze.Further embodiments of the method according to the invention are described in claims 2 and 3. The invention furthermore relates to a device for performing this method.

De bovenstaande alinea's beschrijven de beschouwde basiswerkwijze. Een stromingsschema, dat de werkwijze toelicht, is in deze beschrijving van de uitvinding opgenomen.The above paragraphs describe the basic method considered. A flow chart illustrating the method is included in this description of the invention.

Er dient met vele factoren rekening te worden gehouden in dit bijzondere reactiesysteem. De stroom gassen, die uit de chloreerreactor komt; wordt in hoofdzaak gevormd door waterdamp tezamen met de inerte gassen, die in het waterstof-chloride, dat aanvankelijk deelnam, aanwezig kunnen zijn. Eigenlijk wordt in deze stap chloor niet vrijgemaakt, en als gevolg worden de gassen die de reactor verlaten gemakkelijk gecondenseerd en zonder ecologisch gevaar verwijderd.Many factors need to be taken into account in this particular reaction system. The flow of gases exiting the chlorination reactor; is mainly formed by water vapor together with the inert gases, which may be present in the hydrogen chloride that initially participated. Actually, chlorine is not released in this step, and as a result, the gases leaving the reactor are easily condensed and removed without ecological hazard.

Met betrekking tot de oxydatiereactor, worden de gassen, die het systeem bij de maximumtemperatuur verlaten, gevormd door vrij chloor, niet-gereageerde zuurstof en de aanvankelijk aanwezige stikstof. Afhankelijk van de wijze waarop de reactie wordt uitgevoerd, kunnen eveneens kleine hoeveelheden waterdamp in het gas aanwezig zijn. Desalniettemin wordt winning van het chloor uit dit mengsel niet bemoeilijkt door de aanwezigheid van waterstofchloride, waardoor aldus moeilijke problemen van corrosie in de wintrein worden vermeden.With respect to the oxidation reactor, the gases leaving the system at the maximum temperature are formed by free chlorine, unreacted oxygen and the nitrogen initially present. Depending on the manner in which the reaction is carried out, small amounts of water vapor may also be present in the gas. Nevertheless, the recovery of the chlorine from this mixture is not hindered by the presence of hydrogen chloride, thus avoiding difficult problems of corrosion in the winter train.

De volledige stroom gedurende de werkwijze is weergegeven in het stromingsschema. Zoals kan worden gezien treden de gassen, die de oxydatiereactor verlaten, door een warmtewisselaar en een warmtewinsysteem teneinde winning van de grootste hoeveelheid warmte mogelijk te maken, die door de hete gassen zou worden meegenomen.The full flow during the process is shown in the flow chart. As can be seen, the gases exiting the oxidation reactor pass through a heat exchanger and a heat recovery system to allow recovery of the largest amount of heat that would be entrained by the hot gases.

Deze warmte kan worden gebruikt om de lucht en de zuurstof, die de oxydatiereactor binnentreden, voor te verwarmen, of kan in een andere vorm worden gebruikt om stoom bij een hoge temperatuur en druk te vormen, die hetzij in de werkwijze zelf kan worden gebruikt, of voor het opwekken van electriciteit. Als het gas eenmaal door warmtewisseling is afgekoeld op een geschikt niveau, bijvoorbeeld tussen 70 en 170°C, wordt dit nog verder afgekoeld met een luchtkoeler teneinde de temperatuur op 40°C - 50°C te verlagen. De stroom van het aldus gekoelde gas, dat het chloor bevat, wordt vervolgens in een absorptie- en scheidingssysteem geleid, dat. tetrachloorkoolstof of een ander geschikt oplosmiddel gebruikt, dat het chloor uit het.gas absorbeert en concentreert in. de als absorptiemedium gebruikte vloeistoffase. Het chloor, dat op deze wijze van het gas is gescheiden, wordt in een scheidingstoren vrijgemaakt en. wordt daarna samengeperst, gekoeld, gecondenseerd en als vloeibaar chloor verzameld.This heat can be used to preheat the air and oxygen entering the oxidation reactor, or it can be used in another form to generate steam at a high temperature and pressure, which can be used either in the process itself, or to generate electricity. Once the gas has been cooled by heat exchange to a suitable level, for example between 70 and 170 ° C, it is cooled even further with an air cooler in order to lower the temperature to 40 ° C - 50 ° C. The stream of the gas thus cooled, containing the chlorine, is then passed into an absorption and separation system, which. carbon tetrachloride or other suitable solvent, which will absorb the chlorine from the gas and concentrate it in. the liquid phase used as the absorption medium. The chlorine, which is separated from the gas in this way, is released in a separation tower and. is then compressed, cooled, condensed and collected as liquid chlorine.

De stikstof en.ide zuurstof in het gas, dat de absorbtie-inrichting verlaat, worden behandeld teneinde sporen chloor, die aanwezig zouden kunnen zijn, te verwijderen, alvorens voort te gaan naar de schoorsteen.The nitrogen and oxygen in the gas leaving the absorber are treated to remove traces of chlorine which may be present before proceeding to the stack.

Dit systeem, zoals dit is beschreven, bezit verscheidene opmerkelijke voordelen, vergeleken met andere katalytische, systemen, die één enkele stap bezitten, welke in de stand van de techniek zijn voorgesteld. Deze voordelen zijn de volgende: 1: De omzetting van waterstofchloride in chloor kan op een zodanige wijze plaatsvinden, dat dit 100% benadert in plaats van 80-83%, welke het omzettingsniveau is, dat wordt verkregen door de eerdere systemen, die zowel in de literatuur als in de conclusies van octrooipublicaties zijn beschreven.This system, as described, has several notable advantages over other single-step catalytic systems which have been proposed in the prior art. These advantages are the following: 1: The conversion of hydrogen chloride to chlorine can take place in such a way that it approaches 100% instead of 80-83%, which is the conversion level obtained by the earlier systems, which are both the literature as described in the claims of patent publications.

2. De winning van chloor wordt vereenvoudigd als het gas, dat dit bevat, vrij van waterstofchloride is, zoals in dit geval.2. The recovery of chlorine is simplified if the gas it contains is free of hydrogen chloride, as in this case.

3. Het gas, dat de chloreerreactor verlaat is in hoofdzaak vrij van waterstofchloride en chloor, en bevat voornamelijk waterdamp en inerte gassen, die in het uitgangswaterstof-chloride aanwezig kunnen zijn. Dit vereenvoudigt het systeem, dat benodigd is voor het behandelen<rvan deze gasstroom.3. The gas leaving the chlorination reactor is substantially free of hydrogen chloride and chlorine, and mainly contains water vapor and inert gases, which may be present in the starting hydrogen chloride. This simplifies the system required to treat this gas stream.

4. Als gevolg van de natuurlijkheid van de twee-stapswerk-wijze en het gebruik van de overdrachtskatalysator teneinde een scheiding van de stromen chloor en waterstofchloride te vormen, wordt de volledige werkwijze aanzienlijk minder duur dan de alternatieve systemen, die zijn beschouwd.4. Due to the naturalness of the two-step process and the use of the transfer catalyst to form a separation of the chlorine and hydrogen chloride streams, the complete process becomes considerably less expensive than the alternative systems considered.

Tabel 1 toont een totale materiaalverhouding voor de werkwijze, zoals deze zou worden uitgevoerd. Tabel 2 geeft een schatting van de kosten van de werkwijze voor een installatie, die in staat is 30.000 ton/jaar vloeibaar chloor te vormen uit gasvormig waterstofchloride, hetgeen de economische voordelen van deze benadering toont, vergeleken met dezelfde werkwijzen, die door andere zijn beschreven in de literatuur en octrooipublikaties.Table 1 shows an overall material ratio for the process as it would be performed. Table 2 provides an estimate of the cost of the process for an installation capable of producing 30,000 tons / year of liquid chlorine from gaseous hydrogen chloride, demonstrating the economic benefits of this approach compared to the same processes described by others in literature and patent publications.

5. De werkwijze, als een geheel beschouwd, gebruikt een geavanceerd systeem voor de absorptie van chloor uit de uit-voergassen, waardoor aldus de mate van benodigde afkoeling en hoeveelheid koude voor de uiteindelijke condensatie van chloor duidelijk worden verminderd.5. The process, taken as a whole, uses an advanced chlorine absorption system from the effluent gases, thus significantly reducing the amount of cooling and amount of cold required for the final condensation of chlorine.

6. Als gevolg van het feit dat de produkten, die de reactoren verlaten in het ene geval (chloreerreactor) in hoofdzaak water, en in het andere geval (oxydatiereactor) eenvoudig chloor in aanwezigheid van zuurstof en stikstof zijn, kunnen de bouwmaterialen, die voor beide reactoren benodigd zijn en het winsysteem betrekkelijk minder kostbaar zijn, dan deze zouden moeten zijn als de uitvoerstromen gelijktijdig chloor en waterstofchloride bevatten, zoals zich voordoet bij de alternatieve systemen.6. Due to the fact that the products leaving the reactors in one case (chlorination reactor) are mainly water, and in the other case (oxidation reactor) are simply chlorine in the presence of oxygen and nitrogen, the building materials both reactors are required and the recovery system is relatively less expensive than it should be if the output streams simultaneously contain chlorine and hydrogen chloride, as is the case with the alternative systems.

7. Het gebruik van een katalysatordrager maakt het ononderbroken opnieuw beladen van het metallische materiaal op de drager mogelijk, door eenvoudigweg de overdrachtskatalysator te verwijderen en te vervangen, terwijl de werkwijze ononderbroken werkt. Experimentele gegevens zijn verzameld, welke tonen, dat dit'materiaal een hoge mate van werkzaamheid behoudt gedurende een periode van meer dan'10.000 tot 20.000 uur ononderbroken werken.7. The use of a catalyst support allows for continuous reloading of the metallic material on the support by simply removing and replacing the transfer catalyst while the process is operating continuously. Experimental data has been collected showing that this material maintains a high degree of activity over a period of more than 10,000 to 20,000 hours of continuous operation.

Het typische voor deze werkwijze gebruikte gedragen katalysatorsysteem, zal koperchloride en natriumchloride in mol/mol verhoudingen bevatten, aangebracht op een drager uit aluminiumóxyde, siliciumoxyde of moleculaire zeven. Deze materialen dienen zodanig te worden gekozen, dat deze een totale oppervlakte van niet minder dan 200 tot 500 m2 per gram bezitten, waarbij deze een poriediameter tussen 40 en 100 δ (40 x 10 ^ en 100 X 10 ^m)bezitten. Aangetoond is dat het aldus bereide koperchloride en natriumchloride bij de werktemperatuur een gesmolten mengsel in de poriestructuur van de katalysator vormen, hetgeen het vermogen snel te reageren met zowel het waterstofchloride als met de zuurstof, volgens de specifieke reactie, die in het reactiegebied van het gefluidiseerd bed plaatsvindt, verhoogt.The typical supported catalyst system used for this process will contain copper chloride and sodium chloride in mol / mol ratios supported on an aluminum oxide, silica or molecular sieve support. These materials should be selected to have a total surface area of not less than 200 to 500 m2 per gram, having a pore diameter between 40 and 100 δ (40 x 10 ^ and 100 X 10 µm). The thus prepared copper chloride and sodium chloride at the working temperature have been shown to form a molten mixture in the pore structure of the catalyst, giving the ability to react rapidly with both the hydrogen chloride and with the oxygen, according to the specific reaction, which is in the reaction region of the fluidized bed takes place, increases.

Eén werkwijze voor het bereiden van de in dit systeem gebruikte katalysator is de volgende: koperchloride en natriumchloride, in de gekozen geschikte hoeveelheden en in verzadigde oplossingen, worden met het geschikte drager-materiaal gemengd. De verhoudingen van het mengsel zijn van zodanige orde van grootte, dat het uiteindelijke produkt tussen 5 en ongeveer 20% werkzaam kopermateriaal op de vaste drager bevat. Als het materiaal eenmaal is geïmpregneerd, wordt dit bij ongeveer 120 graden gedroogd en vervolgens gegloeid bij 300°C. Gloeien vindt plaats in een gefluidiseerd bed'onder toepassing van voorverwarmd inert gas. Zoals boven is aangegeven, dient de vaste drager te worden gekozen teneinde een deeltjesgrootteverdeling te bezitten, die geschikt is voor fluidisatie : in een normale fluidisatie-inrichting. Typische waarden voor de deeltjesgrootteverdeling zijn in Tabel 3 gegeven. Benadrukt dient te worden, dat het noodzakelijk is een aanzienlijke fraktie materiaal van kleine afmeting op te nemen, met waarden tussen 10 en 100 micrometer , teneinde te waarborgen dat de katalysator de gewenste fluidisatie-eigenschappen bezit, als deze wordt geroerd door een gasstroom met een oppervlakssnelheid tussen 5 en 200 cm per seconde onder de omstandigheden die in het inwendige van de reactor heersen.One method of preparing the catalyst used in this system is the following: copper chloride and sodium chloride, in the appropriate amounts selected and in saturated solutions, are mixed with the appropriate carrier material. The proportions of the mixture are of such an order that the final product contains between 5 and about 20% of active copper material on the solid support. Once impregnated, the material is dried at about 120 degrees and then annealed at 300 ° C. Annealing takes place in a fluidized bed using preheated inert gas. As indicated above, the solid support should be selected to have a particle size distribution suitable for fluidization: in a normal fluidizer. Typical values for the particle size distribution are given in Table 3. It should be emphasized that it is necessary to incorporate a substantial fraction of material of small size, with values between 10 and 100 microns, in order to ensure that the catalyst has the desired fluidization properties when stirred by a gas stream with a surface speed between 5 and 200 cm per second under the conditions prevailing in the interior of the reactor.

ONDERDELEN VAN HET STROMINGSSCHEMACOMPONENTS OF THE FLOW SCHEDULE

A. Waterstofchloridetoevoer.A. Hydrogen chloride supply.

B. Zuurstof bevattend gas.B. Oxygen-containing gas.

C. Dragergas voor de gechloreerde overdrachtskatalysator (doorgaans stoom).C. Carrier gas for the chlorinated transfer catalyst (usually steam).

D. Dragergas voor de geoxydeerde overdrachtskatalysator (doorgaans stoom).D. Carrier gas for the oxidized transfer catalyst (usually steam).

E. Gas dat uit de chloreerreactor komt, in hoofdzaak waterdamp.E. Gas exiting the chlorination reactor, mainly water vapor.

F. Gas dat uit de oxydatie-reactor komt, in hoofdzaak chloor met stikstof en zuurstof.F. Gas coming out of the oxidation reactor, mainly chlorine with nitrogen and oxygen.

G. Te verwijderen condensaat.G. Condensate to be removed.

H. Te verwijderen restgas.H. Residual gas to be removed.

J. Chloor-vrij gas naar de schoorsteen.J. Chlorine-free gas to the chimney.

K. Rijke oplossing van de absorptie-inrichting.K. Rich solution of the absorber.

L. Arme oplossing naar de absorptie-inrichting.L. Poor solution to the absorber.

M. Vloeibaar chloorprodukt.M. Liquid chlorine product.

N. Naar de absorptie-inrichting terug te voeren stoom, dat rijk aan chloor is.N. Steam rich in chlorine to be returned to the absorber.

I. CHLOREERREACTOR.I. CHLORINE REACTOR.

11. Chloreerreactor (kamer die is gevormd uit twee onderdelen, gescheiden door roosters).11. Chlorination reactor (chamber formed from two parts separated by grids).

12. Inwendige cycloon.12. Internal cyclone.

13. Inwendige cycloon.13. Internal cyclone.

14. Absorptie-warmtewisselaar.14. Absorption heat exchanger.

15. Verwarmingsweerstanden.15. Heating resistors.

16. Regelklep.16. Control valve.

17. Buis·'voor het overdragen van de katalysatordrager naar de oxydatiereactor.17. Tube for transferring the catalyst support to the oxidation reactor.

2. OXYDATIEREACTOR.2. OXYDATION REACTOR.

21. Oxydatiereactor (kamer die is gevormd uit twee delen, gescheiden door roosters).21. Oxidation reactor (chamber formed from two parts separated by grids).

22. Inwendige cycloon.22. Internal cyclone.

23. Inwendige cycloon.23. Internal cyclone.

24. Verwarmer.24. Heater.

25. Verwarmer.25. Heater.

26. Regelklep.26. Control valve.

27. Buis voor het overdragen van de katalysatordrager naar de chloreerreactor.27. Tube for transferring the catalyst support to the chlorination reactor.

3. BEHANDELING VAN DE STROOM GASSEN UIT DE CHLOREERREACTOR. 31. Waterstofchloride absorptie bed.3. TREATMENT OF THE FLOW OF GASES FROM THE CHLORINE REACTOR. 31. Hydrogen chloride absorption bed.

32-33. Warmtewisselaars.32-33. Heat exchangers.

34. Sifon 4. ZUIVERING VAN HET CHLOOR, DAT UIT DE OXYDATIEREACTOR KOMT. 41-42-43. Absorptiewarmtewisselaar.34. Siphon 4. PURIFICATION OF THE CHLORINE FROM THE OXIDIZATION REACTOR. 41-42-43. Absorption heat exchanger.

44. Waterstofchloride absorptie bed.44. Hydrogen chloride absorption bed.

45. Chloor absorptie-inrichting.45. Chlorine absorber.

46. Koeler voor absorptie-inrichting.46. Cooler for absorber.

47. Chloortrap.47. Chlorine stage.

48. Koeler voor geregenereerd absorptiemiddel.48. Cooler for regenerated absorbent.

49. Schelder (afschenker) van verzadigd en geregenereerd absorptiemiddel.49. Schelder (pourer) of saturated and regenerated absorbent.

50. Verwarmer voor met chloor verzadigd absorptiemiddel.50. Heater for chlorine saturated absorbent.

51. Pomp voor rondvoeren van geregenereerd absorptiemiddel.51. Pump for circulating regenerated absorbent.

52. Fractioneerkolom.52. Fraction column.

53. Terugvloeikoelerpomp.53. Reflux pump.

54. Terugvloeikoeler.condensor. : 55. : Chloor samenpersinrichting.54. Reflux condenser. : 55.: Chlorine compaction device.

56. Koelinrichting (vloeibaarmaker).56. Cooling device (liquefier).

57. Chloorkamer.57. Chlorine chamber.

TABEL 1TABLE 1

Geschat materiaalevenwichtEstimated material balance

Uitgangspunten: 1) Vorming van 100 ton per dag 2) Sleutelletters, die verwijzen naar het stromingsschema 3) Alle hoeveelheden gegeven in ton/dagPrinciples: 1) Formation of 100 tons per day 2) Key letters, referring to the flow chart 3) All quantities given in tons / day

Figure NL9000504AD00101
Figure NL9000504AD00111

Noten: a) Kan kleine hoeveelheden HCl en bevatten, b) Kan kleine hoeveelheden H^O bevatten.Notes: a) May contain small amounts of HCl and, b) May contain small amounts of HCl.

c) Het aanwezige HCL wordt verwijderd door voorgaande behandeling.c) The HCL present is removed by previous treatment.

TABEL 2TABLE 2

Kostenvergelijking van de werkwijzeCost comparison of the method

Uitgangspunten: 30.000 ton per jaar vloeibaar chloorproduktie.Principles: 30,000 tons per year of liquid chlorine production.

Economische gegevens uit gepubliceerde bronnen ten aanzien van HC1, waarbij de mogelijkheid van geen kosten wordt aangenomen.Economic data from published sources on HCl, assuming the possibility of no cost.

Figure NL9000504AD00121

Noot: Chemicaliën omvatten de kataliysatorkosten, electrische stroom 0,06 $/kwh, stoom voor 6 $ per 454 kg.Note: Chemicals include catalytic converter cost, electric current 0.06 $ / kwh, steam for 6 $ per 454 kg.

TABEL 3TABLE 3

Deeltjesgrootteverdeling in de overdrachtskatalysator-werkwi'jze.Particle size distribution in the transfer catalyst process.

Gemiddelde deeltjesgrootte 40-80 (micrometer)Average particle size 40-80 (micrometer)

Oppervlakte 200-700 m2/gSurface 200-700 m2 / g

Porie-afmeting 40-200 S (angstrom) 10 ^m) DEELTJESGROOTTE (micrometer) GEWICHTSVERHOUDING (%) 15-30 3-8 30-40 5-16 40-50 12-22 50-60 16-28 60-80 10-26 80-120 3-8Pore size 40-200 S (angstrom) 10 ^ m) PARTICLE SIZE (micrometer) WEIGHT RATIO (%) 15-30 3-8 30-40 5-16 40-50 12-22 50-60 16-28 60-80 10 -26 80-120 3-8

Claims (7)

1. Werkwijze voor het winnen van chloor uit waterstof-chloride, onder toepassing van een overdrachtskatalysator-werkwijze, welke in hoofdzaak twee stappen omvat: - een eerste stap, welke bestaat uit het voeren van een gasvormige stroom waterstofchloride, die watervrij is of water bevat en de koolwaterstoffen die aanwezig kunnen zijn, door een gefluidiseerd bed uit koperoxyden en natriumchloride, die zijn afgezet op een geschikte drager, welke in de molverhou-ding 1:1 zijn, waarbij de reactie van het waterstofchloride met de oxyden plaatsvindt teneinde een complex chloride te vormen, volgens de vergelijking: (1)1. Process for the recovery of chlorine from hydrogen chloride, using a transfer catalyst process, which essentially comprises two steps: - a first step, which consists of passing a gaseous stream of hydrogen chloride, which is anhydrous or contains water and the hydrocarbons which may be present, through a fluidized bed of copper oxides and sodium chloride, which are deposited on a suitable support, which are in the 1: 1 molar ratio, the reaction of the hydrogen chloride with the oxides taking place to form a complex chloride form, according to the equation: (1)
Figure NL9000504AC00141
Figure NL9000504AC00141
bij een temperatuur tussen 100 en 300°C, onder handhaving van het gefluidiseerde bed op een constante temperatuur. - een tweede stap, welke bestaat uit het voeren van het gechloreerde overdrachtskatalysatormateriaal, dat uit de eerste stap komt door een gefluidiseerd bed van overdrachts-katalysator, welke 2 tot ongeveer 20% koper en natriumchloride bevat, het inspuiten van een mengsel van zuurstof en stikstof met een zuurstofgehalte tussen ongeveer 99 vol.% en ongeveer 10 vol.%, waarbij de oxydatiereactie wordt uitgevoerd bij een temperatuur tussen 300 en 380°C, en chloor uit de katalytische massa wordt vrijgemaakt, terwijl het koperchloride wordt omgezet in koperoxyde, volgens de vergelijking: (2)at a temperature between 100 and 300 ° C, while maintaining the fluidized bed at a constant temperature. a second step, which consists of passing the chlorinated transfer catalyst material coming from the first step through a fluidized transfer catalyst bed containing 2 to about 20% copper and sodium chloride, injecting a mixture of oxygen and nitrogen having an oxygen content of between about 99% by volume and about 10% by volume, the oxidation reaction being carried out at a temperature between 300 and 380 ° C, and chlorine being released from the catalytic mass, while the copper chloride is converted to copper oxide, according to the comparison: (2)
Figure NL9000504AC00142
Figure NL9000504AC00142
en het aan deze tweede stap onttrekken van een ononderbroken stroom overdrachtskatalysator, welke wordt teruggevoerd naar de eerste stap.and withdrawing an uninterrupted flow transfer catalyst from this second step which is recycled to the first step.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de in de tweede ioxydatiestap opgewekte warmte in de eerste chloreerstap wordt gebruikt.A method according to claim 1, characterized in that the heat generated in the second oxidation step is used in the first chlorination step. 3. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat deze tenminste twee contactstappen in serie omvat, in de eerste chloreerstap tussen waterstofchloridegas en de overdrachtskatalysator, en bovendien twee aanrakingsstappen in de tweede oxydatiestap tussen het gas, dat de zuurstof bevat en de overdrachtskatalysator, welke het waterstofchloride reeds heeft geabsorbeerd, waardoor aldus de volledige omzetting van het waterstofchloride in de eerste chloreerstap en een doelmatiger gebruik van de zuurstof in de tweede oxydatiestap worden gewaarborgd.A method according to claim 1, characterized in that it comprises at least two contact steps in series, in the first chlorination step between hydrogen chloride gas and the transfer catalyst, and additionally two touch steps in the second oxidation step between the gas containing the oxygen and the transfer catalyst, which has already absorbed the hydrogen chloride, thus ensuring complete conversion of the hydrogen chloride in the first chlorination step and more efficient use of the oxygen in the second oxidation step. 4. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat deze in hoofdzaak tenminste twee reactoren omvat, een eerste chloreerreactor (11), waarin de eerste chloreerstap plaatsvindt en een tweede oxydatiereactor (21} waarin de tweede oxydatiestap plaatsvindt, en een warmtewisselaar, die ih elk van de gefluidiseerde bedden van elke reactor is opgesteld.Device for carrying out the method according to one or more of the preceding claims, characterized in that it comprises substantially at least two reactors, a first chlorination reactor (11), in which the first chlorination step takes place and a second oxidation reactor (21} wherein the second oxidation step takes place, and a heat exchanger disposed in each of the fluidized beds of each reactor. 5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat deze een absorptie/scheidingssysteem (47) omvat met tetra-chloorkoolstof of een ander geschikt oplosmiddel, voor het winnen van het chloor uit de gassen, die uit de oxydatiereactor (21) komen.The device according to claim 4, characterized in that it comprises an absorption / separation system (47) with carbon tetrachloride or another suitable solvent for recovering the chlorine from the gases exiting the oxidation reactor (21). 6. Inrichting volgens conclusies 4 en 5, met het kenmerk, dat deze een gasturbine omvat en een uitzettingskamer voor het gebruik van de in de chloreerreactor (II) opgewekte warmte als bron voor de energie, die noodzakelijk is voor het gas, dat rijk aan zuurstof is, om als een fluidisatiemiddel in de oxydatiereactor (21) te werken.Device according to claims 4 and 5, characterized in that it comprises a gas turbine and an expansion chamber for using the heat generated in the chlorinating reactor (II) as a source of the energy necessary for the gas, which is rich in oxygen to act as a fluidizing agent in the oxidation reactor (21). 7. Inrichting volgens conclusie 4 en 5, met het kenmerk, dat deze inwendige cyclonen (22, 23) omvat, die zodanig zijn opgesteld, dat het in de cycloon verzamelde stof, direct naar een buis beweegt voor de afvoer van de vaste stoffen bij de onderzijde van de reactoren (11, 21), waardoor aldus de ophoping van fijn stof in rondvoer in het reactorsysteem, wordt geminimaliseerd.Device according to claims 4 and 5, characterized in that it comprises internal cyclones (22, 23) arranged so that the dust collected in the cyclone moves directly to a tube for the discharge of the solids the underside of the reactors (11, 21), thus minimizing the accumulation of particulate matter in the reactor system by-pass.
NL9000504A 1989-03-06 1990-03-05 METHOD FOR RECOVERING CHLORINE FROM HYDROGEN CHLORIDE USING A TRANSFER CATALYST METHOD AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THIS METHOD NL9000504A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ES8901105 1989-03-06
ES8901105A ES2010473A6 (en) 1989-03-06 1989-03-06 Recovery of chlorine from hydrogen chloride by means of a transport catalyst process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9000504A true NL9000504A (en) 1990-10-01

Family

ID=8261185

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9000504A NL9000504A (en) 1989-03-06 1990-03-05 METHOD FOR RECOVERING CHLORINE FROM HYDROGEN CHLORIDE USING A TRANSFER CATALYST METHOD AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THIS METHOD

Country Status (11)

Country Link
BE (1) BE1004114A3 (en)
CH (1) CH680132A5 (en)
DE (1) DE4004454A1 (en)
ES (1) ES2010473A6 (en)
FR (1) FR2643893B1 (en)
GB (1) GB2229430B (en)
IE (1) IE64525B1 (en)
IT (1) IT1237811B (en)
LU (1) LU87664A1 (en)
NL (1) NL9000504A (en)
PT (1) PT90982B (en)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4959202A (en) * 1989-05-31 1990-09-25 Medalert Incorporated Recovery of chlorine from hydrogen chloride by carrier catalyst process
DE69019981T2 (en) * 1989-11-02 1995-11-02 University Of Southern California, Los Angeles, Calif. EFFICIENT METHOD FOR PRODUCING CHLORINE FROM HYDROCHLORINE.
SG67942A1 (en) * 1995-05-18 1999-10-19 Sumitomo Chem Ind Process for producing chlorine
DE19533660A1 (en) * 1995-09-12 1997-03-13 Basf Ag Process for the production of chlorine
DE19533659A1 (en) * 1995-09-12 1997-03-13 Basf Ag Process for the production of chlorine from hydrogen chloride
CA2229993A1 (en) * 1997-02-27 1998-08-27 Air Products And Chemicals, Inc. Fixed-bed temperature swing catalytic process for chemical reactions
DE10336522A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-24 Basf Ag Process for the production of chlorine
EP2165757A1 (en) * 2008-09-16 2010-03-24 Ahmed Mohammed Diaa Khafagy Method and appliance for exothermal chemical processes with heat recovery
FR2958183B1 (en) * 2010-04-06 2014-09-05 Inst Francais Du Petrole PROCESS FOR REMOVING GASEOUS PHASE HYDROGEN HALIDES

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2436870A (en) * 1942-10-31 1948-03-02 Standard Oil Dev Co Preparation of chlorine
US2602021A (en) * 1948-06-30 1952-07-01 Kellogg M W Co Catalytic production of chlorine
BE620364A (en) * 1961-07-18
NL282441A (en) * 1962-08-10 1900-01-01
US3323871A (en) * 1963-06-26 1967-06-06 Asahi Glass Co Ltd Process for the production of chlorine
GB1192666A (en) * 1967-06-21 1970-05-20 Sir Soc Italiana Resine Spa Process for the Catalytic Preparation of Chlorine from Hydrochloric Acid
BE789630A (en) * 1971-10-04 1973-04-03 Rhone Progil REACTING MASSES INTENDED IN PARTICULAR FOR THE PREPARATION OF CHLORINE AND AMMONIA FROM AMMONIUM CHLORIDE, THEIR PREPARATION AND THEIR APPLICATIONS
JPS5034072A (en) * 1973-06-20 1975-04-02
US4119705A (en) * 1977-04-06 1978-10-10 The Lummus Company Production of chlorine

Also Published As

Publication number Publication date
GB9000475D0 (en) 1990-03-07
CH680132A5 (en) 1992-06-30
BE1004114A3 (en) 1992-09-29
IT1237811B (en) 1993-06-17
DE4004454A1 (en) 1990-09-13
GB2229430B (en) 1993-02-17
IE64525B1 (en) 1995-08-09
FR2643893A1 (en) 1990-09-07
FR2643893B1 (en) 1993-02-05
PT90982A (en) 1990-11-07
IE900621L (en) 1990-09-06
IT8922825A0 (en) 1989-12-22
ES2010473A6 (en) 1989-11-01
LU87664A1 (en) 1990-05-15
GB2229430A (en) 1990-09-26
PT90982B (en) 1995-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104302575B (en) Method for producing solid carbon by reducing carbon dioxide
JP2009523835A (en) Ethylene production process by heat integration
WO2003002453A1 (en) Method of chlorine purification and process for producing 1,2-dichloroethane
GB2415704A (en) Treatment of reaction water from a Fischer-Tropsch reactor
EP0159366A1 (en) Process for converting chlorinated hydrocarbons and metal oxides to oxides of carbon and metal chlorides
NL9000504A (en) METHOD FOR RECOVERING CHLORINE FROM HYDROGEN CHLORIDE USING A TRANSFER CATALYST METHOD AND APPARATUS FOR CARRYING OUT THIS METHOD
US4959202A (en) Recovery of chlorine from hydrogen chloride by carrier catalyst process
Wang et al. Multiphase reactor scale-up for Cu–Cl thermochemical hydrogen production
EP0851834B1 (en) Exothermic two-stage process for catalytic oxidation of hydrogen chloride
Carabineiro et al. Vanadium as a catalyst for NO, N2O and CO2 reaction with activated carbon
WO2007075178A1 (en) Method and apparatus for producing methanol with hydrocarbon recycling
WO1997011026A9 (en) Exothermic two-stage process for catalytic oxidation of hydrogen chloride
EP0218285B1 (en) Process for carrying out a chemical equilibrium reaction
US20080063593A1 (en) Low temperature process for regenerating spent sulfuric acid
GB2096013A (en) Improvements in or relating to the recovery of chlorine values
US4994256A (en) Recovery of chlorine from hydrogen chloride by carrier catalyst process
CN111661861B (en) Method for producing high-purity anhydrous aluminum chloride from aluminum hydroxide
CN107162895A (en) A kind of recovery process of oxidation of propane legal system acrylic acid tail gas
US4216196A (en) Process for thermally decomposing chlorides of bivalent or multivalent metals
JP2001510814A (en) Halogenated and non-halogenated waste treatment methods
JPS6221707A (en) Production of trichlorosilane
CN1297525C (en) Direct condensation
CA2130994A1 (en) Process for producing a gaseous product
JP2001072422A (en) Recovery of molybdenum, etc., from waste catalyst
CA2090594A1 (en) Treatment of waste or other material

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed
BA A request for search or an international-type search has been filed
BB A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed