NO154306B - Fremgangsmaate til fremstilling av meget rent isobuten ved dehydratisering av tertiaer-butanol. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til kontinuerlig beisning av gjenstander, som bånd, av jern eller stål.

Foreliggende oppfinnelse angår en

fremgangsmåte til kontinuerlig beisning av

gjenstander av jern eller stål med saltsyre

under behandling av forbrukt beisevæske

for gjenvinning av syren således at denne

kan anvendes påny, samt av jern som inne-holdes i væsken.

Beisning med syrer av jernholdige

gjenstander for fjernelse av korrosjonspro-dukter som glødeskall fra sådanne, er velkjent i teknikken. Tidligere ble den forbrukte beisevæske i alminnelighet ledet

bort til vannløp eller kloakker så at man

ikke hadde noen problemer i denne forbin-delse. Imidlertid har lovgivning nu tatt

sikte på å forhindre forurensning av vann-løp og der er gjort mange bestrebelser på

å behandle forbrukte beisevæsker slik at

de er i overensstemmelse med lovene. For

delvis å kompensere ytterligere utgifter til

behandling av forbrukte beisevæsker før

de løper ut i vannløp og kloakker, har man

forsøkt å gjenvinne det oppløste jern fra

disse og å regenerere deres innhold av syre

for anvendelse påny.

I økonomisk henseende har slike tidligere forsøk ikke vært tilfredsstillende på

grunn av omkostningene ved behandlingen.

Som følge herav er det i industrien en ten-dens til å fortsette anvendelse av beisevæskene i lange tidsrom før de underkastes

sådan behandling. Det er velkjent i teknikken at en optimal fjernelse av glødeskall

oppnåes når syrekonsentrasj onen er høy

og at både en effektiv fjernelse av gløde-skall samt den hastighet med hvilken den-

ne fjernelse foregår, avtar eftersom syrekonsentrasj onen. minsker, med mindre denne avtagende konsentrasjon kompenseres.

I alminnelighet anvendes svovelsyre i sådan beisning. Det er kjent at saltsyre er

effektiv, men ulemper som ledsager anvendelse av saltsyre har tidligere praktisk

talt eliminert dens anvendelse ved beisning i industriell målestokk.

Ved hjelp av foreliggende oppfinnelse skaffes der en ny og i høy grad effektiv

fremgangsmåte for beisning med saltsyre

av bånd og andre gjenstander av jern eller

stål og i hvilken syrekonsentrasj onen i

beisevæsken på en økonomisk måte holdes på optimale verdier. Ved hjelp av oppfinnelsen skaffes der også en økonomisk og

effektiv fremgangsmåte til regenerering av

saltsyre i beisevæsker samtidig som jern-innholdet i beisevæskene gjenvinnes for ytterligere anvendelse.

Det karakteristiske hovedtrekk ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er at man kontinuerlig tar ut fra en lagerbe-holdning for saltsyre som har vært i di-rekte kontakt med den gjenstand av jern eller stål som beises, en del av denne væske og overføre samme i en varm oxyderende atmosfære til ferrioxyd og hydrogenklorid-holdig damp hvorpå man kondenserer denne hydrogenklorid-holdige damp og fører tilbake kondensatet til lagringsbeholderen.

I vedføyede tegning vises skjematisk en apparatur for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. På tegningen betegner S et bånd av stål som skal behandles. Dette kommer inn i et vertikalt tårn 1 som kan ha en høyde fra 21 til 45 meter og fortrinnsvis er innelukket for å begrense at syredamp unnviker til atmosfæren. I tårnet 1 føres stålbåndet S frem over valser 2 og 2A og en valse 3 så at der skaffes minst én oppadgående og nedadgående bevegelse av båndet før det går ut av tårnet over valsen 2A til valse 4, 5 og 6 for opprulling eller videre behandling.

Under tårnet 1 er anbragt en tank 7 som inneholder en passende mengde saltsyreholdig beisevæske. Under valsene 4, 5 og 6 er der anordnet en annen tank 8 i hvilken overskuddet av sur beisevæske kan skylles bort fra båndet S før dette går til et annet punkt hvor tilbakeværende syre på båndet kan nøytraliseres før dette opp-rulles eller går til viderebehandling som koldvalsning osv.

Ifølge den foretrukne utførelsesform for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen bringes beisevæsken og metallet i kontakt med hverandre ved besprøytning til for-skjell fra den vanlig anvendte neddypning. Tanken 7 på tegningen inneholder en passende mengde av beisevæsken og denne mengde holdes praktisk talt på et konstant volum ved tilsetning av regenerert syre fra en lagringstank (ikke vist på tegningen) som er forbundet med tanken 7 ved en passende ledning (ikke vist på tegningen). Mekaniske tap av syre på grunn av fordampning, medførinig på metallbåndet og tap til atmosfæren fra absorpsj onsanordningen kompenseres fra tid til annen ved tilsetning av frisk konsentrert syre. Slike tap utgjør en meget liten del av den syre som må anvendes til beisning.

En ledning 9 forbundet med tankens 7 bunn ender i to grenledninger 10 og 20.

Grenledningen 10 (grenledningen 20 vil bli omtalt i det følgende) fører til en passende anordning som en pumpe 11 til å føre beisevæsken gjennom en ledning 12 til en varmeutveksler 13 i hvilken væsken bringes på en passende arbeidstemperatur som fortrinnsvis ligger mellom 66 og 82°C. Fra varmeutveksleren 13 går oppløsningen som står under trykk fra pumpen 11 gjennom en ledning 14 fra hvilken der går ut grenledninger 15, 16 og 17 som alle ender i tårnet 1. Hver av disse grenledninger ender i passende fordelingsanordninger som dy-ser, på tegningen betegnet med 15A, 16A og 17A. Disse retter stråler av beisevæsken mot de indre og ytre overflater på båndet i hver av dets oppadgående beve-gelser Su og hver av dets nedadgående be-vegelser Sd i tårnet. Overskuddet av den beisevæske som påføres båndet renner nedover dettes veggoverflater og tilbake til tanken 7 ved tårnets 1 bunn. Det således beskrevne kretsløp av beisevæsken opprettholdes kontinuerlig i det tidsrom hvor båndet S beveger seg gjennom tårnet 1.

Når båndet S kommer ut av tårnet 1 og går over valser 2A, kan overskudd av beisevæske på dette fjernes ved passende midler som en luftstråle med stor hastighet, antydet i sin alminnelighet ved 18, og pressvalser antydet ved 19. Båndet S går derpå over valser 4, 5 og 6 gjennom spyl-ingstanken 8 som tilføres vann for spylin-gen fra en passende kilde (ikke vist på tegningen). Fra tanken 8 går båndet til viderebehandling eller opprulling.

Grenledningen 20 på ledningen 9 ender i en pumpe 21 som pumper beisevæske fra tanken 7 gjennom en ledning 22 som ender i et passende antall grenledninger 23 fra hvilke væsken føres inn øverst i en passende røsteanordning 24. I denne røste-anordnings 24 nedre del er anordnet til-før se Isle<lninger for luft og brensel 25 som frembringer en flamme inne i røsteanord-ningen 24. Når de falne dråper av beisevæske fra ledningene 23 kommer i kontakt med de herved dannede varme forbren-ningsgasser, fordampes væsken mens ferrokloridet i denne omsettes med de varme gasser under dannelse av jernoxyd og hydrogenklorid-holdig gass. Jernoxydet av-settes på røsteanordningens 24 bunn og kan taes ut fra denne gjennom en ledning 26 til en beholder 27.

I den ovenfor beskrevne røsteanordning går beisevæsken og den varme gass i mot-strøm med hverandre men anordninger i hvilke disse ledes i samme retning er like-ledes egnet.

Dampene fra den beisevæske som fordampes i røsteanordningen 24 taes ut gjennom en ledning 28 til en passende anordning 29 for adskillelse av gasser og faste stoffer fra hverandre. En type anordninger av denne art er kjent i teknikken under betegnelsen cykloner. Fra separasj onsanordningen 29 taes suspenderte jernoxydpar-tikler i dampene ut gjennom ledningen 26a. Dampene som inneholder vann, hydrogenklorid og forbrenningsprodukter, taes ut fra separasj onsanordningen 29 gjennom en ledning 30 og går til bunnpartiet av et absorpsj onsapparat 31 gjennom hvilket de fø-res i retning oppover. Herunder kondense-res dampene og deres innhold av hydrogenklorid absorberes i koldt vann som strømmer nedover i apparatet fra ledningen 32 så at man får saltsyre. Den således regenererte saltsyre taes ut av absorpsj onsapparatet 31 gjennom ledningen 33 og føres til en lagringstank for syre (ikke vist på tegningen).

Det vann som tilføres absorpsj onsapparatet 31 kan fåes fra to kilder, nemlig spyl-ingstanken 8 eller en utenforliggende kilde. Når der anvendes vann fra tanken 8, fører ledningen 34 fra denne tanks bunn en del av spylevannet i samme til en pumpe 35 som fører spylingsvannet gjennom ledningene 36 og 32 til absorpsj onsapparatets 31 øvre del. På denne måte kan tilstedeværen-de syre i spylingsvannet gjenvinnes. Når ytterligere mengder vann er nødvendig eller ønskelig, kan disse tilføres til ledningen 32 fra en utenforliggende kilde gjennom ledningen 37. Spylingsvann som herved fjernes fra tanken 8, må erstattes i denne fra en hvilken som helst passende kilde for friskt vann.

Den sure væske som opprinnelig er til-stede i en lagringstank for tilførsel til tanken 7 og for komplettering av den sure væske i denne tank, er fortrinnsvis en 20 pst.'s vandig saltsyre som altså består av 20 pst. hydrogenklorid og 80 pst. vann. Den regenererte syre som returneres til lag-ringstanken holdes fortrinnsvis på en konsentrasjon av 20 pst. hydrogenklorid ved å regulere tilførselshastigheten for vann til absorpsj onsapparatet 31.

Efter at den sure beisevæske har vært i kontakt med metallbåndet, består væsken i tanken 7 av hydrogenklorid, ferroklorid og vann. Således kan efter at beisningen er igang, oppløsningen i tanken 7 bestå av ca. 11 pst. HC1, ca. 13 pst. FeCl2 og ca. 76 pst. H20. Fortrinnsvis opprettholdes syrekonsentrasj onen i den beisevæske som er under anvendelse på mellom 5 og 18 vektpst.

Når man for regenerering av syre som omtalt i det foregående tar ut et regulert volum væske fra tanken 7 og leder denne til røsteanordningen 24, vil der mellom den fordampede oppløsning og de gass-formige forbrenningsprodukter i røstean-ordningen foregå følgende reaksjon:

Ved reaksjonen gir altså ferrokloridet i nærvær av dampene og ved varmens inn-virkning et jernoxyd i fast tilstand samt hydrogenkloridholdige damper. Disse damper går sammen med de andre damper eller gasser i røsteanordningen 24 fra denne og inn i absorpsj onsapparatets 31 nedre del.

Når de oppstigende damper fra absorpsj onsapparatets 31 bunn møter det nedadgående kjølevann, befries de for en stor del av hydrogenklorid-dampene ved kondensasjon og absorpsjon i vannet. Praktisk talt intet av vanndampen kondense-res, men varme fra denne vanndamp og den varme forbrenningsgass kan konden-sere noe av det vann som strømmer nedover i motstrøm til den oppstigende vanndamp og forbrenningsgass. Da absorpsj onsapparatet arbeider praktisk talt ved atmosfæretrykk, vil syrekonsentrasj onen i bunnproduktet i dette apparat ikke på noe tidspunkt overstige ca. 20 pst., hva der er den tilnærmede azeotropiske sammenset-ning ved dette trykk, når man tar i betraktning vanndampens og hydrogen-klorid-dampens partialtrykk.

Av det foran anførte vil det fremgå at fordelene ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan sammenfattes i at denne fremgangsmåte gir en optimal beise-effektivitet, regenerering av syre og av jernoxyd samt av at den totale økonomi som opp-nås er optimal. Det vil forståes at man for å oppnå disse optimale fordeler må ta i betraktning visse variable faktorer, som mengden av oxyder på metallbåndet som behandles samt dette bånds volum.

For å opprettholde den ønskede opp-løsende effektivitet i beisetanken, bør regenerert syre eller syre som anvendes til kompensasjon returneres til beisetanken i slike mengder at der kompenseres for syre som går tapt ved reaksjonen med oxydene på metallbåndet samt for visse mekaniske tap av syre, deriblant syrer som føres med av metallbåndet når det går ut fra beisetanken, syretap ved fordampning og tap av damper fra absorpsj onsapparatets topp. Dette kan oppnåes ved passende tilførsler av syre til beisetanken fra en lagringstank for syre, periodisk eller kontinuerlig, og med praktisk talt samme hastighet som den med hvilken beisevæske taes ut for regenerering på den foran beskrevne måte.

Det biprodukt man får ved regenere-ringen av syre, nemlig Fe20;i, er av betydelig kommersiell verdi, da det kan sintres eller briketteres og anvendes i smelteovner. Dette biprodukt inneholder i alminnelighet ca. 70 pst. jern og bare spor av klor. Dess-uten fjernes eventuelle spor av andre me-taller sammen med jernoxydet så at sådanne ikke går tilbake til beiseoppløsnin-gen.

I det foran beskrevne apparat til ut-førelse av foreliggende fremgangsmåte anvendes der oppvarmet saltsyreholdig beisevæske, da metallbåndet S her forutsettes å ha omgivelsenes temperatur når det kommer inn i tårnet 1. Når båndet er varmt idet det kommer inn i tårnet 1, minskes åpenbart den grad det er nødvendig å opp-varme beisevæsken ved hjelp av varmeutveksleren 13.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til kontinuerlig

beisning av bånd eller lignende gjenstander av jern eller stål, med saltsyreholdige beisevæsker under gjenvinning av saltsyre fra de under beisningen dannede jernklor-ider, karakterisert ved at man i en beholder som er innskutt i et kretsløp for beisevæske og gjennom hvilken gjenstandene beveger seg, påfører disse beisevæske med en syrekonsentrasj on mellom 5 og 18 vektpst. ved påsprøytning eller neddykning og ved en temperatur mellom 60 og 93°C, kontinuerlig tar ut av beisevæske-kretslø-pet en del av beisevæsken efter at denne har vært i kontakt med gjenstandene og erstatter den uttatte mengde med et passende volum frisk beisevæske med en hydrogenkloridkonsentrasjon på ca. 20 vektpst., leder den uttatte del av beisevæsken til et avgrenset rom hvor den i form av en dusj bringes i kontakt med varme for-brenningsgasser så at jernkloridene spal-tes under fordampning av det herved dan- nede hydrogenklorid sammen med vann og beisevæskens innhold av hydrogenklorid, mens det ved spaltningen dannede jernoxyd utskilles, tar ut dette jernoxyd fra rommets bunnparti og tar ut den erholdte blanding av gassformig hydrogenklorid og vanndamp fra rommets øvre del, kondenserer denne blanding, innstiller kondensatets hydrogenkloridkonsentrasjon på ca. 20 vektpst. og returnerer den herved erholdte saltsyre til beiseoperasjonen, eventuelt over en passende forrådsbeholder.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisertvedat innstillingen av kondensatets hydrogenkloridkonsentrasj on på ca. 20 vektpst. utføres samtidig med kondensasjonen ved å bringe den hydrogenkloridholdige damp i kontakt med strømmende kjølevann.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, hvorved gjenstanden spyles med vann umiddelbart efter beisningen, karakterisert ved at det anvendte spylevann brukes til nevnte innstilling av kondensatets hydrogenklorid-konsentrasjon. i