NO161238B - Begerlignende beholder og reaksjonsbrett for et antall slike beholdere. - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til kondensering av klor ved absorbsjon i og desorbsjon fra et oppløsningsmiddel.

Istedenfor den vanlige fremgangsmåten til kondensering av klor basert på komprimering og avkjoling, kan det anvendes en fremgangsmåte hvor klor absorberes i et opplosningsmiddel i flere trinn og en på-følgende desorbsjon av det dannede klor fra oppløsningen. Dette er kjent for eksempel fra fransk patent nr. 866 780, sveitsisk patent nr.

302 144, britisk patent nr. 801 730 og norsk patent nr. 107 558, hvor i alt vesentlig den samme absorbsjons- og desorbsjonsprosess beskrives, idet det benyttes forskjellige opplosningsmidler.

De nevnte patentskriftene angir at fremgangsmåten ikke bare

kan benyttes for gassblandinger som i tillegg til klor inneholder rela-tivt store mengder av andre gasser, men også for gasser som hovedsakelig består av klor, slik som f.eks. den gassen som oppnås ved elektrolyse

av en saltopplosning.

Selv om en slik gass vanligvis utsettes for torking for klorgassen kondenseres, inneholder den fremdeles alltid en viss mengde vanndamp. Hvis absorbsjonen fullstendig utfores i et motstromsforhold,

som beskrevet i de ovenfor nevnte patentskrifter, er det en risiko for utskillelse av væskeformig vann på visse steder i eller mellom absorb-sjonstrinnene, hvilken utskillelse kan forårsake alvorlige korrosjons-fenomen.

Faren for denne korrosjon viser seg for det meste når, i be-traktning av at omkostningene med avkjolingen gjores så små som mulig , de forste absorbsjonstrinn avkjoles med kjolevann. Ved de temperaturer som etter dette er fremherskende i de forskjellige trinn, resulterer anvendelsen av motstromsprinsippet faktisk i at hele vannmengden som finnes i hver opplost tilstand og i dampfasen, oker i gass-strommens retning.

Foreliggende oppfinnelse er ba.sert på erkjennelsen av denne risiko og på den innsikt at den kan reduseres når klorgass-strommen ikke bare bringes i beroring med den tildannede kloropplosningen som skal avgis når gassen kommer inn i forste absorbsjonstrinn, hvilket er tilfelle når absorbsjonen utfores i motstromsforhold, men også når den tildannede oppløsningen eller en del -a? denne og gass-strommen bringes i beroring med hverandre i et senere absorbsjonstrinn, hvor vanndampinnholdet i gassen har oket.

Ifolge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt

en fremgangsmåte til kondensering av klor ved absorbsjon i og desorbsjon fra et opplosningsmiddel, hvori en strom av klorgass inneholdende små mengder urenheter blant annet vanndamp, bringes i kontakt med et opplosningsmiddel for klor i en rekke trinn på en slik måte at minst halvparten av klormengden som opprinnelig er tilstede i gass-strommen absorberes i forste trinn, sett i gassens stromningsretning, og hvori den tildannede klorrike opplosning oppvarmes i en destillasjons-seksjon for således å desorbere klorgass som er kondensert ved avkjoling, mens den resterende klorfattige opplosning returneres til absorbsjons-seksjonen, kjennetegnet ved at absorbsjonen i forste trinn utfores i medstromsforhold eller under betingelser som i alt vesetlig tilsvarer fullkommen blanding slik at den resterende gass-strom som utfores fra det forste trinn og den klorrike opplosning som utfores fra forste trinn i alt vesentlig er i absorbsjonslikevekt med hverandre i det oyeblikk de utfores fra dette trinn.

Oppfinnelsen bevirker at en storre mengde vann utfores fra absorbsjonsfasen av den oppløsningen som er rik på klor enn det som er tilfelle ved kjente metoder for utforelse av fremgangsmåten. Dette betyr blant annet at en midlertidig stigning i fuktighetsinnholdet i klorgass-strommen som tilfores anordningen, innebærer mindre sannsynelig-het for bevirkelse av korrosjon og vanskeligheter i driften. Beting-elsene under hvilke vann separeres og/eller fast klorhydrat tildannes, er faktisk ikke lett å oppnå.

På den annen side innebærer foreliggende oppfinnelse at med samme fuktighetsinnhold i den tilforte gassen, kan temperaturen i det siste absorbsjonstrinnet holdes lavere enn det som er tilfelle i kjente utforelser av absorbsjonsmetoden. Dette tillater en videre senkning av klorinnholdet i restgassen således at tap av klor reduseres, og en videre reduksjon i tap av opplosningsmiddel.

De fordeler som tilveiebringes ved bruk av foreliggende oppfinnelse oppveier fullstendig den omstendighet at når oppfinnelsen benyttes, er konsentrasjonen som skal oppnås i den klorholdige oppløs-ningen litt mindre enn tidligere, og folgelig må en noe storre mengde opplSsningsmiddel holdes i sirkulasjon.

Ved en fordelaktig utforelse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen foregår absorbsjonen i tre suksessive trinn hvor ikke mer enn 5% av den totale mengde resirkulerte klorfattige opplosning fores gjennom det siste trinn, sett i gassens stromningsretning, og hvilket trinn holdes ved en betraktelig lavere temperatur enn de foregående trinn, idet hovedstrømmen av den klorfattige opplosning suksessivt fores gjennom den andre og det forste absorbsjonstrinn, som begge i alt vesentlig drives under forhold for fullkommen blanding.

Oppfinnelsen tydeliggjøres under henvisning til tegningen som skjematisk viser to anordninger for utforelse av fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse.

I anordningen ifolge fig. 1 sendes klorgass-strommen som tilfores gjennom ledningen 1, forst gjennom bufferbeholderen 2 for gass-strommen fores gjennom ledningen 3 inn i boblebeholderen 4 som er den forste absorbsjonsbeholderen og hvor absorbsjonen av mer enn ^ 0% klor finner sted og i hvilken den tildannede rike klorholdige opplesningen holdes ved et konstant nivå. Den mengde gass som ikke er absorbert strommer gjennom ledningen 5 til beholderen 6 som er den andre absorbsjonsbeholderen og i hvilken det også opprettholdes et konstant væskenivå. Gassen som uttommes fra det andre trinnet fores gjennom ledningen 7 inn i beholderen 8 som, i denne utforelsen, er det tredje og siste absorbsjonstrinn. Den resterende gassen som ikke er absorbert uttommes gjennom ledningen 9»

Opplosningsmidlet f.eks. karbontetraklorid som kommer fra destillasjonsfasen merket med 10, og som enda kan inneholde en viss

mengde klor, og derfor kalles den "klorfattige opplosning", tilfores gjennom ledningen 11. Ledningen 12, som er en forgrening av ledning 11, forer en liten mengde av opplosningsmiddelstrommen til den siste absorbs jonsbeholderen 8. Den oppløsningen som dannes, i denne beholderen fores gjennom overlopsledningen 13 til ledningen 14<, gjennom hvilken hovedstrømmen av den klorfattige oppløsningen sendes, og fores til den andre absorbsjonsbeholderen 6 sammen med nevnte hovedstrom.

Oppløsningen som dannes i denne beholderen strømmer gjennom overlopsledningen 15 til den forste beholderen 4 hvor klorinnholdet i væskestrommen oker ytterligere. Den klorrike oppløsningen som dannes forlater beholderen 4 gjennom overlopsledningen 16 og fores gjennom buf'ferbeholderen 2, ledningen 17, pumpen 18 og ledningen 19 til destil-las jonsf asen, hvor oppløsningen separeres slik at det dannes en klorfattig opplosning som skal sendes tilbake gjennom ledningen 11, og klorgass (inneholdende vanndamp) som kondenseres og uttommes gjennom ledningen 20 som væskeformig klor.

Ventilene 21 og 22 er anordnet i ledningen 12 og 14, respektivt, for kontroll av strømmen i forgreningsroret og av hovedstrømmen av den tilbakesendte klorfattige opplosning. De tre absorbsjonsbeholderene er forsynt med kjoleanordninger som er vist i beholderen 4 som et hår-nållignende kjoleror 23, i beholderen 6 som en kjolespiral 24 og i beholderen 8 som en kjolekappe 25.

Anordningen ifolge fig. 2 har fire absorbsjonstrinn hvor hovedstrømmen for opplosningsmidlet sendes gjennom de to forste. Som i fig. 1 er hovedstromningskretsen angitt med kraftige opptrukne linjer. Klorgassen tilfores ved hjelp av ledningen 26 og sendes etter hånden gjennom medstroms-absorbsjonsanordningen 27, ledningen 28, bufferbeholderen 29, ledningen 30, en andre medstroms-absorbsjonsanordning 31, ledningen 32, motstroms-absorbsjonsanordningen 33, ledningen 34 °g en siste absorbsjonsanordning 35 hvor det holdes et konstant væskenivå. Den resterende gassen som ikke er absorbert uttommes gjennom ledningen 36.

I denne utførelsen er destillasjonsfasen 37 også vist meget skjematisk. Den klorfattige opplosning som separeres i denne fasen returneres til absorbsjonsfasen i anordningen gjennom ledningen 38- En del av opplosningsmidlet fores gjennom forgreningsledningen 39 til den siste absorbsjonsanordningen 35* Oppløsningen som dannes i denne fores gjennom overlopsledningen 40 til ledningen 41, gjennom hvilken hoved-strømmen av opplosningsmidlet sendes. En andre forgreningsledning 42 tilforer en annen del av opplosningsmidlet til absorbsjonsanordningen 33, og oppløsningen som uttommes fra denne sendes gjennom ledningen 43 til hovedstrømmen. Denne hovedstrømmen, sammen med de oppløsningene som er dannet i absorbsjonsanordningene 35 °g 33 °g i forening med hovedstrømmen, sendes gjennom absorbsjonsanordningene Jl og 27 i samme retning som gass-strommen. ;Væskeledningen som forbinder den andre og den forste absorbsjonsanordningen er merket med 44, °g ledningen som uttømmer væske fra den forste absorbsjonsanordningen er merket med 45- Den sistnevnte ledningen forer den tilveiebragte klorrike oppløsningen til bufferbeholderen 29 fra hvilken oppløsningen sendes gjennom ledningen 46, pumpen 47 og ledningen 48 til destillasjonsfasen 37» Uttomnings-ledningen for kondensert klor er merket med 49* Ventilene 50, 51 °g 52 tjener til å kontrollere forgreningsstrommene og hovedstrømmen av den recyklerte klorfattige opplosning.

I denne utforelsen er de forste tre absorbsjonsanordningene filmabsorbsjonsanordninger, hvor opplosningsmidlet strommer langs inner-veggene i rorene som er utvendig avkjølt. Som allerede nevnt ovenfor er den siste absorbsjonsanordningen 35 i form av en beholder hvor det opprettholdes et konstant væskenivå. Beholderen er omgitt av en kappe gjennom hvilken det sendes et kjolemiddel.

Eksempel

41.4 mol/sek. elektrolysegass ( 38% klor) med et trykk på 3 atm fores gjennom ledningen 1 i en anordning ifolge fig. 1. Gassens vanndampinnhold er 39 mol per million mol gass. Fra den forste absorbsjonsanordningen 4 hvor det holdes en temperatur på 25°C, uttommes 9-05 mol/ sek. gass hvis H^O-innhold er 118 mol per million mol gass gjennom ledningen 5, mens den tildannede opplosning, bestående av 65 molprosent karbontetraklorid og 35 molprosent klor og et H^O -innhold på 11.0 mol per million mol gass, uttommes gjennom ledningen 16 i en mengde på I65.O mol/sek.

Folgelig har (4i.4-9.O5) mol/sek. = 32.35 mol/sek. klor blitt absorbert i den forste absorbsjonsbeholder 4, hvori forholdene i alt vesentlig tilsvarer fullkommen blanding. Gass-strommen som utfores fra absorbsjonsbeholderen 4 gjennom ledningen 5 er vesentlig i absorbsjons-

likevekt med den klorrike opplosning som fores ut gjennom ledningen 16.

Denne oppløsningen separeres i destillasjonsfasen 10 i

40.25 mol/sek. væskeformig klor med et R^O -innhold på 39•6 mol per million mol gass og 104-75 mol/sek. av en vannfri opplosning som enda inneholder 10 molprosent klor. Av denne oppløsningen fores 14-95 mol/sek.

til den siste absorbs jonsanordningen 8 som holdes ved-f40°C, mens 89.8 mol/sek. sendes direkte gjennom ledningen 14 til den andre absorbsjonsanordningen 6 sammen med 15-9 mol/sek. av den oppløsningen som uttommes gjennom ledningen 13 fra den siste absorbsjonsanordningen og hvis HgO -innhold er 13.8 mol per million mol gass.

Den kombinerte væskestrom bringes i beroring med 9-05 mol/sek.

gass fra ledningen 5 i absorbsjonsanordningen 6 som holdes ved 25°C,

hvorved 6.95 mol/sek. klor absorberes. Den anrikede opplosning som er tilveiebragt (112.65 mol/sek.) og hvis H20 -innhold er 9-4 mol per million mol gass sendes gjennom ledningen 15 til den forste absorbsjonsanordningen 4 og 2.10 mol/sek. gass som ikke er absorbert og hvis vanndampinnhold er 112 mol per million mol gass sendes gjennom ledningen 7 til den siste absorbsjonsanordningen 8. Fra denne absorbsjons-

anordningen uttommes 1.15 mol/sek. restgass hvis vanndampinnhold er 12

mol per million mol gass.

Selv ved den lave avkjolingstemperaturen på -40°G som benyttes

i det siste absorbsjonstrinnet, er det ingen steder i anordningen at vanninnholdets opploselighetsgrense nåes.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til kondensering av klor ved absorbsjon i og

desorbsjon fra et opplosningsmiddel, hvori en strom av klorgass inneholdende små mengder urenheter blant annet vanndamp, bringes i kontakt med et opplosningsmiddel for klor i en rekke trinn på en slik måte at minst halvparten av klormengden som opprinnelig er tilstede i gass- strommen absorberes i forste trinn, sett i gassens stromningsretning, og hvori den tildannede klorrike opplosning oppvarmes i en destillasjons-seksjon for således å desorbere klorgass som er kondensert ved av- kjolning, mens den resterende klorfattige opplosning returneres til absorbs jonsseksjonen, karakterisert ved at absorbsjonen i forste. trinn utfores i medstromsforhold eller under betingelser som i alt vesentlig tilsvarer fullkommen blanding slik at den resterende gass-strom som utfores fra det forste trinn og den klorrike opplosning som utfores fra forste trinn i alt vesentlig er i absorbsjonslikevekt med hverandre i det oyeblikk de utfores fra dette trinnet.

2. Fremgangsmåte ifolge krav 1, hvor absorbsjonen utfores i tre suksessive trinn og hvor ikke mer enn 5% av den totale mengde resirku-lert klorfattig opplosning fores gjennom siste trinn, sett i gassens stromningsretning, og hvor dette trinn holdes ved en betraktelig lavere temperatur enn de foregående trinn, karakterisert ved at •hovedstrømmen av klorfattig opplosning suksessivt fores gjennom det andre og forste absorbsjonstrinn, som begge i det vesentlige drives under forhold som tilsvarer fullkommen blanding.