PL112909B1 - Process for the production of aluminium chloride - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia chlorku glinowego o czystosci odpowiedniej do stosowania w procesie redukcji elektrolitycz¬ nej do glinu metalicznego. Dokladniej, wynalazek dotyczy chlodzenia par chlorku glinowego powsta¬ jacych podczas chlorowania surowca glinowego i otrzymywania' chlorku glinowego o wysokim stopniu czystosci.Stpoisólb wyltiwairzania chlorku glinowego droga chlorowania surowca glinowego, takiego jak tle¬ nek glinowy, opisany w opisie patentowym St Zjedn. Am. nr 3786135, wymaga filtracji gazów wychodzacych z reaktora chlorowania. Gazy te zawieraija pary chlorku glinowego i moga miec poczatkowa temperature dochodzaca az do 600— 800°C. Jest to temperatura o wiele za wysoka dla urzadzen filtracyjnych stosowanych do usuwania z gazów stalych zanieczyszczen. Tym samym nie* zbedne jest chlodzenie gazów do temperatury dopuszczalnej dla urzadzen, filtracyjnych.W omawianym opisie patentowym pary prze¬ chodza przez chlodnice z plaszczem, przez któr przeplywa odpowiedni czynnik chlodzacy. Chociaz stwierdzono, ze daje to zadowalajace wyniki, to wymagana jest regulacja chlodzenia dla uniknie¬ cia zatykania chlodnicy i potrzebna jest dodatko¬ wa ilosc energii oraz kosztów zwiazanych z uzy¬ waniem czynnika chlodzacego.W sposobie wedlug wynalazku gorace pary powstajace podczas chlorowania surowca glinowe¬ go, chlodzi sie poprzez ich zetkniecie po wyjsciu 10 15. 20 25 30 z reaktora ze stalym chlorkiem glinowym. Staly chlorek glinowy ulega odparowaniu pod dziala¬ niem ciepla z goracych gazów, przy czym. proces ten pochlania energie w ilosci wystarczajacej do ochlodzenia gazów do temperatury okolo 300— 350°C. Jest to odpowiednia temperatura pracy dla urzadzen filtracyjnych.Na rysunku fig. 1 przedstawiono schemat reak¬ tora i towarzyszacej aparatury, stosowanej w spo¬ sobie wedlug wynalazku.Na rysunku fig. 2 przedstawiono, powiekszony fragment procesu z fig. 1, (ilustrujacy mechanizm przesylania z powrotem stalego chlorku glinowego do wyjscia reaktora.Reaktor chlorowania 2 zaladowuje sie surowcem glinowym, takim jak tlenek glinowy, przez otwór 4, natomiast gaizowy chlor podaje sie przez wej¬ scie 6. Gorace gazy zawierajace pary chlorku gli¬ nowego wychodza z reaktora chlorowania 10 i li¬ nia 12 przechodza do stacji filtrów 20, w której czesci stale sa oddzielane od goracych par. Prze¬ saczone pary chlorku glinowego wedruja linia 22 do zloza fluidalnego 30, takiego jakie zostalo opi¬ sane i zastrzezone we wspomnianym uprzednio opisie patentowym i które zawiera fluidyzowane czastki stalego chlorku glinowego, na których pary chlorku glinowego wchodzace linia 22, mo¬ ga sie kondensowac lub desublimowac. Staly chlo¬ rek glinowy usuwany jest nastepnie linia 32.Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, czesc stalego chlorku glinowego usunietego ze zloza flu- 112 9093 ' 112 309 * idalnego 30, jest podawana do strumienia gaza opuszczajacego reaktor. Mozna to wykonywac za pomoca sposobu przedstawionego na rysunkach, przez dzielenie przeplywu czastek stalego chlorku glinowego opuszczajacych zloze fluidalne 30 na dwa strumienie, przeplywajace odpowiednio li¬ niami 34 i 36, przy „czym linia 36 przesyla sie chlorek glinowy do ukladu mierniczego, takiego jak zawór obrotowy 38 opisany w dalszej czesci opisu. Alternatywnie, czastki chlorku glinowego przeslane z powrotem do reaktora chlorowania 2, moga byc usuwane ze zloza fluidalnego 30 po- ^ przez rmeizateznv~l otwór wylotowy.Na figurze* 2'przedstawiony Jes* dokladniej za¬ wór obrotowy 3fc, zawierajacy zbiornik 4Q, do którego wpada chlorek glinowy przychodzacy li¬ nia 36. Ze zbiornika 40 czastki chlorku glinowego przechodza do komory 42, w której wirnik 44 obraca sie z szybkoscia kontrolowana przez sil¬ nik pradu stalego (pokazany na fig. 1).- Szybkosc obrotów silnika jest z kolei kontrolowana za po¬ moca termopary 50 (pokazana na fig. 1), umiesz¬ czonej w linii 12 dla sterowamia temperatura par chlorku glinowego opuszczajacych reaktor 2. Jesli temperatura par chlorku glinowego wzrasta, ter- mopara przekazuje do silnika 46 sygnal powodu¬ jacy zwiekszenie jego obrotów, w celu podawania wiekszej ilosci stalego chlorku glinowego poprzez linie 24 do linii 12, co z kolei wplywa na obni¬ zenie temperatur par chlorku. glinowego.Podczas obracania sie wirnika 44 jv zaworze 38 chlorek glinowy podawany jest z zaworu obro¬ towego do turbolentnego strumienia gazu bezwod¬ nego wchodzacego do komory 43 linia 48. Gaizem takim moze byc gaz obojetny, taki jak azot, lub gaz odlotowy z fluidalnego zloza 30, mogacy za¬ wierac tlenek wegla, dwutlenek wegla, chlorowo¬ dór, fosgen i chlor. Alternatywnie, kazdy z po¬ wyzszych gazów moze byc stosowany jako nieza¬ lezny nosnik gazu, jesli uklad posiada urzadzenie do dalszej obróbka tych gazów, takie jak dla ga¬ zów odlotowych z procesu chlorowania w reakto¬ rze 2. Urzadzenie to nie wchodzi w zafcres wyna¬ lazku. Przeplyw gazu moze byc utrzymany za po¬ moca kompresorów, zaworów i regulatorów, w sposób dobrze znany fachowcom.Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, czast¬ ki stalego chlorku glinowego wchodzace do za¬ woru obrotowego 38 linia 36 sa zawieszane w ga¬ zie przychodzacym linia 48 i przesylane linia 24 do punktu mieszania 26 i odparowywane w linii 12, sluzac do odbierania ciepla z par przecho¬ dzacych linia 12 i powodujac obnizenie ich tempe¬ ratury z okolo 600—800°C do okolo 300—350°C. przed przeslaniem omawianych par do filtru 20.Stwierdzono, ze w obiegu powinno sie znajdo¬ wac okolo -Ir—2 kilogramy sproszkowanego stale¬ go chlorku glinowego na kazdy kilogram tegoz chlorku wytwarzanego w reaktorze. Korzystnie jest stosowac czastki o rozmiarach okolo 4—25 mikronów. Zaklada sie, ze mniejsze czastki moga szybciej ulegac odparowamiu. Wielkosc stosowa¬ nych czastek zalezy jednak ad warunków pracy zloza^ fluidalnego 30. Pozadane jest oczywiscie, aby czastki w limd 12 byly odparowywane przed przeslaniem do filtra 20, tak aby wymiana ciepla zachodzila przed filtrowaniem par, a z drugiej strony w celu unikania zatykania filtra czastka¬ mi stalego1 chlorku glinowego. Stwierdzono, ze wieksze czastki opadaja do dolnej czesci zloza fluidalnego 30 z powodu swojego ciezaru. Dlatego tez, jesli pozadane jest kontrolowanie Wielkosc1 czastek zawracanych do wyjscia reaktora 2, na¬ lezy odpowiednio ustalac miejsce, z którego czastki sa zawracane do reaktora. Im wyzej znaj¬ duje sie otwór wyjsciowy przy zlozu fluidalnym 30, tym mniejsze czastki sa pobierane. Korzystne jest równiez umiejscowisnie otworu wyjsciowego na poziomie dolnej czesci zloza fluidalnego 30, w celu usuwania najwiekszych czastek, co zwieksza sprawnosc zloza. v Na fig. 2 pokazana jest dodatkowa linia 52 la¬ czaca górna czesc sekcji gazowej zloza fluidalne¬ go 30 z zaworem obrotowym 38. Linia ta jest od¬ powietrznikiem dla wyrównywania- cisnienia po¬ miedzy zlozem 30 i zaworem 38, aby nie powsta¬ waly róznice cisnien, które uniemozliwialyby wlasciwy przeplyw czastek w linii 36, ze zloza fluidalnego 30 do zaworu obrotowego 38. Jesli nastapi zahamowanie przeplywu, mozna otworzyc zawór 54 na linid 52 w celu wyrównania cisnienia i umozliwienia kontynuacji przeplywu.W linii 36 znajduje sie dodatkowy zawór 37, który moze byc stosowany w przypadku zamknie¬ cia zaworu obrotowego 38 w celu zapobiegania zbrylania sie czastek chlorku glinowego w linii 36 ponizej zaworu 37, w zbiorniku 40 lub pomie¬ dzy lopatkami wirnika 44, albo gdy zawór 38 po¬ winien byc zamkniety z jakichs szczególnych po¬ wodów. Jesli zawór 38 mai byc zamykany, naj¬ pierw zamyka sie zawór 37, co pozwala calosci czastek chlorku glinowego ze zbiornika 40 i linii 36 ponizej zaworu 37 przejsc przez zawór 38 do linii 24. Wtedy zawór obrotowy 38 moze zostac zamkniety w nieobecnosci czastek chlorku glino¬ wego, w takiej ilosci, która spadajac do komory mieszania z gaizem 43, ponizej zaworu obroto¬ wego, przeszkadzalaby w ponownym uruchomie¬ niu linii.W sposobie wedlug wynalazku do chlodzenia par chlorku glinowego wychodzacych linia 10 z reaktora chlorowania1 2, mozna stosowac zasila¬ nie stalym chlorkiem glinowym ze zbiornika nie¬ zaleznego od desublimatora. Nalezy przy tym pod¬ kreslic, ze mozliwe jest stosowanie chlorku gli¬ nowego nie odpowiadajacego normom, takiego npr jak chlorek glinowy nie posiadajacy czystosci wymaganej w procesie redukcja elektrolitycznej i wytwarzania! glinu metalicznego.W sposobie wedlug wynalazku, zanieczyszczony chlorek glinowy moze byc stosowany do chlodze¬ nia, poniewaz ulega on odparowaniu i chlorowa-^ niu gazami odlotowymi z reaktora chlorowania1 w linii 12. Chlorek glinowy znajdujacy sie w za¬ nieczyszczonym produkcie moze byc wiec ekstra¬ howany, podczas gdy stale zanieczyszczenia sa za¬ trzymywane w filtrze a zanieczyszczenia lotne sa odpowiednio rozcienczane parami czystego chlor¬ ku glinowego, w wyniku czego otrzymany pro¬ dukt po desublimacji w zlozu fluidalnym 30 od~ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Ml«*©9 powiada wymaganiom procesu elektrolitycznej re¬ dukcji.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania chlorku glinowego o wysokim stopniu czystosci, odpowiedniego dla elektrolitycznej redukcji do glinu metalicznego, w procesie chlorowania surowca glinowego, otrzy¬ mywania chlorku glinowego w temperaturze po¬ wyzej temperatury odparowywaniiai, nastepnie fil¬ tracji chlorku glinowego i ich kondensacji w zlozu fluidalnym, znamienny tym, ze gorace pary chlorku glinowego poddaje sie zetknieciu ze sta¬ lymi czastkami chlorku glinowego zawróconymi przez gaz fluidyzacyjny po kondensacji w zlozu fluidalnym, z powrotem do przestrzeni pomiedzy strefa chlorowania i strefa filtracji, czastki sta¬ lego chlorku glinowego odparowuje sie, pary ochladza sie do temperatury okolo 300—350°C$ a nastepnie poddaje filtracji. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, z»: ilosc zawracanych stalych czastek chlorku glino¬ wego odmierza sie. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze ilosc zawracanego chlorku glinowego odmierza sie za pomoca zaworu obrotowego. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze temperature w przestrzeni, do której zawraca sie staly chlorek glinowy reguluje sie za pomoca termopary regulujacej szybkosc z jaka zawór obrotowy podaije zwiekszona lub zmniejszona ilosc chlorku glinowego do tej przestrzeni w zaleznosci od wzrostu lub spadku temperatury, poza ustalo¬ ne uprzednio granice.FIG. 2.FIG. /. «oe m PL PL PL

Claims (2)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania chlorku glinowego o wysokim stopniu czystosci, odpowiedniego dla elektrolitycznej redukcji do glinu metalicznego, w procesie chlorowania surowca glinowego, otrzy¬ mywania chlorku glinowego w temperaturze po¬ wyzej temperatury odparowywaniiai, nastepnie fil¬ tracji chlorku glinowego i ich kondensacji w zlozu fluidalnym, znamienny tym, ze gorace pary chlorku glinowego poddaje sie zetknieciu ze sta¬ lymi czastkami chlorku glinowego zawróconymi przez gaz fluidyzacyjny po kondensacji w zlozu fluidalnym, z powrotem do przestrzeni pomiedzy strefa chlorowania i strefa filtracji, czastki sta¬ lego chlorku glinowego odparowuje sie, pary ochladza sie do temperatury okolo 300—350°C$ a nastepnie poddaje filtracji. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, z»: ilosc zawracanych stalych czastek chlorku glino¬ wego odmierza sie. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze ilosc zawracanego chlorku glinowego odmierza sie za pomoca zaworu obrotowego. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze temperature w przestrzeni, do której zawraca sie staly chlorek glinowy reguluje sie za pomoca termopary regulujacej szybkosc z jaka zawór obrotowy podaije zwiekszona lub zmniejszona ilosc chlorku glinowego do tej przestrzeni w zaleznosci od wzrostu lub spadku temperatury, poza ustalo¬ ne uprzednio granice. FIG.

2. FIG. /. «oe m PL PL PL