PL45139B1 - - Google Patents

Description

Wiadomo,' ze chlorki metali lub podobne do nich zwiazki, miedzy innymi chlorki glinu, ze¬ laza, krzemu, manganu wapnia, tytanu, cyr¬ konu tantalu, niobu, berylu itd., przy czym wyliczenia tego nie nalezy traktowac jako ogra¬ niczajacego, wytwarza sie przez reakcje gazo¬ wego chloru na mieszanine tlenku danego me¬ talu lub podobnego zwiazku i wegla, ewentual¬ nie ogrzewajac do temperatury potrzebnej do zapoczatkowania i (albo) zachodzenia reakcji chlorowania, takiej jak np. przedstawiona za pomoca równan: (1) M2 On + y- C + nCl2 — 2 MCln + y C02 i (albo) (10 M2 On.+ nC+nCI2 —2 MCL + nCO w których M oznacza metal o wartosciowosci tu Wiadomo jednakze, ze ogrzewajac weglowo¬ dory nasycone lub nienasycone do mniej lub wiecej wysokiej temperatury, na ogól wyzszej od kilkuset stopni, wywoluje sie na ich roz¬ klad. Na przyklad przez termiczne krakowanie metanu, otrzymuje sie wprost wegiel i wodór, wedlug nastepujacej endotermicznej reakcji; (2) CH4 — Ca+ 2H2 Jednakze oprócz takich reakcji rozkladu we¬ glowodorów na ich pierwiastki, moga wyste¬ powac reakcje prowadzace do otrzymania no1- wych weglowodorów, szczególnie przy krako¬ waniu . weglowodorów o wiekszej liczbie ato¬ mów wegla.Jest to dobrze znane, np. przy wytwarzaniu sadzy handlowej przez termiczny kraking lek¬ kich weglowodorów, która nastepnie jest usu^ wana przez strumien gazowy i odzyskiwanaty *h*ny sposób, np. prz^E filtrowanie w fil¬ trach workowych lub przeprowadzenie przez cyklony itd. M % Azeby wyzej podana "reakcja (1) mogla za^ chodzic latwo, * szybko i calkowicie, potrzeba zeby uprzcfc&ie? zetkniecie miedzy tlenkiem i weglem w slanie stalym bylo tak scisle jak tyllto to jest mozliwe. Obecnie stosuje sie w tym celu wszystkie znane sposoby takie jak kruszenie, gniecenie, mieszanie, spiekanie itd., które wykazuja miedzy innymi te niedogod¬ nosc ze sa malo wydajne i daja malo skutecz¬ ne zetkniecie miedzy tlenkiem metalu i czyn¬ nikiem redukujacym, gdy oba reagenty sa w stanie stalym.W sposobie wytwarzania haloidków metali, czynnik redukujacy do traktowania tlenku me¬ talu pochodzacy z krakingu weglowodorów w stanie gazowym, dpprowadza sie do scislego zetkniecia z tlenkiem metalu unikajac wyzej wspomnianych niedogodnosci.Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwa¬ rzania haloidków metali, który jest praktycz¬ nie biorac procesem termicznie samodzielnym, w którym z jednej strony prawie calosc zasto-' -sowanego weglowodoru daje wegiel, wctadsa* cy w scisle zetkniecie z traktowanym tlenkiem metalu, wedlug reakcji termicznego rozkladu: (2') CD Hw + 2- nC + fn + 1) H2 przy czym prawie calosc w ten sposób utwo¬ rzonych zwiazków gazowych jest doprowadza¬ na do wyzszego stopnia utlenienia.Sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie czyste i. bezwodne haloidki metali, które prak¬ tycznie nie zawieraja odpowiednich tleno¬ chlorków.Sposób wytwarzania haloidków metali we¬ dlug wynalazku obejmuje wprowadzenie w zetkniecie w wysokiej temperaturze zwiazków weglowodorowych w stanie gazowym z czast¬ kami tlenku metalu, krakowanie tych weglo¬ wodorów i wprowadzenie w zetkniecie w wy* sokiej temperaturze chlorowca w postaci gazu z tymi czastkami i produktami otraymanymi w trakcie krakowania. Stwierdzono, ze przez termiczny kraking weglowodorów w ze¬ tknieciu ze stalymi czastkami tlenku np. glinu, magnezu, wanadu, tytanu, cyrkonu, tantalu, niobu, berylu itd., przy czym wyliczenie to nie moze byc uwazane jako ograniczenie, i przez reakcje gazowego chlorowca tafcego jak chlor, brom lub jod, w temperaturze wystarczajacej do zapoczatkowania i (albo) przebiegania reak¬ cji chlorowcowania otrzymuje sie bezposrednio haloidek metalu. Proces zachodzi tak, jak gdy¬ by w przypadku krakowania nasyconych weglo¬ wodorów, przebiegala nastepujaca reakcja: (3) 2M2 Og + -^-Cn H2n +2 +2B X2 —4MXB + nC02 + » (n + ° H2 n i (albo) (3') M2 Ob + -B- C„ Hj. + tBX2 — 2MX„ + + u (n + 1) n w której M oznacza metal o wartosciowosci y, a X oznacza chlorowiec taki jak chlor, brom lub jod; jedna :' (albo) druga z tych dwóch re¬ akcji zachodzi jako funkcja temperatury,, w której prowadzi sie proces bedacy przedmie^ tern wynalazku.Jednakze w trakcie reakcji potrzebne sa ta¬ kie warunki, zeby ilosc chlorowca wchodzaca W zetkniecie z dana iloscia wegla i tlenku me¬ talu byla praktycznie w nadmiarze w porów¬ naniu z iloscia teoretyczna wegla, okreslona w równaniu (3) i (albo) (3').Ilosc weglowodorów wprowadzonych do danej masy tlenku jest wyliczona w taki sposób, ze¬ by cala ilosc atomów wegla otrzymanych przez krakowanie byla co najmniej równa, a nawet wyzsza od ilosci wymagnej zgodnie z równania¬ mi (3) i (albo) (3'). Znajac objetosc i sklad trak¬ towanych weglowodorów, ilosc atomów wegla jest latwa do zmierzenia, np. za pomoca ana¬ lizy ilosciowej lub z ilosci atomów wodoru za¬ wartych w gazach wychodzacych ze strefy kra¬ kowania^ po odjeciu wolnego wegla* który móglby byc porwany z tymi gazami.Wedlug najkorzystniejszej postaci wynalazku, stosuje sie szczególnie nasycone weglowodory alifatyczne, o nie wiecej niz 4 atomach wegla, takie jak miedzy innymi metan, w celu otrzy¬ mania specjalnie przez kraking wegla reduku^ jacego i wodoru. Stosowanie takich weglowo¬ dorów umozliwia zasadniczo zapobieganie po¬ wstawania lzejszych weglowodorów, co ogra¬ niczaloby tworzenie redukujacego wegla oraz zanieczyszczaloby regenerowana mieszanine ga¬ zowa.Krakowanie weglowodorów z jednoczesnym tworzeniem redukujacego wegla, otrzymuje - 2 -sie w sposobie wedlug wynalazku, przez bezpo¬ srednie wprowadzenie w zetkniecie tych we» glowodorów z traktowanym tlenkiem,: Krako¬ wanie prowadzi sie w wysokiej temperaturze, azeby otrzymac odpowiednia szybkosc reakcji i wydajnosc prawie ilosciowa; scislej w tem¬ peraturach wyzszych od 900QC, korzystnie w granicach 1100 — 1400°C.W sposobie wedlug wynalazku, zazwyczaj ga¬ zowe weglowodory wprowadza sie do urzadze¬ nia, w którym nastepuje zetkniecie z traktom wanym tlenkiem albo zimne lub korzystnie wstepnie ogrzane lub doprowadzone do tempe¬ ratury bliskiej lecz nieco nizszej od tempera¬ tury, w której zaczyna sie kraking weglowodo¬ rów.Weglowodory wprowadza sie do urzadzenia, w którym nastepuje zetkniecie z tlenkiem albo czyste lub, jak to bedzie wyjasnione pózniej, zmieszane z obojetnymi gazami i (albo) z chlo¬ rowcem wymaganym do reakcji chlorowcowa¬ nia.W specjalnej postaci prowadzenia sposobu we¬ dlug wynalazku, do weglowodorów dodaje sie gaz zawierajacy tlen i (albo) pare wodna w celu spalania weglowodorów, jednakze w tym przypadku, ilosc wprowadzanego tlenu, nizsza od wymaganej do calkowitego spalania we¬ glowodorów jest obliczona w taki sposób, zeby ilosc kalorii dostarczonych przez egzotermicz¬ na reakcje spalania odpowiadac czesciowo lub calkowicie ilosci wymaganej do reakcji krako¬ wania weglowodorów* Wedlug nieograniczajacej postaci wynalazku, weglowodory krakuje sie wprost w zetknieciu z traktowanym tlenkiem, w temperaturze w przyblizeniu odpowiadajacej temperaturze re¬ akcji chlorowcowania tego tlenku w obecnosci wegla. Obie te fozy krakowania weglowodorów i chlorowcowania tlenku w obecnosci wegla mozna prowadzic jedna po drugiej lub nawet jednoczesnie, np. w tym samym urzadzeniu, przy czym strefa chlorowcowania, wedlug wy¬ nalazku, moze nastepowac lub byc czesciowo albo calkowicie wspólna ze strefa krakowania weglowodorów i tlenkiem co prowadzi do sci¬ slego zetkniecia wegla redukujacego z tlenkiem.Gazowe weglowodory i (alFo) gazowy chlo¬ rowiec mozna wiec wprowadzic w zetkniecie z traktowanym tlenkiem, który moze byc w postaci albo stalego loza albo loza ruchomego albo w postaci cieklego loza.Wedlug metody zwanej metoda „loza stalego" traktowany tlenek, w postaci czastek, korzy¬ stnie o jednakowych wymiarach rzedu np. paru milimetrów, np. mniej niz 200 mm umieszcza sie wprost w komorze reakcyjnej, której sda* ny sa wylozone materialem ogniotrwalym, od* pornym na wytworzony haloidek i korzystnie nie reagujacym ani z weglem, ani z chlorów* cem w temperaturze procesu. Masa tlenku jest doprowadzona przez bezposrednie lub posred¬ nie ogrzewanie znanymi sposobami, do tempe¬ ratury wymaganej do krakowaniaWeglowodo¬ rów i (albo) reakcji chlorowcowania sposobem wedlug wynalazku.W przypadku krakowania metanu, tempera* tura masy produktu utleniania moze byc co najmniej w strefie krakowania, rzedu 900°C i wiecej, nawet óo 1200* — 1400°C. Gdy masa traktowanego tlenku zostanie ogrzana do po¬ zadanej* temperatury wprowadza sie do komo- ry kontaktowej weglowodory, które maja byc krakowane oraz chlorowiec, jednoczesnie lub oddzielnie.Szybkosci wprowadzania gazów sa takie, ze z jednej strony otrzymuje sie kraking weglo¬ wodorów w zetknieciu z traktowanym na go¬ raco tlenkiem, tak calkowity jak tyl&o to jest mozliwe, z drugiej strony, reakcja chlorowco¬ wania tlenku W obecnosci w ten sposób wy¬ tworzonego Wegla zachodzi z wysoka wydaj¬ noscia chlorowca i wreszcie zapobiega sie po¬ rywaniu, przez gaz wychodzacy z tej komo¬ ry, wegla redukujacego, otrzymanego przez kra¬ kowanie. Ilosc potrzebnych kalorii jest dostac czana przez zwykle ogrzewanie i (albo) przez wymienniki depta albo bezposrednio albo po¬ srednio w znany sposób.Wskutek na ogól raczej niskich temperatur wrzenia lub sublimacji znacznej ilosci haloid- ków metali — czesto haloidek otrzymany spo* sobem wedlug wynalazku jest zmieszany ze strumieniem gazu wychodzacym z komory reakcyjnej. Odzyskuje sie wiec go przez pro¬ wadzenie tych gazów przez jeden lub szereg kondensatorów, w których temperatura lub temperatury sa ustalone w zaleznosci od sta¬ lych fizycznych otrzymanego haloidku i in¬ nych skladników gazowych, regenerowanych po wyjsriu z komory reakcynej, co pozwala na wyosobnienie tego haloidku w stanie czystym.Wedlug korzystnej, lecz nieograniczajacej postaci wynalazku, prowadzony proces obej¬ muje nastepujace fazy: — Krakowanie normalnie gazowych weglowo* dorów w zetknieciu z czastkami tlenku meta¬ lu, wstepnie ogrzanymi do wysokiej tempera- tury, wyzszej od 900*C korzystnie w granicach od okolo 1100 do 140C, w taki sposób, zeby - 3 -tak traktowane czastki tlenku zostaly wprowa¬ dzone w scisle zetkniecie z weglem wytwcrzo- jiym przez kraking.— Wprowadzenie w zetkniecie, w temperatu¬ rze nizszej od okolo 1300PC, korzystnie nizszej od okolo 1100 - 1200°C, gazowego chlorowca z czastkami, skladajacymi sie obecnie zasadni¬ czo z tlenku metalu i wegla.. — Spalanie gazów, skladajacych sie zasadni¬ czo z wodoru, który zostal uwolniony w trak¬ cie reakcji krakowania, przez zmieszanie ich z gazem zawierajacym tlen w zetknieciu z cza¬ stkami traktowanego tlenku metalu w.taki spo¬ sób, zeby uwolnione w trakcie reakcji spalania cieplo, zostalo dostarczone tym czastkom, któ¬ re w ten sposób doprowadza sie do tempera¬ tury wyzszej od 900°C.Stwierdzono, ze przez rozklad termiczny, we¬ dlug równania (2'), normalnie gazowych we¬ glowodorów, zawierajacych 4 atomy wegla lub mniej i korzystnie skladajacych sie zasadniczo z metanu, w temperaturze wyzszej od 900°C, korzystnie w granicach od 1100~ do li00°C, w zetknieciu ze stalymi czastkami tlenku metalu o wysokiej temperaturze topnienia, korzystnie rzedu 1600°C lub wyzszej i nastepnie przez spa¬ lanie gazów utworzonych w obecnosci gazów zawierajacych tlen, korzystnie powietrze we¬ dlug równan: (4) (n+1) H2 + ^- Ca - (n+I) H2 O lub: (4'J (n+1) H2 + -^- 02 + 2 (n + 1) N2 -(n+1) H20 + 2 (n+ 1) N2 ilosc uwolnionych kalorii w trakcie egzoter¬ micznej reakcji spalania wedlug (4) lub (4') jest dostateczna do ogrzania stalych czastek tlenku metalu* do temperatury termicznego rozkladu weglowodorów i nastepnie do temperatury re¬ akcji chlorowcowania, w obecnosci otrzyma¬ nego wegla redukujacego, a z drugiej strony do spowodowania endotermicznej reakcji kra^ kowania wedlug (2'), a nastepnie reakcji chlo¬ rowcowania. W ten sposób, ze w trakcie tego termicznie niezaleznego i zrównowazonego pro¬ cesu wychodzac z zimnych, o temperaturze po¬ kojowej czastek tlenku metalu, otrzymuje sie czastki haloidku metalu, o temperaturze w przyblizeniu normalnej lub wyzszej, wychodzac zias z weglowodorów zimnych, normalnie w stanie gazowym w temperaturze pokojowej r zimnego chlorowca, otrzymuje sie na koncu mniej lub wiecej gorace gazy. < .,--.. : .. Wedlug tej postaci wynalazku, strefa krako¬ wania weglowodorów z zetkniecia z czastkami tlenku metalu z jednoczesnym tworzeniem we¬ gla, strefa chlorowcowania tych czasteczek i strefa spalania gazów utworzonych w trakcie krakowania sa oddzielne. Ponadto gazy otrzy¬ mane ze spalania nie moga wchodzic do strefy krakowania i (albo) strefy chlorowcowania, ani gazy wytworzone przez kraking weglowodo¬ rów nie moga wejsc do strefy chlorowcowiania, ani w koncu gazy uwolnione w trakcie chlo¬ rowcowania nie moga wejsc do strefy krako¬ wania i (albo) spalania. Ma to na celu zapo^ bieganie wszelkiemu zetknieciu pomiedzy para wodna utworzona przez spalanie wodoru i wy¬ tworzonego chlorowca, który w tym przypad¬ ku otrzymuje sie bezwodny tylko z wielkim trudem lub pomiedzy wodorem uwolnionym przez kraking weglowodoru i chlorowcem, któ¬ re daloby kwas beztlenowy i ryzykowaloby sie powstawanie tlenohaloidków przez reakcje z tlenkiem metalu lub w koncu pomiedzy we¬ glem z krakowania i para wodna utworzona przez spalenie wodoru, który reagowalby we¬ dlug równania: (5) G + II20 ^ CO + H2 powodujac straty wegla.To mozna osiagnac przez zetkniecie i kraking weglowodorów w zetknieciu z czastkami tlen¬ ku metalu, przez spalenie w obecnosci tlenu gazów uwolnionych w trakcie reakcji termicz¬ nego rozkladu, w zetknieciu z tymi czastkami i przez chlorowcowanie nasyconych weglem czastek wprowadzonych w scisle zetkniecie i powleczonych weglem redukujacym, otrzyma¬ nym z krakowania, przy czym czastki te znaj¬ duja sie w postaci ruchomego lozar albo cie¬ klego loza.Wedlug szczególnej, lecz nieogranicziajacej wynalazku postaci postepowania, takiej jaka np. przedstawia schematycznie fig. 1, ruchome loze z czastek tlenku jakiegokolwiek metalu kolejno wprowadza sie w zetkniecie w prze»- ciwpradzie z trzema strumieniami gazowymi.W posredniej strefie krakowania 2, wstepnie ogrzane czastki tlenku metalu doprowadzane przez 5 wprowadza sie w zetkniecie ze stru¬ mieniem weglowodoru wprowadzianym w 8, który ogrzewa sie i krakuje w zetknieciu z ni¬ mi, wegiel z krakowania osadza sie na czast¬ kach tlenku, a uwolnione gazy 9 skladaja sie zasadniczo z wodoru, wedlug równania (2'). W strefie poczatkowej spalania i, wodór wprowa¬ dza sie w 10 z dodatkiem gazu .zawierajacego - 4 -ilen, wtryskiwany w 11 i spalany równiez w zetknieciu z czastkami tlenku metalu, wprowa¬ dzanymi w 4, zgodnie z równaniami (4) lub (4').Uwolnione przez te reakcje cieplo ogrzewa wstepnie te czastki przed wejsciem ich do stre¬ fy krakowania. Wedlug tej metody energia po¬ trzebna do ogrzewania i krakmgu weglowodo'- rów jest dostarczona w calosci lub w wie^ kszej czesci przez cieplo utajone nagromadzo- ne w tych czastkach w trakcie spalania, w ich zetknieciu z gazomi wytworzonymi przez roz¬ klad termiczny weglowodorów. W nastepnej strefie chlorowcowania 3, te czastki otoczone warstewka wegla, majace temperature co naj¬ mniej równa temperaturze wymaganej do chlo¬ rowcowania, wprowadza sie w 6, po czym wchodza cne w zetkniecie z gazowym chlorow¬ cem, wtryskiwanym- w 13. Haloidek metalu al¬ bo spuszcza sie w 7 w postaci stalej albo usu¬ wa jako gaz z gazami utworzonymi w, fazie chlorowcowania i regenerowanymi w 15, a iia* stepnie wyosaibnia sie go z nich w znany spo¬ sób, np. przez frakcjonowana k«*ndensaicje, jesli haloidek jest w stanie stalym, utworzone gazy regeneruje sie w 14. Ewentualnie te go¬ race gazy mozna wykorzystac do ogrzewania wstepnego chlorowca, przed doprowadzeniem do strefy chlorowcowania 3, np. za pomoca wymiennika ciepla 16. Gazy i chlorowiec zo¬ staja wprowadzone odpowiednio do 14 i 17 i wyciagane w 18 i 13. Podobnie gazy otrzyma¬ ne w strefie spalania 1, które zbieraja sie 12 mozna uzyc ewentualnie do ogrzewania wstep¬ nego weglowodoru przed doprowadzeniem go* do strefy krakowania 2, np. za pomoca wymien¬ nika ciepla 19. Gazy te i weglowodór wprowa¬ dza sie w 12 i 20 i wyciaga odpowiednio z 21 18.. Tak traktowane czastki powinny byc otrzy¬ mane uprzednio korzystnie w postaci granulek, powodujacych z jednej strony jedynie stosun¬ kowo mala strate ciezaru gazu, scislej o wymia¬ rach mniejszych od 20 mm, korzystnie 2 — 10 mm, a z drugiej strony dostatecznie porowa¬ tych i posiadajacych dostatecznie duza po¬ wierzchnie wlasciwa, np. w postaci kuleczek.Wedlug innego, równiez nieograniczajacego sposobu realizowania wynalazku, polegajacego na stosowaniu znanej metody „cieklego loza" lub „fluidyzacji", strefa spalania gazów utwc* rzonych w trakcie rozkladu termicznego we¬ glowodorów, w zetknieciu z zimnymi czastka¬ mi tlenku metalu,l strefa krakowania tych we¬ glowodorów w zetknieciu z wstepnie ogrzany¬ mi xzastkami .tlenku metalu"i -stref a chlorow¬ cowania tych czastek otoczonych weglem, re¬ dukujacym, utworzonym przez krakowanie i wprowadzonych w scisle zetkniecie z gazetti, sa ujete w trzy równolegle pracujace cykle tak jak to np. przedstawione jest schematycznie na fig. 2 i3. ' ' Fig. 2 przedstawia schemat prowadzenia pro¬ cesu sposobem wedlug wynalazku, za pólnoca metody „cieklego loza".Fig. 3 przedstawia schemat prowadzenia pro¬ cesu sposobem wedlug wynalazku za pomoca metody calkowitej fluidyzacji. rll--'--r* ^ Czesci identyczne na obu rysunkach, lub ódr powiadajace ' sobie, sa oznaczone tymi samy¬ mi numerami.W strefie posredniej krakowania 32 wstepu nie podgrzewane czastki tlenku metalu wpro- wadza sie w 35 i utrzymuje w stanie fluidyza¬ cji za pomoca strumienia gazów skladajacych sie zasadniczo z weglowodoru, ewentualnie roz¬ cienczonego gazem obojetnym, takim jak np. wodór ewentualnie z dodatkiem pary. wodnej, wtryskiwanych w 38; weglowodór krakuje sie w zetknieciu z nimi, umozliwiajac osadzenie sie wegla, a uwolnione gazy skladaj^ sie za¬ sadniczo z wodoru, wedlug równania (2'). Ga¬ zy wychodzace ze strefy krakowania w 52 fil¬ truje sie w celu oddzielenia stalych czastek porywanych w postaci zawiesiny, przeprowa¬ dzajac przez separator typu cyklonu 53; staje czastki zawraca sie do obiegu w 57, a gazy usur wa sie w 42. W nastepnej strefie chlorowcowa¬ nia 33 czastki nasycone weglem; w tempera¬ turze co najmniej równej temperaturze wyma¬ ganej do chlorowcowania wprowadza sie w 36 i wprowadza w zetkniecie z gazowym chlorow¬ cem, wtryskiwanym w 43. Nastepnie haloidek metalu albo wyciaga sie w 37 w postaci stalej lub usuwa jako gaz, z gazami utworzonymi w fazie chlorowcowania i regeneruje w 45, po czym-oddziela od tych ostatnich w znany spo¬ sób, np. przez frakcjonowana kondensacje. Wy¬ tworzone gazy, wychodzace w 58 filtruje sie w celu usuniecia stalych czasteczek porwanych w postaci zawiesiny, przepuszczajac przez se- perator typu cyklonu 59) stale czasteczki za¬ wraca sie-z powrotem do obiegu w 60,: a gazy usuwa sie w 44 (lub w 45), jak jtojiuz, wyzej wyjasniono. Te gorace gazy mozna stosowac ewentualnife do wstepnego ogrzewania chlo- rowca przed dcprowactzeniem go do strefy chlo¬ rowcowania 33, np! za pomoca wymiennika ciepla 46. Gazy te i chlorowiec wprowadza sie w'¦44 i 47, a wyciiga odpowiednio,z 48ii r43.Podobnie, gazy ^otrzymane "w~ strefie^ spiiahiai - a -które zbiera sle w 42, mozna stosowac ewentu¬ alnie do podgrzewania wstepnego weglowodo¬ ru, przed wprowadzeniem go do strefy krako¬ wania 32, np, aa pomoca wymiennika ciepla 49, gazy te i weglowodór wprowadza sie w 42 i 50 a wyprowadza odpowiednio z 51 i 38* W takim procesie roboczym wymiany ciepl¬ nej miedzy gazem i substancjami stalymi moz¬ na ewentualnie prowadzic posrednio, np. stre¬ fa krakowania moze byc ogrzewana zewnetrzr nie przez wymiane ciepla, w zetknieciu z go¬ racymi gazami opuszczajacymi komore spala¬ nia.Stwierdzono poza tym, ze szybkosc i (albo) wyaajnosc reakcji chlorowcowania moze wzro¬ snac przez wtryskiwanie tlenu lub gazu zawiera¬ jacego tlen np. powietrza, do strefy chlorowco¬ wania. Ilosc tak dodanego tlenu jest rzedu pa¬ ru procent w stosunku do objetosci chlorowca korzystnie ponizej 20%. W przypadku wprowa¬ dzania tlenu jednoczesnie z chlorowcem w ze¬ tkniecie z czastkami tlenku metalu otoczony¬ mi powloka z wegla, ilosc wegla wprowadzo¬ nego w zetkniecie z tlenkiem metalu powinna byc co najmniej równa ilosci wymaganej do zredukowania traktowanego tlenku 'metalu oraz ilosci spalanej przez tlen w fazie chlorowco¬ wania.Nastepujace przyklady nieograniczajace wy¬ nalazku maja. na celu wyjasnienie róznych mo¬ zliwosci prowadzenia procesu sposobem we¬ dlug wynalazku.Przyklad li Przez wierzcholek pieca sta¬ rannie izolowanego cieplnie i wyposazonego w jedna lub kilka lekko nachylonych komór re¬ akcyjnych, wewnatrz .wylozonych ogniotrwa^ lymi ceglami albo z tlenku glinowego lub krze¬ mionki lub stopionego tlenku berylu : ogrze¬ wanych z zewnatrz do temperatury powyzej 900°C, korzystnie 1100 — 130CTC, wprowadza sie w sposób ciagly czysty i suchy subtelnie roz¬ drobniony tlenek berylu o gestosci masy rzedu 0,6. Tlenek berylu ogrzany do temperatury 0CMFC, powoli opada w dól pod wplywem sily ciezkosci na porowata plyte, przez która wtry¬ skuje sie wzdluz czesci wyzszej komory reak¬ cyjnej, uprzednio wstepnie ogrzany gaz ziemny, o nastepujacym tfkladzie: metan etan. propan butan 92,0% Wagowych 0,5% r 0,7% 0,2% berylu, które zostaja powleczone zdolnym do reatacji weglem, przez co zostanie zapewnio¬ ne scisle zetkniecie tlenku berylu z weglem.Jednoczesnie wprowadza sie przez porowata plyte wzdluz dtónej czesci komory reakcyjnej, o temperaturze rzedu okolo 900*0, chlor wste* pnie odpowiednio ogrzany. Strumien chloru, utrzymujac sproszkowany tlenek berylu, po¬ wleczony zdolnym do reakcji weglem, reaguje dajac chlorek berylu tak, ze w praktyce reak¬ cja zachodzi w sposób ujety wzorami (3) i (al* bo) &h Gazy wychodzace z komory reakcyjnej za¬ wieraja chlorek berylu wytworzony sposobem wedlug wynalazku, poniewaz temperatura ko* mory jest wyzsza od temperatury wrzenia BeClt (480°C). Te gazy kieruje sie do rekupe* ratora, w którym utrzymuje sie temperature pkolo 350 - 39CPC, w którym chlorek berylu regeneruje sie, a pozostale gazy przeprowadza sie do drugiego rekuperatora, nieogrzewanego, w którym kondensuja sie zanieczyszczenia w postaci chlorków, takich jak FeG}& AlCl9 i SiCl4.Gazy wychodzace z drugiego kondensatora przemywa sie starannie w odpowiednich skru- berach.Przyklad II. Do urzadzenia przedstawio¬ nego schematycznie na fig. 3, wprowadza sie w sposób ciagly do strefy spalania czysty i su¬ chy sproszkowany tlenek tytanu (Ti02).Czastki tlenku ufrzymuje sie zawieszone w strumieniu gazowym, skladajacym sie z gazów z nastepnej strefy krakowania i powietrza, ogrzanych do temperatury 160Ó°C, a nawet wyzszej, przez prawie calkowite spalanie tych_ gazów.Ogrzane czastki tlenku wprowadza sie do strefy krakowania i utrzymuje w zawiesinie za pomoca strumienia gazowego, skladajacego sie % weglowodorów, o nastepujacym skladzie: metan etan propan butan 92,6% wagowych 6,5% . v 0,7% 0,2% Gaz utrzymujacy tlenek berylu w zawiesinie krakuje sie w zetknieciu z ziarnami tlenku Weglowodory sa ewentualnie rozcienczone mniej lub wiecej obojetnym gazem, korzystnie wodorem i dodana w tym przypadku mala ilo¬ scia pary wodnej. Weglowodory krakuje sie w temperaturze wyzszej od 1200CC w zetknie¬ ciu z czastkami tlenku, które zostaja dokladnie powleczone' weglem redukujacym. Ilosc wegla wchodzaca w zetkniecie z tlenkiem tytanu jest vco najmniej równa, a nawet wyzsza od ilosci wymaganej do redukcji tlenku do metalu ora*od tfgsci «trar^ez «XlUnie w strefie chlorowcowania.Czastki skladajace sie zasadniczo z tlenku ty¬ tanu i wegla redukujacego, o temperaturze oko¬ lo 1000 — 1200°C, wprowadza sie w strefe chlo¬ rowcowania, w której zostaja cne zawieszone w strumieniu gazu, skladajacego sie z chloru i tlenu, przy czym ilosc tlenu jest nizsza o 20% objetosciowych od ilosci chloru.Z mieszaniny gazów wychodzacych ze strefy chlorowcowania wyciaga sie przez frakcjonowa¬ na kondensacje, praktycznie czysty czterochlo¬ rek tytanu, w temperaturze nizszej od 170°C, korzystanie w 150 — 110°C. PL

Claims (10)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania haloidków metali przez traktowanie w wysokiej temperaturze tlenku metalu gazowym chlorowcem w obecnosci wegla, znamienny tym, ze normalnie znajdu¬ jace sie w stanie gazowym weglowodory wprowadza tle w zetkniecie w temperaturze wyzszej od okolo 900*C, korzystnie 1110 — 1400°C ^z czastkami skladajacymi sie zasadni¬ czo z tlenku metalu i krakuje, po czym czast¬ ki tlenku metalu powleczone wydzielonym w trakcie krakingu weglem wprowadza sie W zetkniecie z chlorowcem w temperaturze ponizej 1400C, korzystnie 1100 - 1200°C.

2. Sposób wedlug aattrz. 1, znamienny tym, ze jako chlorowiec sUfiuje sie chlor, brom lub jod.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie tlenek metalu z grupy obejmuja¬ cej magnez, wanad, tantal, tytan, glin, cyr¬ kon, niob, beryl.

4. Sposób wedlug zastfz. i, znamienny tym, ze stosuje sie weglowodory zawierajace nie wie¬ cej niz 4 atomy wegla, korzystnie metan.

5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie weglowodory w mieszaninie z tle¬ nem.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze reakcje chlorowcowania prowadzi sie w tem¬ peraturze tego samego rzedu co temperatura reakcji krakowania lub w nizszej od tempe¬ ratury reakcji krakowania.

7. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamien¬ na tym, ze proces chlorowcowania tlenku me¬ talu w obecnosci wegla prowadzi sie jedno¬ czesnie z procesem krakowania weglowodo¬ rów.

8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uwolniony w trakcie krakowania gaz zawie¬ rajacy wodór, spala sie przez zmieszanie z gazem zawierajacym tlen, w zetknieciu z -czastkami tlenku metalu, poddawanego traktowaniu.

9. Spofób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze spalanie, krakowanie i chlorowcowanie pro¬ wadzi sie kolejno metpd^ „ruchomego loza" lute metoda „cieklego loza" lub „fluidyzacji".

10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w trakcie chlorowcowania wprowadza sie tlen, przy czym ilosc tlenu wchodzacego w reakcje wynosi najwyzej 20% objetosciowych ilosci chlorowca. Pechiney Compagnle d« Produits Chiminues et Electrometallurgiaues Zastepca; mgr Józef Kaminski rzecznik patentowyDo opisu patentowego nr 45139 i— J _Flg.2_ -FI9.3- —Fig. 1_ 1805. RSW .,Prasa", Kielce, PL