Sposób ciaglego, autotermicznego wytwarzania trójfluorku glinowego Przedmiotem wynalazku jest sposób ciaglego au¬ totermicznego wytwarzania trójfluorku glinowego.Znany jest sposób wytwarzania 92—93% fluorku glinowego w reakcji, prowadzonej w aparacie po¬ dobnym do pokazanego na rysunku, pomiedzy stru¬ mieniem kwasu fluorowodorowego 1 w stanie pa¬ ry, który wprowadza sie do reaktora od dolu, a strumieniem uwodnionego tlenku glinowego 3, wy¬ suszonego w temperaturze 120°—150°C, który zsypu¬ je sie z górnej czesci reaktora. Reakcje prowadzi sie w burzliwym zlozu ruchomym 4, utrzymywa¬ nym w zadanych warunkach mechanicznych i ter¬ micznych za pomoca strumienia goracych gazów , pochodzacych ze spalania weglowodorów wpro¬ wadzanych do reaktora tuz ponad rusztem 2.Fluorek glinowy wyladowuje sie przewodem 6, gorace gaizy obojetne, pare wodna z reakcji che¬ micznej i z odwodnienia, jak tez nadmiar kwasu fluorowodorowego wprowadza sie razem do cy¬ klonu 7, -z którego 'dna powstaly osad zawraca sie przewodem 8 z powrotem do reaktora, podczas gdy z górnej czesci cyklonu oldlprowaldizla sie dymy 9, z których wykrapla sie wodny roztwór kwasu flu¬ orowodorowego.Sposób ten ma szereg cech niekorzystnych, spo¬ wodowanych przeplywem goracych gazów, co pro¬ wadzi do rozcienczania kwasu fluorowodorowego gazami obojetnymi, takimi jak C02, N2 i 02.Zachodzi wiec koniecznosc wielokrotnego zawra¬ cania stalych czastek, w celu doprowadzenia do konca (reakcji pomiedzy (kwasem fluorowOidiorowym a tlenkiem glinowym. Ten ostatni w rzeczywistos¬ ci styka sie w zlozu fluidalnym z kwasem fluo¬ rowodorowym o malym stezeniu, podczas gdy wla¬ snie w poblizu rusztu, a tym samym przy wylo¬ cie 6, stezenie kwasu fluorowodorowego osiaga wartosci optymalne dla pomyslnego przebiegu re¬ akcji.Rozcienczenie kwasu fluorowodorowego substan¬ cjami obojetnymi, wymaga ponadto odpowiednio pojemnej aparatury w strefie wymywania kwasu, celem odzyskania jego nieprzereagowanego nad¬ miaru w postaci wodnego roztworu.Ostateczna konsekwencja wystepowania przeply¬ wu goracych gazów jest obnizenie sprawnosci re¬ aktora.Stwierdzono, ze sposób wytwarzania trójfluorku glinowego, przez reakcje kwasu fluorowodorowego z tlenkiem glinowym w zlozu fluidalnym, korzy¬ lo stnie jest przeprowadzic bez doprowadzania gazów obojetnych, przez wprowadzenie do reaktora tlen¬ ku glinowego czesciowo odwodnionego.Jest rzecza dobrze znana, ze z trójwodnego tlen¬ ku glinowego, w temperaturze 140°—230°C otrzy¬ muje sie bemit AIO.OH: A1203 • 3H20 A1203 • H20 Dotychczas sadzono, ze ziarna jednowodnego tlen- ku glinowego nie reaguja ilosciowo z kwasem flu- 8212682126 3 orowodorowym uzytym nawet w nadmiarze, wsku¬ tek czego nie mozna uzyskac trójfluorku glinowe¬ go powyzej 85^cio procentowego.Stwierdzono, ze przez czesciowe odwodnienie trójwódziami tlenku glinowego do jednowodzianu, mozna otrzymac trójifluorek glinowy o czystosci 93—95°/a.Sposób wedlug wynalazku polega na wstepnym podgrzaniu reaktora przedstawionego na rysunku, jakimkolwiek' sposobem, np. przez wprowadzenie goracych gazów obojetnych wlotem 5, oporowymi grzejnikami elektrycznymi itp. az do osiagniecia temperatury optymalnej dla reakcji fluorowania, * czyir 52€°^585-°C, wprowadzeniu do reaktora, wlo¬ tem 5 tlenku glinowego o temperaturze 140°—16Q°C poddanego uprzednio obróbce termicznej w tempe¬ raturze 150°—I190°G, wprowadzeniu od spodu reak¬ tora poprzez rusz 2 kwasu fluorowodorowego w po¬ staci pary o temperaturze 80°—100°C, przy jedno¬ czesnym przerwaniu ogrzewania reaktora, niezaleznie od tego, w jaki sposób^ ogrzewanie to prowadzono, tak alby juz zapoczatkowana egzotermiczna reakcja fluorowania sama dalej przebiegala.W sposobie wedlug wynalazku, tlenek glinowy poddawany fluorowaniu stanowi mieszanine trój- wodzianu, zawierajacego nie wiecej niz 15—20 °/o jednowodzianu, otrzymana przez czesciowe odwod¬ nienie w temperaturze 150°—190°C tlenku glino¬ wego trójwodnego. To maksymalne stezenie be- mitu okazalo sie najbardziej dogodne w sposobie wedlug wynalazku, polegajacym zasadniczo na umozliwieniu przebiegu reakcji fluorowania w wa¬ runkach autotermicznych, eliminujac ogrzewanie reagentów za pomoca goracych gazów.Korzysci, jalMe stwiarza wyeliminolwainie goracych gazów obojetnych w trakcie przebiegu reakcji, po¬ legaja na zwiekszeniu preznosici czastkowej ga¬ zowego kwasu fluorowodorowego, lepszym jego rozproszeniu w strefie burzliwej zloza fluidalnego i wiejkszej reaktywnosci strefy burzliwej wobec doprowadzanego tlenku glinowego. Wskutek nie¬ obecnosci obojetnych substancji w strefie regene¬ racji kwasu fluorowodorowego, mozliwe jest zmniejszenie rozmiarów tej strefy, gdyz ulatwia to eliminacje wodnego roztworu kwasu.Stwierdzono, ze dla prawidlowego przebiegu pro¬ cesu prowadzonego sposobem wedlug wynalazku, trójwodny tlenek glinowy dostarczany do termicz¬ nej obróbki odwadniajacej, musi miec nastepu¬ jacy rozrzut wielkosci ziarna: powyzej 325 mesz ponizej 325 mesz 67—05 °/o —33 °/o Gdyby temperatura reakcji spadla, spadek ten mozna skompensowac przez podwyzszenie tempera¬ tury suszenia, to jest przez zwiekszenie procentowej zawartosci jednowodzianu, zachowujac stala szyb¬ kosc wprowadzania tlenku glinowego wyrazona w kg/godz.Przy tym samym rozdrobnieniu i temperaturze suszenia, obserwuje sie wzrost temperatury rea¬ kcji, jesli zwiekszy sie szybkosc dodawania tlenku glinu.Ponizsze przyklady wyjasniaja sposób wedlug wynalazku.Przyklad I. Reaktor przedstawiony na ry¬ sunku mial nastepujace rozmiary: Podstawa (wlot rusztowy HF) 1,13 m2 Wysokosc strefy burzliwej 7,3 m Wysokosc wlotu goracych gazów 2,0 m Czas przebywania w reaktorze 20 minut Do reaktora wprowadzono: Gazy gorace 350 Nm*/godz w 900°C 40 50 55 60 65 HF (nadmiar stechiometryczny Tlenek glinowy (z zasobnika) Temperatura wlotu Temperatura suszenia Warunki reakcji: Temperatura Produkty: Fluorek glinowy Procentowa \zawartosc A1F3 Odzysk: % roztwór wodny HF 970 kg/godz w 100°C 150 kg/godz 1250 kg/igodz pokojowa 120°C 520°C 1250 kg/godz 92% 6O0 kg/godz Przyklady II—IV. W przykladach tych uzy to ten sam reaktor jak w przykladzie I z ta róz¬ nica, ze podczas reakcji nie go goracych gazów. wprowadzono do nie Tablica Przyklad Al(OH)3 w kg/godz Temperatura wlotu w °C Zawartosc ziarna powyzej 325 mesz w °/o Obróbka wstepna w °C Zawartosc jednowo¬ dzianu w % HF Temperatura w °C Wprowadzono ogólem kg/godz Temperatura reakcji w °C A1F3 Otrzymano kg/godz Zawartosc A1F3 w % Odzysk 25% roztworu HF wkg/godz. n 2000 150 80 160 100 1470 540 2000 92 600 III 2000 150 80 180 14 ;i 1470 570 2000 93,5 600 IV 1600 150 80 180 14 100 1120 570 1600 94,5 400 V 1800 150 80 170 12 100 1320 570 1800 93,5 400 PL