TWI507360B - 氯氣之製造 - Google Patents

Description

氯氣之製造

本揭示係關於一種製造氣體的方法，尤其是關於氯氣之製造。

氯氣用於許多日常生活產品中。例如，其用於製造安全飲用水、用於紙類產品之製造、用於紡織品製造、用於石油產品及化學品、藥物、防腐劑、殺蟲劑、食品、溶劑、清潔劑、漆料、塑膠、冷媒液、氯甲烷、乙二醇、氯仿、四氯化碳和許多其他產品。

在其元素形式，氯為黃綠色氣體，其直接與很多元素結合。氯可用很多方法製造。最大量方法之一是透過氯化鈉(一般食鹽)溶液，常稱為「鹽水」的電解。身為鹽水，氯化鈉已經解離為鈉離子與氯離子。在該電解方法期間，氯離子在陽極被氧化以形成氯氣而水分子在陰極被還原以形成氫氧根陰離子與氫氣。溶液中之鈉離子和產生於陰極的氫氧根離子構成於氯化鈉電解期間形成之氫氧化鈉之成分。

於電解方法中產生之氯與氫進行呈氯液化、鹽酸製造或次氯酸鹽製造形式之進一步處理。氯液化系統由四個部份所組成，即氯乾燥、氯壓縮、氯液化與液態氯儲存。氯乾燥可在多階段操作下實行，其中使用硫酸「乾燥」(即除水)氯氣。氯氣自乾燥系統以管道輸送至氯氣壓縮機。在氯氣壓縮機中，氯氣的壓力被提高至適合氯液化單元的程度。氯液化裝置包含一或多個熱交換器，於此氯氣被冷卻並冷凝成液體。典型地藉由以閉環壓縮機為主的冷凍系統執行冷卻。

通常相互隔離該氯及該用以液化該氯之熱傳流體實質地。然而，液化氯工廠中一特殊考量問題為萬一該氯與該用以液化該氯之熱傳流體相互接觸之安全性之一。當此等相互接觸真的發生時，通常但非必然是由於兩物質流經過的冷凝器故障。該故障可從輕微，例如當有非常小的裂縫及少許或沒有反應發生，至劇變，例如當壓縮機內有一個或更多管子的大破裂。在此等極端間，可能發生重要的不利結果，例如，氯受到熱傳流體不可接受的污染，反之亦然，有或沒有被反應產物汙染。

本揭示之具體實例包含一種用於製造氯氣的方法。對於各種具體實例，該方法包含將含有汽化的液態氯與含氯進料氣體的氣體混合物壓縮以形成一壓縮氣體。在該壓縮氣體中的氯經冷凝成液態氯。該液態氯之第一部份經汽化以提供冷凝熱將氯自該壓縮氣體冷凝成液態氯。該液態氯之第二部份經汽化以同時提供為該氣體混合物所用之汽化液態氯和冷凝熱以冷卻得自該方法之尾氣。亦產生得自該汽化液態氯之第一部份之氯氣產物。

本揭示之具體實例亦提供在自該壓縮氣體冷凝氯時，具有非冷凝氯氣和其他非冷凝氣體之氣體流自該液態氯中分離，其中得自汽化該液態氯之第二部份之汽化熱將至少一部份的非冷凝氯氣冷凝成液態氯。

定義

如本文所使用，「氯氣」定義為在0℃的標準溫度與壓力及100 kPa絕對壓力(IUPAC)的氯分子(Cl₂ )。

如本文所使用，「鋼」定義為可含有鉻、鎳、鎢、鉬、錳、釩、鈷、鋯和/或鉻的鐵碳合金。

如本文所使用，「間接熱交換器」定義為其中熱在一介質與另一介質之間轉移的裝置，其中，該介質係以固體牆分隔以使其不混合。尤其，此等間接熱交換器可包含，但不限於，殼管式熱交換器與層板熱交換器(例如，板框式)。

如本文所使用的，「℃」定義為攝氏溫度。

如本文所使用的，「psia」定義為磅力量每平方吋絕對壓，意指真實(絕對)氣壓。

如本文所使用的，「環境溫度」定義為本揭示的方法操作時環境之溫度。依本揭示之環境溫度下的熱交換流體係在無須由其提取熱之情況下使用。

如本文所使用的，「一」、「該」、「至少一」與「一或多」可相互替換使用。「包含」一詞與其變化在這些詞出現於說明書和申請專利範圍中時並沒有限縮的意義。因此，舉例而言，具有一個壓縮階段之壓縮機可被解讀意為該壓縮機含有「一或多個」壓縮階段。

如本文所使用的，「和/或」意為一、多於一或全部所列之元件。

如本文所使用的，以終點所列舉之數字範圍包含所有納入於該範圍的數字(例如，1到5包含1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等等)。

本揭示之具體實例係用於製造氯氣產物。相較於未使用與本揭示相同技術與方法之方法，依本揭示製造氯氣產物可隨總能量消耗量減少完成。藉本揭示所達到之總能量消耗量減少之至少一個原因為製造氯氣產物方法之簡化。此氯氣方法之簡化亦可用於在製造氯氣產物相關之電力需求、資本投資、操作與維護支出的減少上。

在簡化該方法中，本揭示的具體實例允許在製造氫氣產物時使用較少的機械組件。此等機械組件的實例包含用以移動氯氣者，諸如泵與其他具有可相對於彼此旋轉和/或移動之零件之組件。彼等機械組件往往於彼等旋轉零件中利用鐵基底材料(例如鋼，諸如不銹鋼)。當氯氣與這些機械組件中的鐵接觸時，氯使鐵氧化形成氯化鐵(Ⅲ)(亦已知為氯化鐵)。當該旋轉零件移動時，此氧化物層可被移除而暴露出更多可被氧化的鐵。因為此氧化反應為放熱，在各種機械組件上可有熱之累積。為了維護系統安全，需要驅散此熱。藉降低此等機械組件的需求，在根據本揭示的製造氯氣方法中問題發生的機會有相對應的減少。

此外，本具體實例藉利用在方法中產生的液態氯作為熱交換流體而消除對特殊冷媒與相關壓縮機的需求。在此能力下，該液態氯因其液態轉為氣態的汽化熱而使用及因其由氣態轉為液態的冷凝熱而使用。在本揭示的具體實例中，使用氯氣作為熱交換流體有助於消除若在該方法中使用非氯冷媒可能出現的問題。

本文的圖依循一編碼規則，其中第一碼或多碼對應至該圖號，而剩餘數字標明圖中元件或組件。在不同圖之間類似的元件或組件可使用類似數字標明。舉例而言，110可指稱圖1中元件「10」，而在圖2中類似的元件可指稱為210。如將瞭解者，在本文不同具體實例中顯示之元件可被增加、交換和/或消除以便提供本揭示任意數目的額外具體實例。此外，如將瞭解之，提供於圖中之各元件比例與相對尺度是想要說明本發明的具體實例，不應以限制性的意思理解。

參考圖1，其例示依照本揭示之氯氣產物製造的方法100之示意圖。就方法100而言，含有氯的進料氣體與汽化液態氯的氣體混合物分別通過導管102與104至壓縮機106。對於各種具體實例，壓縮機106可為正排量壓縮機，諸如旋轉式壓縮機、螺旋式壓縮機和/或往復式壓縮機。壓縮機106可包含一個壓縮階段或可包含兩個或多個壓縮階段以壓縮該氣體混合物以在所需之壓力下產生壓縮氣體。鑑於發生於方法100中之壓力降(例如，在方法100中氣體與液體的冷卻、壓縮與循環的期間)，依尺寸大小製作和裝配壓縮機106以提供和維持所需之壓力。藉變更壓縮條件，可控制壓縮氣體中所實現的最大溫度。對於各種具體實例，階段間冷卻可用於多階段壓縮機的壓縮階段之間。

對於各種具體實例，進料氣體可包含氯氣和其他氣體二者。其它氣體包含，但不限於，氫氣、氧氣、二氧化碳、氮氣和微量其他氣體。對於各種具體實例，進料氣體有不小於50體積%的氯氣。較佳地，進料氣體有90至99體積百分比的氯氣。

對於各種具體實例，進料氣體可得自各種氯氣製造方法。此等方法之實例包含，但不限於，隔膜電解槽法、膜電池法和氯化鈉的鹽水電解法。隨著氯氣，得自氯氣製造方法的氣體混合物產物亦可包含水氣。該水氣可在乾燥方法中自進料氣體分離。藉使得自氯氣製造方法之產物通過一個或多個含有乾燥劑諸如濃硫酸的乾燥塔以完成乾燥方法。乾燥方法可將存在於該進料氣體中之水量降至低於10 ppm。其他乾燥方法亦可行。

在溫度為10至50℃和壓力為35至100 psia(241至689 mPa)下，可將已乾燥過的進料氣體輸送至壓縮機106。自壓縮機106冒出的氣體混合物壓力可取決於氣體混合物中氯氣體積百分比。換句話說，在給定的溫度下，諸如環境溫度，氣體混合物中雜質程度將影響利用熱交換流體達到氯氣自壓縮氣體之冷凝所需要的壓力。舉例而言，當該氣體混合物具有至少90體積百分比(%)的氯氣時，壓縮機106可用以產生80至300 psia(552至2068 mPa)的壓力。然而，當該氣體混合物具有約50體積%之氯氣時，壓縮機106可用以產生150至650 psia(1034至4482 mPa)的壓力。如此，可能的是，對該氣體混合物，壓縮機106可用以產生80至650 psia之壓力。

得自壓縮機106的壓縮氣體經導管108通往並串聯的冷凝器，由此回收液態氯和具有非冷凝氯氣及其他非冷凝氣體之氣體流。如所說明之，並串聯的冷凝器包含冷凝器110和熱回收單元112。冷凝器110和熱回收單元112係用於將該壓縮氣體中之氯冷凝成液態氯。

在冷凝器110中，透過使用熱傳流體諸如空氣和/或水之間接熱交換器，至少一部份的壓縮熱可自該壓縮氣體移除。對於各種具體實例，在低於壓縮氣體中氯氣的露點溫度下，熱傳流體可供應至冷凝器110。對於各種具體實例，在環境溫度下供應熱傳流體。如此，對於本揭示之具體實例，可能的係使用得自圍繞方法100發生地點之主要環境之空氣和/或水，其中，熱尚未自熱傳流體中提取以便改變其溫度。

對於各種具體實例，使用於冷凝器110中之熱傳流體之環境溫度可有效的自壓縮氣體提取出足夠的熱以將大部份氯冷凝成液態氯。較佳地，此環境溫度可為0℃至50℃。如此，冷凝器110可於0℃至50℃利用空氣以至少部份地自該壓縮氣體將氯冷凝成液態氯。如所瞭解之，該壓縮氣體中氯的冷凝溫度可隨該壓縮氣體之壓力改變和/或隨該壓縮氣體中雜質程度改變而改變。如此，環境溫度和/或可用的冷卻流體種類可使用為至少一個決定進入冷凝器110之壓縮氣體壓力的要素。

對於各種具體實例，足夠的熱傳流體可經過冷凝器110以冷卻該壓縮氣體至環境溫度的若干度之間。此冷卻有足以液化該壓縮氣體中大部份氯氣之數量。如此，舉例而言，利用0℃至50℃空氣的冷凝器110可將冷凝自壓縮氣體的液態氯冷卻至30℃至55℃。

在熱回收單元112中，至少有一部份的壓縮熱可透過間接熱交換器自壓縮氣體中移除。為達此，液態氯的第一部份經供應至並汽化於熱回收單元112的間接熱交換器中。汽化該液態氯的第一部份提供足以使熱回收單元112中的壓縮氣體溫度低於氯氣露點的冷凝熱，藉此將大部份的氯氣冷凝成液態氯。對於各種具體實例，該液態氯的第一部份可汽化至高達187 psia的壓力以便在熱回收單元112中產生用於該汽化液態氯之0℃至45℃之溫度。較佳地，在熱回收單元112中，該汽化液態氯可具有25℃至45℃之溫度。

對於各種具體實例，於熱回收單元112中汽化之液態氯的第一部份亦產生本揭示之氯氣產物。得自該汽化的液態氯之第一部份之氯氣產物自熱回收單元112通過導管114。

對於各種具體實例，大部份液化於並串聯的冷凝器(例如，冷凝器110和熱回收單元112)的氯可包含存在於該壓縮氣體中至少82百分比、較佳地96至98百分比的氯氣。液化後，該氣體蒸汽可包含1至25體積百分比之其他非冷凝氣體，其餘氣體為非冷凝氯。

得自冷凝器110與熱回收單元112之液態氯與氣體流通過導管116至液態氯接收器118。在相對高的壓力下，大約對應於並串聯的冷凝器(冷凝器110和熱回收單元112)之壓力，液態氯與該氣體流進入並分離於液態氯接收器118中。自液態氯接收器118，該液態氯經導管120離開，而該氣體流經導管122離開。

對於各種具體實例，具有非冷凝氯氣與其他非冷凝氣體的氣體流經導管122通往氣體冷卻器124。對於各種具體實例，氣體冷卻器124使用間接熱交換器以在該主要壓力下自該氣體蒸汽回收額外的液態形式的氯。根據本揭示，取自導管120之該液態氯之第二部份經供應至該氣體冷卻器中的間接熱交換器並經汽化以提供冷凝熱以冷卻得自該方法之尾氣。對於各種具體實例，該流經熱回收單元112和/或氣體冷卻器122任一之間接熱交換器的汽化液態氯可個別地與該壓縮氣體流和該氣體流為順流或逆流。然後經汽化的液態氯之第二部份可經導管104返回至壓縮機單元106(例如至較低的壓縮階段)作為該氣體混合物中的汽化液態氯。

對於各種具體實例，得自汽化該液態氯的第二部份之汽化熱亦可將至少一部份非冷凝的氯氣冷凝成液態氯。對於各種具體實例，汽化該液態氯的第二部份可將在氣體冷卻器124中之氣體流冷卻至0℃至10℃。

產生於氣體冷卻器124之液態氯經導管128返回至液態氯接收器118。該已經使額外的氯做為液體移除且返回到液態氯接收器118的非冷凝氣體作為尾氣經導管130自氣體冷卻器124與方法100通過。較佳地，尾氣含有25至35莫耳百分比的氯氣。然後，如已知的，尾氣可使用於額外的方法中。

如本文所提供，液態氯自液態氯接收器118經導管120離開，其中，其同時提供該液態氯的第一部份至熱回收單元112和該液態氯的第二部份至氣體冷卻器124。如所論述，將汽化該液態氯之第一部份提供冷凝熱以在熱回收單元112中將氯自壓縮氣體冷凝成液態氯並產生氯氣產物。汽化該液態氯之第二部份提供該汽化的液態氯給存在於壓縮機106中之混合物和冷凝熱以冷卻得自方法100之尾氣。

現參考圖2，展示根據本揭示之方法200一個額外的具體實例。如所論述，該進料氣體、汽化的液態氯和液態氯可含有不同數量與種類的雜質(不同於二氯化物之物)。此等雜質可包含，但不限於，重氯化合物(chlorine heavy compound)與輕化合物(light compound)，如將在本文更徹底地論述者。為致力於提供有能量效率的方法，所需的係降低在本方法之汽化液態氯和液態氯中此等雜質的濃度。將在本文討論的方法200和300有助於完成此目標。

在方法200中，如本文所述，含氯進料氣體和汽化液態氯之混合物分別通過導管202和204至壓縮機206的第一個壓縮階段232。壓縮機206的第一個壓縮階段232可將該氣體混合物壓縮至120至145 psia(827至1000 mPa)的第一個壓縮壓力。

得自第一壓縮階段232的氣體混合物以第一壓縮壓力經導管233供應至除重氯物塔(chlorine heavies removal tower)234。對於各種具體實例，除重氯物塔234至少從除重氯物塔234中的混合物中分離出一些重氯化合物。對於各種具體實例，重氯化合物可為存在於壓縮氣體中除二氯化物之外的有機和/或無機氯化合物。此等重氯化合物的實例包含，但不限於，氯化物，諸如一氯化溴。此等重氯化物的額外實例包含分子量至少85公克/莫耳的氯化合物。

對於各種具體實例，除重氯物塔234可為層板塔或含有再沸器236的填充塔。對於各種具體實例，除重氯物塔234在120至150 psia的壓力和25℃至35℃的溫度下操作。

將得自第一個壓縮階段232之壓縮氣體經管線233饋入除重氯物塔234。除重氯物塔234亦接收一定量作為自接收器218經管線238之回流的液態氯，如本文將會論述者。再沸器236係用來沸騰和維持得自該壓縮氣體之蒸氣回流與除重氯物塔234中之液態氯回流，同時使至少一部份重氯化合物作為殘留物經導管241移除。

對於各種具體實例，得自第一壓縮階段232之壓縮氣體和該液態氯之回流兩者的饋入位置可基於沿除重氯塔234的液相和氣相組成決定。此外，作為餾出物被移除之氣體混合物純度可取決於使用於除重氯物塔234中階段數目與位置(即板數或填充高度)以及回流比。因為除重氯物塔234中之分離方法，作為餾出物被移除的氣體混合物具有降低的重氯化合物濃度。

此氣體混合物經導管242供應至壓縮機206的第二壓縮段240。在第二壓縮階段240，將氣體混合物進一步地壓縮至所需的壓力以提供壓縮氣體，諸如提供於圖1論述者。如本文所述，自壓縮機206冒出的氣體混合物之壓力可取決於氣體混合物中之氯氣體積百分比。

得自壓縮機206之壓縮氣體通過導管208至並串聯的冷凝器，自此回收液態氯和具有非冷凝氯氣和其他非冷凝氣體之氣體流。如所說明之，並串聯的冷凝器包含冷凝器210和熱回收單元212，如本文所述。並串聯的冷凝器亦包含再沸器236和再沸器252。對於各種具體實例，再沸器236和252透過其間接熱轉換器自該壓縮氣體提取至少一部份的壓縮熱以至少部分地自該壓縮氣體冷凝該氯氣成液態氯，如將在本文所論述。得自再沸器236與252之液態氯與氣體流通過導管244至液態氯接受器218。

得自液態氯接受器218之液態氯經導管246離開且該氣體流經導管222離開。氣體冷卻器224使用通過間接熱交換器中之導管246與226之液態氯之第二部份以自該氣體蒸汽回收額外的液態形式之氯。爾後，該經汽化的液態氯之第二部份可作為該氣體混合物之汽化的液態氯經導管204返回至壓縮機裝置206(例如，第一壓縮階段232)。

產生於氣體冷卻器224中之液態氯經導管228返回至液態氯接收器218。該已使額外之氯作為液態移除且返回至液態氯接收器218之非冷凝氣體混合物作為尾氣自冷卻器224與方法200通過導管230。較佳地，該尾氣含有25至35莫耳百分比之氯氣。

該液態氯經導管246離開接收器218。該一部份的液態氯經導管248移除以經導管238將液態氯作為回流供應給除重氯物塔234，如本文所論述之。導管248將殘留量含輕化合物之液態氯供應至輕化合物脫除塔(light compounds stripping tower)250。對於各種具體實例，該輕化合物脫除塔250脫除至少一些存在於來自液態氯接收器218的液態氯中之輕化合物。對於各種具體實施例，輕化合物可為存在於該液態氯中之有機和/或無機非冷凝化合物。此等輕化合物的實例包含，但不限於，二氧化碳，氧氣，氮氣和氫氣等等。

對於各種具體實例，該液態氯可進入輕化合物脫除塔250之上部份。當該液態氯經輕化合物脫除塔250落下，該液態氯在輕化合物脫除塔250中與經再沸器沸騰之氯蒸氣接觸。對於各種具體實例，輕化合物脫除塔250在120至160 psia之壓力和25至36℃之溫度下操作。

因此，二氧化碳，氧氣，氮氣和其他溶解在該液態氯中之非冷凝氣體因而汽化，使得其可作為塔頂產物自輕化合物脫除塔250移除。然後，在輕化合物脫除塔250中脫除之輕化合物經導管254供應至在導管242中作為塔頂產物而自重氯移除塔234移除之具有減少的重氯化合物之混合物中。此混合物通過導管242至壓縮機206之第二壓縮階段240。

收集輕化合物脫除塔250中之冷凝物作為具有高於進入輕化合物脫除塔250之液態氯純度的液態氯，之後透過導管220引出。之後，導管220中之具有減少濃度輕化合物之液態氯作為該液態氯之第一部份供應至熱回收單元212，如先前所述，以同時提供冷卻和產生該氯氣產物。

對於各種具體實例，供應至再沸器236和252之熱能可得自於來自第二壓縮階段240經導管243的氣體混合物。對於各種具體實例，該氣體混合物可供應至在再沸器236和252中的間接熱交換器。在再沸器234和252中，該氣體混合物之熱分別地供應至重移除塔232和輕化合物脫除塔250底部液體以於個別的塔232和250中提供沸騰物(boil-up)。得自該沸騰物之能量允許重移除塔232自該混合物中分離出至少一些重氯化合物和輕化合物脫除塔250自該混合中分離出至少一些輕化合物，如本文所述。之後，該已放出其熱之氣體混合物經導管245供應至液態氯接收器218。

現參考圖3，展現根據本揭示之方法300之額外的具體實例。方法300係如上文就方法100和200所敘述者，但進一步包含冷箱冷卻器360之使用。對於各種具體實例，冷箱冷卻器360可用於與氣體冷卻器324連結以進一步降低在該尾氣中氯之濃度。

對於各種具體實例，冷箱冷卻器360使用間接熱交換器，諸如板框熱交換器或如本文所論述之其他交換器以進一步自尾氣冷凝氯。如所說明之，該已使氯於氣體冷卻器324中移除之非冷凝氣體混合物通過導管362進入冷箱冷卻器360。在冷箱冷卻器360中，該非冷凝氣體混合物先與尾氣於第一間接熱交換器364中冷卻。之後，該已冷卻該非冷凝氣體混合物之尾氣經導管330離開該箱冷卻器。

之後，該冷卻的冷凝氣體混合物進入第二間接熱交換器366，其中，得自冷箱冷卻器360之汽化用液體進一步使該非冷凝氣體混合物冷卻。之後，該仍處於高壓但已經在冷箱冷卻器360中的第一和第二熱交換器364和366中冷卻以便部分地冷凝該氯之非冷凝氣體混合物進入接收鼓368。自接收鼓368，於高壓下之非冷凝氣體混合物跨越閥370通過以使該非冷凝氣體混合物之壓力與溫度二者同時下降。之後，該非冷凝氣體混合物通過第一熱交換器364，其中該非冷凝氣體混合物自該經導管362進入冷箱冷卻器360之非冷凝氣體混合物吸收熱。然後，該已被吸收熱之非冷凝氣體混合物作為尾氣經導管330離開冷箱冷卻器360。對於各種具體實例，冷箱冷卻器360可冷卻該尾氣至0℃至-25℃。

來自接收鼓368的高壓液態氯可經導管372離開，其中，其隨著通過閥374而汽化。之後，當該兩液體通過第二熱交換器366，該汽化的液態氯在高壓下自非冷凝氣體混合物中吸收熱。該已於第二熱交換器366中自非冷凝氣體混合物吸收熱之汽化的液態氯經導管376離開冷箱冷卻器360，其中，其可返回至該乾燥系統，如本文所述，舉例而言，將用以冷卻在進入壓縮機前之進料氣體。

如本文所論述，相較於未使用和本揭示相同技術和方法之方法，根據本揭示產生氯氣產物，可隨總能量消耗量的減少來完成。一種有效地例證此總能量消耗量的減少之方法係藉測定自進料氣體中產生氯氣產物所需之總能量，如本文所提供。一種方法為檢視其總功率，其單位為千瓦小時每公噸產生該氯氣化合物所需之氯。

在習知氯液化方法中，能量為使用多階段壓縮系統壓縮含有氯之進料氣體而耗盡。此壓縮系統形成具有高達約100 psia壓力之壓縮氣體。能量亦於液化氯氣所用以冷卻該壓縮氣體之致冷系統中耗盡。當雜質遺留在進料氣體中，產生液化氯之能量成本亦上升。

為更精確地比較於習知系統中與本揭示中製造之每公噸氯之總能量成本，亦測定汽化習知系統之液態氯成具有與氯氣產物相同壓力和溫度之氯氣所需之能量。之後，將此量之能量加至用以壓縮和液化習知系統中氯氣之能量。之後，此等估計使於一般系統與本揭示中製造氯氣之總能量成本可進行更直接的比較。

基於前述，可預測的是就本系統之具體實例而言，下列比較性結果是可能的。表1中顯示為產生氯氣所需之總功率之預測結果。

如表1所示，產生一噸氯氣所需之總功率預測結果說明本揭示之方法與習知氯氣製造方法的相異處。如所示，可預測的是根據本揭示製造氯氣產物所需之功率將相似於或少於取自習知方法的比較例，但將失去尾氣中僅一部份的氯(見表1中第3欄)。在習知方法中，此在尾氣中較高比例之氯終為於其他方法中使用(例如，HCl燃燒劑)。可瞭解的是，對於此等習知方法，為了於尾氣中達到如在本揭示所提供之相同預計的氯百分比，將必須有顯著的額外能量使用量。就其本身而論，相較於未使用與本揭示相同之技術與方法之方法，咸信本揭示之具體實例在達到總能量消耗量減少的同時產生該氯氣產物。

100．．．製造氯氣產物之方法

102．．．導管

104．．．導管

106．．．壓縮機

108．．．導管

110．．．冷凝器

112．．．熱回收單元

114．．．導管

116．．．導管

118．．．液態氯接收器

120．．．導管

122．．．導管

124．．．氣體冷卻器

128．．．導管

130．．．導管

200．．．製造氯氣產物之方法

202．．．導管

204．．．導管

206．．．壓縮機

208．．．導管

210．．．冷凝器

212．．．熱回收單元

218．．．液態氯接收器

222．．．導管

224．．．氣體冷卻器

226．．．導管

228．．．導管

230．．．導管

232．．．第一壓縮階段

233．．．導管

234．．．重氯移除塔

236．．．再沸器

238‧‧‧導管

240‧‧‧第二壓縮階段

241‧‧‧導管

242‧‧‧導管

243‧‧‧導管

244‧‧‧導管

245‧‧‧導管

246‧‧‧導管

248‧‧‧導管

250‧‧‧輕化合物脫除塔

252‧‧‧再沸器

254‧‧‧導管

300‧‧‧製造氯氣產物之方法

324‧‧‧氣體冷卻器

330‧‧‧導管

360‧‧‧冷箱冷卻器

362‧‧‧導管

364‧‧‧第一間接熱交換器

366‧‧‧第二間接熱交換器

368‧‧‧接收鼓

370‧‧‧閥

372‧‧‧導管

374‧‧‧閥

376‧‧‧導管

圖1提供根據本揭示之一具體實例製造氯氣產物之方法的示意圖。

圖2提供根據本揭示之一具體實例製造氯氣產物之方法示意圖。

圖3提供根據本揭示之一具體實例製造氯氣產物之方法示意圖。

100．．．製造氯氣產物之方法

102．．．導管

104．．．導管

106．．．壓縮機

108．．．導管

110．．．冷凝器

112．．．熱回收單元

114．．．導管

116．．．導管

118．．．液態氯接收器

120．．．導管

122．．．導管

124．．．氣體冷卻器

128．．．導管

130．．．導管

Claims (10)

1. 一種製造氯氣之方法，其包含：於壓縮機的第一個壓縮階段將汽化液態氯、含氯進料氣體及具有至少85公克/莫耳之分子量的重氯化合物之氣體混合物壓縮以在第一壓縮壓力下產生壓縮氣體；將該氣體混合物以第一壓縮壓力供應至除重氯物塔；從除重氯物塔中的該氣體混合物中移除至少一些重氯化合物；於壓縮機的第二壓縮階段將具有降低之重氯化合物濃度之該氣體混合物壓縮以進一步地壓縮該壓縮氣體；於冷凝器及熱回收單元將該壓縮氣體中之氯冷凝成液態氯；將該液態氯之第一部份汽化以提供冷凝熱將氯自該壓縮氣體冷凝成液態氯；和將該液態氯之第二部份汽化以提供該汽化液態氯給該氣體混合物和冷凝熱以冷卻得自該方法之尾氣。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，包含自該汽化的液態氯之第一部份產生氯氣產物。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項之方法，其中於該第二階段壓縮該氣體混合物係將該氣體混合物壓縮至80磅每平方吋絕對壓(psia)至650psia。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中自該壓縮氣體冷凝氯包含使用一利用0℃至50℃空氣之冷凝器以自該壓縮氣體至少部份地將氯冷凝成液態氯。
5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中冷凝該壓縮氣體中之氯包含冷卻該液態氯至30℃至55℃。
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中汽化該液態氯之第一部份包含汽化該液態氯之第一部份至高達187psia之壓力。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中自該壓縮氣體冷凝氯包含自該液態氯分離具有非冷凝氣體與其他非冷凝氣體之氣體流，其中來自汽化該液態氯之第二部份之汽化熱將至少一部份的非冷凝氯氣冷凝成液態氯。
8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該液態氯之第二部份之汽化將該非冷凝氯氣和其他非冷凝氣體冷卻至0℃至10℃。
9. 如申請專利範圍第7項或第8項之方法，包含額外地冷卻該氣體流以減少尾氣中之氯氣含量至25至35莫耳百分比的氯。
10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中進料氣體具有不少於50體積%之氯。