Патент ссср 379081

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ЙА7ЕЙТУ

Сова Созетских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №вЂ”

М. Кл. С 01Ь 7/04

Заявлено 18.XI I.1970 (№ 1601152/23-26)

Приоритет 20.XII.1969, № Р1963946.4, ФРГ

Опубликовано 18.11/т1973. Бюллетень № 19

Дата опубликования опи ания 26Х1.1973.

Номитет по делам изобретеиий и открытий при Совете Мииистроз

УДК 661.413. (088.8) Авторы изобретения

Иностранцы

Ханс Клебе, Альфред Мефферт, Людвиг Ланге, Герхард Фратцер и Франц-Людвиг Дам (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Дегусса» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА ИЗ ХЛОРИСТОГО ВОДОРОДА

Изобретение относится к области получения хлора из хлористого водорода или содержа.цих хлористый водород газов.

Известен способ получения хлора путем окисления газообразного хлористого водорода или его раствора водными растворами перекиси водорода с содержанием НзОз до

90 вес. %.

Однако при этом отмечается низкий выход продукта и небольшая окорость процесса.

Для повышения выхода продукта и интенсифи кации процесса предлагается способ получения хлора из хлористого водо рода, вклк>чающий абсорбцию последнего водными растворами и окисление рас пворами перекиси водорода, содержащими до 90 вес. % НзОз.

По этому способу окислению подвергают водные растворы хлористого водорода, со|держащие 20 — 40 вес. % HCI, преимущественно

25 — 35 вес. %. Образующийся хлор непрерывно удаляют из водной фазы поередством пониженного давления продувкой промывчым газом или тем и другим, вместе.

Целесообразно применять растворы пеоекиси водорода с содержанием 40 — 70 вес. /о

НЯ,,во избежание сильного разбавления реакционной среды и .дорогостоящего предварительного,концентрирования. Наиболее благоприятна 50%-,ная фракция пвретсиси водорода, получаемая по известному антрахиноновому способу.

На фиг. 1 приведена технологическа": схема получения хлора из газовых смесей с низким содержанием HCI; .на фиг. 2 — то же, с высоким содержанием НСI; на фиг. 3 — тех..ологическая схема получения хлора, включающая дополнительное концентрирование превращаемой соляной кислоты.

1О Пример !. Газовую смесь, состоящую из 695 ни - /час воздуха (896 кг/час), 196 няз/час НСI (20,7 об. %, или 320 кг/час) и 46 нл /час НзО (37 кг/час), подают снизу в насадочную колонну 1 (см. фнг, 1) диаметрîм 500 л1л и с высотой насадки 2 л (кольца Рашига диаметром 35 л.и).

Колонну орошают ежечасно 10 и 28% -,ной соляной кислоты (11400 кг/час) с тем пературой на входе 30 С. Кислота поглощает ос20 навную часть хлористого водорода и выходит из об оорбцион ной колонны с температурой приблизительно 45 С .и концентрацией около

30%. Остаток хлористого водорода удаляют из газовой смеси в подключенной колонне 2 с колпачковыми тарелочками,,которую заполняют приблизительно 50 л/час воды. Вытекающую соляную кислоту добавляют к соляной кислоте основной абсорбции. При экзотермически протекающей абсорбции вместе с воздухом огводится 18 кг/час водяного пара.

379081

730

312

203

Приблизительно 30% -:ную соляную кислоту, которая вытекает из колонны 1 (11790 кг/час), охлаждают в холодильнике 8 до температуры около 30 С и подают в верхнюю ча сть реакц ион ной колонны 4, котарая имеет приблизительно такие же размеры, как колонна 1. В верхнюю часть этой колонны подают

210 кг/час 50%- ного водного .раствора перекиси вадо рода. При этом происходит вы|деление

203 кг/час CI>, который затем промывают

28 /о-ной соляной,к и слотой с тем пературой

0 С в колодине 5. Содержание остаточного хлористого водорода снижается до 2 г/кг хлора и менее.

Эта соляная кислота образуется от соединенных сливов колонн 4,и 5 и охла»кдается в холодильнике б. При помощи компрессора 7 в колоннах 4 и 5 давление системы .поддерживают до 0,4 ати. Газообразный хлор сжижают,известным способом.

Вытекающую из колонны 4 соляную кислоту (11793 кг час) с температурой 50 С и концентрацией около 28 вес. % подают насосом 8;в холодильник 9, охлаждают до 30 С и снова направляют в .колонну 1.

Для отвода избыточной воды из циркуляции отоирают около 393 кг/час соляной кислоты, содержащей около 110 кг НСI.

Выходы исчисляют следующим образом.

Пров ращение НСI, кг/час:

Хлористый водород, введенный в виде соляной кислоты 320

Выход хлора (в пересчете на теоретический)

Полученный хлор

Выход хлора около 65%.

Превращение Н О> кг час:

Введенная Н О (100% -ная) 105

Выход хлора (в пересчете на теоретический) 219

Выход хлора около 93%.

Следовательно, всего превращается в хлор около 65% поданного хлористого водорода, в то время как выход, в пересчете на введенную

Н О, составляет 93%.

П р и м ер 2. В насадочную колонну 10 (см. фиг, 2) подают снизу 550 нмз/час воздуха (710 кг/час) и 572 нм /час НСI (51 аб. %, или 932 кг/час). Эту колонну орошают

50 м /час 32% -ной соляной, кислоты (38000 кг/час) с температурой ЗО С. Kipoivre того, в верхнюю часть колонны подают

499 кг/час водного 70% ного раствора перекиси во!дорода. Из колонны 10, ироме 550 нмз/час воздуха, отводят 51 кг/час Н О и 713 кг/час

CI с небольшим остатком НСI. В подключенной колонне с колпачковыми тарелками 11, которую орошают приблизительно 221 кг/час воды, происходит удаление остаточного хлористого водорода, который подают затем в основную колонну.

Из колонны 10 вытекает соляная кислота с температурой около 43 С, которую после охлаждения в холодильнике 12 до ЗО С сно» ва подают в эту колонну.

Зо

Из циркулирующей кислоты отбирают

998 кe/«ac 32%-ной соляной кислоты, которую в,десарбц ио нной колодине 18 концентрируют выпариванием до 22%-ной соляной кислоты, содержащей около 192 кг НСI.

Выходы вычисляют следующим образом.

Пре вращение HCI, кг/час:

Хлористый водород, введенный в виде соляной кислоты 932

Выход хлора (в пересчете на теоретический) 907

Полученный хлор 713

Выход хлора около 79%.

iIlpeirrращение Н О9, кг, час:

Возведенная Н О (100%-ная) 350

Выход хлора (в пересчете на теоретический)

В ыход хлор а .около 97,5

Следовательно, всего превращается в Cl около 79%! поданного хлористого водорода, в то время как выход, в пересчете íà I 0>, составляет 97,5%.

Пример 3. Из газовой смеси 1252 нмз час воздуха (1615 кг/час) и 31 3 нмз/час НСI (20 об. % или 510 кг/час) выделяют хлористый водород, как описано в примере 1, абсорбцией в колоннах 14 и 15 (см. фланг. 3). Полученную при этом 35% -ную соляную кислоту (3140 кг/час) подают в десарбцио нную колонну 1б и десорбируют 510 кг/час газоооразн;;го хлористого водорода выпариванием. При этом соляную кислоту концентрируют до 22%ной азеотропной смеси. 3150 кг/час азеотропной смеси распределяют следующим образом:

2630 кг/час возвращают из десорбционной колонны 1б .в абсо рбц ианную колонну 14520 кг/ час выводят для отвода избыточной воды.

Выделенный газообразный хлористый водород (510 кг/час) подают в насадочную колонну 17, служащую реактором, Ее орошают

25 м /час 28%-ной соляной кислоты (28500 кг/ час) с температурой на входе ЗО С. В верхнюю часть колонны подают около 400 кг/час

50%-ного водного раствора Н О>. Выделяют

384 кг/час хлора, который отводят из верхней части колонны.

Разбавленная реакционной, водой и водой непосредственно для разбавления перекиси водорода соляная кислота (30063 кг/час) вытекает из нижней части реакционной колонны 17. Затем ее подают насосом в холодильник 18 и охлаждают до 30 С, после чего направляют в верхнюю часть колонны 17.

Из циркулирующей кислоты отбирают око",о 563 кг час 28%-ной соляной кислоты для отвода избыточной воды. Последнюю подают на десорбцию, концентрируют до азеотропной концентрации и выводят 520 кг/час 22% -ной соляной кислоты, содержащей 115 кг/час хлористого водорода. Десорбированный хлористый водород (43 кг/час) снова направляют в процесс.

Отобранный из верхней части колонны хлор очищают в скруббере 19 охлажденной в холодильнике 20 до 0 С 28%-ной соляной кис379081 хлора в пересчете водород составляет к введенному коли497

384 лотой от остаточного хлор истого водорода и водяного пара. Слив из скруббера 19 возвращают в цикл и соединяют со сливом из колонны 17.

Остаточное содержание после промывки: <1,5 г Н О/кг С1

<2 г НС1/кг С1 .

Вся система функционирует при рабочем давлении около 0,4 ата, которое создают компрессором 21.

Выходы вычисляют следующим образом.

Превращение НС1, кг/час:

Хлористый водород, введенный в виде соляной кислоты 510

Выход хлора (в пересчете на теоретический)

Полученный хлор

Выход хлора около 77,5%.

Превращение Н О, кг/час:

Введенная Н О> (100% -ная) 200

Выход хлора (в пересчете на теоретический) 417

Выход хлора около 92%.

Следовательно, выход на введенный хлористый около 77,5%; отнесенный честпу Н О около 92% .

Предмет изобретения

1. Способ получения хлора из хлористого водорода, включающий абсорбцию последне10 го водными растворами и окисление растворами перекиси водорода, содержащими до

90 вес. % Н О, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода продукта и интенсификации процесса, окислению подвергают

15 водные растворы хлористого водорода, содержаа щие 20 — 40 вес. % НС1, преимущественно

25 — 35 вес. % ., и образующийся хлор непрерывно удаляют из водной фазы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление хлора осуществляют с использованием пониженного давления.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что удаление хлора осуществляют путем продувки промывным газом.

379081 й:дщ + Q я кисло

/.

qua. 2 йоз л

См

4з

Фиг. 3

Составитель А. Груздев

Редактор М. Джарагетти Текред Е. Борисова Корректор Г, Запорожец

Заказ 337/1076 Изд. № 482 Тираж 523 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»