Способ получения хлора из хлористого водорода Советский патент 1993 года по МПК C01B7/04 

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к процессам получения хлора из HCI окислением последнего кислородом воздуха. Специфика производств хлорорганического синтеза обуславливает значительное количество хлористого водорода как отхода. Его утилизация в настоящее время связана со значительными трудностями.

Целью изобретения является снижение температуры процесса и увеличение концентрации хлора в продуктах реакции.

Поставленная цель достигается способом получения хлора окислением хлористого водорода воздухом, причем процесс проводится в зоне электроискровых разрядов. Температура подаваемой смеси не превышает 20-30° С, что позволяет не включать в технологическую схему теплообменники. Процесс осуществляют при объемной скорости 26-413 .

Предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что смесь хлористого водорода и воздуха пропускают через зону электроискровых импульсных разрядов. А понижение температуры ( 20° С) вызовет значительное снижение скорости

процесса и произойдет резкое падение конверсии хлористого водорода.

Проведение процесса в зоне электроискровых разрядов приводит к разложению молекулы хлористого водорода на атомы хлора и водорода, последний окисляется кислородом воздуха до воды, причем процесс идет при низких температурах и без катализаторов.

Преимущества предлагаемого способа заключаются в том. что хлористый водород предварительно не поглощается водой, отсутствуют катализаторы, процесс идет при низких температурах, как исходных реагентов так и продуктов реакции. Электрические рёзряды создаются генератором, электрическая схема которого позволяет при напря- жении 10-40 кВ иметь достаточное количество разрядов для распада молекул кислорода воздуха и хлористого водорода. Благодаря отсутствию каких-либо движущихся частей данный способ утилизации HCI с получением хлора обладает повышенной надежностью, что наряду с хорошими технологическими показателями делает его весьма перспективным.

СО

С

00

о

ю

Јь

СА)

Эффективность данного способа обуславливается тем, что в зоне электрических импульсных разрядов кислород воздуха и хлористый водород распадается на активные частицы, которые быстро реагируют между собой, что приводит к высокой степени конверсии HCI и достаточно высокому выходу хлора.

С увеличением объемной скорости подачи газовой смеси уменьшается время пребывания хлористого водорода в зоне электрических импульсных разрядов и как следствие понижается содержание хлора в продуктах реакции. Но подачу газовой смеси нецелесообразно повышать более 413 ч При создании объемной скорости меньше 26ч еозникаюттехнологические сложности. Температура газовой смеси на входе в реактор и на выходе из него составляет 20-30° С, С повышением температуры степень конверсии возрастет, но темпы прироста этого параметра замедляются и потребуют больших затрат тепловой энергии.

Пример 1. Смесь хлористого водорода с содержанием HCI 56 мае. % обрабатывалась в зоне электрических импульсных разрядов. Объемная скорость подачи газовой смеси 413 .

Получена степень конверсии хлористого водорода 25,9 %. Содержание хлора в продуктах реакции 14.08 %, HCI, вода и воздух - остальное.

Температура продуктов реакции 20° С.

Пример 2. Смесь хлористого водорода с воздухом с содержанием HCI 62 мае. % обрабатывалась в зоне электрических импульсных разрядов. Объемная скорость подачи газовой смеси 413 ч

Получена степень конверсии хлористого водорода 25,9 %. Содержание хлора в продуктах реакции 15,62 %, HCt, вода и воздух - остальное.

Температура продуктов реакции 20° С.

Пример 3. СмеСь хлористого водорода с воздухом с содержанием HCI76 мае. % обрабатывалась в зоне электрических импульсных разрядов. Объемная скорость подачи газовой смеси 413 .

Получена Степень конверсии хлористого водорода 25,9 %. Содержание хлора в продуктах реакции 19,15 %, HCI, вода и воздух - остальное.

Температура продуктов реакции 20° С.

Пример 4, Опыт проводится по методике примера 1, с тем отличием, что объемная скорость составляла 366 . Получена степень конверсии хлористого водо- рода 41,1%.

Содержание хлора в продуктах реакции 22,35 %, HCI, вода и воздух - остальное. Температура продуктов реакции 21° С. Пример 5. Опыт проводился по методике примера 1, с тем отличием, что объемная скорость составляла 94 . Получена степень конверсии хлористого водорода 61,7 %.

Содержание хлора в продуктах реакции 33,56 %, HCI, вода и воздух - остальное.

Температура продуктов реакции 25° С. Пример 6. Опыт проводился по методике примера 1, с тем отличием, что объемная скорость составляла 26 . Пол- учена степень конверсии хлористого водорода 73,8%.

Содержание хлора в продуктах реакции 40,17 %, HCI, вода и воздух - остальное.

Температура продуктов реакции 30°С. Сравнительные данные предлагаемого способа, а также способа по прототипу приведены в таблице.

Как следует из таблицы концентрация хлора в продуктах реакции по заявляемому техническому решению значительно выше, чем концентрация хлора в прототипе. Температура выходящих газов из реакционной зоны лишь немного выше температуры входящего газа. Это устраняет систему его дальнейшего охлаждения, т. е. способствует менее энергоемкому извлечению хлора. Следует отметить, что в качестве окислителя применялся воздух, а не чистый кислород, как в методике прототипа. Это удешевляет процесс и делает его эксплуатацию практически безопасной.

. Кроме экологического эффекта (утилизация абгазного HCI) данное техническое решение обладает экономической эффек- тивностью. Из 1 т HCI получается 0,4 т хлора. Форму л а изо бретени я Способ получения хлора из хлористого водорода окислением последнего воздухом, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры процесса и увеличения концентрации хлора в продуктах реакции, процесс ведут в зоне электроимпульсных разрядов при объемной скорости 26-413 и температуре 20-30° С.

Сравнительные данные процесса окисления хлористого водорода по предлагаемому способу и прототипу

Изобретение относится к химической технологии, а именно к процессам получения хлора из хлористого водорода окислением последнего кислородом воздуха. Процесс окисления хлористого водорода воздухом ведут в зоне электроимпульсных разрядов при объемной скорости 26-413 час 1 и температуре 20-30°С. Концентрация хлора в продуктах реакции составляет около 40 %. 1 табл.