DE863336C - Verfahren zur Absorption von Chlorwasserstoff aus chlorwasserstoffhaltigen Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Absorption von Chlorwasserstoff aus chlorwasserstoffhaltigen Gasen Das Läsen von Chlorwasserstoff in Wasser ist mit der relativ hohen positiven Wärmetönung von 446o kal/kg H Cl verbunden. Wegen der starken aggresiven Wirkung der wäßrigen Salzsäure auf fast alle gut wärmeleitenden Metalle verursacht die Abführung dieser Wärme bei der Herstellung wäßriger Salzsäure in der Technik erhebliche Schwierigkeiten. Man war daher gezwungen, kostspielige, empfindliche Steinzeugabsorptionsapparaturen zu verwenden, die wegen des schlechten Wärmeleitvermägens des Steinzeugs nur eine geringe Absorptionsleistung aufwiesen. Erst die Entwicklung der Graphitabsorptionsapparate hat auf diesem Gebiete einen wesentlichen Fortschritt gebracht.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur <Absorption von Chlorwasserstoff aus chlorwasserstoffhaltigen Gasen mittels Wasser, bei dem die bei der Chlorwasserstoffabsorption frei werdende Wärme ohne Verwendung von Wärmeaustauschern in einem Turmabsorber mit Hilfe des bekannten Verfahrens der adiabatischen Chlorw asserstoffabsorpti,on abgeführt wird. Das Verfahren besteht darin, daß man die Absorption des Chlorwasserstoffs aus chlorwasserstoffhaltigen, insbesondere auch lö-sungsmittelhaltigen Gasgemischen in einem in zwei Abschnitte unterteilten Absorptionsturm durchführt, in dessen unterem Teil der Chlorwasserstoff adiabatisch mittels Wasser absorbiert und in dessen oberem Teil der entstandene Wasserdampf, gegebenenfalls mit demLcsungsmittelanteil, mit Wasser kondensiert wird. Die Arbeitsweise des Verfahrens sei an Hand der Abbildung erläutert Der Absorptionsturm ist in, bekannter Weise in rundem oder einem beliebigen anderen Querschnitt aus säurefesten Materialien hergestellt. Beispielsweise verwendet man ein gummiertes, säurefest ausgemauertes Rohr. Es ist nicht notwendig, ein gut wärmeleitendes Material zu nehmen. In bestimmten Fällen kann es sogar zweckmäßig sein;, den Turm gegen Wärmeabstrahlung zu isolieren. Der Turm ist durch den Boden a-b in zwei Teile unterteilt, und zwar in den Absorptionsteil I und den Kondensationsteil II. Der Boden a-b ist so konstruiert, da3 er zwar den Gasdurchtritt von unten nach oben, nicht aber den Flüssigkeitsdurchtritt von oben nach unten z.uläßt, wofür beispielsweise eine glockenbodenähnliche Konstruktion verwendet wird. Beide Turmteile I und IPI sind mit Austauschkörpern oder Glockenhäden, wie sie in Trennsäulen verwendet werden, versehen. In der Abbildung ist eine Raschigringfüllung angedeutet, die auf den Siiebböden S-S gelagert ist. Der Absorptionsteil arbeitet nach dem bekannten Prinzip der adiabatischen Chlörwasserstoffabsorption. Dias chlorwasserstoffhaltige Gas tritt bei E ein: Bei Z wird Wasser in der Mtenge zugegeben, die der gewünschten Konzentration der bei A ablaufenden wäßrigen Salzsäure entspricht.
• Bei .entsprechenden Abmessungen des Turmes wird die bei der Absorption des Chlorwasserstoffs frei werdende Wärmemenge mit dem entstandenen, praktisch HCl-freienWasserdampf am oberenEnde desAbsorptionsteiles I abgeführt, bis auf den Anteil, der als fühlbare Wärme in der bei A ablaufenden Säure enthalten ist. ;Diese Wärmemenge beträgt je nach den Betriebsbedingungen etwa oi bis 2o °/o der frei werdenden Absorptionswärme. Die Temperatur der ablaufenden Salzsäure ist eine Funktion der gewünschten Salzsäurekonzentration und des Chlorwasserstoffpartialdruckes im zu absorbierenden Gasgemisch. Die ablaufende Salzsäure kann gewünschten£alls in bekannter Weise heruntergekühlt werden.
• Der entstandene Wasserdampf tritt durch den Boden c-b in den Kondensationsteil II des Türmes ein, wird hier durch bei W zulaufendes Frischwasser kondensiert und läuft über einen Siphon bei K ab. Dabei werden gleichzeitig noch Spuren von mitgeführten Salzsäurenebeln entfernt. Die chlorwasserstoff- und wasserdampffreien Inertgase verlassen den Turm bei G.
• Dieses Absorptionsverfahren hat sich besonders bei der Absorption von- Chlorwasserstoff aus läsungsmittelhaltigen Gasgemischen bewährt, wie sie beispielsweise bei organischen Chlorierungsreaktionen (z. B. Chlorierung von Methan, Äthan, Benzol usw.) entstehen. Absorbiert man den Chlorwasserstoff aus derartigen Gasgemischen nach bekanntem Verfahren unter gleichzeitiger Kühlung, so kondensiert sich je nach den Bedingungen das organische Lösungsmittel ganz oder teilweise mit der Salzsäure, so daß man in der Regel eine durch organische Lösungsmittel verunreinigte wäßirige Salzsäure erhält, die nur beschränkt verwertbar ist. Bei dem vorliegenden Verfahren findet in dem Absorptionsteil I . dagegen keine Kondensation des Läsungsmittelanteiles statt. Dias salzsäurefreie Abgas, das z. B. aus dcnLäsungsmitteldämpfen,Wasserdampf und evtl. vorhandenen Inertgasen besteht, tritt in deriKOndenSationsteilII ein, woderWasserdampf und evtl. das Lösungsmittel durch Zufuhr von kaltem Wasser kondensiert werden. Das Kondensat läuft bei K ab und passiert zweckmäßig zur Trennung des Wassers und des Lösungsmittels eine Trennflasche. Ist die Menge der Inertgase gering, so werden die mitgeführten Läsungsmitteldämpfe bei der Kondensation des Wasserdampfes im Kondensationsteil II praktisch vollständig mitkondensiert. Soll dagegen die Entfernung der Lösungsmittelanteile im Abgas erst später erfolgen, so kann man entweder das chlorwasserstoffhaltige Gas vor dem Eintritt in den Turm oder nach dem Passieren des Absorptionsteiles I durch Zuführen von so viel Inertgas verdünnen,. daß, nach dem Entfernen des Chlorwasserstoffes und des Wasserdampfes der Taupunkt des restlichen Gasgemisches nicht unterschritten wird. Der Lösungsmittelanteil wird dann nach dem Kondensieren des Wasserdampfes im Kondensationsteil 1I nach bekanntem Verfahren vom Abgas getrennt. Man kann auch so verfahren, daß man im Kondensationsteil I.I zur Kondensation nur so viel Wasser zugibt, daß das Kondensat mit einer möglichst hohen Temperatur abläuft, so daß eine Kondensation des Lösungsmittels verhindert wird. In diesem Fall ist allerdings infolge des höheren Wasserdampfpartialdruckes der Feuchtigkeitsanteil im Abgas größer als bei der Zugabe von Inertgas.
• Eine Kondensation des Lösungsmittels kann in dem Absorptionsteil I nicht erfolgen, weil das bei der Chlorwasserstoffabsorption entstehende Wasserdampfvolumen immer größer ist als das absorbierte Chlorw.asserstoffvolumen. Trotzdemistes,besonders bei Gasgemischen, die bezüglich ihres Lösungsmittelgehaltes nahe der Sättigungsgrenze liegen, zweckmäßig, durch Wärmeisolation des Absorptionsteiles I dafür zu sorgen, daß' möglichst keine Verminderung des Wasserdampfvolumens durch Wärmeableitung nach außen eintritt. Eine Vierminderung des Wasserdampfvolumens kann auch dann erfolgen, wenn man zur Absorption kaltes Wasser verwendet. Es ist daher in diesen Fällen zweckmäßig, bei Z Wasser zuzuführen, das eine Temperatur hat, die mindestens der Temperatur im oberen Ende des Absorptionsteiles I entspricht. Man kann auch so verfahren, daß man im Kondensationsteil II zur Kondensation nur so viel kaltes Wasser zugibt, daß, das Wasser bei K mit der Temperatur abläuft, die der gewünschten Temperatur für das Absorptionswasser entspricht. Man .zweigt dann in .bekannter Weise nach Abtrennung des evtl. vorhandenen flüssigen Lösungsmittelanteiles den entsprechenden Anteil an heißem .Wasser ab und .führt ihn bei Z in den Absorptionsteil I wieder ein. Es ist nach diesem Verfahren möglich, aus einem chlorwasserstoff- und lösungsmittelhaltigen Gasgemisch den Chlorwasserstoff, den gebildeten Wasserdampf und den Lösungsmittelanteil nacheinander fraktioniert zu entfernen. Bleispiel r 14Io Nm3/h eines Gasgemisches mit 2,o Volumprozent HCl, 17 Volumprozent Methanchlorkohlenwasserstoffen und 6,3@ Volumprozent aus Methan und Stickstoff bestehenden Restgasen werden in die Apparatur gemäß. der Abbildung in den Absorptionsteil I bei E eingeleitet. Bei Z werden im gleichen Zeitraum roo kg Wasser von 6o° zugeführt. Bei A laufen io8 kg/h einer 32,5%igen Salzsäure, praktisch frei von Chlorkohlenwasserstoffen, mit einer Temperatur von q.7° ab. Die salzsäurefreien Restgase treten mit 3q. Nm3/h Wasserdampf bei einer Temperatur von 6o° in den Kondensationsteil II ein. Dort wird der Wasserdampf mit 4oo kg/h Wasser von 2o° kondensiert. Das Kondensat läuft mit einer Temperatur wenig unter 6o° bei K ab. Das Restgas einschließlich der Chlorkohlenwasserstoffe verläßt den Turm mit einer Temperatur von 35° wasserdampfgesättigt, aber salzsäurefrei, bei G. Eine Kondensation der Chlorkohlenwasserstoffe findet im Kondensationsteil II nicht statt. Benzols werden so wiedergewonnen. Der restliche Anteil geht dem Dampfdruck entsprechnd bei G mit den Inertgasen ab.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: Beispiele 23 Nm3/h Gas mit 93 Volumprozent H Cl, 5 Volumprozent Benzol und 2 Volumprozent Inertgasen werden in die Apparatur gemäß der Abbildung in den Absorptionsteil bei E eingeleitet. Bei Z werden im gleichen Zeitraum 87 kg Wasser von 20° zugeführt. Bei A laufen ioq. kg benzolfreie 32,5o/oige Salzsäure mit einer Temperatur von 78°-3b. Dias benzolhaltige Restgas mit 17 kg Wasserdampf tritt mit ioo° in den Kondensationsteil Il ein und wird dort mit 6oo kg Wasser von 20° kondensiert. Das Benzol fällt praktisch vollständig aus, läuft bei K mit dem etwa q.0° warmen Kondensat ab und wird in einer Trennflasche vom Wasser getrennt. Rund go % des vorhandenen i. Verfahren zur Absorption von Chlorwasserstoff aus chlorwasserstoffhaltigen, insbesondere auch lö.sungsmittelhaltigen Gasgemischen mittels Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß., man die Absorption in einem in zwei Abschnitte unterteilten Absorptionsturm durchführt, in dessen unterem Teil der Chlorwasserstoff adiabatisch mittels Wasser absorbiert und in dessen oberem Teil der entstandene Wasserdampf, gegebenenfalls mit dem Usungsmittelanteil, mit Wasser kondensiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß: man dem zu absorbierenden Gas vor oder nach dem Passieren des Absorptionsteiles gegebenenfalls soviel Inertgas zugibt, daß nach der Kondensation des Wasserdampfes im Kondensationsteil der Taupunkt der Restgase nicht unterschritten wird. .
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man im Kondensationsteil nur so viel Frischwasser zuführt, daß der Wasserdampf als Wasser von möglichst hoher Temperatur. kondensiert wird. q.. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Absorption des Chlorwasserstoffes Wasser mit einer Temperatur verwendet, die der Temperatur im oberen Ende des Absorptionsteiles etwa entspricht,