PL167441B1 - Sposób wytwarzania kwasu solnego o żądanym stężeniu pozbawionego zanieczyszczeń chloroorganicznych i dwutlenku siarki - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania kwasu solnego o żądanym stężeniu, pozbawionego zanieczyszczeń chloroorganicznych i dwutlenku siarki z gazu zawierającego chlorowodór i doprowadzanego do absorpcji dwoma strumieniami, znamienny tym, że strumień gazu zawierający nie mniej niż 40% molowych chlorowodoru oraz do 20% molowych zanieczy szczeń chloroorganicznych i dwutlenku siarki jest rozdzielany na dwa strumienie, którymi zasila się absorber adiabatyczny w dwóch miejscach i jako absorber chlorowodoru stosuje się odpadowy kwas solny zanieczyszczony związkami chloroorganicznymi i dwutlenkiem siarki lub czysty kwas solny o stężeniu 3 do 25% wagowych chlorowodoru, po czym otrzymany kwas solny w razie konieczności dosyca się czystym chlorowodorem do żądanego stężenia, przy czym pierwszy strumień o temperaturze 50 do 110°C i ciśnieniu 0,1 do 0,5 MPa wprowadza się do miejsca, w którym temperatura w absorberze osiąga od 65 do 110°C a drugi strumień o temperaturze 20 do 80°C wprowadza się do miejsca, w którym temperatura w absorberze osiąga 50 do 85°C.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kwasu solnego o żądanym stężeniu, pozbawionego zanieczyszczeń chloroorganicznych i dwutlenku siarki.

Znany jest z opisu patentowego RFN nr 1 024 064 (1958) sposób oczyszczania chlorowodoru z dwutlenku siarki i kwasu octowego polegający na dodaniu do niego wolnego chloru i przeprowadzeniu zanieczyszczeń w chlorek sulfurylu i chlorek acetylu. W dalszym postępowaniu chlorowodór i nowo powstałe związki schładzano do temperatury -35°C i w tej to temperaturze ulegały skropleniu zanieczyszczenia, natomiast chlorowodór poddawano adsorpcji na węglu aktywnym. Po desorpcji zanieczyszczeń węgla aktywnego przy użyciu przegrzanej pary wodnej o temperaturze 200'C otrzymywano kwas solny zawierający zanieczyszczenia w ilości od 0,1 do 0,6 g na litr kwasu.

Znany jest także z opisów patentowych USA nr 2 490 454 (1949), 4 065 513 (1977) sposób oczyszczania chlorowodoru metodami adsorpcyjnymi na węglu aktywnym w temperaturze -20 do +90’C, następnie desorpcji za pomocą przegrzanej pary wodnej i zawróceniu chlorowodoru do następnych syntez chlorowania.

Z opisu patentowego W. Brytanii nr 1 405 714 (1973) znana jest metoda oczyszczania chlorowodoru otrzymywanego w procesie wytwarzania chlorku winylu z acetylenu, polegająca na przepuszczaniu chlorowodoru przez złoże węgla aktywnego z naniesionym katalizatorem chlorkiem rtęciowym w temperaturach przekraczających 100'C. Desorpcję ze złoża prowadzi się gorącym powietrzem w temperaturach powyżej 100’C.

167 441

Te znane sposoby oczyszczania chlorowodoru mają pewne niedogodności jak stosowanie chlorku, adsorpcji na węglach aktywnych, wymrażania i przegrzewania.

Wymienione wcześniej metody mają również swoje' wady jak powstające ubocznie, w wyniku regeneracji złoża adsorpcyjnego parą wodną, pewne ilości rozcieńczonego kwasu solnego zawierającego rozpuszczone związki chloroorganiczne.

Z Oczyszczania gazu Arthura Kohla i wsp., WNT, W-wa, 1965, str. 214 - 218 znana jest metoda absorpcji chlorowodoru w wodzie lub rozcieńczonym kwasie solnym, przeprowadzana w układzie kolumny do absorpcji końcowej i absorbera chłodzonego wodą. Przez kolumnę wypełnioną węglowymi pierścieniami Raschiga, w przeciwprądzie do wody lub rozcieńczonego kwasu solnego, przepuszczano gazy zawierające resztę niezaabsorbowanego chlorowodoru. W absorberze ściany kolumny chłodzone były wodą, aby w ten sposób obniżyć temperaturę i zmniejszyć prężność par chlorowodoru nad układem chlorowodór - woda. Ciepło rozpuszczania chlorowodoru w wodzie jest bardzo znaczne i należy je odprowadzać jeśli chce się osiągnąć zupełne usunięcie chlorowodoru z gazu lub wytworzyć roztwór kwasu o największym stężeniu. Jest to proces absorpcji izotermicznej.

Znana jest również z Technologii chemicznej nieorganicznej pr.zb. WNT, W-wa, 1963, str. 573 - 575 metoda absorpcji adiabatycznej, w której absorber zraszany jest gorącą wodą (około 100*C) a w przeciwprądzie przepływa gazowy HCl. Odpowiedniej wysokości skruber i właściwe dozowanie wody zraszającej pozwalają na produkowanie stężonego kwasu solnego przy całkowicie wolnych od HCl oparach uchodzących do atmosfery. W tej metodzie absorbentem jest woda oraz absorber zasilany jest jednym strumieniem.

Z Technologii chloru i związków chloru L. Wasilewskiego i wsp. WNT, W-wa, 1963, str. 361 - 370 znana jest metoda absorpcji, w której oczyszczany gaz zawierający chlorowodór rozdziela się na dwa strumienie, z których jeden zasila absorber adiabatyczny a drugi strumień zasila absorber izotermiczny. Jest to więc proces dwuetapowy. W pierwszym etapie absorpcji adiabatycznej otrzymuje się kwas solny rozcieńczony a w drugim etapie absorpcji izotermicznej otrzymuje się kwas solny stężony.

Dotychczas stosowane sposoby rozdziału kwasu solnego od zanieczyszczeń chloroorganicznych pozwalają otrzymywać kwas solny o wysokich stężeniach chlorowodoru ale za to w skomplikowanych procesach technologicznych i nadal zanieczyszczonego często związkami chloroorganicznymi oraz dwutlenkiem siarki.

Nieoczekiwanie okazało się, że odpowiednie zasilanie absorbera i właściwe dobranie parametrów absorpcji adiabatycznej powodują oddzielanie zanieczyszczeń chloroorganicznych i dwutlenku siarki od chlorowodoru.

Sposób według wynalazku polega na rozdzielaniu strumienia gazu zawierającego nie mniej niż 40% molowych chlorowodoru oraz do 20% molwych zanieczyszczeń chloroorganicznych i dwutlenku siarki na dwa strumienie, którymi zasila się absorber adiabatyczny w dwóch miejscach. Jako absorbent chlorowodoru stosuje się odpadowy kwas solny zanieczyszczony związkami chloroorganicznymi i dwutlenkiem siarki lub czysty kwas solny o stężeniu 3 do 25% wagowych chlorowodoru. Pierwszy strumień o temperaturze 50 do 110’C i ciśnieniu 0,1 do 0,5 MPa wprowadza się do miejsca, w którym temperatura w absorberze osiąga 65 do 110*C. Drugi strumień o temperaturze 20 do 80°C wprowadza się do miejsca, w którym temperatura w absorberze sięga 50 do 85°C, po czym otrzymany kwas solny w razie konieczności dosyca się czystym chlorowodorem do żądanego stężenia.

Korzystnie, jeśli absorbent chlorowodoru wprowadza się w temperaturze 10 do 110*C.

Korzystne efekty otrzymuje się, jeśli strumień chlorowodoru przed wprowadzeniem do absorbera zasila się gazem inertnym o temperaturze 10 do 80*C lub gazem inertnym zasila się absorber poniżej zasilania chlorowodorem.

Korzystne efekty otrzymuje się także, jeśli strumień chlorowodoru przed wprowadzeniem do absorbera zasila się parą wodną o temperaturze 120 do 250°C w ilości 5 do 250-krotnej objętości otrzymywanego kwasu solnego lub parą wodną zasila się absorber poniżej zasilania chlorowodorem.

Sposób według wynalazku pozwala zamiast dwóch absorberów: adiabatycznego i izotermicznego zastosować jeden absorber adiabatyczny zasilany w dwóch miejscach dwoma strumieniami gazu. Strumienie gazu różnią się temperaturą oraz ciśnieniem.

167 441

Sposób według wynalazku pozwala otrzymać kwas solny o zawartości od 30 do 36% wagowych chlorowodoru pozbawionego zanieczyszczeń chloroorganicznych i dwutlenku siarki. W metodzie według wynalazku nie stosuje się absorpcji na węglu aktywnym i nis stosuje się wykraplania zanieczyszczeń chloroorganicznych. W sposobie tym wykorzystuje się odpadowy kwas solny zanieczyszczony związkami chloroorganicznymi i dwutlenkiem siarki, który powstaje podczas regeneracji złóż adsorbcyjnych lub podczas schładzania gazów otrzymywanych w wyniku spalania odpadów chloroorganicznych.

Zaletą wynalazku jest zwiększenie odzysku związków chloroorganicznych oraz zwiększenie wydajności kwasu solnego przez zmniejszenie strat chlorowodoru w gazach odlotowych.

Zaletą sposobu według wynalazku jest jednoczesne usuwanie zanieczyszczeń związków chloroorganicznych i dwutlenku siarki.

Sposób według wynalazku bliżej objaśniono w podanych przykładach.

Przykład I. Do absorbera adiabatycznego wprowadza się strumień gazu zawierający następujące zanieczyszczenia (w % objętościowych): chlorowodór - 76,25; dwutlenek siarki 1,76; trichloroetylen - 15,74; kwas chlorooctowy - 6,25, który dzieli się na dwa strumienie. Pierwsza'część strumienia o temperaturze 90°C i ciśnieniu 0,2 MPa wprowadzana jest do absorbera o przekroju temperatury 95“C. Druga część strumienia o temperaturze 75 *C wprowadzana jest do absorbera w miejscu, w którym posiada on temperaturę 80’C. Podział strumienia odpadowego chlorowodoru na części wynosi odpowiednio 3:2. Obciążenie absorbera 5% kwasem solnym o temperaturze 20°C wynosi 5 kmoli/kmol chlorowodoru. W wyniku absorpcji otrzymuje się 34% kwas solny wolny od wprowadzanych zanieczyszczeń.

Przykład II. Do absorbera wprowadza się strumień zawierający następujące zanieczyszczenia (w % objętościowych): chlorowodór - 95,60; dwutlenek siarki - 2,50; trichloroetylen - 1,90, który dzieli się na dwa strumienie. Pierwszy strumień odpadowego chlorowodoru o temperaturze 95*C i ciśnieniu 0,5 MPa wprowadza się do. absorbera w miejscu, w którym absorber ma temperaturę 100*C. Drugi strumień o temperaturze 70 *C wprowadza się do absorbera do miejsca, w którym utrzymywana jest temperatura 75*C. Obciążenie absorbera 15% wagowo kwasem solnym wynosi 1,5 kmoli/kmol chlorowodoru. Do absorbera wprowadza się parę wodną o temperaturze 130*C w ilości 50-krotnej objętości w stosunku do otrzymywanego kwasu solnego. Zasilanie absorbera parą wodną prowadzi się poniżej punktu zasilania absorbera chlorowodorem w przekroju absorbera posiadającym temperaturę 60C. W wyniku absorpcji otrzymuje się 30% wagowo kwas solny wolny od zanieczyszczeń.

Przykład III. Do absorbera wprowadza się strumień zawierający następujące zanieczyszczenia (w % objętościowych): chlorowodór - 95,60; dwutlenek siarki - 2,50; trichloroetylen - 1,90, który dzieli się na dwa strumienie. Pierwszy strumień odpadowego chlorowodoru o temperaturze 95°C i ciśnieniu 0,5 MPa wprowadza się do absorbera w miejscu, w którym absorber ma temperaturę 100°C. Drugi strumień o temperaturze 70’C wprowadza się do absorbera do miejsca, w którym utrzymywana jest temperatura 75°C. Obciążenie absorbera 15% wagowo kwasem solnym wynosi 1,5 kmoli/kmol chlorowodoru. Do drugiego strumienia bezpośrednio na wlocie do absorbera wprowadza się parę wodną o temperaturze 120’C w ilości 100-krotnej objętości w stosunku do otrzymywanego kwasu solnego. W wyniku absorpcji otrzymuje się 31% wagowo kwas solny wolny od zanieczyszczeń.

Przykład IV. Do absorbera adiabatycznego wprowadza się strumień zawierający następujące zanieczyszczenia (w % objętościowych): chlorowodór - 90,50; dwutlenek siarki 2,50; trichloroetylen - 2,50, który dzieli się na dwa strumienie. Pierwszy strumień chlorowodoru o temperaturze 70’C i ciśnieniu 0,15 MPa wprowadza się do absorbera w miejscu, gdzie temperatura osiągnęła 75°C. Drugi strumień o temperaturze 50°C wprowadza się do absorbera w miejscu, gdzie temperatura osiągnęła 65°C. Obciążenie absorbera 10% wagowo kwasem solnym wynosi 7,0 kmol/kmol chlorowodoru. Do absorbera wprowadza się azot o temperaturze 20°C w ilości 20-krotnej objętości w stosunku do wprowadzonego chlorowodoru. Zasilanie absorbera azotem prowadzi się poniżej punktu zasilania absorbera pierwszym strumieniem chlorowodoru w miejscu w absorberze o temperaturze 65’C. W wyniku absorbcji otrzymuje się 28% kwas solny wolny od zanieczyszczeń.

167 441

Przykład V. Do absorbera wprowadza się strumień zawierający następujące zanieczyszczenia (w % objętościowych): chlorowodór - 95,60; dwutlenek siarki - 2,50; trichloroetylen - 1,90, który dzieli się na dwa strumienie. Pierwszy strumień chlorowodoru o tempera turze 85 *C i ciśnieniu 0,2 MPa wprowadza się do absorbera w miejscu, w którym absorber ma temperaturę 90’C. Drugi strumień o temperaturze 20“C wprowadza się do absorbera o temperaturze 50C. Obciążenie absorbera 15% wagowo kwasem solnym wynosi 1,5 kmoli/mol chlorowodoru. Do absorbera wprowadza się parę wodną o temperaturze 130C w ilości 250-krotnej objętości w stosunku do otrzymanego kwasu solnego zasilającą drugi strumień gazu bezpośrednio na wlocie do absorbera. W wyniku absorpcji otrzymuje się 30% wagowo kwas solny wolny od zanieczyszczeń.

Przykład VI. Do absorbera adiabatycznego wprowadza się strumień zawierający następujące zanieczyszczenia (w % objętościowych): chlorowodór - 90,50; dwutlenek siarki - 2,50 trichloroetylen - 2,50, który dzieli się na dwa strumienie. Pierwszy strumień chlorowodoru o temperaturze 110C i ciśnieniu 0,35 MPa wprowadza się do absorbera o przekroju temperatury 110C. Drugi strumień o temperaturze 80 C wprowadza się do absorbera o temperaturze 85C. Obciążenie absorbera 25% wagowo kwasem solnym wynosi 7,0 kmol/kmol chlorowodoru. Pierwszy strumień zasila się azotem o temperaturze 20C w ilości 20-krotnej w stosunku do wprowadzonego chlorowodoru na wlocie strumienia do absorbera. W wyniku absorbcji otrzymuje się 32% kwas solny wolny od wprowadzanych zanieczyszczeń.

Przykład VII. Do absorbera adiabatycznego wprowadza się strumień zawierający następujące zanieczyszczenia (w % objętościowych): chlorowodór - 90,50; dwutlenek siarki 2,50; trichloroetylen - 2,50, który dzieli się na dwa strumienie. Pierwszy strumień chlorowodoru o temperaturze 110°C i ciśnieniu 0,35 MPa wprowadza się do absorbera o przekroju temperatury 110C. Drugi strumień o temperaturze 80 *C wprowadza się do absorbera o temperaturze 85 *C. Obciążenie absorbera 25% wagowo kwasem solnym wynosi 7,0 kmol/kmol chlorowodoru. Drugi strumień zasila się azotem o temperaturze 20°C w ilości 20-krotnej w stosunku do wprowadzonego chlorowodoru na wlocie strumienia do absorbera. W wyniku absorbcji otrzymuje się 29% kwas solny wolny od wprowadzanych zanieczyszczeń.

167 441

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,(00 zł.

Claims (4)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania kwasu solnego o żądanym stężeniu, pozbawionego zanieczyszczeń chloroorganicznych i dwutlenku siarki z gazu zawierającego chlorowodór i doprowadzanego do absorpcji dwoma strumieniami, znamienny tym, że strumień gazu zawierający nie mniej niż 40% molowych chlorowodoru oraz do 20% molowych zanieczyszczeń chlororganicznych i dwutlenku siarki jest rozdzielany na dwa strumienie, którymi zasila się absorber adiabatyczny w dwóch miejscach i jako absorbent chlorowodoru stosuje się odpadowy kwas solny zanieczyszczony związkami chloroorganicznymi i dwutlenkiem siarki lub czysty kwas solny o stężeniu 3 do 25% wagowych chlorowodoru, po czym otrzymany kwas solny w razie konieczności dosyca się czystym chlorowodorem do żądanego stężenia, przy czym pierwszy strumień o temperaturze 50 do 110*C i ciśnieniu 0,1 do 0,5 MPa wprowadza się do miejsca, w którym temperatura w absorberze osiąga od 65 do 110’C a drugi strumień o temperaturze 20 do 80*C wprowadza się do miejsca, w którym temperatura w absorberze osiąga 50 do 85*C.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że absorbent chlorowodoru wprowadza się w temperaturze 10 do 110’C.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień chlorowodoru przed wprowadzeniem do absorbera zasila się gazem inertnym o temperaturze 10 - 80*C lub gazem inertnym zasila się absorber poniżej zasilania chlorowodorem.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że strumień chlorowodoru przed wprowadzeniem do absorbera zasila się parą wodną o temperaturze 120 do 250*C i ilość pary wodnej wynosi od 5 do 250-krotnej objętości otrzymywanego kwasu solnego lub parą wodną zasila się absorber poniżej zasilania chlorowodorem.

* * *