168158. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagytisztaságú aluminiumklorid ipari gyártására alkalmas, szénnel impregnált timföld előállítására
5 168158 6 tartományon belül a nagyobb nyomások előnyösebbek, mert ily módon a berendezés kapacitása növelhető. A legelőnyösebb nyomás 1-3 abszolút atmoszféra. Az előbevonatoló műveletet általában a krakkolásra és kokszolásra fent megadott nyo- 5 máson hajtjuk végre. A szénhidrogénnek az első zóna örvényágyában végzett hőbontásánál olyan gáz alakú reakciótermék képződik, amely hidrogént és illó, krakkolható szénhidrogéneket, pl. termikus úton redu- 10 kálható széntartalmú, kondenzálható illó anyagokat és a gáz által kihordott szénrészecskéket tartalmaz. Ezt a forró, a hevített örvényágyból elvezetett gázt a nagy fajlagos felületű timföldszemcsék hűtött örvényágyába vezetjük be annak hűtése és a gáz 15 széntartalma legalább egy részének, pl. a szénpor és kondenzált, termikusan redukálható szénhidrogének érintkeztetés után a timföldszemcsékre való leválasztása végett. Ezáltal a timföldszemcséket még az első zónába történő bevezetésük előtt egy 20 előbevonattal látjuk el. A fűtött ágyból távozó forró gázt a hűtött ágyba való bevezetése előtt egy alacsonyabb kondenzációs hőmérsékletre is hűthetjük, ezáltal - legalábbis részben — nagyobb hűtőhatást biztosítunk, vagy a hűtött ágyat függet- 25 lenül a gáztól, olyan alacsony kondenzációs hőmérsékletre hűlhetjük, mely biztosítja a gázban jelenlevő illó vagy kondenzálható szénhidrogének lecsapódását. Mint fentebb említettük, a hűtött ágyból távozó 30 maradék, hideg gáznak - mely még mindig tartalmaz valamennyi széntartalmú anyagot - legalább egy része a fűtött ágyba táplálható vissza, a fluidizáló gáz részeként. Ily módon az az örvényágy fluidizációját segíti elő. Közelebbről, ha a 35 hűtött ágy fluidizálására szénhidrogént, pl. metánt, etánt és/vagy propánt vagy hasonlót használunk, akkor a hűtött ágyból távozó gázelegynek legalább egy részét, mely a második zóna szénhidrogéntartalmú fluidizáló gázát is tartalmazza a fűtött 40 ágyba táplálhatjuk be és/vagy a hűtött ágyba táplálhatjuk vissza, mint a fluidizáló gázok részét. Mint már említettük, a második zónába táplált timföld fizikai jellege nagy jelentőségű. Az alkalmas kiindulási anyag célszerűen lényegében tiszta 45 timföld, vagyis alumíniumoxid, melynek alfa-alumíniumoxid tartalma kisebb, mint 5 s%, célszerűen kisebb, mint 3 s% és előnyösen kisebb, mint 1 s%, átlagos izzítási vesztesége célszerűen kisebb mint 5 s%, átlagos szemcsemérete 0,08—0,35 mm és 50 fajlagos felülete legalább 10m2 /g, célszerűen legalább 20m2 /g és előnyösen legalább 80 m 2 /g. A leírásban szereplő fajlagos felület-értékek a Brunauer, Emmett és Teller-féle módszerrel meghatározott értékek (lásd Journal of American Chemical 5 S Soc, 60. k., 309-319 old.). A Bayer-féle eljárással előállított ^timföld általában alkalmas a célra, bár egyéb úton előállított timföld is használható. Az ilyen, lényegében tiszta timföld lényegében vas-, szilícium- és titánmentes kell legyen, pontosabban 60 legföljebb 0,5 s% vas-, szilícium- és titán szennyezést tartalmazhat összesen, de nátriumszennyezés — pl. nátriumkarbonát, nátriumalumínát, nátriumszüikát stb. - tartalma Na2 O-ban számítva legföljebb 1,0 s%, előnyösen legföljebb 0,6 s% lehet. 65 Még alkalmasabb, ha a pl. nátriumkarbonát, nátriumalumínát és/vagy nátriumszilikát alakjában jelenlevő nátriumszennyezés Na2 O-ban számítva kisebb mint 0,35 s%, előnyösebben kisebb, mint 0,1 s%. Ezt a tiszta timföldet előnyösen timföldhidrátból nyerjük, melyet porózus, nagy fajlagos felületű timfölddé átalakítás céljából a szénnel történő impregnálás előtt kalcinálunk. A kalcinálás forgókemencében, kemencében, toronyban, alagútban, és hasonló berendezésekben, mozgó- vagy álló ágyban, 700-1100 C° közötti, előnyösen 800-900 C° közötti, legelőnyösebben 850C°-os hőfokon végezhető, 0,1 és 10 abszolút atmoszféra nyomáson. Ilyenkor 5 s%-nál kisebb alfa-alumíniumoxid-tartalmú és kb. 5 s%-nál kisebb szilárdan kötött vizet tartalmazó timföld képződik. A fentiekben említett alfa-alumíniumoxid tartalmat a timföld szemcsék Röntgensugár-diffrakciós vizsgálatával határozzuk meg oly módon, hogy az 116 sík csúcsintenzitását egy standard alfa-alumíniumoxid-minta csúcsintenzitásával hasonlítjuk össze. A timföldszemcsék szénnel történő impregnálását az alumíniumoxidhidrát fent említett kalcinálásával egyidejűen vagy azt követően — előnyösen azt követően — végezzük. A szilárdan kötött vizén nem az abszorptív vagy adszorptív úton megkötött vizet értjük, hanem ennél erősebben megkötött vizet, mely még a kalcinálás után is jelen van. Ez az erősen kötött víz funkcionálisan úgy határozható meg, hogy ez a vízmennyiség, amely a timföld 5 s%-nál kisebb izzítási veszteségét okozza. Az izzítási veszteség mérését szabványos módszer szerint úgy végezzük, hogy a timföldet előbb a felületen adszorbeált víz eltávolítása céljából 300 C°-ra melegítjük, majd lemérjük, ezután 1100C°-ra hevítjük és újra mérjük. A súlykülönbség százszorosának és a 300 C°-os melegítés után mért súlynak a hányadosa az izzítási veszteség. Az illó szennyezéseket illetően, pl. nátriumot tartalmazó és szénnel impregnált timföldszemcsék izzítási veszteségének meghatározásával kapcsolatosan meg kell jegyeznünk, hogy az illó szennyezések, ill. a szén az izzítás alatt eltávoznak. Ezért kokszozott timföld izzítási veszteségének meghatározásánál a minta széntartalmát és Na20 tartalmát az 1100C°-os izzítás előtt és után külön mintán kell meghatározni. A szén és nátrium szennyezések elvesztése okozta súlyváltozást kiszámítjuk és levonjuk a teljes súlyváltozásból. Az előzetes kalcinálási körülményeknek olyanoknak kell lenniük, hogy a timföld-szemcsék lényegében vízmentes porózusszemcsékké alakuljanak át és a porozitás csökkenése nélkül izzítási veszteségük legföljebb 5 s%, célszerűen legföljebb 3 s% és előnyösen legföljebb 1 s% legyen. 1100C°-nál magasabb kalcinálási hőmérséklet nemkívánt sűrűségű, kis fajlagos felületű alfa-alumíniumoxid túlzott mértékű képződéséhez vezet. A találmány szerinti eljárás kivitelezésére alkalmas berendezést a csatolt 1. ábra szemlélteti. Ali reaktorban vagy aknakemencében az annak fenekén elhelyezett gázelosztóvezetéken keresztül bevezetett fluidizáló gázzal timföldszemcsékből 16 örvényágyat létesítünk. A 11 kemence felső végén 14 3
