202160. lajstromszámú szabadalom • Eljárás klór elválasztására gázelegyből
HU202160B vülről 340 °C-ra fűtjük, az aktív szénnel kezelt hidrogén-klorid-tartalmú gázt és az oxigéngázt 1,25 nl/perc, Uletve 0,63 nl/perc sebességgel a katalizátor-ágyra vezetjük és a katalizátort fluidizált állapotban tartva végrehajtjuk az oxidálást. A katalizátorágy hőmérséklete a képződött hő következtében 350 'C-ra emelkedik. A reaktorból távozó gázt csapdába vezetjük, amely csapda két egymással sorbakötött palackból áll, amelyek közül az elsőben vizes kálium-jodid-oldat, a másodikban vizes nátronlúg oldat van. A vizes kálium-jodid-oldatot nátrium-tioszulfáttal, a vizes nátrium-hidroxid-oldatot hidrogén-kloriddal titráljuk, hogy mennyiségileg meghatározzuk a reagálatlan hidrogén-klorid és a kapott klór mennyiségét. A hidrogén-klorid konverziója követlenül a reakció megindulása után 70%. Még 200 órás reagáltatás után is 69% konverziót érünk el. A reagáltatás után a katalizátor szén tar talma 50 ppm, amint azt az 1. táblázat első kísérletének adatai között bemutatjuk. Az összehasonlítás kedvéért hasonló oxidációs reakciót végeztünk olyan nyersanyagként használt hulladékgázzal, amelyet előzetesen nem kezeltünk aktív szénnel, és amely gáz 1 tömeg% benzolt tartalmazott. Ugyancsak másik oxidációs reakciót végeztünk úgy, hogy megváltoztattuk az oxigénfelesleg mértékét, hogy megvizsgáljuk a konverzió mértékének csökkenését, és a reakció után mérjük a katalizátor szén tartalmát. Eredményeinket az 1. táblázat 2. és 3. kísérleteinél közöljük. 1. Táblázat 15 SVhCI- 200 Nl/kg-kat.óra 350 "C A 02/HCl Konverzió% Széntarkísérmólarány talom let kezdet- 200 (ppm) száma ben óra múlva (ppm) 1. 0,5 70 69 50 2. 0,5 70 61 900 3. 0,3 60 34 5000 SV - felületi sebesség 4. Példa Nyersanyagként tolilén-diamin foszgénezési lépéséből származó, a hidrogén-klorid mellett 10 tömeg% szén-monoxidot tartalmazó hulladékgázt alkalmazunk. A hulladékgázhoz hozzáadjuk az oxigéngázt, és a kevert gázt betápláljuk egy nikkelből készült oxidációs berendezésbe. Az oxidációs berendezésbe 1 kg szemcseszerű katalizátort töltünk, amely 1 térfogat% palládiumot tartalmazó alumíniumhordozós palládiumkatalizátor. Ha az oxidációs berendezést 300 “C hőmérsékelten tartjuk, a hulladékgáz szén-monoxid tartalma az oxidációs berendezésből való távozáskor 3 tömeg%. 10,16 cm belső átmérőjű, nikkelből készült, 1507 g, 1 3. példa szerint készített króm-oxid-katalizátorral megtöltött fluidizált-ágyas reaktort fluidizált homokfürdővel kívülről 370 °C hőmérsékletre melegítünk. A fenti módon kezelt hulladékgázt és oxigéngázt vezetünk be a fluidizált-ágyra 13 nl/perc (hidrogén-klorid: 12,6 ni, szén-monoxid: 0,4 ni, szén-dioxid: 0,98 ni), illetve 6,3 nl/perc sebességgel (HC1 bázis, felületi sebesség 500 nl/kg katalizátor/óra, az oxigénfelesleg aránya 100%) és a katalizátort fluidizált állapotban tartva lejátszatjuk az oxidációs reakciót. A katalizátorágy hőmérséklete a hőfejlődés következtében 400 'C-ra emelkedik. A reaktorból távozó gázt ezután abszorpciós palackokból álló csapdába vezetjük, a palackok egyike kálium-jodidot, a másik vizes nátrium-hidroxid-oldatot tartalmaz. A vizes kálium-jodid oldatot nátrium-tioszulfáttal, a vizes nátrium-hidroxid-oldatot hidrogén-klorid oldattal megtitrálva mennyiségileg meghatározzuk a reagálatlan hidrogén-klorid és a képződött klór mennyiségét. Közvetlenül a reakció megindulása után a hidrogén-klorid konverzió 68%. 200 órás reagáltatás után is 66% konverziót érünk el. Ha a reagáltatást 200 órán át folytatjuk, a katalizátor tömegvesztesége akkor is csak 30 g. Ez a kezdetben beadagolt katalizátor-mennyiség 2%-a. Az összehasonlítás kedvéért hasonló körülmények között a fluidizált-ágyra olyan, a tolilén-diamin foszgénezési lépéséből származó hulladékgázt vezetünk, amely 10 tömeg% szén-monoxidot tartalmaz, valamint oxigéngázt. Az előbbit 14 nl/perc (hidrogén-klorid: 12,6 ni, szén-monoxid: 1,4 ni), az utóbbit 6,3 nl/perc sebességgel (HC1 bázis, felületi sebesség 500 nl/kg katalizátor/óra, az oxigénfelesleg aránya 100%), és a katalizátort fluidizált állapotban tartva végrehajtjuk az oxidációs reakciót. A katalizátorágy hőmérséklete a hőfejlődés következtében 400 °C-ra emelkedik. A reagálatlan hidrogén-ldoridot és a képződött klórt az előbbiekben ismertetett módon mennyiségileg meghatározzuk. A hidrogén-klorid konverziója követlenül a reakció megindulása után 65%, 200 óra múlva azonban 55%-ra esik. A reagáltatást 200 órán át folytatva a katalizátor tömegvesztesége 90 g, ez az eredetileg betáplált katalizátor mennyiségének 6%-a. SZABADALMI IGÉNYPONT Eljárás klór elválasztására szerves vegyületek reakciójának melléktermékeként keletkező, hidrogén-klorid-tartalmú gáz oxidálásával, a hidrogénklorid tartalmú gázt 350-450 'C hőmérsékleten, króm(III)-oxid katalizátor jelenlétében 0,5-2,0 mól oxigén/mól hidrogén-klorid arányú oxigénnel oxidálva, azzal jellemezve, hogy i) a főként klórt, vizet, reagálatlan hidrogén-ldoridot, oxigént és elpárologtatott krómot tartalmazó reakcióelegyet lehűtjük 90-130 'C-ra, vízzel mossuk, a krómot vizes oldat formájában kinyerjük, ii) a gázt ismét vízzel mossuk, a reagálatlan hidrogén-kloridot a vízzel elnyeletjük és vizes hidrogén-klorid-oldat formájában kinyerjük, iii) a gázt további tömény kénsavas mosással víztelenítjük, iv) majd az .elsősorban klórt és reagálatlan oxigént tartalmazó gázt komprimáljuk és lehűtjük, ezáltal a klórt folyékony állapotban elkülönítjük a 16 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 9
