158604. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nitrogéndioxid és klór előállítására nitrozilkloridból
Í58604 Az eljárás gyakorlati kivitelezésére például olyan berendezés alkataim, amely .titánból készült csöves hőMcserélőIből és erősen ötvözött acélból készült tartózkodási kartorából álü, az dőbbiben az elegyet folyamatosan 300—400 C°-ra hevítjük, majd az utóbbiban az elegyét 300—400 C-on tartjuk. A" tartózkodási időt úgy kell megválasztani, hogy a nitnoeülldoriid fő tömegé megfoonioljon. Ezután a gázt, amely még nitrögénoxido/t is tartalmaz, erősen ötvözött- acélból készült hő-Mcserélőben, előnyösen megfelelő hőmérsékletű gőzzel 100—200 C°-r.a lehűtjük és egy második tartózkodási kamráiban 100—200 C° hőmérsékleten tartjuk mindaddig, amíg gyakorlatilag m összes nitrogénoxid nitrogén dioxiddá oxidáló-10 Ettől eltekintve a nitrozilklorid komprirnálása 10—100 atmoszféra nyomásra az eljárás jelentős megdrágulását okozása. Meglepő módon azt találtak, hogy a nitroziüklorid oxidációja atmoszférikus nyomáson 5 megvalósíttató oly módon, hogy a reafcciótermékben zavaró nitrogénoxid-tartlalarn nem lép fel és ezzel az ismert eljárások hátrányait ki lehet küszöbölni. Ezt úgy érjük el, hogy a reakciót két fokozatban, különböző hőmérsékleten valósítjuk meg. Ügy dolgozunk, hogy a niltrozilklorid hasítását magasabb hőmérsékleten, míg a keletkezett nitrogénoxid oxidációját olyan hőmérsékleten valósíitjuk meg, amelyen a nitrozilklordd. hasadása már úgyszólván nem következik be. Ezekkel az intézkedésekkel sikerült a kívánt átalakulást csaknem megkétszerezni. A jelen találmány tárgya tehát eljárás nitrogéndioxid és klór előállítására, adott eset- 2 " ben még Mórt, nitrogéndioxidot és vízgőzt tartalmazó nitro zilkloridíből oxigénnel nyomás nélkül végzett oxidáció útján, melyet az jellemez, hogy az oxidációt oxigénnel, oxigénben dús levegővel vagy levegővel végezzük két So- 25 kozátban, miméllettt az első fokozatban 300— 400 C°-on a rdtrozillklorid hasítását végezzük, az oxidált elegyet lehűtjük és a második fokozatban 100—200 C°-on teljesen lereagáiltatjiuk, ezután a kapott Móriból, a még meglevő nitro- 30 zilMoridlból és nitrogéndioxidból álló, nitrogénoxidtól csaknem teljesen mentes elegyből a Mórt ismert módon elválasztjuk, kondenzálás után. Mivel a fcireagált elegyben gyakorlatilag 35 nincs nitrogénoxid, az elegynek ezt követő teonidenziációjénál nem következhet be a nitroziiliktorid újraképződése. Célszerűnek mutatkozott továbbá a sztöchiometrikus mennyiségnél kevesebb oxigénnel dol- TM gozni, minthogy a reaktort elhagyó gáz így kevesebb oxigént tartalmaz. Ez azzal az előnynyel jár, hogy a Mórnak eát követő desztillációs elválasztásánál csökkenteni lehet azt a klóxmennyiséget, aimely a «klórnak oxigénnel 48 való itoond'en'zációjia után a gaafáizisba megy. dik. Emellett az első fokozatban rendsizarint legalább 5 másodperc, míg a második fokozatban legalább 20 másodperc tartózkodási idő szükséges. Az eltávozó gázból (amely klórt, nitrogéndioxidot és nitrozilkloridot tartalmaz, de NO már. nincsen benne) annak kondenzációja után önmagáiban véve ismert módon desztillációs úton különíthetjük el a Mórt. A fémből készült hőkicserélők kiküszöbölése céljából lehetséges az is, hogy a nitrozilklorid tartalmú gáz hevítésére túlhevített oxigént használunk. Az oxigént, amely klórt is tartalmazhat, fémből készült hőkicserélőben 550— 600 C°-ra' előhevítjük, miközben a nitrozilkloridot egy műanyagból készült hőkicserélőben körülbelül 130 Cf-tfa előmelegítjük. A szükséges hasadási hőniérséMetet azután a két gáz keverésével állítjuk be. A következő példák a találmányt közelebbről megmagyarázzák: 1. példa: 58,0% NOCl-ből, 0,2% Gl2 -íből, 10,9% N0 2 ből és 30,3% 02-foől álló gázelegyet 7,08 Ntn3 /n sebességgel folyamatosan 340 C°-ra hevítünk egy titáníból készült és elektromos áraimmal fűtött csöves hőkicserélőben. Ezt az előmelegített gázelegyet azután átvisszük az erősen ötvözött acélból készült, jól szigetelt első tartózkodási kamaráiba. A gázt 25 másodperc (340 C%on) tartózkodási idő után egy erősen ötvözött acélból készültt és megfelelő hőmérsékletű gőzzel temperált hőkicserélőben H80 C°-on lehűtjük és a második ísartóakodási kiaimráíbaíi 60 másodpercSig tartjuk ezen a hőmérsékletem. A kapott gázeíjegy összetétele a következő: 0,9 % NOCi, 24,2% Cl2 , 3,7% NO, 55,2% N0 2 és 7,2% 02 . Ezt a gázt —40 C°-on' kondenzáljuk, ekkor 14,9% NOCl-t, 24,6% OL^A, és 60,5% N02 -t tartalmaz. Az átalakulás 76,7%-os. A klórt ebből a gázeliegyből desztillóció útján lehet kinyerni. 50 2. példa: Az 1. példában leírt berendezésibe beadagolunk" 6.89 Nm3 /h gázelegyet, amely 64,7% NOCl-ből, 0,4% Cl2 -ből, 6,9% N0 2 -ből és 27,6 % 02 4>ől áll. Az első kamrában á hőmérséklet 55 320 C és a tartózkodási idő 34 másodperc. A gázelegyet ezután lehűtjük és a második kamrában 54 másodpercig 150 C°-on tartjuk és ezzel az elegyet lereagáltatjuk. A kapott gázelegy összetétele , a következő: 12,8% NOOl, 60 25,.9% Gl 2 , 3,6<>/o NO, 54,5% N0 2 és 4,2% 0 2 . . A lehűlés után kapott kondenzátum 17,3% NOCliből, 25,4o/0 Cl2-ibol.es S7,,3% NXVből áU. Az átalakulás 74,3%-os. Ebiből az elegyből a 65 klórt desztffllációvai nyarttiiettgiJk ki. J
