168355. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium-klorid előállítására
21 168355 22 0,04-0,40 mm szemcseméretű, lényegében nátrium-és vasszennyezéstől mentes. Az dumínium-klorid végső kondenzációját előnyösen az előzőekben leírt deszublimálással, különösen előnyösen a 2. ábra által szemléltetett 5 berendezésben, lényegében nedvesség távollétében hajtjuk végre úgy, hogy a képződött nagytisztaságú szilárd alumínium-klorid 0,5 s%-nál kevesebb szabad vizet és alumínium-klorid-víz reakcióterméket tartalmazzon. Ezen túlmenően a kondenzációt előnyösen 10 lényegében szabad hidrogént és szabad oxigént tartalmazó gáz és nem illó szennyező anyagok távollétében hajtjuk végre úgy, hogy a kondenzációval nyert szilárd alumínium-klorid összesen kevesebb, mint 0,3 s%, előnyösen kevesebb mint 0,1 s% kötött oxigént és 15 nem illó szennyező anyagot tartalmaz. Az alábbi kiviteli példák a találmány szerinti eljárás előnyös foganatosítási módjait szemléltetik. 1. példa 20 Kb. 0,15 mm átlagos szemcseméretű, bauxitból Bayer-féle eljárással előállított, összesen 0,5 s%-nál kevesebb vas-, szilícium- és titántartalmú, Na2 O-ban számítva 0,25% nátriumtartalmú, kb. 850 C°-on előkalcinált lényegében tiszta, szemcsés timföldből 25 olyan kalcinált terméket állítunk elő, melynek alfaalumínium-oxid-tartalma 5 s%-nál kisebb, izzítási vesztesége 3 s%-nál kisebb és fajlagos felülete kb. 100 m2 /g volt. A timföldet vele érintkezésbén tartott folyékony szénhidrogén termikus bontása útján 30 szénnel impregnáltuk úgy, hogy az impregnált termék átlagos széntartalma az ossz timföld-, szén- és hidrogéntartalomra számítva kb. 17 s%, átlagos hidrogéntartalma pedig kb. 0,18 s%-nál kisebb volt. Az így előkészített timföldet 16,3 kg/óra sebességgel egy, az 35 1. ábra szerinti örvényágyas klórozó reaktorba tápláltuk be. A kokszolt szénnel bevont vagy szénnel impregnált timföldszemcsék 1 reaktorba való betáplálása folyamatos üzemben történt, a 32 elosztón keresztül pedig 27,2 kg/ó sebességgel száraz klórgázt 40 vezettünk fölfelé. A klórgázt olyan sebességgel vezettük be, hogy az fluidizálta a kokszozott timföldrészecskéket és reagált azokkal. A klórgáz és kokszozott timföldszemcsék közötti reakció exoterm hőszinezetű volt és a klórozási hőmérsékletet 1—2 atmosz- 45 féra abszolút nyomáson kb. 635 C°-on tartottuk. A rendszert lényegében víz-, szabad oxigéntartalmú gáz- és szabad hidrogéntartalmú gáz — mentesen tartottuk úgy, hogy a jelenlevő víz, hidrogén, és szénhidrogének a klórnak csak mintegy 5 s%-át 50 fogyasztották. A 33 kilépőnyíláson kb. 635 C°-osan kilépő gázt az alumínium-klorid elválasztó és kinyerő berendezésbe vezettük, ahol az alumínium-kloridot kondenzáltattuk és 3,2 kg/óra sebességgel vettük el. A gáz 55 lényegében vízmentes, gőz- és gáz alakú alumíniumkloridot, szén-dioxidot és szén-monoxidot (a széndioxidok C02 -tartalma kb. 80 s% volt), a kihordott szenet és kokszozott timföldet, és egyéb, már a kiindulási anyagban jelen volt szennyezéseket tártai- 60 mázó gázból igen nagy tisztaságú alumínium-klorid volt gazdaságosan kinyerhető. Szakember számára nyilvánvaló, hogy a művelet zárt ciklusa lehetővé teszi a klórozás nedvesség kizárása melletti végrehajtását, és minthogy a kok- 65 szozott (szénnel impregnált) timföld lényegében víz-, szénhidrogén-, hidrogén és oxigén, valamint vas-, szilícium- és titánmentes, de a timföldszemcsék nagy fajlagos felületén egyenletesen megfelelő mennyiségű szén oszlik el, a klórozás igen jó hatásfokkal, gazdaságosan és egyenletesen megy végbe és hatásosan fogyasztja a kokszozott timföldanyagot. A mellékreakciók okozta klórveszteséget minimálisra szorítjuk vagy teljesen kiküszöböljük és szükségtelenné válik a termék bonyolult utólagos tisztítása még akkor is, ha indulásnál 1,0 s%-ig terjedő mennyiségű Na2 O-ban számított nátriumszennyezés van jelen. A szénnel impregnált timföld előállításánál alkalmazott eljárás, melynek során a porózus timföldet krakkolásból származó szénnel vonjuk be azzal az előnnyel jár, hogy a klór exoterm klórozási reakcióban teljesen elfogyasztja ezt a szenet, jelentős (reakcióba nem lépett klór okozta) klórveszteség, továbbá klórozott termékek, mint szén-tetraklorid, foszgén és sósav túlzott mértékű képződése nélkül. A reakcióegyensúly ily módon a szén-dioxid-képződés (exoterm reakció) irányába tolódik el, a szén-monoxidképződés (endoterm reakció) visszaszorul. Ez az előnyös egyensúly-eltolódás a rendszerben jelenlevő szén teljes kihasználását biztosítja és szükségtelenné teszi azt a külső hőenergia befektetést, amely az endoterm reakció végrehajtásához szükséges. Mivel a klórnak a klórozási reakció véggázából történő visszanyerése iparilag nehéz, és minthogy az eljárásunk szerint kapott véggáz csak kis mennyiségű foszgént, sósavat és klórt tartalmaz némi szénmonoxid és nagy mennyiségű szén-dioxid mellett, ezért a találmány szerinti eljárás — különösen az említett típusú szénnel impregnált (kokszozott) timföld felhasználásával kivitelezett eljárás - jelentős haladást jelent az alumínium-klorid ipari előállításában. 2. példa Az 1. kiviteli példában használt (de 5 s%-nál kisebb izzítási veszteségű, 0,18 s%-nál kisebb átlagos hidrogéntartalmú és kb. 0,15 mm átlagos szemcseméretű) timföldet az ott megadott sebességgel tápláltunk az 1. ábra szerinti klórozó reaktorba. A klórgázt szintén az 1. kiviteli példában megadott sebességgel vezettük be. A klórgáz és kokszozott timföldrészecskék közötti reakció exoterm hőszínezetű, és a reakcióhőmérséklet kezdetben 575 °C volt. A kb. 575 C°-os távozó gázt 33 kilépőnyíláson át 35 hőcserélőbe vezettük és ott kb. 250 C°-ra hűtöttük. A távozó gáz gőz- és gáz alakú alumíniumkloridot, szén-dioxidot, szén-monoxidot, szénből és kokszozott timföldből álló kihordott port, valamint a kiindulási anyagban jelenlevő szennyező anyagokat tartalmazott. A 250 C°-ra hűtött kilépő gázt a 37 szűrőberendezésben megtisztítottuk a kihordott portól, folyékony részecskéktől és azokban kondenzálódott illóanyagoktól. A 37 elválasztó edényben ily módon kiszűrt anyagok többek között a Bayer-féle eljárással nyert timföld nátriumszennyezéséből származó nátrium-alurrúnium-klorid-alumínium-klorid keverék, alumínium-oxi-klorid, alumínium-hidroxi-klorid, timföld és szén, klór-, sósav- és foszgénnyomok voltak, melyeket folyamatosan (keverék formájában) válasz-'' 11
