202160. lajstromszámú szabadalom • Eljárás klór elválasztására gázelegyből
HU 202160B gázból való elkülönítése nehézségekbe ütközik. A kapott, a 6 reaktorból kiáramló gáz vizet, klórt, reagálatlan hidrogén-kloridot, oxigént és elpárolgott krómot tartalmaz és nyomokban szervetlen gázokat, és a gáz hőmérséklete 300-500 "C feletti. A kapott gáz a 8 krómleválasztó oszlopba lép be, amelyben gyorsan lehűtjük és vízzel mossuk. Mivel a találmány szerint katalizátorként króm-oxidot alkalmazunk, a kapott gázban az elpárolgott króm formájában fordul elő. Ezért igen fotos, hogy az elpárolgott krómot a kapott gázból eltávolítsuk és visszanyerjük. A találmány szerinti eljárással kapott gázban, bár kis mennyiségben, jelen van a katalizátorból származó krómvegyület és a fluidizáltágyból származó krómpor. így ha a gázból a hidrogén-kloridot szokásos módon vízzel mossuk ki, a vizes hidrogén-klorid oldatban nyomnyi mennyisé^ gű króm is van jelen. Az ilyen vizes hidrogén-klorid oldatot ezért nem lehet a szokásos hidrogén-klorid felhasználási területeken alkalmazni. A hidrogénklorid oldatból a krómvegyületek nehezen kinyerhetőek. A fenti okok miatt a króm-komponenst a találmány szerinti eljárás első vizes mosási lépésben nagy koncentrációban különítjük el és nyerjük ki. Közelebből, a kapott gázt a 8 króm-mosó-oszlopba vezetjük, amelyen át vizet recirkuláltatunk. A kapott gáz ezért gyorsan lehűl, és az elpárolgott króm a vízbejutva visszanyerhető. A visszacirkuláltatott víz egyensúlyi állapotában telített hidrogén-klorid oldatot képez az adott hőmérsékletnek és nyomásnak megfelelően. Mivel a víz mennyisége a visszanyerő toronyban képződött víz kondenzálása következtében nő, a króm nem töményíthető be. A vizes hidrogén-klorid-oldat mennyisége növekedésének elkerülésére kívánatos, hogy a kapott gáz mosását az azeotróp hőmérséklethez közeli hőmérsékleten végezzük. Ha a reagáltatást szokásos körülmények mellett végezzük, azaz körülbelül 4.105-5.10S Pa nyomáson, a leválasztótomyot előnyösen 90-130 °C közötti hőmérékleten működtetjük. A fenti körülmények mellett a kapott gázban gőz formájában jelenlevő krómvegyületek kimosódnak és feldúsulnak a visszacirkuláltatott tömény vizes hidrogén-klorid-oldatban. A krómvegyületeket nagy koncentrációban tartalmazó vizes hidrogénklorid-oldatot állandóan apránként eltávolítva a mosóoszlopból, lehetővé válik a krómvegyületek teljes visszanyerése, miközben a kinyert krómvegyületek koncentrációja állandó marad. Az ebben a műveletben visszacirkuláltatandó víz mennyiségét a mosótorony működési hőmérsékletének szabályozásával határozzuk meg, azaz egyensúlyt teremtünk a kondenzálandó keletkező víz, az azeotróp bepárlásnak alávetendő vizes hidrogén-klorid-oldat mennyisége, valamint az elvonandó krómtartalmú vizes hidrogén-klorid-oldat mennyisége között. Kívánt esetben a 13 vízbetápláló nyüáson további vizet táplálhatunk be, hogy megkönnyítsük az oszlop működésének szabályozását. A krómmosó-oszlopról visszacirkuláltatandó vizes hidrogén-klorid-oldat krómtartalmának növekedésével csökken annak a hidrogén-kloridnak a mennyisége, amely a krómtartalmú vizes hidrogén-klorid-oldattal elvonásra kerül, és ezzel egyidejűleg csökken a króm ki7 nyeréséhez szükséges semlegesítőszer mennyisége is. A kapott gáz, amelyből a krómot az előzőekben leírt módon eltávolítottuk, belép a 9 hidrogén-klorid-gáz abszorpciós oszlopba. A 9 abszorpciós oszlopon 20-100 °C, előnyösen 60 'C alatti hőmérsékletű vizet cirkuláltatunk át, így a kapott gáz gyorsan lehűl. Ennek következtében a keletkezett gázban levő, a reakció folyamán képződött víz nagy része kondenzálódik, és a keletkezett gázban levő hidrogén-klorid nagy része elkülöníthető. Mivel a keletkezett gázban levő hidrogén-klorid vízben való oldhatósága a többi gázkomponensekhez képest szélsőségesen nagy, a hidrogén-klorid koncentrációja olyan magassá válik a visszacirkuláltatott és ismételten felhasznált mosóvízben, hogy a kapott gázból való hidrogén-klorid abszorpciója elégtelenné válik. Elkerülhetjük azonban a visszacirkuláltatott mosóvíz ilyen mértékű hidrogén-klorid-koncentráció növekedését azáltal, hogy a 18 vízbevezető nyíláson friss vizet adagolunk be, vagy a vizes hidrogén-klorid-oldat mennyiségének beállításával úgy, hogy a 19 elmenő nyíláson vizes hidrogén-klorid-oldatot vezetünk el. Ennek eredményeképpen lehetséges, hogy a kapott gáz hidrogén-klorid-koncentrációját lényegében nyomnyi mennyiségre csökkentsük. A 19 elvezető nyüáson át elvett vizes hidrogén-klorid-oldat általában közvetlenül az adott formájában hidrogén-kloridként felhasználható. Az is lehetséges, hogy a vizes hidrogén-klorid-oldat melegítésével hidrogén-klorid gázt fejlesszünk, amelyet ezután ismét kiindulási anyagként használhatunk fel például a találmány szerinti reakcióba bevezetendő hidrogén-kloridként. A visszacirkuláltatandó vizes hidrogén-klorid-oldatot ezután a 17 hűtésben lehűtjük, hőmérsékletét állandó értékre állítjuk be. A 9 gázabszorpciós oszlop lehet töltettel bíró oszlop, tányérokkal bíró oszlop, permetezéssel működő oszlop vagy hasonló. Az Uyen oszlopok kombinálhatok is egymással. Használható több abszorpciós oszlop sorbakötve is, így tökéletesebb abszorpciót érünk el. Az előző lépésben szereplő 8 krómmosó-oszlop és a 9 hidrogénklorid gázabszorpciós oszlop beállítható különálló oszlopokként is az egyetlen integrált oszlop helyett. A kapott gáz klór t tartalmaz és kevés vizet, hidrogén-kloridot és szervetlen gázt. A gázt vízzel mossuk, majd a 20 gázvezetéken át a 21 kénsavas mosóoszlopba vezetjük. A 21 kénsavas mosóoszlopon a 23 kénsavszivattyúval 20-80 °C, előnyösen 60 °C alatti kénsavat cirkuláltatunk. A kapott gázt így érintkezésbe hozzuk a kénsavval, így a még benne levő víz a kénsavban teljesen abszorbeálódik. Annak érdekében, hogy a kénsav koncentrációját a megfelelő szinten tartsuk, a 24 kénsav cirkuláltató rendszerben, szabályozzuk a kénsav átfolyási sebességét a 22 kénsav bevezető nyüáson és a híg kénsav áramlási sebességét a 26 híg kénsav elvezető nyíláson. A kénsavat a 25 hűtőben hűtjük, hogy hőmérsékletét az előre meghatározott értéken tartsuk. A híg kénsavat ezután légköri nyomáson vagy vákuumban való melegítéssel besűríthetjük és ismét felhasználhatjuk. 21 kénsavas mosóoszlopként beállíthatunk töltettel bíró oszlopot, tányéros oszlopot, permetezéssel működő oszlopot vagy hasonló 8 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 5
