DE1098920B

DE1098920B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Chlor neben Alkalinitraten aus Alkalichloriden und Salpetersaeure

Info

Publication number: DE1098920B
Application number: DEV16730A
Authority: DE
Inventors: Walter Singer; Dipl-Chem Karl-Heinz Schier; Dr Konrad Wagler
Original assignee: Filmfabrik Wolfen VEB
Current assignee: Filmfabrik Wolfen VEB
Priority date: 1959-06-18
Filing date: 1959-06-18
Publication date: 1961-02-09

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Chlor neben Alkalinitraten aus Alkalichloriden und Salpetersäure Bei der Umsetzung von Alkalichloriden mit Salpetersäure entsteht Alkalinitrat und Chlor nach der Gleichung:

3 \7a C1+4 H N 03-33 NaN O,2+N O Cl +C12+2 H20.

Wie aus der Reaktionsgleichung ersichtlich ist, bildet sich als Nebenprodukt Nitrosylchlorid. Dieses reagiert mit Salpetersäure unter Bildung von Stickstoffdioxyd und Chlor.

N O C1+2 H N03->3 N 02-1-H20-1-1/2 C12.

Diese Reaktior ist allerdings von der Reaktionstemperatur und von der Konzentration der verwendeten Salpetersäure abhängig.
Es hat sich in der Praxis gezeigt, (daß bei der Umsetzung von Alkalichloriden mit Salpetersäure ein großer Teil des entstehenden Nitrosylchlorids in der Reaktionslösung enthalten ist, während das Chlor entweicht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß Chlor in Salpetersäure wenig löslich, Nitrosylchlorid in Salpetersäure dagegen gut :löslich ist. Da eine .salpetersaure Lösung, die Chlorverbindungen enthält, andere Korrosionsefgenschaften besitzt als eine chlorfreie Salpetersäure, ist,die Wahl von geeignetem Material, aus .dem die Apparatur zur Herstellung von Chlor aus Alkalichl'oriden nach der obigen Gleichung in der Technik hergestellt werden kann, äußerst kompliziert. Während eine chlorfreie Salpetersäure Stähle besonderer Zusammensetzung nicht angreift, ist :das Arbeiten mit Chlorverbindungen enthaltender Salpetersäure fast ausschließlich nur in Apparaturen aus keramischem Material möglich.
Es wurde nun gefunden, daß diese Nachteile vermieden werden und eine chlorfreie, salpetersaure Reaktionslösung erhalten wird, wenn in ein Gemisch von Alkalichloriden und Salpetersäure heiße 100°/aige Salpetersäure eingeleitet wird. Diese Umsetzung wird in vorteilhafter Weise in einer modifizierten Pilzglockenbodenkolonne durchgeführt. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der oberste Glockenboden eine große Pilzglocke besitzt und die Anzahl oder Pilzglocken pro Glockenboden nach unten zunimmt, so daß der unterste Glockenboden viele kleine Pilzglocken aufweist. Naturgemäß m.uß mit der größeren Anzahl der Pilzglocken pro Glockenboden die Größe der einzelnen Pilzglocken verringert wenden. Der Flüssigkeitsverschluß von Glockenboden zu Glockenboden wird durch gerade Fallrohre, deren Tauchung frei ist, erreicht. Die Durchlaßöffnungen des jeweils tieferen Glockenbodens werden im Durchmesser kleiner gewählt als die fdes darüberliegenden Glockenbodens. Mit dieser Abänderung kann gleichzeitig die Anzahl der Durchlaßöffnungen von oben nach unten zunehmen.
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt derart, daß das Gemisch von Alkalichloriden mit Salpetersäure dem obersten Glockenboden der Kolonne kontinuierlich zugeführt wird. In den untersten Glockenboden wird nun dampfförmige Salpetersäure eingeleitet. Das Gemisch von Alkalichloriden mit Salpetersäure reagiert mit dem entgegenströmenden Salpetersäuredampf und wird mit dem Fortschreiten der Reaktion immer dünnflüssiger und fließt schließlich in ein unterhalb der eigentlichen Reaktionskolonne angeordnetes Auffanggefäß. Die erhaltene chlorfreie Reaktionslösung wird in diesem Auffanggefäß ständig am Sieden gehalten. Durch den entstehenden Dampf wird in ,der Kolonne eine Temperatur von 100 bis 120° C erhalten. Bei dieser Temperatur wird eine vollständige Entchlorierung erzielt. Die chlorfreie salpetersaure Reaktionslösung wird in bekannter Weise kontinuierlich aus dem Reaktionsgefäß abgezogen und in bekannter Weise aufgearbeitet. Bei der Umsetzung von Alkalichloriden nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung aus besonderen Stählen zu errichten. Lediglich .die eigentliche Reaktionskolonne besteht in vorteilhafter Weise aus keramischem Material, da Idas bei der Reaktion gebildete Chlor in der Reaktionskolonne entsteht und Stahl angreifen würde. Das Chlor wird in bekannter Weise aufgefangen und aufgearbeitet. Bei .dem erfindungsgemäßen Verfahren hat es sich gezeigt, daß das Gemisch von Alkal.ichloriden mit Salpetersäure in vorteilhafter Weise bei einer Temperatur unterhalb von 30° C hergestellt und dazu eine höchstens 559/oaige Salpetersäure verwendet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann diskontinuierlich und kontinuierlich durchgeführt werden. Die Umsetzung der Reaktionskomponenten erfolgt quantitativ, so daß eine gute Ausbeute gewährleistet ist. Beispiel 1 Eine vorstehend beschriebene Gloekenbodenkolonne von 60 mm Weite wird mit 1,25 g/Min. eines Gemisches von 4 Gewichtsteilen 50o/oiger Salpetersäure und 1 Gewichtsteil Kaliumchlorid bei 25° C beaufschlagt. Die Glockenbadenkolonne hat zwölf Böden.
Auf den unteren fünf Böden sind je drei Glocken angeordnet, während,die nächsten vier Böden je zwei Glocken und die oberen drei Böden je eine Glocke tragen. Der Durchmesser der Durchlaßöffnungen auf den unteren fünf Böden beträgt 4 mm, der 'auf den nächsten vier Böden 6 mm und der auf den oberen drei Böden 8 mm.
In den untersten Glockenbaden wird 100o/oiger Salpetersäuredampf von 86° C in einer Menge von 190 cm3/Min. gegeben. Man heizt das arblaufende Reaktionsprodukt zusätzlich so, idaß der entstehende Dampf im untersten Boden eine Temperatur von 110 bis 120° C herstellt, während oder oberste Boden eine Temperatur von mindestens 70° C aufweist. Das bei der Umsetzung gebildete Chlor entweicht oben aus der Kolonne und wird in bekannter Weise aufgefangen und aufgearbeitet. Man erhält eine Ausbeute von 0,474 Gewichtsteilen Clor, das entspricht 99,8°/o der Theorie. Die chlorfreie salpetersaure Reaktionslösung wird aus dem unterhalb der Kolonne angeordneten Reaktionsgefäß kontinuierlich abgezogen und in bekannter Weise aufgearbeitet.
_ Beispiel 2 Ein Gemisch aus 4 Gewichtsteilen 50o/o,iger Salpetersäure und 1 Gewichtsteil Natriumchlorild wird bei 25° C einer Kolonne mit zwölf Böden zugeführt. In den untersten Boden wird 100o/oiger Salpetersäuredampf von 86° C in einer Menge von 150 cm3/Min. eingeleitet. Die Aufarbeitung der Reaktionsprodukte erfolgt wie im Beispiel 1 beschrieben. Man erhält 0,6 Gewichtsteile Chlor; das entspricht einer Ausbeute von 99,29/o der Theorie.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Chlor neben Alk.afinitraten aus Alkallichloriden und Salpetersäure, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterhalb von 30° C .hergestelltes Gemisch aus Alkalichloriden und höchstens 55'°/o-iger Salpetersäure in .den obersten Glockenboden einer Gdockenbodenkolonne eingeleitet und im Gegenstrom mit 1009/oigem Salpetersäuredampf, gegebenenfalls unter zusätzlicher Heizung der unterhalb der Kolonne in einem Auffanggefäß aufgefangenen salpetersauren Reaktionslösung, zur Reaktion gebracht wird.
2. Pilzgdoclienbodenkolonne zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Böden so ausgestaltet sind, daß die Anzahl der Pilze von oben nach unten ansteigt und die Durchlaßöffnungen des jeweils tieferen Glockenbodens einen kleineren Durchmesser aufweisen als die des darüberliegenden Glockenbodens. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1 116 578.