Способ получения хлора

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА взаимоцействием соляной кислоты с двуокисью марганца с последующим окислением образующегося хлорида марганца воздухом до двуокиси марганца и возвратом ее на стадию взаимодействия с соляной кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты и выхода продукта и упрощения способа, окисление воздухом ведут в присутствии водяного пара. 2. Способ по п. 1, отличающий с я тем, что окисление ведут прт 49О-530 С при мольном соотношении воздуха и водяного пара 1:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1047830

3(5Q С 01 В 7/О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CO 3

Сй

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3432371/23-26 (22 ) 29.01.82 (46) 15.10.83. Бюл. № 38, (72) У. Ш. Рысаев, А. М. Потапов, .

B. П. Васильев, И. И. Лактионов н Ф, LU. Рысаев (7 1 Уфимский нефтяной инс ти тут (53) 661.41 1 (088.8) (56 1. Гусейнов M. M. u цр. Окискт-:::-==:сь;;.лорирование фенола. - "Хи:. т;-.—:: .в::-, промышленность", 1979, ¹ 12, 1тент Германии № 1948, л. - : 2 :",. 1; 1о; 9/06, опублик. 1966 (про «отип). (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ

ХЛОРА взаимодействием соляной кислоты с двуокисью марганца с послецуюшим окислением образуюшегося хлорица марганца воздухом цо двуокиси марганца и возвратом ее на стадию взаимодействия с соляной кислотой, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью повышения чистоты и выхоца продукта и упрощения способа, окисление воздухом вецут в присутствии воцяного пара.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что окисление вецут при 490-530 С при мольном соотноо шении воздуха и воцяного пара 1:(0,31,20 ).

"; 0 rr!""7",Я";;т .,,"И(ПОТЬ(г;.. ( -.т-т(:: т г(О»г-З<ЭВВНО З ХЛОРНОЙ ПРО;«1,Э1 тпт «,тттт,- Г О, а(т(ЧЕ(КИХ (т =, .? . т к: естве побочн(?ГО продукта

-,,»=т Ч -.-.-Lr3QHñ.òvt!, Водарогт (со-иная, т гп-С "а ).,Btn,"=itvtrtÆHQCÒH ПрИМЕНЕНИя ЭТО=

Продут. та; Л Ран ИЧЕНа„т гСQ67!ù ттЕНН(Э(ЭЭ tС 6 РЕ та!0 t? -(РОДЕССВт ВЬт г(ЕЛЕ?тИЯ И ИС,. — т, гтва-,т;,тя -;;- (Ора ИЗ е",Qi О Побоннтого

, !,.:д t!! ..Та.

C„ r --(Q,; КИ. .;(ОТЫ С ас(,(от(((тЭ:.С ЛЕРЗКИСИ =I ,в - .,hJ:3 -4. - - (0

В, (- гО гт (т т ,«(:, tirt a!5 г гс,1 т(З Э1,тнс," jiCinоб"* я =.

7 т " ...> . Ог" днт1тд тгьг Г* О r(t,(rr в; :стцс!" (Q

„;т(ЕГ.-К;?(:, :-,гп(тт::;-.;".,, И тг Д(?С ? ти, аГЭМ зМтГ.;".-тт т . - т Г:t i: -> т";(СЧ "тт т т»:т IМЕ t Q .тг т ... П-, .тт,-т, О (irQtтотЭГ-т,, (Э?.:;(тЕЛЕНИŠ— г.г:. т iv гГ чогт ктт ЛО %(г(РОВОдят ВЗаи — г )-..,Р ; ПЕН:;; э ?-Чорнда „;авт гэ tj,, ттд С6; Ч "Г":, -;,-;-И " it —, ".;И(! i ЯЕЛЬПОттг ВС(,—.p, t: л . .vtrt -; т д(тт,$r + з((.

П,.ар: —::: ПР(Эт(ЕСС ВЫРа?КаСТСЯ;

Г) 1 " j- I ." trr . т (Оит 5Л (.

l (-(t!Q;.i а trамтт 1т тгтс -.тт. г?Оо метода чв,.

Г.г |О, .т Я ? :ИЗКИй ВЫХСП ХЛООВ„НЕдостаТОЧ--;:-":ая ЕГО К(?Нт?(ЕВ(ТРатттитн, ИСПОЛЬЗОВаНИР До-,, ?От т?г: ТОЯ1ПЕГО ИЗВЕС ТКОВОгi(? МОЛока

lQ?l(l :. ;t ттП,УЕ . (- .Пь(с цэобре тания является повыше== ч ттг- --. (ЧС ТQ ггы t, tВЫХ Ол а г," РОДУК Та И Эгпр тт(:àHH(Э:. : Оба та "vries:"t!Hé П!Е ПЬ ДОСТПГЗЕТСЯ ТЕМ с r Qi г,аст о <-.г.т;-;.Q6y и(?лучения -,:.т Ова т .,--д;г:.г- <1 т- >гтя тот", И-Лстт 1

t;,t Hr t:ЕН1гтЕ?,т:-, гт тда тгт?Эт(! e" . Х?т, О Ртнтда

РГ..=,-(:т rQ;rl ДС !-, .— rO t .Y(:H АЕОГМЩа ! . -„- ГС; ° -,л . t„;, Ч вЂ”.(;.т-? р ртттдсдрй, r :, lH ((ittl К (Гг(от(?й,, СИИ(ЛЕНИЕ ВОЗ . -Ктк Гг- т v!t- т"-.е ;-ут„7 а т;?(е и-„и Й „.-;.0 5 30 С

ПРИ Г.!ОЛ. :НО!ri . ОСТНОП(ВНИИ 3t?3! tУ т, >> H 30

:.-.;:.НО-, О ПВРЭ i ° го, Э--(20 1.

-

::",(ЭС - "; (ГВ = 8n(Iv + I? -:.. К,Г, " 3((тСЛЕтт=;ИЕ «:г((т ГР .„ ,т.;;;;Q3 +!., (т.;-:J =- т (г,(.-(„, О „- :-, г Н("?, " РВИ(тавлне с QQQ r у,"е "ь

,r. с некоторым к Ол ичес твом = изш)я, .(:((эт(ов, Q,орый в дальнейшем г процес- се pE .6Qòàåò аналогично Fli-t0t т,е.„

rv(гт,,О„- НС :. —:- ЧПИ -t". ((- H„Q. .J

Ду.,тдЕЛтиатнтн(тся h(C i-;a I; =.гй Чад(тИ используется в HpQ!Gcc=, чт(Обеспечи-":ае.r !.00"6:=коз =.-.Ыделение;.„.,;.:ора из

Х? С,, . ГгОГО .ЕОДОРОДЭ., ra ,.т., Г;., ус тттт - t, Ма ртрЧтта Hi tn рт t(О(ВгэаИМОДЕЙСТВИЮ С,.т t"t „Э МЛ 32. rt!H01

Гтаà —,:p rttЭа СГ?Г, 7 .Ой Сттт.—. itQттгя (ТотГт а (QÒ

Р, - тт2 Г ХЛОРП И 6 -. ХЛОРИгга МаРГаида, (:,олученны:..; та:ким образом ХПОРид мар ганна- 1-. «;Qличег.-тве Я;.. Обпабаттывают

;, т-

-„-; Д гп- (-,.-.,,(,:(=i(;Гг. Я,3 „7 =; ((О,Г(тгята: —..

Ог. г (т П в э О". х IQp=-Газа ПО Q6Bим cтаг(ия v, (На. РВЗЛО?КЕННЫтй г-1т . ) .ОС":ав?ттт i тцтЕС -..:ЛЕН-,,тз —,, рОттЕССа ПО ПРЕДЛаГаЕМОМУ способу: Вгэзмо?Кносуь многокра-;тно(о испол зования, 4(т0- бете сушественных поте c -, ПОЛтгЧЕНИЕ ЕХЛОРВ ВЗВИМг?Д(Эй,гаи(М

\ соляной . .Нслоты и двускиси маРганпа.

ЯЗаИМОЦЕйсТВИтЕ СОЛЯной - ИСДОТЫ

Двтт ОКИ(Ьт!3 МаргаЧЦа ПРОВОДЯ г В КРу Гт(О

gQHHQ" КОЛОЕ ЕМКО ТЬЮ 0 =:(. Бт ) МЛт сна(??Канной -а дельной воре?(кой и гта т р".гб=ком для о:;.Вода. газообразных продуктов

РзатГП "И г;РУТ НВВЕСКУ МтаРГанда В КОЛ-, .ЧЕСтве . -„2 Г и поъ(етдают .=: Кс дбу. B кап ль=

"НУ;О Вг? РОНКтг тт„: ЛHttH(QТ 33.? а.--н Ый (;О;,. ПЧЕств.г I Я 3 МЛ. CQ,iði-„КВ(тдтитй 7,0, Г хгто;; . ;г" того в,- дерг?(Эа Я;тстеттгтт.;;;т

?КБМСЕ К-. Д(ЭЛЬНОй -„-ОРОНКИ ПР;(ПИВВЮТ В .;-.-ттт бт:

ГазообРазный хлоР(ВвтдеглютдийсЯ в

-гЕЗ .-т(Ь тата рзаКПИИ, уЛ:-:: ВЛИВВ (Qт В дВуХ

1047830 последовательно соединенных склянках

Дрекселя, заполненных 109/-ным раствором иодис того калия (по 100 мл).

После окончания реакции (т.е. после осветления содержимого колбы) приступают к анализу продуктов реакции.

Выделившийся хлор определяют иодометрическим титрованием по известным методикам и обнаруживают 3,42 г хлора 10

Содержимое колбы выпаривают при

100 С, сушат при 220 С в течение 2 ч для удаления воды из раствора.

Остаток взвешивают и обнаруживают 6 г хлорида марганца. t5

Б. Окисление хлорида марганца до двуокиси марганца.

Окисление хлорида марганца проводят в реакторе проточного типа, представляющем собой стекляннур трубку с 2р внутренним диаметром 22 мм и высотой 15 см. В нижней части реактора имеется фильтр Шотта. По длине реактора проходит карман для термопары.

Температуру контролируют термопарой 25 марки ХК.

В верхней части реактора имеется патрубки для подачи воздуха и воды. Воду дозируют с помощью шприца, установленного на дозаторе. На внешнюю сто- щ рону трубки наматывают нихромовую спираль, которая служит для обогрева

"реактора. Регулирование напряжения производят с помощью патра.

00 KB и дозировка Воздуха осушест вляется путем подачи воздуха через систему осушки, состоящую из осушителей, заполненных хлоридом кальция т и активированным углем, и тонкой дозировки, состоящей из реометра, кра- 4р нов, U-образного манометра и манос гата.

Газообразную часть продуктов реак« ции улавливают в системе, состоящей из двух последовательно соединенных 45 склянок Дрекселя, заполненных 109 ным раствором иодистого калия.

Берут 6 г хлорида марганца, полученного как показано, и загружают в реактор, герметизируют систему, устанавливают дозатор и подключают воздух.

Включают систему обогрева, и после о достижения 520 С начинают подавать воду со скоростью 2,5 мл/ч (жидкость) и воздуха в количестве 2850 мл/ч.

Реакцию прекращают через 2 ч, т.е. при отсутствии НС0 в газообразных продуктак реакции (ир бта с аммиаком).:.

Г7.тп. цитмюг прапукт, получе.шый г. реакторе, представляющий собой коричне ватый порошок, и обнаруживают 3,93 г

&BLUec TBB. Полученный продукт подвергают анализу на содержание МпО IIQ известным методикам и обнаружива— ют 3,7 r двуокиси марганца. Остальная часть марганца находится в виде низших окислов.

Содержимое ловушки и склянок Дрек селя смешивают и анализируют на свободный хлор по известной методике (иодомерическое титрование) и на хлористый Вопороп (кислотно-щелочное титрование). Обнаруживают 0,39 r хлора и 3,02 хлористого водорода.

Всего в реакции использовано:

7,05 3,02=4,03 r хлористого водорс да (где 7,05 - количество НС Р, взя того на I-й стадии; 3,02 - количество НСР, выделившегося на Й -й стадии).

Получено хлора 3,42-Ю,39=3,81 r (на 1-й и П -й стадии).

4,03 ° 35,5

Выход хлора = — 3,91 г т (теоретическое количество).

3,81

9иттои or теории= =97,9 мео.%.

9,91

Степень регенерации хлора ° из хлористого водорода рассчитывают по .ука-. занному уравнению реакции.

2,5% хлора из НС9 уходит на растворение низших окислов марганца, ко торые возвращаются в цикл, B. Используют peremåðèðîâàííóþ двуокись марганца и подвергают взаимодействию с соляной кислотой, как описано в разделе A. Соляную кислоту (33,2%-ный, )7 =1," 65) прикалывают по полного растворения МпО> (до момента осветления содержимого колбы). Всего на реакцию расходуется 16,6 33,2%-ного раствора HCC.

Продукты реакции подвергают анализу, как описано в разделе А, и обнаруживают 5,95 хлорпда марганца и 3,0 г хлора.

Берут 5,95 r хлорида марганца, полученного как показано, и подвергают взаимодействию с воздухом и водяным паром при условиях, как описано в разделе Б (температура 520оС, скорость подачи воздуха 2850 мл/ч, воды2,5 мл/ч, время реакции 2 ч.). Продукты реакции анализируют и обнаруживают

3,90 г вещества, содержащего 3,68 r двуокиси марганца. P. газообразных пролов, уцещевляет-.= процсc: з."-. чения испОльзоввния СЯ1ОН,) „. г б 1 ц а

Количест«- Соцержа= KOJIBBec T-1П роиотт(и- Киличес.1-

80 IIOPOIB )НИЕ ЦВУ I 5 В,ВЫЦЕ-.- 1 e B ."= 1 С В Iqe==

)(а., Об Окиси в .!)Bete TО(и pc!-.- з -=. =-. 1, ивш=; О" зующегося ° пороц1ке„. хлора. 11 дк, к .,)ы 1-,(-, р г

iIOCJIe ре-; Г ! . ене вещии„

i ) J 5

3..52 0 21

Я 8(i

505

3 520 6,0 Я,.9. - 3,,87 0,39

4 530 6,0 4,02 3 „ 97 О, .45

П р и м е iI a H B е . В Опытах 1.=5 ocTBJIbHoe количество MBpi i)!BL= после регенерации наход ится 9 вице низших (. кислое. Т

Содержа- Количест-= ) Ск=".ость ние цвуо- вс аыце-.—

1 киси ма лившег. .:=гвнца в СЯ НС !

ПО )ОШКЕ Г

1

1

1 !

381 -, 7= л Я

600

1:0,3

3,98

3,97

3,93

0,52 3,71

0,39 3,67

2.90

3 05

851,6

120

Ф 104 пуктах обнаруживают 0,4 г хлора и

3,00 г HCf.

Потери двуокиси марганца за двух, кратное использОвание составляют

3,7 - 3,68

100 0,5 мас.%

3,68

". p и м е р 2, Показывается влияние температуры на продолжительность регенерации хлорица марганца.

Проведение .опытов и анализов аналогично как и в разделе Б.

В табл, 1 показано влияние температуры на процол)кительность регенера: ции хлорица марганца (скорость подачи воздуха 2850 мл/ч; скорость подачи вод 2,5 мл/ч).

Пример 3 . Показывается влия- ние соотношения возцух:воца и скорости подачи реагентов показателей процесса регенерации хлОристоГО марганца, 11РОВЕПЗ,Be )=а)ТИЗОВ ЯНВГ,- --Ды-. О К и в разделе Б.

В табл, 2 показано гл;.;.-..::;=;: ния возду)(-Вода HB. йока.=.- т))(р -i: Jñ-:;..:в регенерации хлорида мвггвндв.

Как вицно из химизмв:— :."ð.ò- .=:--в

ЕДИНСТВЕННЫМ ГаэообрВЗНЬ)М 11")-,-:,с-:к-.---.;,;, является хлор= газ P JIp, B.-, ., -.е,, а,ние хлора в хлор-Газе пс. и;-. -,c - ь;,г.-,,(е —я )дикам (сжи)1(е)(ием J !.. ("oi(- зь.ве(.":.. - тв хлор-газ (Сне джит 99 9 -догу

Способ похГ%ния х, iоов i, -,я:;Ой ,кислоты Облацает сл ц :†: пи,:;-,,;.1.кзкономическими показа-,.=: —:;я;...; --в=ш ае = сЯ Выхоц хлора с 33 мвс,3Ь ПО =-: 7 „5 мй(:. Й на разложенный НСр: упро11-.ве.", процесс за счет Отпацения несбхспи / ..:. i eeeЛЕЦ11Я," ЛО)КЧОй; -,1Е/-1-; ХЛ -;Оиг.,";-,;, — —,i y8

Продолжение табл. 2

1047830

3,16

115

3,90

0,30

3,60

0,38 3,62

3,05

3,90

115

П р и м е ч а н и е . В опытах 1-5 остальное количество марганца нахоцится в вице низших окислов.

Составитель Н, Ярмолюк

Редактор А. Гулько Тепрел B.Äàëåêopeé Корректор А. Повх

Заказ 7845!22 Тираж471 .Поцписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„ц. 4/5

1:1,20

1<1,09

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

894,7

907,1