Способ очистки хлористого водорода

 

союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С. А Н И Е, 842016

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 28.09.78 (2! ) 2667687/23-26 (51) M. Кл с присоединением заявки РЙ

С 01 В 7/01

Государственный комитет (23) Приоритет (53 ) УД К 661.419 (088.8) но делам изобретений и открытий

Опубликовано 30,06.814 еллетень .% 24

Дата опубликования описания 30.06.8l

О. А. Зайдман, Е. Б. Светланов, Е. И. Верхутва,:.. : ;"," (;-"

Э. В. Сонин, Ю. A. Трегвр и Л. Н. Занав4схин (72) Авторы изобретения с (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ХЛОРИСТОГО

ВОДОРОДА

Изобретение относится к способам очистки отходящих газов химических производств и может быть использовано в химической промышленности для очистки хлористого водорода от примесей хлоралифатических соединений С, — С» и

5 хлора.

В ряде химических производств в качестве побочного продукта образуется хлор истый водород, содержащий значи-.

10 тельные примеси хлора и хлорпроизводных алифатических соединений. Найримвр, в производстве хлораля хлористый водород содержит примеси хлорэтила и хлора> и процессе получения перхлоруглеводородов газофазным хлорированием углеводородных газов или их хлопроизводных образуется большое количество хлористого водорода, загрязненного хлором, четыреххлористым углеродом и перхлорэтиленом.

Хлористый водород может быть использован либо в газообразном виде для других производств, либо превращен в со2 ляную кислоту. Однако в любом случае необходима очистка хлористого водорода от примесей хлора и хлорорганических соединений, так как последние отрицательно влияют на процессы, в которых используют абгазный хлорисзый водород или получаемую из него соляную кислоту.

Известен способ очистки хлористого водорода путем обработки органическими растворителями, что позволяет получать чистый хлористый водород бвз его увлажнения. В известном способе газ, содержащий 88% вес. хлористого водорода, 9 вес.% хлора и 3 вес.7 органических

-.римесей,. подают в насадочную колонну, :оошаемую четыреххлористым углеродом.

Лз колонны хлористый водород, освобожденный от хлора и органических примеей, подают в скуббер, в котором его отмывают от следов четыреххлористого углерода гексахлорбутадиеном. Очищенный хлористый водород содержит не более 0,001 вес.7 хлора и 0,010 вес.% органических примесей. Растиорители, 15

Состав исходной смеси, л/ч условия гидрирования g

g сЭ

1 р (Х

Т (3

3 о

1 Х

G 3

Д нсе о и ж о а а

Д

7,08 7Ä08

300

3,80

5,93 5,,91 L,O 1: 1,1

2,0 1:1,5

340

553 — — — 1

4,77

28,73

31,80

5 О l:1„3

2,0 1:1,5

400

5,65

3,65

2,0 1: 1,3 3 28,50 -4,00 4,.50 2,5

25G

480 1,4. 1: 1,5 4 30,00 5,90 — 2,70—

5,00 3,0

5 40

32,00

31,00

0,4 1:1,5

8,0 1:1,5

4.00

3,50

3,60

G,5 62,00 4,80.1,0

400

0,5 56,00

0,1 4-8,50

340

4,50

5.70

3,50

4,00

10 4-9,00

3 8420 используемые при очистке, направляют на регенерацию pi). (Однако известный способ является многсстадийным и энергоемким. Кроме того, необхоцима дополнительная стадия

5 регенерации растворителя, что требует увеличения капитальных затрат, отделяе= мый в процессе очистки хлор направляют на поглощение щелочными растворами с образованием загрязненных сточных вод.

Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки хлористого водорода от хлорорганических примесей путем их гидрохлорирования в присутствии катализатора с носледуюшнм отделением дродуктов реакции. В указанном способе хлористый водород„. загрязненный ненасыщенными углеводо-родами, содержащими 2-3 атома углеро-ha, и ненасыщенными их монохлорпроиэ-. водными„очищают путем превращения примесей в легкоотделяемые продукты методом каталитического газофазного гидрохлорирования. Процесс ведут при

10-40 С, времени контакта 5-600 с, 340 1,5 1: 1, 1 1 49,04

16 4 давлении 5-50 атм, в качестве катализатора используют g3Cf . При этих

7 условиях идет полное гидрохлорирование примесей Г Ц.

Недостаток укаэанного способа состоит в том, что хлористый водород чистят только от ненасыщенных монохлорпроизводных, причем невозможна одновремен.ная очистка от хлора.

Бель изобретения — повышение степени очистки от моно- и полихлорпроиэводных углеводородов при одновременной очистке от хлора.

Поставленная цель достигается тем, что обработку хлористого водорода ведут водородом при 300-400 С, времени контакта 1-5 с, соотношении суммарный хлор: водород 1: 1,1 — 1,5 с использованием в качестве катализатора палладия, нанесенного на инертный носитель в количестве 0,5-0,6 вес.%.

Под суммарным хлором подразумевают общее количество хлора, содержащегося в свободном виде и связанного в хлорорганических соединениях, Ь процессе гидрирования хлор преврашается в хлористый водород, а хлор08, + Н, 2HCf.

Состав смеси после гндрировання, л/ч

18,40 47,21

8,36 78,96

25,98 52,02

9,41 57,85

12,10 44,57

10,25 63,82

7,17

3,80

8,51

17,92

3, 36

3,58, 4,60

8,50

26,00 53,00

5,10

13,00 45,30

2э?

2,70

3,20

13,60 71,40

10,90. 61,30 0,80

3,00 3,00

0,50

11,50 65,00

4 00

5 8420 алифатические соединения взаимодействуют с водородом, образуя соответствук шие углеводороды и также хлористый водородасс - н - sa++ни (и).

Способ осуществляется следующим 10 образом.

Гидрирование исходной газообразной смеси проводят в одну стадию в обычных аппаратах, используемых для газофазных каталитических процессов, .например в колоннах или кожухотрубчатых реакторах причем процесс можно проводить как в стационарном, так и в кипящем слое контакта. На выходе из реактора.гидрирования получают хлористый водород, содержащий лишь примеси алифатических углеводородов.

B качестве носителя для палладиевого катализатора используют силикагель, алюмосиликат или окись алюминия.. 2S

Пример 1 . Цилиндрический «варцевый реактор (D 35 мм, Н 200 мм) 15,00 42,70 0,20 5,10 0,90 1,00

13,00 44,20 0,25 2,70 0,30

6,10 72,50 0,50 0,90

16 6 с электрсобогревом, карманом для термо опары и подогревателем исходной смеси заполняют 50 мл катализатора (6ЖР и 94% окиси алюминия). Затем в реактор подают исходную смесь, л/ч: абгазный хлористый водород 25,7; хлор 7,08, хлористый этил 7>08> водород 18,4.

Гидрирование ведут при 300 С, времени контакта 1,5 с и соотношении суммарный хлор: водород 1:1,3.

Состав газа до и йосле гидрирования анализируют методом гаэожидкостной хроматографии.

После гидрирования получают

47,2 1 луч хлористого водорода и

7, 17 л/ч этапа. Конверсии хлорэтила и хлора составляет 100%.

Пример ы 2 — 14 . Ц условиях примера 1 проводят очистку хлористого водорода, содержащего различные хлорорганические примеси и хлор, при различных параметрах процесса с использованием катализатора, содержащего разное количество палладия, нанесенного на различные носители.

Данные по очистке хлористого водорода представлены в таблице.

Из представленных данных видно, что лучшие результаты очистки получают при

300-400 С, времени контакта 1.: 5 с, соотношении суммарный хлор: водород

1:1, 1-1,5. Очищенный предлагаемым способом хлористый водород содержит лишь примеси углеводородов. После поглощения такого хлористого водорода водой получают чистую соляную кислоту, поскольку растворимость углеводородов О

С - С в воде не превышает 0,001 вес%, в то время как растворимость хлорпроизводных этих же углеводородов на 2-3 порядка выше (0,1-0,8 вес.%).

G<ищенный предлагаемым способом хлористый водород можно применять в газообразном виде в ряде процессов, не чувствительных к примесям алифати= ческих углеводородов, например в процессах, гидрохлорирования спиртов и олефи- 7о нов, окислительного хлорирования олефинов. Использование предлагаемого спосо ба очистки позволяет избежать образования сточных вод и газовых выбросов, а также получить дополнительное количество хлористого водорода в соответст-. вии с реакциями (1) и (П). Алифатичес-. кие углеводороды С, — С <, образующие-. ся в результате очистки, могут быть выделены из смеси с хлористым водородом любым известным способом и исполь зованы либо в качестве сырья для различных синтезов, либо в качестве топлиBQ. f

Фор мула изобретения

Способ очистки хлористого водорода от хлорорганических примесей путем их обработки в присутствии катализатора с последующим отделением продуктов реакции, отличающийсятем, что, с целью повышения степени очистки от моно- и полихлорпроизводных углеводородов при одновременной очистке от хлора, обработку ведут водородом при о

300-400 С, времени контакта 1-5 с, соотношении суммарный хлор; водород

1:1,1-1,5 с использованием в качестве катализатора палладия, нанесенного на инертный носитель в количестве 0,56,Î вес.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США l4 2841423, кл. 277-9, опублик. 1955.

2. Патент CUlA No 3446586, кл. 23-154, опублик. 1969 (прототип).

Составитель Е,, Верхутова

Редактор И. Михеева Техред С, Мигунова Корректор E. Рошко

Даказ 49 6 7/2 О Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП 1!атент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4