Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.
Скачать (прямая ссылка):
F
дефлегматор колонны должен охлаждаться рассолом при температуре —15 + -20 0C
Чистый четыреххлористый углерод из куба колонны возвращается через теплообменник и холодильник на абсорбцию хлора. Полученный из ректификационной колонны хлор содержит ДО 0,3% CCl4 и может быть отобран в виде газообразного хлора или сконденсирован в холодильнике, как зто показано на рис. 6-13.
Непоглощенные инертные газы содержат небольшое количество хлора и паров CCl4. Для снижения потерь CCl4 можно использовать аналогичную абсорбционную систему, работающую с высокотемпературным абсорбентом, например гексахлорбутадиеном. Гексахлорбутадієн кипит при 215 0C, его температура замерзания —21 0C Абгазы после первой установки абсорбции поступают на вторую, где с помощью охлажденного гексахлорбутадиена улавливаются остатки хлора и пары CCl4. Поглощенные хлор и CCl4 выделяются из раствора в гексахлорбутадиене на ректификационной установке и вновь возвращаются на первую ступень абсорбции.
При двухступенчатой схеме абсорбции потери хлора, CCl4 и гексахлорбутадиена очень невелики.
На 1 т жидкого хлора, извлекаемого из абгазов, затрачивается:
г*
Холод (—15 ч- —20 °С), ккал . 300—500
Пар (6 кгс/см2), т ......0,7—0,8
Электроэнергия, кВт ч ... 10—15 Вода, м3.......... 8—10
Схема может быть упрощена за счет исключения второй ступени абсорбции гексахлорбутадиеном. Однако при этом увеличиваются потери хлора и четыреххлористого углерода. Снижение потерь на первой ступени абсорбции может быть достигнуто путем повышения давления процесса и применения возможно более низкой температуры, но с учетом температуры замерзания CCl4.
Если на абсорбцию поступают абгазы сжижения хлора с установки глубокого охлаждения под давлением 1,3—1,7 ат, содержащие примерно 55—70% Cl2, 18% CO2 и 1—4% H2, то после абсорбции при температуре —17 ч- —20 0C их состав изменится следующим образом (в %):
Cl2 . . 1-5 H2 . . 4—10
CO2 . . 40 CCl4 . . 0,8—1,2
Потери на 1 т сжиженного хлора составляют около 2 кг хлора и 2 кг CCl4. Стоимость установки мощностью 10 тыс. т хлора в год составит около 215 тыс. руб., а себестоимость концентрирования абгазного хлоргаза в пересчете на 1 т жидкого хлора — 5—6 руб.
Основным недостатком этого метода является получение хлора, содержащего около 0,3% CCl4, что ограничивает число его потребителей. Однако следует иметь в виду, что в хлоре диафрагменных электролизеров также содержится от 0,05 до 0,20% хлорорганических примесей.
\
h I
Аналогичная одноступенчатая абсорбционная схема концентрирования хлора из его разбавленных смесей может быть осуществлена с использованием в качестве абсорбента четьгреххлористого титана [45].
Четыреххлористый титан при атмосферном давлении кипит при 136 °С, плавится при —23 °С, давление его паров при различных температурах составляет [46]:
/,2C.......... . • , —13,9 10 20 30 40 50 60
р, мм рт. ст........... 1,0 5,4 10,0 16,7 26,5 41,1 62,1
ґ,1 °С ............. 80 100 110 ' 120 135
P1 мм рт. ст........... 134 264,5 367,7 493,8 740,7
Растворимость хлора в четыреххлористом титане приведена в табл. 6-8.
Хорошая растворимость хлора в TiCl4 к высокая температура его кипения делают TiCl4 удобным для применения в одноступенчатых схемах абсорбции хлора из его разбавленных смесей.
Для абсорбции четыреххлористым титаном необходимо применять только тщательно высушенные хлоровоздушные смеси, так как примеси влаги приведут к гидролизу TiCl4 с образованием двуокиси титана, которая может забивать трубопроводы и аппаратуру и загрязнять хлор примесями HCl.
Предложен способ концентрирования хлора из его разбавленных смесей поглощением водой под давлением и последующей десорбцией [47]. Растворимость хлора в воде сильно изменяется в зависимости от давления и температуры (табл. 6-9).
Хлор поглощается водой под давлением в насадочном скруббере и затем десорбируется из нагретого примерно до 100 °С раствора [48].
Эффективно комбинировать сорбцию хлора из разбавленных хлорсодержащих газов холодной водой под давлением с последующей подачей получаемых водных растворов хлора на башни для охлаждения электролитического хлора. Схема такой установки по-
Таблица 6*8. Растворимость с хлора (в мол. долях) при парциальном давлении хлора р (в мм рт. ст.)
V
V
V
При
69,6 140 200,3 260,3 359,1 457,0 509,0 545,3 625,8
-10 °С
0,027 0,071 0,100 0,131 0,182 0,230 0,252 0,269 0,318
693,4 756,1
При
96,4 184,3 266,7 344,7 421,0 496,0
0,350 0,381
0?С
0,038 0,070 0,102 0,141 0,162 0,184
При
141,4 275,0 405,0 530,9 650,4 765,0 1140,0 1672.0 2059,6
20 °С
0,031 0,062 0,091 0,108 0,140 0,162 0,251 0,359 0,436
2378,8 2909,2 3222,4 3617,6
При
2576,4 2986,8 3518,8 4111,6 4666,4
0,496 0,567 0,650 0,728
30 °С
0,423 0,484 0,557 0,641 0,711
'аблица 6-9. Растворимость хлора в воде при различном давлении температуре1 (в г/л)
CQ
