[发明专利]从含氯气流中除去和再循环可冷凝组分的方法

说明书

本发明始于从含氯废气流尤其是化学生产方法的含氯废气流中得 到氯的方法。

在大部分化学方法中，形成由多组分混合物组成的废气流。废气流 的组分可为超临界或次临界的。此外，在法规范围内，它们可被视为惰 性组分或有害物质。

在任何情况下，处理相应料流时的工艺技术目标是

a)尽可能完全地分离出废气中包含的有害物质，和

b)以经济上合乎目的()的方式将相关的有害物质再循 环到生产方法，从而它们同时是有价值的物质。

尤其在氯碱电解、HCl电解、迪肯制氯法(Deaconprozess)和在其 它氯化学方法中，形成由氯、二氧化碳、氮或氧以及其它次要组分组成 的废气流。

由于高比例的在大气条件下不能冷凝的组分，如氧、氮和CO₂，这 类废气流中包含的氯通常不能被回收，而是借助化学吸收方法从废气中 除去并分解(参见例如EP0406675 B1、US3984523、DE2413358)。

本发明的目的是开发一种简化含氯废气流后处理并避免如上所述 吸收方法的方法。

与此不同，本发明允许得到废气中包含的氯，因此可以省去下游连 接的氯的化学吸收，或大大降低这类吸收的操作成本。

本发明提供从废气流中尤其从化学生产方法的废气流中得到氯的 方法，特征在于

-在第一阶段，使废气流达到升高的压力，尤其达到至少10bar (10000hPa)的压力；

-在第二阶段，冷却来自第一阶段的废气流，通过冷凝分离出其中 包含的部分或全部氯连同在废气中包含的其它可冷凝或可溶性组分的 一部分，使由此形成的冷凝物在配置于冷凝区下方的气-液接触区中逆流 接触进入第二阶段的废气流；

-在第三阶段，在精馏塔中将来自第二阶段的冷凝物分成富氯塔底 料流以及气态和液态的低氯塔顶料流，并处理富氯塔底料流以得到氯。

在优选的方法中，废气流至少包含氮、氧、二氧化碳和氯。

在新方法的优选实施方案中，在第一阶段，调节废气流到10-60bar 的压力，优选20-50bar，尤其优选30-40bar。

在该新方法的另一种优选实施方案中，第二阶段和第三阶段中的冷 凝温度为-20℃至-80℃。

该新方法的尤其优选的变化方案的特征在于在来自第一阶段的气 流和来自第三阶段的冷凝物之间交换热，和来自第三阶段的冷凝物被蒸 发。这允许方法以在能量方面有利的方式进行。

在新方法的另一种优选实施方案中，还在离开第二阶段的气流和进 入第二阶段的气流之间交换热。

方法还优选以如下方式进行：首先混合离开第二阶段的气流和离开 第三阶段的气流，然后与进入第二阶段的气流交换热。

当含氯废气流来源于由氯化氢和氧制备氯的生产方法、尤其来源于 氯化氢的催化气相氧化或来源于氯化氢和氧的非热反应时，尤其优选使 用该方法。

如上文已经描述的，优选使用来自被称为迪肯制氯法的催化方法的 含氯废气流。在这种过程中，在放热平衡反应中用氧将氯化氢氧化成氯， 并形成水蒸气。反应温度通常为150-500℃，通常反应压力为1-25bar。 由于反应为平衡反应，因此在催化剂仍然具有充分活性的尽可能低的温 度下工作是有利的。此外，使用相对于氯化氢超化学计量数量的氧也是 合乎目的的。例如，二倍至四倍氧气过量是常见的。由于没有选择性损 失的风险，因此在相对高压力下工作并因此与常压相比具有较长的停留 时间在经济上可能是有利的。

用于迪肯制氯法的合适优选催化剂包括在作为载体的二氧化硅、氧 化铝、二氧化钛或二氧化锆上的氧化钌、氯化钌或其它钌化合物。例如， 通过施加氯化钌到载体上然后干燥或干燥并煅烧得到合适的催化剂。作 为钌化合物的补充或代替钌化合物，合适的催化剂还可包含其它贵金属 如金、钯、铂、锇、铱、银、铜或铼的化合物。合适的催化剂还可包含 氧化铬(III)。

催化氯化氢-氧化可绝热或等温或近似等温、不连续但优选连续地作 为流化床或固定床方法(优选作为固定床方法)进行，尤其优选在管束 式反应器(Rohlbündelreaktor)中在多相催化剂上在180-500℃、优选 200-400℃、尤其优选220-350℃的反应器温度下，和在1-25bar (1000-25000hPa)、优选1.2-20bar、尤其优选1.5-17bar和尤其2.0-15bar 的压力下。