[发明专利]用于从含氯气体中分离、存储和运输氯气的存储介质和方法

说明书

本发明涉及存储介质和使用基于离子化合物的存储介质的方法，所述存储介质可以可逆吸收、存储氯气和来自工艺气体的氯气并通过改变环境条件再释放它们，其中所述存储介质在卸载后可再用于此任务。

本发明涉及使用基于离子化合物的存储介质的方法，所述存储介质可以吸收、存储氯气和来自工艺气体的氯气并通过改变环境条件再释放它们，其中所述存储介质在卸载后可再用于此任务。本发明的优点在于通过存储介质的氯气吸收是在温和条件下进行的，该存储介质在荷载和空载状态下都是液体，并且在环境条件，该氯与元素氯相比具有显著降低的蒸气压，这提高了氯气存储和运输的安全性。

在氯气的工业生产和使用中有各种工艺步骤，其能够优化。这些包括用于净化氯气的氯气液化、从含氯工艺气体中回收氯气和为了存储和运输氯气而进行的液化。

因此，在氯气生产中利用氯气的液化，以分离出作为杂质与氯气一起存在的其它气体。这些杂质包括如氧气、氮气或二氧化碳之类的气体，它们具有比氯气低的沸点并因此可通过氯气的液化而分离出去。在氯气液化中，冷却氯气所需的大能量输入和与此相关的能量成本是主要的缺点。

对于工业应用，氯气以液体形式存储并运输到各自的使用点，其中通过管道或在地上通过公路或轨道实现运输。氯气在此通常在室温下在例如7巴的提高的压力下以液体形式存在。作为替代，氯气也可在低压下、但此时在同时-35℃左右的极低温度下储存。在明显较低压力，优选1000 hPa，和中等温度，优选25℃下以液体形式运输氯气将是有利的。

在氯气生产时以及在使用氯气的其它化学生产时生成含有残留量氯气的各种工艺气体。在工业上，通过化学反应，例如与氢氧化钠溶液的化学反应从工艺气体中除去残留氯气，其中形成次氯酸钠。通过加入盐酸可以再释放一些氯气，但在此消耗盐酸并且形成氯化钠作为副产物。有利的是以高效率从工艺气体中除去所有氯气并能够完全再利用存储的氯气的方法。

上述通过液化或气体洗涤进行净化、存储和运输的方法是现有技术和工业应用中常见的。

要解决的挑战是提供可逆存储介质，其可以在温和条件下，优选在25℃的温度和环境压力（通常1000 ± 100 hPa）下吸收、存储大量氯气并根据需要再释放所述氯气，以避免在低温和/或高压下的能量密集型液化。这种存储介质应该在工作范围内，即在荷载和空载状态之间特别为液体，以可借助常规的泵将该存储介质泵送和运输到使用点。

要实现的另一个目的是提供具有上述性质的存储介质，从而以简单方式从气体混合物中分离和回收氯气，其中该存储介质在其卸载后可再利用。

要实现的另一个目的是提供存储介质，其在上述条件下结合氯并因此与未结合的氯气相比显著降低氯气的蒸气压。这样的存储介质的一个优点在于，在存储容器发生泄漏的情况下，结合的氯比元素氯明显更慢地逸出到环境中，这提供更多时间以采取适当的防护和维修措施。

在现有技术中描述了基于通过变压吸附（PSA，变压吸附）方法在多孔固体上吸附氯气的存储介质。作为氯气吸附剂，EP0741108A2提出沸石、非沸石的多孔酸性氧化物、活性炭和分子筛碳。US5376164A1描述了分子筛作为吸附剂，其包括沸石筛、活性炭、活性粘土、硅胶和活性氧化铝。在US5376164A1中描述的各种沸石和硅胶上的氯气吸附测量表现出在各自的测量条件（室温，最多0.87巴）下每克存储材料 0.2克氯气的最大载量，这是极低的并且对工业应用而言太昂贵。此外，该存储介质是固体，这特别限制了存储的氯气的灌装和运输的灵活性。