DE47514C - Neuerung an dem durch Patent Nr. 40685 geschützten Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak, Salzsäure und Chlor aus Chlorammonium - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 7S: Soda, Potasche und Alkalien.

Salzsäure und Chlor aus Chlorammonium.

Zusatz zum Patent No. 40685 vom 15. Januar 1886.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 15. Juni 1888 ab. Längste Dauer: 14. Januar igoi.

Den Gegenstand des vorliegenden Zusatzes bilden Neuerungen am Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak, Chlor und Salzsäure aus Chlorammonium mittelst der in der Patentschrift No. 40685 beschriebenen Reactionen und Ausführungsweise derselben.

Der Hauptpunkt bei dieser Gewinnung von Ammoniak, Chlor und Salzsäure aus Chlorammonium besteht darin, dafs man Chlorammoniumdämpfe bei höherer Temperatur in Berührung mit den Oxyden des Nickels, Kobalts, Eisens, Mangans, Aluminiums, Kupfers, Magnesiums (bezw. deren gesättigten Salzen mit Kieselsäure, Borsäure, Phosphorsäure) bringt, wodurch diese in Chloride oder Oxychloride umgewandelt werden, während Ammoniak und eine gewisse Menge von Wasserdampf in Freiheit gesetzt werden, und dafs man darauf die gebildeten Chlorverbindungen mit Dampf oder Luft behandelt, um Salzsäure oder Chlor zu erhalten. Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens haben wir gefunden, dafs die Verdampfung des Chlorammoniums eine ziemlich beschwerliche Operation bildet. Wenn man Chlorammonium erhitzt, so geht der Verdampfung keine Schmelzung vorher und werden folglich seine Partikelchen bald von einer Dampfatmosphäre umhüllt, die ihre Berührung mit der heifsen Wandung des sie einschliefsenden Gefäfses verhindert und so die Verdampfung verzögert. Um diese Schwierigkeit zu überwinden, füllen wir das Chlorammonium in ein Gefäfs, welchem Wärme zugeführt wird, und welches eine Substanz enthält, die bei der benöthigte.n Temperatur zwar schmilzt, nicht aber sich verflüchtigt und auch von Chlorammonium nicht permanent beeinflufst wird. Wir haben gefunden, dafs sich zu diesem Zwecke insbesondere Zinkchlorid sehr gut eignet.

Wenn man den Gefäfsen Wärme zuführt, wird das Zinkchlorid flüssig, und da es sich so in inniger Berührung mit den Gefäfswandungen befindet, nimmt es Wärme rasch auf und theilt diese dem Chlorammonium mit. Wir ziehen dabei vor, letzteres von Zeit zu Zeit und in kleinen Mengen in das geschmolzene Zinkchlorid einzugleisen oder continuirlich auf mechanischem Wege zuzuführen.

Ein anderer Weg, die Verflüchtigung des Chlorammoniums zu beschleunigen, besteht darin, dafs man diese Operation im theilweisen oder totalen Vacuum ausführt, oder in einem Gas- oder Dampfstrom, der keine ungünstige chemische Wirkung auf das Chlorammonium oder auf die Substanzen ausübt, mit denen derselbe in Berührung gebracht werden soll (z. B. Kohlensäure, Dampf oder die aus den Absorptionsapparaten beim Ammoniaksodaverfahren entweichenden Gase), wodurch die Spannung des Chlorammoniums so vermindert wird, dafs seine Verdampfung bei einer niedrigeren Temperatur Platz greift.

Bezüglich der zweiten Phase des Processes haben wir gefunden, dafs mehrere der aufgeführten Oxyde, insbesondere die Magnesia, nicht die Gesammtmenge des infolge ihrer Behandlung mit dem Chlorammonium gebildeten Wasserdampfes mit dem Ammoniak entweichen lassen, sondern einen gewissen Antheil desselben zurückbehalten, welcher dann bei der nachfolgenden Behandlung der gebildeten Chlorverbindungen mit Luft Veranlassung zur Bildung von Salzsäure giebt, die das erhaltene Chlor verdirbt und durch Waschen oder auf andere Weise daraus entfernt werden mufs, ehe man jenes nützlich verwenden kann.

Die Schädigung des Chlores kann in bedeutendem Mafse dadurch vermindert werden, dafs man die Chlorverbindungen, ehe man sie der Einwirkung der Luft unterwirft, in einem Strom eines inerten Gases (wie Kohlensäure oder die aus den Absorptionsapparaten der Ammoniaksodafabrikation entweichenden Gase) oder im Vacuum so lange erhitzt, bis keine Salzsäure mehr abgegeben wird. Im älteren Patent haben wir die Anwendung solcher Gase oder des Vacuums benutzt, um aus den Apparaten das nach der Behandlung mit Chlorammonium verbleibende Ammoniak zu vertreiben; wir setzen jetzt diese Behandlung nach dem Abtreiben des Ammoniaks noch so lange fort, bis keine Salzsäure mehr abgegeben wird. So lange, als noch keine Salzsäure in diesen Gasen auftritt, werden sie nach dem Ammoniakcondensator geleitet; tritt dann Salzsäure auf, so leitet man sie in einen anderen Condensationsapparat, in welchem die Salzsäuredämpfe absorbirt und als starke marktfähige Säure erhalten werden können.

Um die Verunreinigung des Chlores durch Salzsäure noch vollständiger zu verhindern und als Schlufsproduct des Verfahrens nur Chlor allein zu erhalten, wenden wir folgende Verbesserung an.

Wir bringen die aus der Behandlung der gebildeten Chlorverbindungen mit Luft resultirenden Gase in Berührung mit einem oder mehreren der genannten Oxyde bezw. Salze, wobei dieselben auf passender Temperatur gehalten werden (ioo bis 500⁰).

Diese Oxyde bezw. Salze absorbiren sämmtliche Salzsäure, ohne auf das Chlorgas selber zu wirken, und werden dabei in Chlorverbindungen umgewandelt. Aus letzteren wird dann das Chlor gewonnen, indem man sie mit Luft behandelt, ganz in derselben Weise, wie wenn sie durch Einwirkung von Chlorammonium auf benannte Substanzen erzeugt worden wären, oder aber man führt die durch die Einwirkung der beregten Gase theilweise in Chlorverbindungen umgewandelten Oxyde bezw. Salze durch eine nachfolgende Behandlung mit Chlorammoniumdampf vollständig in Chlorproducte über, ehe man sie der Behandlung durch Luft behufs Gewinnung von Chlor unterzieht.

Bei solcher Arbeitsweise wird der ganze Salzsäuregehalt aus genannten Gasen absorbirt und darauf in Form von Chlor zurückerhalten, während das in den dieser Behandlung unterworfenen Gasen schon vorhandene Chlor frei von Salzsäure erhalten wird und sofort Verwendung zur Darstellung von Bleichkalk finden kann.

Sehr störend für den Procefs bei der Ausführung der beiden Phasen desselben in einem einzigen Apparat hat sich die Zeitdauer erwiesen, welche die für die zweite Phase erforderliche Temperaturerniedrigung in Anspruch nimmt. Wir nehmen demgemäfs die beiden Operationen in zwei getrennten Apparaten vor, die über einander so angeordnet sind, dafs das behandelte feste Material rasch aus dem einen in den anderen übergeführt werden kann, so zwar, dafs die Behandlung mit Chlorammonium in dem oberen oder ersten Apparat stattfindet, die Reactionsmasse dann aus diesem in den unteren oder zweiten Apparat befördert und nun in diesem mit Luft oder Dampf behandelt wird. Bei solcher Verfahrensweise wird es möglich, beide Theile des Apparates je auf derselben Temperatur zu halten und das Verfahren als nahezu continuirliche Operation auszuführen, indem man beständig frisches Material in kleinen Chargen in den oberen oder ersten Apparat einführt und eine äquivalente Menge Reactionsproduct herausnimmt, dieselbe in den unteren oder zweiten Apparat und aus diesem wieder eine äquivalente Quantität am unteren Ende entnimmt. Durch Anwendung mechanischer Mittel zum continuirlichen Einfüllen und Ausziehen kann man die Operation zu einer vollkommen continuirlichen gestalten.

Wird gewünscht, nur Chlor als Endproduct des Processes zu erhalten, so benutzen wir drei getrennte Apparate, die über einander liegend oder so angeordnet sind, dafs das in ihnen enthaltene feste Material aus dem einen in den anderen übergeführt werden kann. Im obersten oder ersten Apparat wird dann das Material mit den Gasen behandelt, welche aus der Behandlung mit Luft im untersten oder letzten Apparat resultiren, um diese Gase von ihrem Salzsäuregehalt zu befreien und sie zur sofortigen Verwendung bei der Fabrikation von Bleichkalk geeignet zu machen. Aus diesem obersten Apparat wird dann das Material in den zweiten oder mittleren übergeführt, wo es der Behandlung mit Chlorammonium unterliegt, und dann von hier in den dritten oder untersten Apparat, wo es der Einwirkung der Luft unterzogen wird.

In manchen Fällen ist es auch zweckmäfsig, eine Serie von vier Apparaten zu benutzen, in deren erstem das Material mit den im letzten

Claims (5)

1. Apparat erhaltenen Gasen behandelt wird, im zweiten mittelst Chlorammoniumdämpfe, im dritten mittelst eines inerten Gasstromes oder eines Vacuums und im letzten mittelst Luft.

   Die Verflüchtigung des Chlorammoniums nehmen wir dabei in einem besonderen Apparat vor, der so nahe, als zweckdienlich erscheint, am zweiten genannten Apparate angeordnet und mit demselben durch Röhren oder in anderer Weise verbunden wird. Am zweckmäfsigsten erachten wir für den vorliegenden Zweck einen Cylinder aus Gufseisen mit Deckeln auf beiden Enden, oder eine Blase aus Gufseisen, welche mit einem Material ausgefüttert oder beschlagen sind, das, wie feuerfester Thon, der Einwirkung des Chlorammoniums widersteht, oder ein ähnliches Gefäfs aus metallischem Nickel. Wir füllen in diese Gefäfse eine Substanz, wie Zinkchlorid, welche bei der verlangten Temperatur zwar schmilzt, nicht aber sich verflüchtigt, und· nachdem diese einmal durch Zufuhr von Wärme verflüssigt ist, geben wir das Chlorammonium in kleinen Quantitäten nach und nach hinein, oder lassen seine Einführung continuirlich mittelst zu solchen Zwecken bekannter mechanischer Einrichtungen stattfinden. Oder anstatt eine schmelzbare Substanz, wie die genannte, führen wir von Anfang an eine so grofse Menge von Chlorammonium in den Apparat ein, dafs dieser nahezu gefüllt ist und das Chlorammonium mit allen erhitzt werdenden Theilen des Apparates in Berührung tritt, und fahren wir dann fort, weiteres Chlorammonium in kleinen Quantitäten von Zeit zu Zeit oder continuirlich nachzufüllen, so dafs der Apparat mit der Substanz gefüllt bleibt und ein constanter Strom von Chlorammoniumdampf erhalten wird.

   Zur beschriebenen Behandlung des festen Materials mit den verschiedenen Gasen kann jeder Apparat benutzt werden, der sich für die Behandlung fester Substanzen mit gasförmigen bei höherer Temperatur eignet, wie geneigte oder stehende Retorten, über einander angeordnet und mit geeigneten Einrichtungen zum Chargiren und Entleeren derselben versehen, in denen sich das Material durch seine Schwere hindurchbewegt, oder man kann auch liegende oder schwach geneigte Retorten anwenden, durch welche das Material hindurchbewegt wird, indem man sie selber in Drehung versetzt oder mit mit ihnen rotirenden Schnecken, Rührern etc. versieht. Mit Vorzug jedoch benutzen wir den im Patent No. 45740 beschriebenen Apparat zur Behandlung . fester Substanzen durch Gase (Ludwig Mond), und ordnen wir drei oder vier der dort beschriebenen Apparate vorzugsweise so an, dafs immer einer höher wie der andere liegt und so das feste Material aus dem oberen rasch in die unteren übergeführt werden kann.

   Bei Anwendung der letzteren Art von Apparaten ist es nicht erforderlich, die Oxyde bezw. Salze zu Klumpen oder Kugeln zu formen, sondern man kann sie auch in pulverförmigem Zustande anwenden. Bei der Ausführung des Verfahrens nach der letztbeschriebenen Arbeitsweise kann es vortheilhaft werden, das feste Chlorammonium vorher mit den Oxyden bezw. Salzen zu mischen und so beide zusammen in den Apparat einzuführen, mit Ableitung oder Absaugung des Ammoniaks und Dampfes am oder nahe an dem Ende des Apparates, wo die Einfüllung des Gemisches erfolgt, oder am entgegengesetzten Ende, wie es bei der Anlage am zweckmäfsigsten erscheint.

   Patenτ-Ansprüche:

   Bei der Gewinnung von Ammoniak und Chlor bezw. Salzsäure aus Chlorammonium nach dem durch Anspruch 1. des Patentes No. 40685 geschützten Verfahren:
   ι. Die Verdampfung des Chlorammoniums zu bewirken durch Erhitzen desselben

   a) mit einer Substanz wie Zinkchlorid, die bei der erforderlichen Temperatur schmilzt, nicht aber sich verflüchtigt, und welche selbst nicht permanent der Einwirkung von Chlorammonium unterliegt, oder

   b) unter vermindertem Druck oder Anwendung eines Vacuums, oder

   c) in einem Strom chemisch indifferenten Gases oder Dampfes.
2. 2. Den nach der Chlorirung mit Chlorammonium zum Abtreiben des Ammoniakgases angewendeten inerten Gasstrom bezw. das zum selben Zweck angewendete partielle Vacuum so lange fortdauern zu lassen, bis die bei dieser Behandlung gebildete Salzsäure ebenfalls abgetrieben ist, um bei der folgenden Zersetzung der Chlorverbindungen mit Luft möglichst salzsäurefreies Chlor zu erhalten.
3. 3. Die bei der Luftbehandlung der durch die Chlorirung mittelst Chlorammoniums erzeugten Chlorverbindungen erhaltenen Gase behufs Befreiung von Salzsäure durch ein oder ein Gemisch mehrerer der im Anspruch i. des Patentes No. 40685 genannten Oxyde zu leiten und die hierbei gebildeten Chlorverbindungen behufs Wiedergewinnung des Chlors mit Luft zu zersetzen.
4. 4. Behufs Gewinnung fast des ganzen Chlorgehaltes und in möglichst reinem Zustande die Ausführung des Verfahrens des Anspruches i. des Patentes No. 40685 in der Weise, dafs man eines oder ein Gemisch mehrerer der in diesem Anspruch genannten Oxyde zunächst mit dem bei der Luftbehandlung einer vorhergehenden Operation

   erhaltenen unreinen Chlor, dann mit Chlorammoniumdampf und darauf mit Luft bezw. Sauerstoff behandelt. ' ^;
5. 5. Behufs Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1. des Patentes No. 40685 in continuirlichem Gange:

   a) die Vornahme der beiden Phasen des Processes (Chloriren der Oxyde durch Chlorammonium und Zersetzen der hierbei erhaltenen Chlorverbindungen durch Luft oder Dampf) in zwei gesonderten Apparaten, von denen jeder möglichst auf der für ihn benöthigten speciellen Temperatur erhalten bleibt, und wobei man das zu behandelnde Material in kleinen Quantitäten oder continuirlich aus dem Chlorirungsapparat nach dem Zersetzungsapparat überführt und durch Einfüllung von frischem Material in den ersten Apparat erneuert, oder

   b) die Anwendung dreier Apparate dergestalt, dafs man die im Anspruch 1. des Patentes No. 40685 genannten Oxyde in einen ersten Apparat füllt und mit den aus der Chlorabtreibung im dritten (Zersetzungs-) Apparat resultirenden Gasen behandelt, wenn so durch Aufnahme von Salzsäure fheilweise chlorirt in einen zweiten (Chlorirungs-) Apparat überführt und daselbst mit Chlorammoniumdampf behandelt, und wenn so vollständig chlorirt, in den dritten (Zersetzungs-) Apparat überführt und hier mit Luft oder Sauerstoff behandelt, oder
   c) die Anwendung von vier Apparaten dergestalt, dafs man die im Anspruch 1. des Patentes No. 40685 genannten Oxyde in einen ersten Apparat füllt, darin mit den aus der Chlorabtreibung im vierten (Zersetzungs-) Apparat erhaltenen Gasen behandelt, dann in einen zweiten (Chlorirungs-) Apparat überführt und mit Chlorammonium behandelt, aus diesem die Chlorverbindungen . in einen dritten Apparat und hier zur Entfernung des restirenden Ammoniaks mit einem inerten Gas behandelt bezw. unter die Einwirkung eines partiellen Vacuums bringt und hiernach in einen vierten (Zersetzungs-) Apparat überführt und hier durch Behandlung mit Luft oder Sauerstoff das Chlor unter Herstellung der ursprünglichen Oxyde freimacht.