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Title:
PROCESS FOR REMOVING AND RECIRCULATING CONDENSABLE COMPONENTS FROM GASEOUS STREAMS CONTAINING CHLORINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/116558
Kind Code:
A3
Abstract:
The invention relates to a three-stage method for recovering chlorine from a waste-gas stream containing chlorine. According to said method, in a first stage A) the waste gas stream is compressed, in a second stage B) the waste gas stream resulting from the first stage is cooled and the chlorine contained therein is partially or completely isolated by condensation, together with some of the other condensable or soluble components contained in the gas and the condensate obtained is brought into contact with the waste gas stream entering the second stage in counter-current in a gas-liquid contact zone lying beneath the condensation zone. In a third stage C), the condensate exiting the second stage is separated in a rectification column into a chlorine-rich bottom stream and a gaseous and a liquid head stream that are chlorine-lean. The chlorine-rich bottom stream is reprocessed to obtain chlorine.

Inventors:
BRETTSCHNEIDER OLE (DE)
WERNER KNUD (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/001904
Publication Date:
February 12, 2009
Filing Date:
March 11, 2008
Export Citation:
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Assignee:
BAYER MATERIALSCIENCE AG (DE)
BRETTSCHNEIDER OLE (DE)
WERNER KNUD (DE)
International Classes:
C01B7/07
Foreign References:
US5861049A1999-01-19
EP0329385A21989-08-23
DE2426056A11974-12-19
US5376164A1994-12-27
Attorney, Agent or Firm:
BAYER MATERIALSCIENCE AG (Patents and Licensing, Leverkusen, DE)
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Claims:

Patentansprüche

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Chlor aus einem Abgasstrom, insbesondere dem Abgasstrom eines chemischen Produktionsverfahrens, dadurch gekennzeichnet dass,

- in einer ersten Stufe A) der Abgasstrom auf einen erhöhten Druck, insbesondere auf einen Druck von mindestens 10 bar (10000 hPa) gebracht wird;

- in einer zweiten Stufe B) der aus der ersten Stufe kommende Abgasstrom gekühlt und das darin enthaltene Chlor teilweise oder vollständig durch Kondensation zusammen mit einem Teil der übrigen im Abgas enthaltenen kondensierbaren oder löslichen Komponenten abgetrennt wird und das hierbei anfallende Kondensat in einer unterhalb der

Kondensationszone ein gebauten Gas-Flüssigkeitskontaktzone mit dem in der zweiten Stufe eintretenden Abgasstrom im Gegenstrom in Kontakt gebracht wird;

- in einer dritten Stufe C) das aus der zweiten Stufe kommende Kondensat in einer Rektifikationskolonne in einen chlorreichen Sumpfstrom sowie einen gasförmigen und einen flüssigen, chlorarmen Kopfstrom aufgeteilt wird und der chlorreiche Sumpfstrom zur

Gewinnung von Chlor aufgearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Abgasstrom wenigstens Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und Chlor enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Stufe der Abgasstrom auf einen Druck von 10 bis 60 bar, bevorzugt 20 bis 50 bar, besonders bevorzugt 30 bis 40 bar, eingestellt wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensationstemperatur in der zweiten und der dritten Stufe -20 0 C bis -80 0 C beträgt.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem aus der ersten Stufe kommenden Gasstrom und dem aus der dritten Stufe kommenden Kondensat Wärme getauscht und das Kondensat aus der dritten Stufe verdampft wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem aus der zweiten Stufe austretenden Gasstrom und dem in der zweiten Stufe eintretenden Gasstrom Wärme getauscht wird.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst die aus der zweiten und dritten Stufe austretenden Gasströme gemischt werden um anschließend mit dem in die zweite Stufe eintretenden Gasstrom Wärme zu tauschen

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der chlorhaltige Abgasstrom aus einem Produktionsverfahren zur Herstellung von Chlor aus Chlorwasserstoff und Sauerstoff entstammt, insbesondere einer katalysierten Gasphasenoxidation von Chlorwasserstoff oder einer nicht-thermischen Umsetzung von Chlorwasserstoff und Sauerstoff.

Description:

Prozess zur Entfernung und Rückführung kondensierbarer Komponenten aus chlorhaltigen Gasströmen

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Gewinnung von Chlor aus einem chlorhaltigen Abgasstrom, insbesondere dem chlorhaltigen Abgasstrom eines chemischen Produktionsverfahrens.

In der überwiegenden Mehrzahl chemischer Prozesse fallen Abgasströme bestehend aus Multikomponentengemischen an. Die Komponenten der Abgasströme können dabei über- oder unterkritisch sein. Des weiteren können sie im Sinne der Gesetzgebung als inerte Komponenten oder als Schadstoffe gelten.

In jedem Falle ist das prozesstechnische Ziel bei der Behandlung entsprechender Ströme

a) eine möglichst vollständige Abscheidung der im Abgas enthaltenen Schadstoffe sowie

b) die wirtschaftlich zweckmäßige Rückführung der betreffenden Schadstoffe in den Produktionsprozess, so es sich gleichzeitig um Wertstoffe handelt.

Insbesondere bei der Chloralkalielektrolyse, der HCl-Elektrolyse, dem Deaconprozess sowie bei weiteren chlorchemischen Prozessen fallen Abgasströme bestehend aus Chlor, Kohlendioxid, Stickstoff oder Sauerstoff sowie weiteren Nebenkomponenten an.

Bedingt durch den hohen Anteil an unter atmosphärischen Bedingungen nichtkondensierbaren Komponenten wie Sauerstoff, Stickstoff und CO 2 wird das in diesen Abgasströmen enthaltene Chlor in der Regel nicht zurückgewonnen, sondern mit Hilfe chemischer Absorptionsverfahren aus dem Abgas entfernt und zersetzt (siehe z.B. EP 0406675 Bl , US3984523, DE 2413358).

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zu entwickeln, das die Aufarbeitung chlorhaltiger Abgasströme vereinfacht und Absorptionsverfahren wie oben beschrieben vermeidet.

Die vorliegende Erfindung hingegen ermöglicht die Gewinnung des im Abgas enthaltenen Chlors, wodurch eine nachgeschaltete chemische Absorption des Chlors entfallen kann bzw. die Betriebskosten einer solchen Absorption signifikant reduziert werden.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung von Chlor aus einem Abgasstrom, insbesondere dem Abgasstrom eines chemischen Produktionsverfahrens, dadurch gekennzeichnet dass,

- in einer ersten Stufe der Abgasstrom auf einen erhöhten Druck, insbesondere auf einen Druck von mindestens 10 bar (10000 hPa) gebracht wird;

- in einer zweiten Stufe der aus der ersten Stufe kommende Abgasstrom gekühlt und das darin enthaltene Chlor teilweise oder vollständig durch Kondensation zusammen mit einem Teil der übrigen im Abgas enthaltenen kondensierbaren oder löslichen Komponenten abgetrennt wird und das hierbei anfallende Kondensat in einer unterhalb der Kondensationszone eingebauten Gas-Flüssigkeitskontaktzone mit dem in der zweiten Stufe eintretenden Abgasstrom im Gegenstrom in Kontakt gebracht wird;

- in einer dritten Stufe das aus der zweiten Stufe kommende Kondensat in einer Rektifikationskolonne in einen chlorreichen Sumpfstrom sowie einen gasförmigen und einen flüssigen, chlorarmen Kopfstrom aufgeteilt wird und der chlorreiche Sumpfstrom zur Gewinnung von Chlor aufgearbeitet wird.

In einem bevorzugten Verfahren enthält der Abgasstrom wenigstens Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und Chlor.

In einer bevorzugten Ausführung des neuen Verfahrens wird in der ersten Stufe der Abgasstrom auf einen Druck von 10 bis 60 bar, vorzugsweise 20 bis 50 bar, ganz besonders bevorzugt 30 bis 40 bar, eingestellt.

In einer weiteren bevorzugten Ausführung des neuen Verfahrens beträgt die Kondensationstemperatur in der zweiten und der dritten Stufe -20 0 C bis -80 0 C.

Eine besonders bevorzugte Variante des neuen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem aus der ersten Stufe kommenden Gasstrom und dem aus der dritten Stufe kommenden Kondensat Wärme getauscht und das Kondensat aus der dritten Stufe verdampft wird. Hiermit wird eine energetisch günstige Fahrweise des Verfahrens ermöglicht.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführung des neuen Verfahrens wird noch zwischen dem aus der zweiten Stufe austretenden Gasstrom und dem in der zweiten Stufe eintretenden Gasstrom Wärme getauscht.

Das Verfahren kann bevorzugt auch so durchgeführt werden, dass zunächst die aus der zweiten und dritten Stufe austretenden Gasströme gemischt werden um anschließend mit dem in die zweite Stufe eintretenden Gasstrom Wärme zu tauschen.

Das Verfahren wird besonders bevorzugt angewendet, wenn der chlorhaltige Abgasstrom aus einem Produktionsverfahren zur Herstellung von Chlor aus Chlorwasserstoff und Sauerstoff entstammt, insbesondere einer katalysierten Gasphasenoxidation von Chlorwasserstoff oder einer nicht-thermischen Umsetzung von Chlorwasserstoff und Sauerstoff.

Bevorzugt wird wie oben bereits beschrieben ein chlorhaltiger Abgasstrom des als Deacon-Prozess bekannten katalytische Verfahren eingesetzt. Hierbei wird Chlorwasserstoff mit Sauerstoff in einer exothermen Gleichgewichtsreaktion zu Chlor oxidiert, wobei Wasserdampf anfällt. Die Reaktionstemperatur beträgt üblicherweise 150 bis 500 0 C, der übliche Reaktionsdruck beträgt 1 bis 25 bar. Da es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, ist es zweckmäßig, bei möglichst niedrigen Temperaturen zu arbeiten, bei denen der Katalysator noch eine ausreichende Aktivität aufweist. Ferner ist es zweckmäßig, Sauerstoff in überstöchiometrischen Mengen zum Chlorwasserstoff einzusetzen. üblich ist beispielsweise ein zwei- bis vierfacher Sauerstoff- überschuss. Da keine Selektivitätsverluste zu befürchten sind, kann es wirtschaftlich vorteilhaft sein, bei relativ hohem Druck und dementsprechend bei gegenüber Normaldruck längerer Verweilzeit zu arbeiten.

Geeignete bevorzugte Katalysatoren für das Deacon-Verfahren enthalten Rutheniumoxid, Rutheniumchlorid oder andere Rutheniumverbindungen auf Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Titandioxid oder Zirkondioxid als Träger. Geeignete Katalysatoren können beispielsweise durch Aufbringen von Rutheniumchlorid auf den Träger und anschließendes Trocknen oder Trocknen und Kalzinieren erhalten werden. Geeignete Katalysatoren können ergänzend zu oder an Stelle einer Rutheniumverbindung auch Verbindungen anderer Edelmetalle, beispielsweise Gold, Palladium, Platin, Osmium, Iridium, Silber, Kupfer oder Rhenium enthalten. Geeignete Katalysatoren können ferner Chrom(IιT)oxid enthalten.

Die katalytische Chlorwasserstoff- Oxidation kann adiabatisch oder isotherm oder annähernd isotherm, diskontinuierlich, bevorzugt aber kontinuierlich als Fließ- oder Festbettverfahren, bevorzugt als Festbettverfahren, besonders bevorzugt in Rohrbündelreaktoren an Heterogenkatalysatoren bei einer Reaktortemperatur von 180 bis 500 0 C, bevorzugt 200 bis 400 0 C, besonders bevorzugt 220 bis 350 0 C und einem Druck von 1 bis 25 bar (1000 bis 25000 hPa), bevorzugt 1 ,2 bis 20 bar, besonders bevorzugt 1 ,5 bis 17 bar und insbesondere 2,0 bis 15 bar durchgeführt werden.

übliche Reaktionsapparate, in denen die katalytische Chlorwasserstoff-Oxidation durchgeführt wird, sind Festbett- oder Wirbelbettreaktoren. Die katalytische Chlorwasserstoff- Oxidation kann bevorzugt auch mehrstufig durchgeführt werden.

Bei der isothermen oder annähernd isothermen Fahrweise wie auch bei der adiabatischen Fahrweise, können auch mehrere, also 2 bis 10, bevorzugt 2 bis 6, besonders bevorzugt 2 bis 5, insbesondere 2 bis 3, in Reihe geschaltete Reaktoren mit Zwischenkühlung eingesetzt werden. Der

Sauerstoff kann entweder vollständig zusammen mit dem Chlorwasserstoff vor dem ersten Reaktor oder über die verschiedenen Reaktoren verteilt zugegeben werden. Diese Reihenschaltung einzelner Reaktoren kann auch in einem Apparat zusammengeführt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer für das Verfahren geeigneten Vorrichtung besteht darin, dass man eine strukturierte Katalysatorschüttung einsetzt, bei der die Katalysatoraktivität in

Strömungsrichtung ansteigt. Eine solche Strukturierung der Katalysatorschüttung kann durch unterschiedliche Tränkung der Katalysatorträger mit Aktivmasse oder durch unterschiedliche

Verdünnung des Katalysators mit einem Inertmaterial erfolgen. Als Inertmaterial können beispielsweise Ringe, Zylinder oder Kugeln aus Titandioxid, Zirkondioxid oder deren Gemischen, Aluminiumoxid, Steatit, Keramik, Glas, Graphit oder Edelstahl eingesetzt werden. Beim bevorzugten Einsatz von Katalysatorformkörpern sollte das Inertmaterial bevorzugt ähnliche äußeren Abmessungen haben.

Als Katalysatorformkörper eignen sich Formkörper mit beliebigen Formen, bevorzugt sind Tabletten, Ringe, Zylinder, Sterne, Wagenräder oder Kugeln, besonders bevorzugt sind Ringe, Zylinder oder Sternstränge als Form.

Als Heterogenkatalysatoren eignen sich insbesondere Rutheniumverbindungen oder Kupferverbindungen auf Trägermaterialen, die auch dotiert sein können, bevorzugt sind gegebenenfalls dotierte Rutheniumkatalysatoren. Als Trägermaterialen eignen sich beispielsweise Siliziumdioxid, Graphit, Titandioxid mit Rutil- oder Anatas-Struktur, Zirkondioxid, Aluminiumoxid oder deren Gemische, bevorzugt Titandioxid, Zirkondioxid, Aluminiumoxid oder deren Gemische, besonders bevorzugt γ- oder δ-Aluminiumoxid oder deren Gemische.

Die Kupfer- bzw. die Rutheniumträgerkatalysatoren können beispielsweise durch Tränkung des Trägermaterials mit wässrigen Lösungen von CuCl 2 bzw. RuCl 3 und gegebenenfalls eines Promotors zur Dotierung, bevorzugt in Form ihrer Chloride, erhalten werden. Die Formgebung des Katalysators kann nach oder bevorzugt vor der Tränkung des Trägermaterials erfolgen.

Zur Dotierung der Katalysatoren eignen sich als Promotoren Alkalimetalle wie Lithium, Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium, bevorzugt Lithium, Natrium und Kalium, besonders bevorzugt Kalium, Erdalkalimetalle wie Magnesium, Calcium, Strontium und Barium, bevorzugt Magnesium und Calcium, besonders bevorzugt Magnesium, Seltenerdmetalle wie Scandium, Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym und Neodym, bevorzugt Scandium, Yttrium, Lanthan und Cer, besonders bevorzugt Lanthan und Cer, oder deren Gemische.

Die Formkörper können anschließend bei einer Temperatur von 100 bis 400 0 C, bevorzugt 100 bis 300 0 C beispielsweise unter einer Stickstoff-, Argon- oder Luftatmosphäre getrocknet und gegebenenfalls kalziniert werden. Bevorzugt werden die Formkörper zunächst bei 100 bis 150 0 C getrocknet und anschließend bei 200 bis 400 0 C kalziniert.

Der Umsatz an Chlorwasserstoff im einfachen Durchgang kann bevorzugt auf 15 bis 90 %, bevorzugt 40 bis 85%, besonders bevorzugt 50 bis 70% begrenzt werden. Nicht umgesetzter Chlorwasserstoff kann nach Abtrennung teilweise oder vollständig in die katalytische Chlorwasserstoff-Oxidation zurückgeführt werden. Das Volumenverhältnis von Chlorwasserstoff zu Sauerstoff am Reaktoreintritt beträgt bevorzugt 1 : 1 und 20: 1 , bevorzugt 2: 1 und 8:1 , besonders bevorzugt 2: 1 und 5: 1.

Die Reaktionswärme der katalytischen Chlorwasserstoff-Oxidation kann in vorteilhafter Weise zur Erzeugung von Hochdruck-Wasserdampf genutzt werden. Dieser kann zum Betrieb eines Phosgenierungsreaktors und oder von Destillationskolonnen, insbesondere von Isocyanat- Destillationskolonnen genutzt werden.

In einem letzten Schritt des Deacon-Verfahrens wird das in der Deacon-Reaktion gebildete Chlor abgetrennt. Der Abtrennschritt umfasst üblicherweise mehrere Stufen, nämlich die Abtrennung und gegebenenfalls Rückführung von nicht umgesetztem Chlorwasserstoff aus dem Produktgasstrom der katalytischen Chlorwasserstoff-Oxidation, die Trocknung des erhaltenen, im wesentlichen Chlor und Sauerstoff enthaltenden Stroms sowie die Abtrennung von Chlor aus dem getrockneten Strom.

Die Abtrennung von nicht umgesetztem Chlorwasserstoff und von gebildetem Wasserdampf kann durch Auskondensieren von wässriger Salzsäure aus dem Produktgasstrom der Chlorwasserstoffoxidation durch Abkühlung erfolgen. Chlorwasserstoff kann auch in verdünnter Salzsäure oder Wasser absorbiert werden.

Der dem neuen Verfahren zugrunde liegende chlorhaltige Abgasstrom kann z.B. der nach der Abtrennung des Chlors verbleibende Restgasstrom oder ein Teil hiervon sein.

hi der ersten Stufe des bevorzugten neuen Verfahrens wird der chlorhaltige Abgasstrom auf den erforderlichen Verfahrensdruck komprimiert. Die Höhe des zu wählenden Druckes hängt dabei im wesentlichen von dem geforderten Restchlorgehalt des Abgases am Ausgang des neuen Verfahrens sowie von den für die nachfolgenden Kondensations-/Rektifikationsschritte zur Verfügung stehenden Kälteniveaus ab. Das zu wählende Druckniveau beträgt vorzugsweise 10 bis 60 bar (10.000 bis 60.000 hPa) und besonders bevorzugt 20 bis 50 bar.

Die Einstellung des Druckniveaus wird dabei insbesondere mit Hilfe der herkömmlichen Druckerhöhungsmaschinen für Gasströme, z.B. Kolbenkompressoren, Turbokompressoren oder Flüssigkeitsringpumpen erfolgen. Des weiteren kann die Kompression bevorzugt ein- oder mehrstufig sowie mit oder ohne Zwischenkühlung erfolgen.

In der zweiten Stufe wird das im Abgas enthaltene Chlor durch Kondensation abgeschieden. Die hierfür notwendigen Temperatur richtet sich vor allem nach dem gewählten Druckniveau bzw. nach der zu erreichenden Chlorkonzentration in der aus der zweiten Stufe austretenden Gasmischung. Vorteilhafterweise ist dabei der für die Kondensation verwendete Wärmetauschapparat mit einer vorgeschalteten Gas-Flüssigkeitskontaktzone, die insbesondere unterhalb des Wärmetauschers angeordnet ist, ausgestattet, in welcher das anfallende Kondensat mit dem in der zweiten Stufe eintretenden Gasstrom in Kontakt gebracht wird. Der Kontakt zwischen eintretendem Gasstrom und dem Kondensat erfolgt dabei im Gegenstrom. Der Gas- Flüssigkeitskontakt kann wahlweise in Anwesenheit von Einbauten wie Stoffaustauschböden durch geordneten oder ungeordneten Füllkörpern erfolgen. Mögliche geeignete Apparatetypen für die Kondensation sind Rohrbündelwärmetauscher, Plattenwärmetauscher, Spiralwärmetauscher oder Blockwärmetauscher in horizontaler oder vertikaler Anordnung.

Am unteren Ende der Kontaktzone wird das Kondensat in einem Apparatesumpf gesammelt. Die Zusammensetzung des Kondensates hängt im wesentlichen von der Zusammensetzung des eintretenden Gasstromes, von dem gewählten Druck- und Temperaturniveau und von der Anzahl der in der beschriebenen Gas- Flüssigkeitskontaktzone im Gegenstrom durchlaufenen Gleichgewichtsstufen ab.

Die typische Kondensationstemperatur liegt je nach gewähltem Druckniveau insbesondere im Bereich von -20 0 C bis -60 0 C.

Die Chlorkonzentration des am Kopfkondensator austretenden Gasstromes beträgt vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 5 Gew.-%.

Die Chlorkonzentration des am Kopfkondensator austretenden Kondensates beträgt vorzugsweise 0 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 5 Gew.-%.

Des weiteren umfasst das neue Verfahren optionale bevorzugte Maßnahmen zur Energieoptimierung wie beispielsweise in Figur 2 dargestellt.

Hierbei wird in einem ersten Wärmetauscher hinter der ersten Stufe der Kondensatstrom aus der Rektifizierkolonne der dritten Stufe verdampft und damit der von der ersten Stufe kommende Abgasstrom gekühlt. Mögliche Apparatetypen sind hierfür Rohrbündelwärmetauscher,

Plattenwärmetauscher, Spiralwärmetauscher oder Blockwärmetauscher in horizontaler oder vertikaler Anordnung.

Weiterhin umfasst das neue bevorzugte Verfahren den Einsatz eines Rekuperators, in dem Wärme zwischen dem aus der ersten Stufe kommenden und optional im ersten oben genannten Wärmetauscher bereits abgekühlten Abgasstrom und dem aus der zweiten Stufe kommenden Abgasstrom getauscht wird. Mögliche geeignete Apparatetypen für einen Rekuperator sind Rohrbündelwärmetauscher, Plattenwärmetauscher, Spiralwärmetauscher oder Blockwärmetauscher in horizontaler oder vertikaler Anordnung.

Es besteht ebenfalls die Möglichkeit den aus der zweiten Stufe austretenden Gasstrom mit dem aus der zweiten Stufe austretenden Abgasstrom zu mischen und das Gemisch im Rekuperator einzusetzen.

In der dritten Stufe wird bevorzugt das aus dem Apparatesumpf der zweiten Stufe austretende Kondensat rektifiziert. Das Kondensat wird hierzu insbesondere einer Rektifizierkolonne zwischen dem Verstärkungsteil und dem Abtriebsteil zugeführt. In der Kolonne werden der im Verdampfer erzeugte Dampfstrom mit einem Teil des im Kopfkondensator kondensierten Dampfes, dem Kopfkondensat, mehrstufig und im Gegenstrom in Kontakt gebracht. Der Gas-Flüssigkeitskontakt kann wahlweise durch Stoffaustauschböden bzw. durch geordnete oder ungeordnete Füllkörper erfolgen.

Der Kopfkondensator kann insbesondere als Teilkondensator konzipiert werden, um eine Ausschleusung inerter Komponenten im gasförmigen Zustand zu ermöglichen. Das anfallende

Kondensat wird dann teilweise auf die Kolonne zurückgeführt. Die am Kolonnenkopf und am

Kolonnensumpf vorliegenden Chlorkonzentrationen hängen im wesentlichen von der dem

Verdampfer zugeführten Energie sowie von der auf die Kolonne zurückgeführten Kondensatmenge ab. Vorzugsweise liegt die derart eingestellte Chlorkonzentration im am Kolonnensumpf abgezogenen Strom bei 50 bis 100 Gew.-%, bevorzugt 90 bis 100 Gew.-%.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Fließschema einer bevorzugten Ausführung des erfindungsgemäßen

Verfahrens.

Fig. 2 das Fließschema einer bevorzugten Variante des Verfahrens nach Fig. 1.

Fig. 3 das Fließschema einer weiteren bevorzugten Variante des Verfahrens nach Fig. 1.

Beispiele

Beispiel 1

Der Abgasstrom 1 eines vorgeschalteten Deacon Prozesses (nicht gezeichnet) bestehend aus Stickstoff, Sauerstoff und Kohlendioxid mit einem Anteil von Chlor in der Größenordnung von 10 Gew.-% wird in der ersten Stufe A mit einem Gebläse (Kompressor) k auf einen Druck von 35 bar (35000 hPa) gebracht.

Der verdichtete Strom 2 wird in der zweiten Stufe B einer Gas-Flüssigkeitskontaktzone b zugeführt in der der Gasstrom 2 mit kondensiertem Chlor in Kontakt gebracht wird. Oberhalb der Gas- Flüssigkeitskontaktzone b befindet sich ein Kühler a in dem Chlor bei einer Temperatur von -42°C kondensiert wird. Im Sumpf c der Gas-Flüssigkeitskontaktzone b wird das Chlorkondensat gesammelt und als Strom 4 der dritten Stufe C zugeführt. Die nicht kondensierbaren Gase werden als Strom 3 ausgeschleust und je nach Bedarf, gegebenenfalls nach Vernichtung geringster Restchlormengen, wiederverwertet oder verworfen.

Das Kondensat 4 wird einer Rektifikationskolonne d zugeführt und im mittleren Bereich zwischen Verstärkungsteil e und Abtriebsteil f aufgegeben. Dem Sumpf der Kolonne d ist ein Verdampfer g und dem Kopf ein Kondensator h nachgeschaltet.

In der Kolonne wird der im Verdampfer g erzeugte Dampfstrom mit einem Teil des im Kopfkondensator h kondensierten Dampfes, dem Kopfkondensat, mehrstufig und im Gegenstrom in Kontakt gebracht. Der Gas-Flüssigkeitskontakt erfolgt mittels Stoffaustauschböden (nicht gezeichnet).

Der Kopfkondensator h ist als Teilkondensator konzipiert, um eine Ausschleusung inerter Komponenten im gasförmigen Zustand zu ermöglichen (Strom 5). Das anfallende Kondensat wird teilweise auf die Kolonne d zurückgeführt. Die am Kolonnenkopf (Strom 5 und 6, Fig. 1) und am Kolonnensumpf (Strom 7) vorliegenden Chlorkonzentrationen hängen im wesentlichen von der dem Verdampfer zugeführten Energie sowie von der auf die Kolonne zurückgeführten Kondensatmenge ab. Die Chlorkonzentration im am Kolonnensumpf abgezogenen Strom 7 beträgt 90 Gew.-%.

Beispiel 2

Figur 2 gibt eine alternative Fahrweise wieder. Hierbei wird in einem ersten Rohrbündel Wärmetauscher 1 hinter dem Gebläse k der Kondensatstrom 6' aus der

Rektifizierkolonne der Stufe C verdampft und damit der von der ersten Stufe A kommende Abgasstrom gekühlt. Der vorgekühlte Abgasstrom 2' wird durch einen Rekuperator (Rohrbündelwärmetauscher i) geleitet, in dem Wärme zwischen dem Abgasstrom 2' und dem aus der zweiten Stufe B kommenden Abgasstrom 3' getauscht wird.

Zusätzlich wird der aus der zweiten Stufe B austretende Gasstrom 5' mit dem aus dem Kopfkondensator a austretenden Gasstrom 3' gemischt und das Gemisch durch Rekuperator i geleitet und anschließend mit dem aus dem Rohrbündelwärmetauscher 1 austretenden Strom 6' vereinigt und abgeführt.

Beispiel 3

Figur 3 gibt eine weitere alternative Fahrweise wieder. Hierbei wird in einem Rekuperator i hinter dem Gebläse k Wärme zwischen dem Strom 2 und dem Strom 5 getauscht. Der so erhaltene Strom 4 wird direkt einer Rektifikationskolonne d zugeleitet. Der Strom 3 wird ausgeschleust und je nach Bedarf, gegebenenfalls nach Vernichtung geringster gegebenenfalls verbliebener Restchlormengen, wiederverwertet oder verworfen.

In der Kolonne wird der im Verdampfer g erzeugte Dampfstrom mit dem im Kopfkondensator h kondensierten Dampf, dem Kopfkondensat, mehrstufig und im Gegenstrom in Kontakt gebracht. Der Gas-Flüssigkeitskontakt erfolgt mittels Stoffaustauschböden (nicht gezeichnet).

Der Kopfkondensator h ist als Teilkondensator konzipiert, um eine Ausschleusung inerter Komponenten im gasförmigen Zustand zu ermöglichen (Strom 5). Das anfallende Kondensat wird auf die Kolonne d zurückgeführt. Die am Kolonnenkopf (Strom 5, Fig. 3) und am Kolonnensumpf (Strom 7) vorliegenden Chlorkonzentrationen hängen im wesentlichen von der dem Verdampfer zugeführten Energie sowie von der auf die Kolonne zurückgeführten Kondensatmenge ab. Die Chlorkonzentration im am Kolonnensumpf abgezogenen Strom 7 beträgt 90 Gew.-%.