Способ получения газообразного хлора и устройство для его реализации

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2373138:

Глебовский Вадим Георгиевич (RU)

Изобретение может быть использовано в области неорганической химии. Способ получения газообразного хлора включает проведение в реакторе окислительно-восстановительной реакции между бихроматом калия и концентрированной соляной кислотой. Скорость реакции и скорость потока образующегося газообразного хлора регулируют путем изменения температуры в реакторе в пределах 40-70°С, а газообразный хлор отводят из реактора. Предложено устройство для получения газообразного хлора. Изобретение позволяет повысить управляемость процесса получения газообразного хлора для стабильного обеспечения хлоридных процессов получения высокочистых металлов в лабораторных и полупромышленных условиях. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области неорганической химии и может быть использовано при проведении хлоридных процессов получения высокочистых металлов.

Известен метод получения газообразного хлора, выбранный нами за прототип, который используется в лабораторной и полупромышленной практике для получения хлора, для чего используют химическую реакцию взаимодействия перманганата калия с концентрированной соляной кислотой:

2KMnO₄+16HCl→5Cl₂↑+2KCl+2MnCl₂+8H₂O.

Недостатком данного метода является то, что необходимо непрерывно регулировать скорость подачи соляной кислоты HCl в зону реакции, причем скорость реакции существенно замедляется по мере накопления продуктов реакции (KCl, MnCl₂, H₂O). Присутствие в зоне реакции воды приводит к уменьшению концентрации соляной кислоты, что тоже является недостатком метода. Серьезным непреодолимым недостатком метода является невозможность существенного изменения скорости потока хлора.

Наиболее близким к заявленному способу является способ получения газообразного хлора [Лидин Р.А. и др. Химические свойства неорганических веществ. М., Химия, 1997, с.381, рубрика 761, реакция 4]. Известный способ включает окислительно-восстановительную реакцию, которую проводят между бихроматом калия и концентрированной кислотой:

K₂Cr₂O₇+14HCl→3Cl₂↑+2KCl+2CrCl₂+7H₂O.

Наиболее близким к заявленному устройству можно рассматривать устройство, известное из авторского свидетельства SU 1308549, Кл. C01B 7/01, 1987.

Техническая задача - повышение управляемости процесса получения газообразного хлора для стабильного обеспечения процессов получения высокочистых металлов в лабораторных и полупромышленных условиях.

Это достигается тем, что в известном способе получения газообразного хлора, включающем реакцию бихромата калия и концентрированной соляной кислоты с образованием газообразного хлора, указанную окислительно-восстановительную реакцию проводят в реакторе, при этом скорость реакции и скорость потока образующегося газообразного хлора регулируют путем изменения температуры в реакторе в пределах 40-70°С, а газообразный хлор отводят из реактора. Данная реакция протекает при повышенных температурах, поэтому отпадает необходимость непрерывного регулирования скорости подачи концентрированной соляной кислоты в зону реакции. При контролируемом изменении температуры от 40°С до 70°С скорость реакции увеличивается почти вдвое, а при понижении температуры в этом диапазоне выделение газообразного хлора контролируемо уменьшается, что дает прекрасную возможность управляемого изменения скорости потока хлора на выходе из реактора. Ниже 25°С реакция образования газообразного хлора прекращается вообще.

Это достигается тем, что в устройстве для реализации способа получения газообразного хлора, включающем реактор с бихроматом калия и концентрированной соляной кислотой, реактор с реагентами помещен в термостат, поддерживающий заданную температуру в пределах 40-70°С с помощью устройства для регулирования температуры.

На чертеже представлено лабораторное устройство для получения газообразного хлора: 1 - реагент (бихромат калия); 2 - реагент (концентрированная соляная кислота); 3 - газообразный хлор; 4 - отводная труба; 5 - термостат; 6 - реактор; 7 - устройство для очистки хлора; 8 - накопитель хлора; 9 - устройство для регулирования температуры.

Способ получения газообразного хлора осуществляется следующим образом. Реагенты в виде бихромата калия и концентрированной соляной кислоты помещают в реактор 6, между реагентами происходит окислительно-восстановительная реакция с выделением газообразного хлора 3, скорость реакции регулируют термостатом 5 с помощью устройства 9 для регулирования температуры реакции, газообразный хлор 3 отводят из реактора по отводной трубе 4 в устройство для очистки 7 и накопитель 8.

Пример реализации способа.

В термостат с устройством для регулирования температуры помещали реактор в виде колбы, в колбу засыпали бихромат калия (45 г) и добавляли концентрированную соляную кислоту (70 мл). Реакция между этими реагентами начиналась сразу же, но ее скорость можно было легко увеличивать путем нагрева колбы с реагентами путем изменения температуры в термостате. Изменение температуры от 40°С до 70°С приводило к увеличению скорости реакции вдвое. Уменьшение нагрева приводило к уменьшению скорости потока газообразного хлора. В лабораторной версии предлагаемого способа и устройства, включенной в технологическую схему получения высокочистых металлов хлоридным способом, с помощью одной «заправки» реактора получали до 300 г высокочистого титана. В целом было произведено более 2000 г высокочистого титана при шести «заправках» реактора.

Таким образом, приведенные результаты показывают, что при проведении процессов получения высокочистых металлов с использованием газообразного хлора предлагаемый способ обеспечивает контролируемое получение хлора с заданной скоростью подачи хлора в реактор для хлорирования металлов и соответственно высокую стабильность совмещенных технологий.

1. Способ получения газообразного хлора, включающий окислительно-восстановительную реакцию между бихроматом калия и концентрированной соляной кислотой, отличающийся тем, что указанную окислительно-восстановительную реакцию проводят в реакторе, при этом скорость реакции и скорость потока образующегося газообразного хлора регулируют путем изменения температуры в реакторе в пределах 40-70°С, а газообразный хлор отводят из реактора.

2. Устройство для осуществления способа по п.1, включающее реактор, заполненный реагентами, отличающееся тем, что реактор с реагентами помещен в термостат, поддерживающий заданную температуру в пределах 40-70°С с помощью устройства для регулирования температуры.

Способ получения хлора из газообразного хлористого водорода // 2253607

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано при утилизации абгазного хлористого водорода, образующегося в процессах хлорорганического синтеза.

Способ утилизации хлорорганических соединений // 2252208

Изобретение относится к области химии, а именно к утилизации хлорсодержащих отходов. .

Способ переработки серпентинита // 2241670

Изобретение относится к области металлургии и химической технологии неорганических веществ, в частности к переработке серпентинита с получением магния и аэросила.

Способ получения хлорида водорода из отходящих хлорсодержащих газов титаномагниевого производства // 2239595

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к получению хлорида водорода из отходящих хлорсодержащих газов титаномагниевого производства. .

Устройство для сжигания водородсодержащего топлива в смеси хлорсодержащего газа и воздуха // 2223907

Изобретение относится к цветной металлургии и химической промышленности и может быть применено при утилизации хлорсодержащих газов. .

Способ получения хлористого водорода // 2217371

Изобретение относится к химической технологии, в частности к получению хлористого водорода, используемого для синтеза трихлорсилана полупроводниковой чистоты. .

Реактор для синтеза хлористого водорода // 2211799

Изобретение относится к области химического машиностроения и может быть использовано для синтеза хлористого водорода, применяемого в производстве полупроводниковых материалов и для получения высокочистой соляной кислоты.

Способ получения хлористого водорода и топка для его осуществления // 2173296

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к производству магния. .

Способ переработки жидких хлорсодержащих отходов производства винилхлорида // 2159734

Изобретение относится к области переработки хлорсодержащих отходов производств химической промышленности. .

Способ получения соляной кислоты // 2430013

Изобретение относится к способу получения синтетической соляной кислоты с использованием абгазного хлористого водорода производства винилхлорида, применяемой в химической, пищевой промышленности, цветной и черной металлургии

Способ получения хлористого водорода из хлорорганических отходов // 2431598

Изобретение относится к области получения безводного хлористого водорода, который применяется в химической промышленности для получения различных хлорорганических веществ, мономеров и полимеров, например, для получения винилхлорида, поливинилхлорида (ПВХ) и др

Устройство для получения газообразного хлора // 2436728

Способ получения гидроксида лития высокой чистоты и соляной кислоты // 2470861

Способ извлечения хлора из отходов в производстве хлора и винилхлорида // 2498937

Изобретение относится к способу извлечения хлора из отходов производства хлора и винилхлорида. Способ включает процессы сжигания хлорорганических отходов и получения хлора методом электролиза. При этом соляная кислота от установки сжигания отходов без дополнительной очистки от хлора и других примесей смешивается в реакционном сосуде с потоком или частью потока анолита от установки электролиза, содержащим отход электролиза - хлорат натрия в количестве 0.5-10 г/дм3, при температуре 92-106°C и поддержании концентрации соляной кислоты в реакционной массе 10-20 г/дм3. Способ обеспечивает исключение образования диоксида хлора и уменьшение времени разрушения хлората натрия с образованием хлорида натрия и молекулярного хлора, который возвращается в производственный процесс на стадию синтеза 1,2-дихлорэтана, промежуточного продукта в производстве винилхлорида. Изобретение позволяет также повысить эффективность производства за счет рационального использования сырья. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 7 пр.

Станция обеззараживания воды и устройство контроля и сепарации, предназначенное для использования в станции обеззараживания воды // 2511363

Группа изобретений относится к области обеззараживания и подготовки воды. Станция обеззараживания воды содержит электролизер с разделенными мембранной перегородкой анодной и катодной камерами, узел приготовления раствора хлорида натрия, линию подачи воды, средства дозирования, сепараторы анолита и католита и установленный в проточной магистрали эжектор. Средства дозирования выполнены в виде насосов-дозаторов с внешним управлением, один из которых установлен в линии подачи раствора хлорида натрия на вход анодной камеры, а другой - в линии подачи воды на вход катодной камеры. Сепаратор анолита, установленный на выходе анодной камеры, снабжен воздухозаборным элементом, на входе которого установлен гидрозатвор, при этом выходной газоотводящий патрубок сепаратора связан с всасывающим патрубком эжектора. Сепаратор католита установлен на выходе катодной камеры и связан с накопителем щелочи. Предлагаемое устройство контроля и сепарации включает скомпонованные в единый блок сепаратор анолита, сепаратор католита и гидрозатвор. Упомянутый блок размещен в прозрачном корпусе, разделенном перегородками на три камеры для размещения, соответственно, сепаратора анолита, гидрозатвора и сепаратора католита. На боковых стенках корпуса, по периметру, нанесены контрольные метки, обеспечивающие контроль уровня жидкости во всех трех камерах одновременно. Изобретение обеспечивает повышение безопасности и эксплуатационной надежности. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ получения йодирующего агента // 2528402

Изобретение относится к способу, включающему в себя следующие стадии: a) электрохимическое окисление 1 моля исходного ICl в кислотном водном растворе с образованием промежуточного производного со степенью окисления йода, равной (III); b) реагирование упомянутого промежуточного производного с йодом и c) получение 3 молей ICl. Использование настоящего способа позволяет избежать отрицательных факторов, связанных с применением больших объемов хлора. 19 з.п. ф-лы, 7 пр., 3 ил.

Устройство для синтеза hcl (хлороводорода) с выработкой пара // 2532811

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Устройство для синтеза хлороводорода из хлора и водорода или из хлора и углеводородов с интегрированной регенерацией тепла обеспечивает получение водяного пара. В паровом барабане котла 11 с большим водяным объемом расположены жаровая труба или, соответственно, топочная камера 12, реверсивная камера 8 и кожухотрубный теплообменник 4, встроенный в корпус котла 11. У устьевого отверстия жаровой трубы находится горелка 1 для синтеза HCl. Изобретение позволяет получить водяной пар при использовании тепла экзотермической реакции синтеза хлороводорода. 10 з.п. ф-лы, 2 ил.

Установка для получения диоксида хлора и хлора // 2571006

Изобретение относится к химической промышленности. Установка содержит блок управления (2), реактор (1) для получения диоксида хлора и хлора, контейнеры для реагентов (9), дозирующие насосы (7) для подачи реагентов в реактор (1), емкость с водой (10) для промывки реактора, регулятор-измеритель давления и температуры (4), датчик температуры (17), датчик диоксида хлора (18), водоструйный инжектор (15), предназначенный для удаления газожидкостных продуктов из реактора (1). Вакуумная линия инжектора (15) связана с регулятором воздуха (5), через который воздух подают в реактор (1), при этом регулятор воздуха (5) связан с блоком управления (2) для автоматического контроля расхода воздуха. На трубопроводе отведения продуктов реакции из реактора (1) в инжектор (15) установлен охлаждающий элемент (16). Установка также снабжена датчиками потока (19), установленными на трубопроводах подачи исходных реагентов до дозирующих насосов (7), при этом датчики потока (19) связаны с блоком управления (2) для автоматического контроля потока. Изобретение позволяет повысить эффективность установки для получения диоксида хлора и хлора за счет повышения выхода готового продукта, безопасность, надежность, удобство и упростить эксплуатацию. 2 з.п.ф-лы, 1 ил., 1 пр.

Способ и система для производства хлористого водорода высокой чистоты // 2592794

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ производства хлористого водорода высокой чистоты включает очистку водорода и хлора путем удаления из них воды и кислорода. Далее проводят взаимодействие избыточного молярного количества очищенного водорода с очищенным хлором при температуре 1200-1400°С. Полученный хлористый водород подвергают сжатию и охлаждению. Система для производства хлористого водорода высокой чистоты содержит трубопроводы для подачи водорода и хлора, очищенных до чистоты 99,999% или выше, в реактор для синтеза хлористого водорода. Для превращения в жидкое состояние хлористого водорода путем сжатия используют компрессор. Очистку сжиженного хлористого водорода и отделение и удаление непрореагировавшего водорода проводят в дистилляционной колонне путем фракционной дистилляции. Изобретение позволяет снизить энергозатраты при экологически чистом получении хлористого водорода с чистотой 99,9-99,9999%. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 1 пр.