DE-102025123030-B3 - Verfahren zur Rückgewinnung von Chlorwasserstoff aus Abgasen

Abstract

In der Chemieindustrie fallen bei verschiedenen Prozessen mit Chlorwasserstoff belastete Abgasströme an. Mit den gängigen Verfahren nach dem Stand der Technik wird der Chlorwasserstoff durch Absorption in Wasser aus dem Abgas entfernt und als wässrige Salzsäure zurückgewonnen. Mittels Extraktivrektifikation oder durch Druckwechsel-Rektifikation kann daraus wieder hochreiner Chlorwasserstoff mit >99,99 Masse-% HCl erzeugt werden. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Rückgewinnung von Chlorwasserstoff aus Abgasströmen bei dem Chlorwasserstoff durch adiabatische Absorption in verdünnter Salzsäure aus dem Abgas entfernt und als konzentrierte wässrige Salzsäure zurückgewonnen wird, diese dann durch Rektifikation unter Druck in hochreinen, konzentrierten Chlorwasserstoff und verdünnter Salzsäure getrennt wird und die dabei erzeugte verdünnte Salzsäure wieder für die Absorption des Chlorwasserstoffs eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass a) die aus einer Absorptionskolonne (K201) ablaufende konzentrierte Salzsäure am Kopf einer Strippkolonne (K202) aufgegeben wird und b) am Sumpf dieser Strippkolonne (K202) ein Wärmetauscher (W202) installiert ist, über den indirekt Energie in das System eingetragen wird.

Inventors

• Hansjuergen Winterbauer

Assignees

• Pfaudler Normag Systems GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250612

Claims (9)

1. Verfahren zur Rückgewinnung von Chlorwasserstoff aus Abgasströmen bei dem Chlorwasserstoff durch adiabatische Absorption in verdünnter Salzsäure aus dem Abgas entfernt und als konzentrierte wässrige Salzsäure zurückgewonnen wird, diese dann durch Rektifikation in einer Druckrektifikationskolonne (K203) unter Druck in hochreinen, konzentrierten Chlorwasserstoff und verdünnter Salzsäure getrennt wird und die dabei erzeugte verdünnte Salzsäure wieder für die Absorption des Chlorwasserstoffs eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet , dass a) die aus einer Absorptionskolonne (K201) ablaufende konzentrierte Salzsäure am Kopf einer Strippkolonne (K202) aufgegeben wird und b) am Sumpf dieser Strippkolonne (K202) ein Wärmetauscher (W202) installiert ist, über den indirekt Energie in das System eingetragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass die erfindungsgemäße Absorptionskolonne (K201) bei Atmosphärendruck 0,1 MPa +/- 0,02 MPa betrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass die erfindungsgemäße Strippkolonne (K202) bei Atmosphärendruck 0,1 MPa +/- 0,02 MPa betrieben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass die erfindungsgemäße Druckrektifikationskolonne (K203) bei einem Druck zwischen 0,2 MPa und 0,6 MPa betrieben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass die Konzentration der konzentrierten wässrigen Salzsäure, die aus der Strippkolonne (K202) abläuft zwischen 28 und 34 Masse-% HCl liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass die konzentrierte Salzsäure mit Siedetemperatur zwischen 70 °C und 100 °C aus der Strippkolonne (K202) abläuft.
7. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass die Konzentration der verdünnten wässrigen Salzsäure, die aus der Druckrektifikationskolonne (K203) abläuft zwischen 16 und 20 Masse- % HCl liegt.
8. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass die verdünnte Salzsäure mit Siedetemperatur zwischen 110 °C und 160 °C aus der Druckrektifikationskolonne (K203) abläuft.
9. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet , dass mit der erfindungsgemäßen Strippkolonne (K202) flüchtige Verunreinigungen aus der konzentrierten Salzsäure entfernt werden und dadurch nicht in den hochreinen, konzentrierten Chlorwasserstoff gelangen.

Description

In der Chemieindustrie fallen bei verschiedenen Prozessen mit Chlorwasserstoff belastete Abgasströme an. Mit den gängigen Verfahren nach dem Stand der Technik wird der Chlorwasserstoff durch Absorption in Wasser aus dem Abgas entfernt und als wässrige Salzsäure zurückgewonnen. Mittels Extraktivrektifikation oder durch Druckwechsel-Rektifikation kann daraus wieder trockenes Chlorwasserstoff-Gas mit >99,99 Masse-% HCl erzeugt werden. Die GB 102 1963 A beschreibt ein Verfahren zur Aufarbeitung von Abgasgemischen, die Chlorwasserstoff, Phosgen und gegebenenfalls weitere Verunreinigungen enthalten, bei dem Chlorwasserstoff als konzentrierte Salzsäure aus dem Abgasgemisch durch adiabatische Absorption mit Wasser und/oder verdünnter Salzsäure abgetrennt wird, das dabei freigesetzte Gemisch aus Wasserdampf und Phosgen bei Temperaturen oberhalb des Taupunkts des Gemisches über Aktivkohle geleitet wird, Kondensieren des durch Reaktion von Phosgen und Wasserdampf entstandenen Chlorwasserstoffs und Abtrennen der Salzsäure von den restlichen Bestandteilen des Gasgemisches. In der GB 1 032 806 A wird die Herstellung von Salzsäure durch adiabatische Absorption einer schwankenden Menge an unreinem Chlorwasserstoff in Wasser beschrieben, bei der die Konzentration der abfließenden Säure konstant gehalten wird, indem die Wasserzufuhr entsprechend der Konzentration gesteuert wird. Dabei ist die Temperatur der Adsorptionszone hoch genug, um Verunreinigungen im erzeugten Dampf mitzunehmen. Sollte die Chlorwasserstoffkonzentration sinken, wird die Wasserzufuhr erhöht, um eine verdünnte Säure zu bilden, die entnommen, gespeichert und in einer darauffolgenden Phase hoher Chlorwasserstoffkonzentration im Einsatzgas anstelle von Wasser zugeführt wird. Die US 2 220 570 A beschreibt ein Verfahren zur Absorption von Salzsäure aus einem feuchten Gas, mit einem wässrigen Absorptionsmittel, bei dem die durch die Absorption entwickelte Wärme durch Zugabe der für die Kühlung erforderlichen Menge an trockener Umgebungsluft abgeführt wird. In der US 3 807 139 A wird durch eine Kombination aus isothermen und adiabatischen Absorptionsschritten als hochwertige 32- bis 33-prozentige Salzsäure aus bei organischen Reaktionen entstehendem Chlorwasserstoff zurückgewonnen. Die CN 116 062 695 A beschreibt ein wärmegekoppeltes Salzsäure-Druckwechsel-Destillationsverfahren mit geringem Energieverbrauch bei dem in einer Kolonne, die unter Druck betrieben wird, wasserhaltiges Chlorwasserstoff-Gas am Kopf ausgetrieben wird, aus diesem unter Energierückgewinnung konzentriert Salzsäure auskondensiert wird und durch weitere Kondensation und Einsatz eines Abscheiders hochreiner, konzentrierter Chlorwasserstoff erhalten wird. Die verdünnte Salzsäure, die am Sumpf der unter Druck betriebenen Kolonne erhalten wird, wird in einer separaten Kolonne, die unter Vakuum betrieben wird, durch Abdampfen von Wasser aufkonzentriert und die konzentrierte Salzsäure wird in die unter Druck betriebene Kolonne zurückgeführt. Die DE 2542127 C2 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von schwefelfreier Halogenwasserstoffsäure, aus einem Gemisch aus Halogenwasserstoffsäure, SO2 und gegebenenfalls Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass man den flüchtigen Anteil der Halogenwasserstoffsäure mit Wasser absorbiert und einem Stripp-Prozess zuführt, das SO2 mittels Strippgas aus dem Gemisch austreibt und das entstehende Gemisch aus Strippgas, SO2 und flüchtigen Bestandteilen der Halogenwasserstoffsäure ebenfalls der Absorption zuführt. Die US 2765873 A beschreibt Verfahren zur Rückgewinnung von reinem Chlor aus einem gasförmigen Gemisch aus Chlor und inerten atmosphärischen Gasen, bei dem das Gemisch in eine bei Überdruck betriebene Absorptionszone eingeleitet wir und bei dem Chlor in Gegenstrom in Tetrachlorkohlenstoff absorbiert wird. Die EP 619268 B1 beschreibt ein Verfahren zur Erzeugung von Chlorwasserstoff, HCl, aus chlorhaltigem Abfallstoff, folgende Schritte umfassend: Verbrennung des Abfallstoffs, Erzeugung von Rohsäure aus dem bei der Verbrennung gebildeten Rauchgas mittels Gaswäsche, Behandlung von Abwasser, das teilweise bei der Rauchgaswäsche anfällt, wobei ein Restabfall mit hohem Feststoffanteil sowie eine chloridhaltige Lösung erzeugt werden, Rückführung der chloridhaltigen Lösung in die Verbrennung zwecks Chlorrückgewinnung, Schleppmittel-Destillation der Rohsäure zu einem HCl-reichen Gas bei gleichzeitiger Entfernung von im Schleppmittel löslichen Verunreinigungen, gegebenenfalls Abscheidung von Fluorwasserstoff aus dem HCl-reichen Gas, Trocknung des HCl-reichen Gases mittels Sorption, wobei das Sorptionsmittel regeneriert wird und ein dabei anfallendes wässriges Kondensat der Abwasserbehandlung zugeführt wird, und ferner Aufbereitung des Schleppmittels durch Abdampfen von Wasser und Entfernen von Verunreinigungen mittels Ausfällung und Filtration, wobei einerseits ein anfallendes wässriges Kondensat in die Gaswäsche rückgeführt wird und andererseits abfiltrierte Feststoffe