booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Якименко Л.М. -> "Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов" -> 234

Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов - Якименко Л.М.

Якименко Л.М. Производство хлора, каустической соды и неорганических хлорпродуктов — М. «Химия», 1974. — 600 c.
Скачать (прямая ссылка): jakimenko.djvuПредыдущая << 1 .. 228 229 230 231 232 233 < 234 > 235 236 237 238 239 240 .. 269 >> Следующая

Высушенные брикеты прокаливают в шахтных печах при 800— 850 °С для удаления гигроскопической влаги (3—4%) и связанной воды (около 14%). При прокаливании каолинит (Al2O3•2SiO2•2H2O) необратимо переходит в метакаолинит (Al2O3 •2SiO2), а также частично разлагается на Al2O3 и SiO2.

В некоторых цехах хлористого алюминия внедрен способ полусухого приготовления брикетов. По этому способу брикетирование каолина осуществляют без добавления воды под давлением. Брикеты полусухого прессования имеют форму сплюснутого шара с размером по большой оси около 50 мм и по малой — 30 мм. Содержание свободной влаги в брикетах 19—22%, вместо 4% в случае предварительной сушки в камерах сушилки. В связи с этим возникает необходимость соответствующего изменения режима в прокалочных печах.

Однако чрезмерная интенсификация процесса прокаливания (особенно повышение температуры более 970 °С) крайне нежелательна, так как при этом происходят фазовые превращения, заметно снижающие хлорируемость каолина. Содержание влаги в прокаленных брикетах должно быть не более 0,7%.

Хлорирование каолиновых брикетов проводят в непрерывно действующей шахтной печи газообразным хлором в присутствии окиси

углерода.

Основная реакция хлорирования

Al2O3+3Cl2+3CO =* 2 AlCl8+3CO2

Кроме окиси алюминия с хлором заметно взаимодействует и окись кремния

SiOt + 2Cl2 + 2CO -і SiCl4+3CO2

В шахтной печи в различных температурных зонах протекают также побочные реакции

TiO2+2Cl2+2CO = Tia4+2CO2 Fe2O3+3Cl2+3CO = 2FeCl3+3CO2 H2O +Cl2 + СО — 2HCl+CO2 С02+С=2СО

СО + Cl2 = COCl2

Температура в реакционной зоне поддерживается в ![пределах 1000—1250 0C за счет тепла реакции. Для регулирования

температуры к каолиновым брикетам, загружаемым в печь, добавляют 10—15% подсушенного кускового кокса* Эндотермическая реакция восстановления двуокиси углерода до окиси углерода в, присутствии углерода позволяет отвести часть тепла, а также заметно снизить расход генераторного газа.

Реакционные газы, выходящие из печи хлорирования при 450— 500 0G, кроме хлористого алюминия содержат хлориды кремния, титана, железа, щелочных и щелочноземельных металлов, а также двуокись и окись углерода, хлористый водород, хлор, азот, кислород и фосген. Хлориды щелочных и щелочноземельных металлов и частично хлориды железа образуют с хлористым алюминием расплав, затвердевающий при 160—170 °С. Поскольку температура реакционных газов выше 170 °С, плав находится в жидком состоянии и его выводят через специальный шламоотделитель. Примерный состав шлама: 70—80% AlCl3, 5—8% FeCl3, 5—10% Al2O3, 5—8% (KCl + NaCl).

Печь хлорирования работает под небольшим избыточным давлением (5—10 мм вод. ст.). - .

Конденсация паров хлористого алюминия. Перед входом в конденсатор* реакционные газы должны иметь температуру 220—300 0C Конденсаторы охлаждаются водой, температура ее на выходе из рубашки должна быть не выше 45 0C.

В аппарате происходит конденсация паров хлористого алюминия и хлоридов железа. В зависимости от качества каолина технический продукт содержит 94—96% AlCl3 и 2,5—4,0% FeCl3.

Очистка технического хлористого алюминия от примеси хлорного железа основана на сублимации хлористого алюминия из расплава NaCl—AlCl3 в присутствии алюминиевой стружки. При этом хлорное железо восстанавливается до хлористого, которое, как менее летучее соединение, остается в расплаве. Хлорное железо может восстанавливаться алюминием и до металлического железа, последнее в свою очередь также будет действовать как восстановитель

3FeCl3+Al = AlCl3 + 3FeCl2

FeCl3 + Al = AlCl3 + Fe ,

2FeCl3 + Fe = 3FeCl2

Очистку хлористого алюминия проводят в специальной реторте, обогреваемой топочными газами. В нее загружают хлористый алюминий и около 8 вес. % поваренной соли. Увеличивая температуру до 150—170 °С, расплавляют смесь солей. В полученный нлав равномерно подают технический хлористый алюминий и просушенную алюминиевую стружку в количестве 0,5—1,5% массы загруженного хлористого алюминия. Хлористый алюминий отгоняют при 180— 200 °С.

По мере накопления в реторте отработанного плава прекращают загрузку хлористого алщминия, повышают температуру до 200— 230 °С и отгоняют из плава остатки хлористого алюминия. Для более

j

полного извлечения AlCl3 рекомендуют загружать в аппарат дополнительное количество алюминиевой стружки с целью восстановления хлористого железа до металлического железа. При этом осво-бождается часть хлористого алюминия, связанного в виде соединения 2AlCl3-FeCl2. ¦ '

Примерный состав отработанного плава: 66% AlCl3, 25% FeCl2, 1% FeCl3, 5% нерастворимого остатка и Ъ% металлического алюминия. Шлам сливают и разлагают водой в токе азота.

В процессе приготовления плава при загрузке и отгонке хлористого алюминия в реторту также непрерывно подают азот для предотвращения образования взрывоопасной смеси кислорода и водорода. Водород выделяется при взаимодействии HCl и алюминия. Хлористый водород в свою очередь образуется при действии на хлористый алюминий влаги, вносимой в реторту с загружаемым сырьем или в результате подсоса влажного воздуха. Продувка азотом улучшает транспортирование паров очищенного хлористого алюминия.
Предыдущая << 1 .. 228 229 230 231 232 233 < 234 > 235 236 237 238 239 240 .. 269 >> Следующая