Procedimiento para la obtención de cloro.

Procedimiento para la obtención de cloro a partir de cloruro de hidrógeno con los pasos:

a) alimentación de una corriente a1 que contiene cloruro de hidrógeno, y una corriente a2 que contiene oxígeno, en una zona de oxidación, y oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno para dar cloro, obteniéndose una corriente gaseosa de producto a3 que contiene cloro, agua, oxígeno, dióxido de carbono y gases inertes;

b) enfriamiento de la corriente gaseosa de producto a3 y separación de agua y de cloruro de hidrógeno como ácido clorhídrico acuoso, permaneciendo una corriente gaseosa b que contiene cloro, agua, oxígeno, dióxido de carbono y gases inertes;

c) secado de la corriente gaseosa b, permaneciendo una corriente gaseosa c sensiblemente anhidra, que contiene cloro, oxígeno, dióxido de carbono y gases inertes;

d) licuefacción al menos parcial de la corriente gaseosa c y de una corriente de reflujo f1 rica en cloro, que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, mediante compresión y refrigeración, obteniéndose una corriente d licuada al menos parcialmente;

e) separación gas/líquido de la corriente de en una corriente gaseosa e1 que contiene cloro, oxígeno, dióxido de carbono y gases inertes, y una corriente líquida e2 que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, introduciéndose en una columna y conduciéndose parcialmente en circuito la corriente comprimida d, destilándose de la corriente líquida saliente el oxígeno disuelto en la corriente líquida rica en cloro, y en caso dado gases inertes disueltos, a través de la corriente gaseosa ascendente en la columna, y disolviéndose simultáneamente dióxido de carbono contenido en la corriente gaseosa ascendente de la corriente líquida que se descarga a partir de la corriente gaseosa;

f) alimentación de al menos una parte de corriente gaseosa e1 en una unidad de separación por membrana y separación en la corriente de reflujo rica en cloro f1 y una corriente gaseosa f2 pobre en cloro, que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, mediante separación por membrana, y recirculación de la corriente de reflujo rica en cloro f1 en el paso d);

g) separación de la corriente líquida e2 mediante destilación en una corriente de cloro g1, y una corriente g2 constituida esencialmente por oxígeno y dióxido de carbono;

devolviéndose a la zona de oxidación (etapa a) al menos una parte de corriente gaseosa e1 y/o f2.

Procedimiento para la obtención de cloro La invención se refiere a un procedimiento para la obtención de cloro mediante oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno.

En el procedimiento de oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno desarrollado por Deacon 1868, se oxida cloruro de hidrógeno con oxígeno en una reacción de equilibrio exotérmica para dar cloro. Mediante transformación de cloruro de hidrógeno en cloro se puede desacoplar la obtención de cloro de la obtención de hidróxido sódico mediante electrólisis de cloruros alcalinos. Tal desacoplamiento es atractivo, ya que la demanda de cloro crece mundialmente con mayor intensidad que la demanda de hidróxido sódico. Además se produce cloruro de hidrógeno en grandes cantidades, a modo de ejemplo en reacciones de fosgenizado, por ejemplo en la obtención de isocianato, como producto de copulado. El cloruro de hidrógeno formado en la obtención de isocianato se emplea predominantemente en la oxicloración de etileno para dar 1, 2-dicloroetano, que se elabora adicionalmente para dar cloruro de vinilo, y por último para dar PVC.

La EP-A 0 765 838 da a conocer un procedimiento para la elaboración del gas de reacción producido en la oxidación de cloruro de hidrógeno a partir de cloro, cloruro de hidrógeno, oxígeno y vapor de agua, en el que el gas de reacción que sale del reactor de oxidación se enfría en tal medida que se condensan agua de reacción y cloruro de hidrógeno en forma de ácido clorhídrico concentrado, se separa del gas de reacción y se esclusa el ácido clorhídrico concentrado, se seca el gas de reacción, liberado esencialmente de agua y una parte de cloruro de hidrógeno, se compacta a 1 hasta 30 bar el gas de reacción desecado, constituido por cloro, oxígeno y cloruro de hidrógeno, y se enfría el gas de reacción compactado, y en este caso se licua en su mayoría, devolviéndose al menos parcialmente al reactor de oxidación componentes no condensables del gas de reacción.

Para la separación de cloro, la mezcla de gas de reacción desecada y compactada se licua en un denominado recuperador de cloro, formado como refrigerador de descompresión, hasta una fracción residual reducida, de aproximadamente un 10 a un 20 %. La corriente principal de cloro líquida separada en el recuperador de cloro se purifica adicionalmente a continuación en una columna de destilación, en la que el cloro se libera de cloruro de hidrógeno residual disuelto, oxígeno y gases inertes. El gas extraído en la cabeza de la columna de destilación, esencialmente constituido por cloruro de hidrógeno, cloro, oxígeno y gases inertes, se devuelve a la etapa de compresión. Los componentes gaseosos no condensados en el recuperador de cloro, incluyendo la fracción de cloro residual, se licuan parcialmente en una etapa de refrigeración posterior a temperatura claramente más reducida. El gas de escape remanente, constituido por cloruro de hidrógeno no transformado, oxígeno, así como gases inertes, se recicla en el reactor de oxidación. Una cantidad parcial de gas reciclado se separa como corriente gaseosa de purga, y se esclusa del procedimiento, para impedir un aumento de nivel de impurezas.

En el caso del cloruro de hidrógeno empleado en la reacción de Deacon se trata frecuentemente de cloruro de hidrógeno gaseoso, que se produce en otro procedimiento de obtención, a modo de ejemplo en la obtención de isocianato, como producto de copulado.

En el procedimiento del estado de la técnica, en el que se separa cloro de la corriente gaseosa de productos que contiene cloro de la oxidación de cloruro de hidrógeno, exclusivamente mediante condensación, es desfavorable que sean necesarias temperaturas muy bajas para liberar sensiblemente de cloro la corriente gaseosa de productos. La corriente gaseosa residual que contiene los componentes gaseosos no condensables contiene también cantidades considerables de gases inertes, incluyendo dióxido de carbono. Estos se concentrarían en la recirculación de la corriente gaseosa residual que contiene oxígeno en el reactor de oxidación de cloruro de hidrógeno en valores inadmisiblemente elevados, de modo que de esta corriente gaseosa residual se debe separar y esclusar del procedimiento una corriente gaseosa de purga antes de la recirculación en la oxidación de cloruro de hidrógeno. No obstante, esta corriente gaseosa de purga contiene aún cantidades de cloro dignas de mención, ya que la separación de cloro mediante condensación se consigue sólo de manera incompleta. Por lo tanto, en este caso se pierden cantidades de cloro dignas de mención con la corriente gaseosa de purga.

Es tarea de la invención poner a disposición un procedimiento mejorado para la obtención de cloro a partir de cloruro de hidrógeno, y en especial poner remedio a los inconvenientes del estado de la técnica.

El problema se soluciona mediante un procedimiento para la obtención de cloro a partir de cloruro de hidrógeno con los pasos:

a) alimentación de una corriente a1 que contiene cloruro de hidrógeno, y una corriente a2 que contiene oxígeno, en una zona de oxidación, y oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno para dar cloro, obteniéndose una corriente gaseosa de producto a3 que contiene cloro, agua, oxígeno, dióxido de carbono, y en caso dado gases inertes;

b) enfriamiento de la corriente gaseosa de producto a3 y separación de agua y de cloruro de hidrógeno como ácido clorhídrico acuoso, permaneciendo una corriente gaseosa b que contiene cloro, agua, oxígeno, dióxido de carbono, y en caso dado gases inertes;

c) secado de la corriente gaseosa b, permaneciendo una corriente gaseosa c sensiblemente anhidra, que contiene cloro, oxígeno, dióxido de carbono, y en caso dado gases inertes;

d) licuefacción al menos parcial de la corriente gaseosa c y de una corriente de reflujo f1 rica en cloro, que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, mediante compresión y refrigeración, obteniéndose una corriente d licuada al menos parcialmente;

e) separación gas/líquido de la corriente de en una corriente gaseosa e1 que contiene cloro, oxígeno, dióxido de carbono, y en caso dado gases inertes, y una corriente líquida e2 que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, introduciéndose en una columna y conduciéndose parcialmente en circuito la corriente comprimida d, destilándose de la corriente líquida saliente el oxígeno disuelto en la corriente líquida rica en cloro, y en caso dado gases inertes disueltos, a través de la corriente gaseosa ascendente en la columna, y disolviéndose simultáneamente dióxido de carbono contenido en la corriente gaseosa ascendente de la corriente líquida que se descarga a partir de la corriente gaseosa;

f) alimentación de al menos una parte de corriente gaseosa e1 en una unidad de separación por membrana y separación en la corriente de reflujo rica en cloro f1 y una corriente gaseosa f2 pobre en cloro, que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, mediante separación por membrana, y recirculación de la corriente de reflujo rica en cloro f1 en el paso d) ;

g) separación de la corriente líquida e2 mediante destilación en una corriente de cloro g1, y una corriente g2 constituida esencialmente por oxígeno y dióxido de carbono;

devolviéndose a la zona de oxidación (etapa a) al menos una parte de corriente gaseosa e1 y/o f2.

La corriente gaseosa de alimentación a1 empleada en el paso de procedimiento a) , que contiene cloruro de hidrógeno, es habitualmente una corriente que contiene cloruro de hidrógeno, que se produce en un procedimiento como corriente de descarga, formándose cloruro de hidrógeno como producto de copulado. Tales procedimientos son, a modo de ejemplo,

(1) la obtención de isocianato a partir de fosgeno y aminas,

(2) la obtención de cloruro de ácido,

(3) la obtención de policarbonato,

(4) la obtención de cloruro de vinilo a partir de dicloruro de etileno,

(5) la cloración de compuestos aromáticos.

La corriente gaseosa de alimentación a1, que contiene cloruro de hidrógeno, contiene componentes secundarios. Habitualmente contiene impurezas insolubles en agua, que pueden ser de naturaleza tanto orgánica, como también inorgánica. Impurezas orgánicas son, a modo de ejemplo, hidrocarburos o hidrocarburos clorados.

Hidrocarburos típicos, que pueden estar contenidos en las corrientes de gas de empleo empleadas según la invención, que contienen cloruro de hidrógeno, comprenden compuestos aromáticos, como benceno, tolueno,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la obtención de cloro a partir de cloruro de hidrógeno con los pasos:

a) alimentación de una corriente a1 que contiene cloruro de hidrógeno, y una corriente a2 que contiene oxígeno, en una zona de oxidación, y oxidación catalítica de cloruro de hidrógeno para dar cloro, obteniéndose una corriente gaseosa de producto a3 que contiene cloro, agua, oxígeno, dióxido de carbono y gases inertes;

b) enfriamiento de la corriente gaseosa de producto a3 y separación de agua y de cloruro de hidrógeno como ácido clorhídrico acuoso, permaneciendo una corriente gaseosa b que contiene cloro, agua, oxígeno, dióxido de carbono y gases inertes;

c) secado de la corriente gaseosa b, permaneciendo una corriente gaseosa c sensiblemente anhidra, que contiene cloro, oxígeno, dióxido de carbono y gases inertes;

d) licuefacción al menos parcial de la corriente gaseosa c y de una corriente de reflujo f1 rica en cloro, que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, mediante compresión y refrigeración, obteniéndose una corriente d licuada al menos parcialmente;

e) separación gas/líquido de la corriente de en una corriente gaseosa e1 que contiene cloro, oxígeno, dióxido de carbono y gases inertes, y una corriente líquida e2 que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, introduciéndose en una columna y conduciéndose parcialmente en circuito la corriente comprimida d, destilándose de la corriente líquida saliente el oxígeno disuelto en la corriente líquida rica en cloro, y en caso dado gases inertes disueltos, a través de la corriente gaseosa ascendente en la columna, y disolviéndose simultáneamente dióxido de carbono contenido en la corriente gaseosa ascendente de la corriente líquida que se descarga a partir de la corriente gaseosa;

f) alimentación de al menos una parte de corriente gaseosa e1 en una unidad de separación por membrana y separación en la corriente de reflujo rica en cloro f1 y una corriente gaseosa f2 pobre en cloro, que contiene cloro, oxígeno y dióxido de carbono, mediante separación por membrana, y recirculación de la corriente de reflujo rica en cloro f1 en el paso d) ;

g) separación de la corriente líquida e2 mediante destilación en una corriente de cloro g1, y una corriente g2 constituida esencialmente por oxígeno y dióxido de carbono;

devolviéndose a la zona de oxidación (etapa a) al menos una parte de corriente gaseosa e1 y/o f2.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente pobre en cloro f2 se devuelve al menos parcialmente a la zona de oxidación (etapa a) ) .

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se esclusa del procedimiento una parte de corriente pobre en cloro f2.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se devuelve a la zona de oxidación (etapa a) ) una parte de la corriente e1.