способ получения алюминия хлорида

Формула изобретения

Способ получения алюминия хлорида, включающий хлорирование алюминийсодержащего сырья, отличающийся тем, что в качестве алюминийсодержащего сырья используется порошок алюминия высокой очистки, а процесс хлорирования ведут в потоке хлорной высокочастотной плазмы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения алюминия хлорида, который может быть использован в качестве катализатора при крекинге нефтепродуктов, в органическом синтезе, крашении тканей.

Известен способ получения алюминия хлорида путем хлорирования алюминийсодержащего сырья в присутствии восстановителя при температуре 788°С с последующим отделением конечного продукта (Патент РФ № 738506, 1980 г.).

Недостатком способа является низкая скорость хлорирования; использование восстановителя, возможность загрязнения конечного продукта, многостадийность процесса.

Известен способ получения алюминия хлорида путем хлорирования алюминийсодержащего сырья - каолина в присутствии восстановителя при температуре 550-650°С с последующим отделением продукта от тетрахлорида кремния, процесс ведут в присутствии хлоралюмината калия. А в качестве хлорирующего и восстанавливающего агента используют фосген (Патент РФ № 818475, 1981 г. - прототип).

Недостатком способа является низкая скорость хлорирования и, следовательно, недостаточная полнота превращения хлора в AlCl ₃.

Недостатком способа также является использование в качестве хлорирующего и восстанавливающего реагента ядовитого газа фосгена, что способствует загрязнению окружающей атмосферы.

Недостатком способа также является использование в качестве алюминийсодержащего сырья каолина, содержащего примеси, что способствует загрязнению конечного продукта.

Недостатком способа также является многостадийность процесса, что усложняет технологический процесс в целом, а также возникает необходимость установки громоздкого оборудования.

Техническая задача предлагаемого изобретения - упрощение способа получения алюминия хлорида с повышением чистоты конечного продукта за счет упрощения химизма процесса и сокращения участвующих в нем компонентов.

Результатом решения технической задачи является то, что в способе получения алюминия хлорида, включающем хлорирование алюминийсодержащего сырья, в качестве алюминийсодержащего сырья используется порошок алюминия высокой очистки, а процесс хлорирования ведут в потоке хлорной высокочастотной плазмы.

Процесс получения алюминия хлорида осуществляется в газовой фазе путем хлорирования алюминия в хлорной высокочастотной плазме, где хлор является одновременно плазмообразующим газом и компонентом реакции.

Т.о., процесс получения алюминия хлорида является гомогенным, а отсутствие в процессе дополнительных компонентов, входящих в состав алюминийсодержащего сырья (например, каолина), исключает загрязнение конечного продукта, что и является новым техническим эффектом заявляемого изобретения.

Способ получения алюминия хлорида осуществляется с помощью установки, представленной на чертеже.

По трубопроводу 1 в плазмоголовку 2 вводится плазмообразующий газ - хлор высокой очистки, который под действием высокочастотного электромагнитного поля, создаваемого индуктором 3, ионизируется и при поджигании с помощью поджигающего устройства (на чертеже не показано) переходит в плазменное состояние. Полученная хлорная плазма при температуре 5800К поступает в камеру смешения 4, куда по патрубкам 5 в хлорный плазменный поток подается порошок алюминия высокой очистки. Под действием высокой температуры плазменного потока происходит испарение металлического порошка, и процесс получения алюминия хлорида протекает в газовой фазе при температуре 5800К и длительности процесса (2,5-3,5)·10 ^-3с по реакции:

tпл., Cl

2Al+3Cl2AlCl ₃

Затем проводят закалку продукта реакции. Для этого в водоохлаждаемую камеру смешения 4 по патрубкам 6 подается закалочный агент, причем водяное охлаждение камеры смешения осуществляется подачей воды через патрубки 7. При этом хлорид алюминия, находящийся в парообразном состоянии, конденсируется и коагулируется в твердые частицы.

Полное превращение конечного продукта происходит в реакторе 8, внутри которого установлена водоохлаждаемая решетка 9, а охлаждение реактора и решетки осуществляется подачей воды через патрубки 10 и 11 соответственно. Причем охлажденные твердые частицы алюминия хлорида частично оседают и поступают в накопительный бункер 12, остальная же часть через газоходы 13 улавливается циклоном 14 с установленным под ним бункером 15 и фильтром 16, где происходит окончательное улавливание частиц алюминия хлорида, при этом отходящий газ по газопроводу 17 направляется на утилизацию остаточного хлора, а конечный продукт в виде частиц алюминия хлорида скапливается в бункере 18.

Т.о., упрощение химизма процесса получения алюминия хлорида позволяет использовать малогабаритное высокопроизводительное оборудование, а исключение из процесса ядовитого газа фосгена исключает возможность загрязнения окружающей атмосферы.