DE162324C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Zur Reinigung des technischen Acetylens von den schädlichen Verunreinigungen wurde von Lunge und Cederkreutz der Chlorkalk empfohlen. Bei der Anwendung desselben in der Praxis hat sich nun wiederholt ergeben, daß in solchen Chlorkalkreinigern eine plötzliche Erhitzung stattfand, welche einen augenblicklichen Verbrauch der Hauptmenge des vorhandenen wirksamen Chlors herbeiführte, wobei unter Umständen auch Explosion erfolgte. Als Ursache für diese Erscheinungen sind verschiedene Umstände in Betracht gezogen worden. N. Ca ro (Journal für Gasbeleuchtung 1899, S. 406) hat die Bildung von Chlorstickstoff wiederholt beobachtet und weist auf die Möglichkeit der Explosion durch denselben hin. Bei eintretender Erhitzung des gewöhnlichen Chlorkalks des Handels werden größere Mengen Chlor frei. Das Auftreten von freiem Chlor in diesem Falle .kommt bezüglich der Explosionsgefahr auch insoweit in Betracht, als Acetylen mit Chlorgas, wie mehrfach beobachtet wurde, sich bei Lichteinfluß unter Flammenerscheinung vereinigt.

Bei der Selbsterhitzung des Chlorkalks im Reiniger kommen nun verschiedene Umstände in Betracht. Eine merkbare, wenn auch geringe Temperatursteigerung tritt schon ein, wenn Chlorkalk mit wenig Wasser versetzt wird. Ein weiteres Moment bildet die Selbstj erhitzung des Chlorkalks beim Lagern. J. KoIb (Dingler's Polytechn. Journal 1868, Bd. 187, S. 55) ist der Ansicht, daß die hierbei auftretende Wärme auf die Bildung von chlorsaurem Kalk zurückzuführen ist, welcher bei der durch unbekannte Ursache eingeleiteten Zersetzung des Chlorkalks entsteht. Hurter (Dingler's Polytechn. Journal 1877, Bd. 224, S. 432) führt die Selbsterhitzung des Chlorkalks auf zufällige Vermengung desselben mit organischer Substanz zurück. Nach seinen Untersuchungen zersetzte sich Chlorkalk, dem Sägespäne zugesetzt wurden, unter Erwärmen sehr rasch, wobei große Mengen von Chlorgas frei wurden. Das zersetzte Produkt enthielt neben Chlorcalcium und geringen Mengen bleichenden Chlors 2,16 Prozent Chlorat-Chlor. Nach Versuchen von Ahrens (Zeitschr. f. angew. Chemie 1899, S. 777) kann die Temperatursteigerung beim Vermischen von Sägespänen, Chlorkalk und Wasser bis 120⁰ betragen.

Nach Untersuchungen des Erfinders über die Bildung und Zusammensetzung des Chlorkalks (Zeitschr. f. angew. Chemie 1901, S. 3, 25, 49, 105) kann man unter Einhaltung ganz bestimmter Bedingungen Chlorkalke von ganz bestimmter Zusammensetzung herstellen. Von den diesbezüglich vorgenommenen experimentellen Untersuchungen und den daraus

gezogenen Schlußfolgerungen seien nur jene hier angeführt, welche zur Begründung der Patentansprüche notwendig sind.

Ein Chlorkalk mit etwa 36 Prozent aktivem Chlor wurde im trockenen Luftstrome auf etwa ioo° erhitzt. Es wurden hierbei neben größeren Mengen Wasser 7 bis 9 Prozent Chlorgas in Freiheit gesetzt. Der Rückstand enthielt nun nach der Analyse neben wechselnden Mengen von Hypochlorit und Chlorid 6 bis 10 Prozent Calciumchlorat, welche bei der Zersetzung des Chlorkalks gebildet wurden. Ein anderer Chlorkalk mit etwa 29 Prozent aktivem Chlor, unter denselben Umständen erhitzt, ergab das Freiwerden von 0,02 Prozent Chlor neben größeren Mengen Wasser. Die Analyse dieses so erhitzten Chlorkalks zeigte, daß derselbe, abgesehen von dem fortgehenden Wasser, völlig unverändert blieb, also den ursprünglichen Gehalt an aktivem Chlor enthielt, und daß keine Spur von Chlorat hierbei gebildet worden war. Während also der Chlorkalk mit 36 Prozent aktivem Chlor (sowie jeder höherprozentige Chlorkalk) beim Erhitzen im trockenen Luftstrome bis ioo° bedeutende Mengen Chlor abgibt und hierbei größere Mengen Chlorat bildet, bleibt der Chlorkalk mit 29 Prozent Chlor hierbei, abgesehen von der Wasserabgabe, völlig unverändert.

Dieser Chlorkalk mit etwa 29 Prozent Chlor ist nun ein unter bestimmten Umständen hergestelltes Produkt, das mit Berücksichtigung der in ihm vorhandenen Verunreinigungen gemäß der Formel

Ca O-Ca O Cl₂ -H₂O + H₂O

zusammengesetzt ist. Dieser Chlorkalk bildet sich z. B. bei der Einwirkung von Chlorgas auf Kalkhydrat, wenn die bei der Bildung des Chlorkalks freiwerdende Reaktionswärme durch entsprechende Kühlung abgeleitet wird. Die Temperatur des anzuwendenden Kühlmittels bei dieser Darstellungsart ist naturgemäß abhängig von der Form und Größe des Chlorierungsapparats, der Menge des auf einmal zu chlorierenden Kalks, der Konzentration des angewendeten Chlors. Der bei der Darstellung dieses Chlorkalks stattfindende chemische Vorgang entspricht der Gleichung:

2 Ca (O H)₂ + Cl₂ =

CaO-CaOCl₂-H₂O

H₂ O.

Das eine Molekül Wasser des erhaltenen Reaktionsproduktes ist in demselben als freies (hygroskopisches) Wasser vorhanden und kann beim Erhitzen bis ioo° entfernt werden, ohne daß, wie schon erwähnt, hierbei die Stabilität der Verbindung darunter leidet. Wird der Chlorkalk auf höhere Temperatur erhitzt, so beginnt er sich bei etwa 130 bis 140⁰ unter Sauerstoffentbindung zu zersetzen gemäß der Gleichung:

CaO

CaO CL₂-H₂ CaO

C> =

-Ca Cl₂ - H₂ O + O.

Auch bei dieser Temperatur wird also kein Chlor frei. Das noch vorhandene Wasser verliert der Rückstand erst beim Erhitzen auf Rotglut. Der Chlorkalk von der angegebenen Zusammensetzung enthält der Theorie nach 32,1 Prozent aktives Chlor, in Wirklichkeit aber entsprechend den vorhandenen Verunreinigungen , die teils aus dem angewendeten Kalkhydrate stammen, teils durch Nebenreaktionen gebildet werden, etwa 28 bis 30 Prozent aktives Chlor, unter Umständen auch weniger.

Wird nun dieser Chlorkalk, der entsprechend seiner Zusammensetzung die besprochenen Eigenschaften besitzt, zur Reinigung des Acetylene angewendet, so wird erstens bei durch verschiedene Umstände eintretender Erhitzung des Chlorkalks kein Chlor in Freiheit gesetzt, dadurch die Bildung von Chlorstickstoff sowie auch die von Chlor-Acetylenknallgas hintangehalten, infolgedessen Explosionsgefahr ausgeschlossen erscheint. Zweitens findet keine Bildung von Chlorat statt, welche wegen der gleichzeitig eintretenden Chlorid- go bildung mit einem bedeutenden Verluste an dem wirksamen Bestandteil des Chlorkalks verbunden ist; da außerdem diese Chloratbildung bei Anwendung eines gewöhnlichen Chlorkalks unter Umständen eine ziemlich beträchtliche sein kann, ist es nicht ausgeschlossen, daß durch das Vorhandensein von Chlorat in Anbetracht der großen Zersetzlichkeit desselben bei Eintritt einer Explosion diese im beschleunigenden Sinne beeinflußt wird. Drittens gelingt es, wie angegeben, leicht, durch bloßes Erhitzen auf ioo° diesen Chlorkalk von der Hälfte des vorhandenen Wassers zu befreien, ohne daß der Chlorkalk sich sonst in seiner Zusammensetzung verändert. Das so erhaltene Produkt ist sehr hygroskopisch. Von dieser Eigenschaft kann nun einerseits in der Hinsicht Gebrauch gemacht werden, daß das teilweise entwässerte Produkt auch dazu dienen kann, die im Acetylen etwa noch vorhandenen geringen Mengen von Wasser zurückzuhalten, andererseits kann, wenn die teilweise Entwässerung unter Zugabe von Wasser aufsaugenden Substanzen durchgeführt wird, ein Produkt erhalten werden, das neben den angegebenen günstigen Eigenschaften auch noch genügende Porosität besitzt und dem zu reinigenden Gase eine große Oberfläche darbietet.

Dieser Chlorkalk unterscheidet sich von dem in der Patentschrift 108973 beschriebenen Reinigungsmaterial zunächst seiner chemischen

Natur nach, da bei letzterem ein Gemisch von gewöhnlichem Chlorkalk, gelöschtem Kalk und Chlorcalcium zur Anwendung gelangt, während der oben angegebene Chlorkalk hingegen (abgesehen von den geringen Verunreinigungen) eine einheitliche, chemische Verbindung bildet. Doch auch hinsichtlich der Wirkungsweise ist ein wesentlicher Unterschied vorhanden, indem das angegebene Gemisch seiner Zusammensetzung und Herstellungsweise nach einen weit geringeren aktiven Chlorgehalt enthält als der bei dem vorstehenden Verfahren verwendete Chlorkalk, das aktive Chlor demnach in letzterem Falle in bedeutend größerer Konzentration enthalten ist, also auch eine energischere und vollständigere Reinigung des Rohacetylens bei gleichzeitiger Vermeidung einer Explosionsgefahr erzielt wird. Entsprechend dem bedeutend höheren Gehalte an aktivem Chlor dürfte der vorgeschlagene Chlorkalk auch weit ausgiebiger als das bekannte Gemisch sein und sowohl aus diesem Grunde als auch mit Rücksicht auf die einfachere Herstellungsart entsprechend billiger

Claims (1)

1. Patent-An Spruch:

   Verfahren zur Reinigung von Acetylen durch Chlorkalk, dadurch gekennzeichnet, daß ein Chlorkalk von der Formel

   Ca O, Ca OCl₂, H₂O + H₂O

   oder nach Entfernung des Wassers

   Ca O, Ca O Cl₂, H₂ O verwendet wird.