KR101337440B1

KR101337440B1 - 스타트 업 방법

Info

Publication number: KR101337440B1
Application number: KR1020097006526A
Authority: KR
Inventors: 야스히코 모리; 다다시 아베
Original assignee: 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-09-06
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2013-12-06
Also published as: US20100028248A1; WO2008029940A1; EP2062852A1; EP2062852A4; JP2008063175A; BRPI0716879A2; CN101511728B; KR20090049081A; CN101511728A; US8168154B2; EP2062852B1; JP5041769B2

Abstract

염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법으로서, 염화 수소로부터 염소를 함유하는 혼합 가스를 제조하는 혼합 가스 제조 공정 (S10) 과, 혼합 가스를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 압축기 (104) 에 의해 혼합 가스를 압축하여, 압축 혼합 가스를 제조하는 압축 혼합 가스 제조 공정 (S20) 과, 압축 혼합 가스를 정제탑 (105) 에 도입하고, 증류에 의해 정제 염소와 불순물로 분리하는 정제 공정 (S30) 과, 정제 염소를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 혼합 가스와 정제 염소를 압축하는 재압축 공정을 구비하고 있다.

Description

스타트 업 방법 {START-UP METHOD}

본 발명은 스타트 업 방법에 관한 것으로, 보다 특정적으로는 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법에 관한 것이다.

염소는 염화 비닐, 포스겐 등의 원료로서 유용하고, 염화 수소의 산화에 의해 얻어진다는 것이 알려져 있다. 이와 같은 용도에 사용되는 염소는 통상적으로 99vol% 이상의 고순도의 품질이 요구된다. 고순도의 염소를 제조하는 방법으로서 예를 들어 일본 공개특허공보 2005-306715호 (특허 문헌 1) 에 기재된 염산 산화 프로세스에 의해 염소를 제조하는 방법을 들 수 있다. 상기 특허 문헌 1 에는, 염화 수소를 함유하는 가스를 산소로 산화 반응하여 얻은 염소를 함유하는 혼합 가스를, 증류탑에서 정제하고, 혼합 가스에 동반하는 산소 및 이산화탄소를 분리하여, 원하는 품질 (순도) 의 염소를 얻는 것이 개시되어 있다. 염소의 품질은 증류탑의 냉각 온도, 탑저 온도 및 단수 (段數) 등에 의해 결정되고 있다.

상기 특허 문헌 1 의 염소 산화 프로세스의 스타트 업시에는, 계내는 불활성 가스 및 공기 등으로 충만되어 있기 때문에, 증류탑에서 정제된 염소는, 다시 불활성 가스 및 공기와 혼합하여 순도가 저하되어 버린다. 그 때문에, 스타트 업시에는, 계내의 불활성 가스 및 공기를 계외로 배출할 필요가 있다. 그 때문에, 통상적으로 스타트 업시에는, 증류탑에서 정제된 염소를 제품 염소로서 송기하는 배관으로 송출하지 않고, 계외와 접속되어 있는 배관을 통하여 계외로 배출하고 있다.

그러나, 스타트 업시에 이와 같은 가스를 계외로 퍼지하는 것은, 증류탑에서 정제된 염소를 계내로부터 배출하는 것이 되므로, 염소를 제조하는 효율이 저하된다는 문제가 있다.

또, 염소를 함유하는 가스는 계외로 퍼지하기 전에 알칼리 용액으로 중화시켜 염소를 제해할 필요가 있다. 그 때문에, 스타트 업시에 알칼리 용액을 소비해 버린다는 문제가 있다.

발명의 개시

본 발명의 목적은, 상기와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로서, 계내로부터 배출되는 염소를 삭감시켜, 계외로 퍼지할 때에 염소를 처리하기 위해서 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감하는 스타트 업 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 스타트 업 방법은, 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법으로서, 혼합 가스 제조 공정과, 압축 혼합 가스 제조 공정과, 정제 공정과, 재압축 공정을 구비하고 있다. 혼합 가스 제조 공정은 염화 수소로부터 염소를 함유하는 혼합 가스를 제조한다. 압축 혼합 가스 제조 공정은 혼합 가스를 압축기의 흡입부에 도입하고, 압축기에 의해 혼합 가스를 압축하여, 압축 혼합 가스를 제조한다. 정제 공정은 압축 혼합 가스를 정제탑에 도입하고, 증류에 의해 정제 염소와 불순물로 분리한다. 재압축 공정은 정제 염소를 압축기의 흡입부에 도입하고, 혼합 가스와 정제 염소를 압축한다.

본 발명의 스타트 업 방법에 의하면, 정제탑에서 얻어진 정제 염소를 압축기를 통하여 다시 정제탑에 도입하고 있다. 즉, 정제 염소를 계내에서 체류 또는 순환시키고 있기 때문에, 스타트 업시에 계내로부터 배출되는 염소를 삭감할 수 있다. 또, 계외로 퍼지되는 염소를 삭감할 수 있으므로, 계외로 퍼지할 때에 염소를 처리하기 위해 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다.

상기 스타트 업 방법에 있어서 바람직하게는, 정제 공정에서는 불순물을 정제탑의 탑정으로부터 배출하는 공정을 포함하고 있다. 이로써, 증류되는 불순물을 정제탑으로부터 계외로 보다 효율적으로 퍼지할 수 있다.

상기 스타트 업 방법에 있어서 바람직하게는 정제탑으로부터 배출되는 정제 염소의 순도를 측정하는 측정 공정을 추가로 구비하고 있다.

이로써, 정제 염소의 순도를 관리할 수 있으므로, 제품 염소의 순도를 원하는 범위 내로 하여, 높은 품질을 유지할 수 있다.

상기 스타트 업 방법에 있어서 바람직하게는, 측정 공정에서 정제 염소의 순도가 소정의 순도 미만인 경우에, 재압축 공정을 실시한다.

이로써, 정제 염소가 소정의 범위 내의 순도를 만족하기까지, 정제 염소가 계내를 체류 또는 순환한다. 그 때문에, 스타트 업시에 계내로부터 배출되는 염소를 보다 삭감할 수 있다. 또, 계내로부터 배출되는 염소량을 삭감할 수 있으므로, 염소를 제해하기 위해서 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다. 또한, 정제 염소의 순도를 엄밀하게 관리할 수 있으므로, 제품 염소의 순도를 유지할 수 있다.

상기 스타트 업 방법에 있어서 바람직하게는, 혼합 가스 제조 공정은 염화 수소를 산화시켜, 염소와 산소를 함유하는 혼합 가스를 얻는 공정을 포함하고 있다. 이로써, 염소를 효율적으로 제조할 수 있다.

본 발명의 스타트 업 방법에 의하면, 계내로부터 배출되는 염소를 삭감시켜, 계외로 퍼지할 때에 염소를 처리하기 위해서 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 스타트 업 방법을 나타내는 플로우 차트이다.

도 2 는 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3 은 본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4 는 본 발명의 실시형태 3 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 5 는 본 발명의 실시형태 4 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명하기 위한 도면이다.

부호의 설명

101 반응기,

102, 201 흡수탑,

103 건조탑,

104 압축기,

104a 흡입부,

105 정제탑,

105a 탑정,

106, 107 밸브,

108 액염 드럼,

109 기화기,

202 액상 전조(電槽),

301 전기 화학조,

401 전해조,

401a 음극실,

401b 양극실,

401c 양극,

401d 산소 소비형 음극,

401e 카티온 교환막,

401f 전류 분포기.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 또한, 이하의 도면에 있어서 동일하거나 상당하는 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명은 반복하지 않는다.

(실시형태 1)

도 1 및 도 2 를 참조하여, 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 스타트 업 방법에 대해 설명한다. 실시형태 1 은, 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스로서 염산 산화법 (접촉 기상 산화법) 의 스타트 업 방법이다. 또한, 도 1 은 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 스타트 업 방법을 나타내는 플로우 차트이다. 도 2 는 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명하기 위한 도면이다.

＜혼합 가스 제조 공정＞

먼저, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 염화 수소로부터 염소를 함유하는 혼합 가스를 제조하는 혼합 가스 제조 공정 (S10) 을 실시한다. 실시형태 1 에 있어서의 혼합 가스 제조 공정 (S10) 은, 전처리 공정 (S11) 과, 반응 공정 (S12) 과, 흡수 공정 (S13) 과, 건조 공정 (S14) 을 포함하고 있다. 염소의 원료로는, 염화 수소를 함유하는 가스를 사용하고 있다. 또한, 실시형태 1 에 있어서의 혼합 가스 제조 공정 (S10) 은, 염화 수소를 산화시켜, 염소와 산소를 함유하는 혼합 가스를 얻는 공정을 포함하고 있다. 염소와 산소를 함유하는 혼합 가스를 얻는 공정은 적어도 반응 공정 (S12) 과, 흡수 공정 (S13) 과, 건조 공정 (S14) 을 가지고 있다.

혼합 가스 제조 공정 (S10) 에서는, 구체적으로는, 먼저, 전처리 탑 (도시 생략) 에서, 염소의 원료가 되는 염화 수소를 함유하는 가스의 불순물을 제거하기 위한 전처리 공정 (S11) 을 실시하는 것이 바람직하다. 전처리 공정 (S11) 에서는, 예를 들어, 염화 수소를 함유하는 가스를 전처리 탑에 도입하여, 방향족 화합물, 염소화 지방족 탄화 수소, 염소화 방향족 탄화 수소 및 고비등점의 무기 화합물 등의 불순물을 미리 제거한다. 전처리 방법으로는 일반적으로 공지된 방법을 채용할 수 있고, 예를 들어 활성탄이나 제올라이트 등에 의한 흡착 처리 등을 들 수 있다. 또, 염화 수소를 함유하는 가스를 물 또는 묽은 염산에 흡수시켜, 얻어진 흡수액으로부터 염화 수소 가스를 방산시켜, 이너트 가스 성분이나 고비등점 성분을 제거해도 된다 (예를 들어 일본 공개특허공보 2000-34105호). 또한, 전처리 공정 (S11) 은 생략되어도 된다.

염화 수소를 함유하는 가스로는, 염소 화합물의 열분해 반응이나 연소 반응, 유기 화합물의 포스겐화 반응 또는 염소화 반응, 소각로의 연소 등에 있어 발생된 염화 수소를 함유하는 어떠한 것도 사용할 수 있다. 염화 수소를 함유하는 가스 중의 염화 수소의 농도는 10 체적% 이상, 바람직하게는 50 체적% 이상, 더욱 바람직하게는 80 체적% 이상의 것이 사용된다. 염화 수소의 농도가 10 체적% 보다 낮은 경우에는, 후술하는 정제 공정 (S30) 에서 얻어지는 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스 (불순물) 중의 산소의 농도가 낮아지고, 후술하는 순환 공정에서 반응 공정 (S12) 에 공급하는 그 가스량을 줄이지 않으면 안되는 경우가 있다.

염화 수소를 함유하는 가스 중의 염화 수소 이외의 성분으로는, 오르토디클로로벤젠, 모노클로로벤젠 등의 염소화 방향족 탄화 수소, 및 톨루엔, 벤젠 등의 방향족 탄화 수소, 및 염화 비닐, 1,2-디클로로에탄, 염화 메틸, 4 염화 염소, 염화 에틸 등의 염소화 탄화 수소, 및 메탄, 아세틸렌, 에틸렌, 프로필렌 등의 탄화 수소, 및 질소, 아르곤, 이산화탄소, 일산화탄소, 포스겐, 수소, 황화 카르보닐, 황화 수소, 이산화 황 등의 무기 가스를 들 수 있다. 염화 수소와 산소의 반응에 있어서, 염소화 방향족 탄화 수소 및 염소화 탄화 수소는, 이산화탄소와 물에 산화되고, 일산화탄소는 이산화탄소에 산화되며, 포스겐은 이산화탄소와 염소에 산화된다.

다음으로, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 촉매하, 반응기 (101) 에서, 염화 수소를 함유하는 가스를 산소를 함유하는 가스로 산화시켜, 염소, 물, 미반응 염화 수소 및 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스를 얻는 반응 공정 (S12) 을 실시한다.

반응 공정 (S12) 에서는, 전처리 공정 (S11) 에 있어서 불순물이 제거된 염화 수소를 함유하는 가스와 함께, 산소를 함유하는 가스가 반응기 (101) 에 도입된다. 반응기 (101) 내에서는, 이하의 반응식에 의해 염화 수소가 산소에 의해 산화되어 염소가 생성된다.

4HCl ＋ O₂ → 2Cl₂ ＋ 2H₂O

산소를 함유하는 가스로는, 산소 또는 공기가 사용되지만, 바람직하게는 산소의 농도가 80 체적% 이상, 더욱 바람직하게는 90 체적% 이상의 것이 사용된다. 산소의 농도가 80 체적% 보다 작은 경우에는, 후술하는 정제 공정 (S30) 에서 얻어지는 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스 중의 산소 농도가 낮아지고, 후술하는 순환 공정에서 반응 공정 (S12) 에 공급하는 그 가스량을 줄이지 않으면 안되는 경우가 있다. 산소 농도가 80 체적% 이상인 산소를 함유하는 가스는, 공기의 압력 스윙법이나 심랭 분리 등의 통상적인 공업적인 방법에 의해 얻을 수 있다. 산소를 함유하는 가스 중의 염화 수소 이외의 성분으로는 질소 (N₂) 나 아르곤 (Ar) 등을 들 수 있다.

염화 수소 1 몰에 대한 산소의 이론 몰량은 0.25 몰이지만, 이론량 이상 공급하는 것이 바람직하고, 염화 수소 1 몰에 대해 산소 0.25∼2 몰이 되도록 공급하는 것이 더욱 바람직하다. 산소량이 과소하면, 염화 수소의 전화율이 낮아지는 경우가 있다. 한편, 산소량이 과다하면 생성된 염소와 미반응 산소의 분리가 곤란해지는 경우가 있다.

반응 공정 (S12) 에서는, 루테늄 및/또는 루테늄 화합물 등을 함유하는 촉매의 존재 하, 염화 수소를 산소로 산화시켜, 염소, 물, 미반응 염화 수소 및 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스를 얻는 것이 바람직하다. 루테늄 및/또는 루테늄 화합물을 촉매로서 사용함으로써, 촉매 성분의 휘발이나 비산에 의한 배관 등의 폐색 트러블을 방지함과 함께, 휘발 또는 비산된 촉매 성분의 처리 공정이 불필요해 진다. 또한, 화학 평형의 관점에서도 보다 유리한 온도에서 염소를 제조할 수 있기 때문에, 후술하는 흡수 공정 (S13), 건조 공정 (S14) 및 정제 공정 (S30) 등의 후공정을 간략화시켜, 설비 비용 및 운전 비용을 낮게 억제할 수 있다.

상기의 루테늄 및/또는 루테늄 화합물을 함유하는 촉매로는, 공지된 촉매 (예를 들어 일본 공개특허공보 평9-67103호, 일본 공개특허공보 평10-182104호, 일본 공개특허공보 평10-194705호, 일본 공개특허공보 평10-338502호 및 일본 공개특허공보 평11-180701호에 기재되는 것) 를 사용할 수 있다.

반응 공정 (S12) 에 있어서는, 산화 루테늄을 함유하는 촉매를 사용하여 염화 수소 가스와 산소 가스를 반응시킴으로써 염소 가스를 생성하는 것이 바람직하다. 산화 루테늄을 함유하는 촉매를 사용한 경우, 염화 수소의 전화율이 현저하게 향상된다는 이점을 갖는다. 촉매 중의 산화 루테늄의 함유량은 0.1∼20 질량% 의 범위 내로 되는 것이 바람직하다. 산화 루테늄량이 0.1 질량% 보다 적은 경우, 촉매 활성이 낮고 염화 수소의 전화율이 낮아지는 경우가 있고, 한편, 산화 루테늄량이 20 질량% 보다 많은 경우에는 촉매 가격이 높아지는 경우가 있다. 또한, 염화 수소의 전화율은 85% 이상으로 하는 것이 바람직하다.

특히, 예를 들어 일본 공개특허공보 평10-338502호에 기재되는 바와 같은, 산화 루테늄의 함유량이 0.1∼20 질량% 이고, 산화 루테늄의 중심 직경이 1.0∼10.0 나노미터인 담지 산화 루테늄 촉매 또는 산화 루테늄 복합 산화물형 촉매도 또한 바람직하게 사용된다.

반응 공정 (S12) 에 있어서 사용되는 촉매는, 예를 들어, 이산화 실리콘, 그 래파이트, 루틸형 또는 아나타제형 이산화 티탄, 이산화 지르코늄, 산화 알루미늄 등의 담체에 담지시켜 사용하는 것이 바람직하다. 특히 산화 루테늄을 이들의 화합물에서 선택되는 담체에 담지시켜 사용하는 것이 바람직하다.

반응 공정 (S12) 의 반응 방식으로는, 예를 들어 고정상 반응기를 사용한 고정상 기상 유통 방식을 적용할 수 있다. 고정상식 반응기에는, 예를 들어 일본 공개특허공보 2000-272907호에 기재된 방법에 의해, 반응역 중 적어도 2 개의 반응역의 온도 제어를 열교환 방식으로 실시하는 것을 사용할 수 있다. 이와 같은 반응 영역을 2 개 이상으로 분리한 반응기에서는, 제 1 단째의 반응역을 2 개 준비하고, 2 단째 이후가 피독되기 전에, 제 1 단째를 교대로 전환하여 사용하면 실질적으로 문제를 회피할 수 있다. 그러나, 고가의 반응기를 2 기 준비하는 것은 비용 관점에서 불리하다는 면도 있다.

고정상식 반응기로는, 단일 또는 직렬로 연결된 복수의 고정상 반응관에서, 반응관의 외측에 재킷부를 갖는 것을 들 수 있다. 반응관 내의 온도는 재킷부의 열매체에 의해 제어된다. 반응으로 생성된 반응열은 열매체를 통해서, 스팀을 발생시켜 회수할 수 있다. 열매체로는 용융염, 유기 열매체 및 용융 금속 등을 들 수 있는데, 열안정성이나 취급 용이성 등의 면에서 용융염이 바람직하다. 용융염의 조성으로는, 질산 칼륨 50 중량% 과 아질산 나트륨 50 중량% 의 혼합물, 질산 칼륨 53 중량% 과 아질산 나트륨 40 중량% 과 질산 나트륨 7 중량% 의 혼합물을 들 수 있다. 반응관에 사용되는 재질로는, 금속, 유리, 세라믹 등을 들 수 있다. 금속 재료로는 Ni, SUS316L, SUS310, SUS304, 하스텔로이 B, 하스텔 로이 C 및 인코넬 등을 들 수 있는데, 그 중에서도 Ni 가 바람직하고, 탄소 함유량이 0.02 중량% 이하인 Ni 가 특히 바람직하다.

또, 반응기 (101) 의 입구부에 있어서의 황 성분 농도는, 1000volppb 이하인 것이 바람직하고, 500volppb 이하인 것이 보다 바람직하다. 반응기 (101) 의 입구부에 있어서의 황 성분 농도가 1000volppb 를 초과하면, 촉매의 전부가 아닌 피독된 촉매만을 교환하면, 황의 피독을 회피할 수 있지만, 교환하는 동안, 플랜트의 운전을 정지하지 않으면 안되고, 또 매우 번잡한 작업이 필요해질 우려가 있기 때문이다. 반응기 (101) 의 입구부에 있어서의 황 성분 농도가 1000volppb 이하이면, 실질적으로 문제없이 운전할 수 있고, 종래와 비교하여 현격히 높은 황 성분 농도를 허용할 수 있기 때문에, 대대적인 장치나 번잡한 조작을 수반하여 황 성분을 완전하게 제거할 필요가 없다. 따라서, 촉매를 다시 충전하지 않고, 장기에 걸쳐 운전을 계속할 수 있다. 또한, 이 반응기의 입구부에 있어서의 황 성분 농도는, 예를 들어 가스 크로마토그래피법에 의해 측정할 수 있다.

다음으로, 흡수탑 (102) 에서, 반응 공정 (S12) 에서 얻은 염소, 물, 미반응 염화 수소 및 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스를, 물 및/또는 염산수와 접촉 시킴으로써 및/또는 냉각함으로써, 염화 수소와 물을 주성분으로 하는 용액을 회수하고, 염소와 미반응 산소를 주성분으로 하는 혼합 가스를 얻는 흡수 공정 (S13) 을 실시한다. 흡수 공정 (S13) 에서는, 접촉 온도는 0∼100℃, 압력은 0.05∼1MPa 에서 실시된다. 접촉시키는 염산수의 농도는, 25 중량% 이하가 바람직하다. 또, 염소 수화물 석출 방지를 위해, 일본 공개특허공보 2003-261306호에 기 재된 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

얻어진 용액은 그대로, 혹은 용액 중에 함유되는 염소를 가열에 의해, 및/또는 질소 등의 불활성인 가스의 버블링에 의해 제거한 후, 전해조의 pH 조정, 보일러 필드의 물 중화, 아닐린과 포르말린의 축합 전이 반응 및 염산수 전해의 원료, 식품 첨가용 등에 사용할 수 있다. 또, 소다 핸드북 1998, p 315 의 도 3. 173 에 기재되어 있는 바와 같이 염산의 전부 및 일부를 방산시켜 염화 수소 가스를 얻고, 반응 원료로서 염소 수율을 높이는 것도, 나아가서는 일본 공개특허공보 2001-139305호에 기재된 방법으로, 방산 후의 잔류 염산으로부터 물을 제거함으로써, 염소의 수율을 거의 100% 로 할 수도 있다.

다음으로, 흡수 공정 (S13) 에서 얻은 혼합 가스 중의 수분을 제거함으로써, 건조시킨 혼합 가스를 얻는 건조 공정 (S14) 을 실시한다. 건조 공정 (S14) 후의 가스 중의 수분은 바람직하게는 0.5mg/ℓ 이하, 보다 바람직하게는 0.1mg/ℓ 이하이다. 혼합 가스 중의 수분을 제거할 때 사용되는 건조제로는, 황산, 염화 칼슘, 과염소산 마그네슘, 제올라이트 등을 들 수 있는데, 그 중에서도 사용 후의 배출이 용이하다는 점에서, 황산이 바람직하다. 혼합 가스 중의 수분을 제거하는 방법으로는, 흡수 공정 (S13) 에서 얻은 염소와 미반응 산소를 주성분으로 하는 혼합 가스를 황산과 접촉시키는 방법을 들 수 있다.

건조 공정 (S14) 에 있어서, 사용되는 황산의 농도는 90 중량% 이상이 바람직하다. 황산 농도가 90 중량% 보다 작으면 혼합 가스 중의 수분이 충분히 제거되지 않는 경우가 있다.

접촉 온도는 0∼80℃, 압력은 0.05∼1MPa 에서 실시된다.

건조제로서 황산을 사용한 경우에는, 건조 공정 (S14) 직후에 황산 미스트를 제거하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 블링크 엘리미네이터 (blink eliminator) 나 일본 공개특허공보 2003-181235호 기재된 방법을 적용할 수 있다.

＜압축 혼합 가스 제조 공정＞

다음으로, 혼합 가스를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 압축기 (104) 에 의해 혼합 가스를 압축하여, 압축 혼합 가스를 제조하는 압축 혼합 가스 제조 공정 (S20) 을 실시한다.

압축기 (104) 는 실시형태 1 의 프로세스에 있어서의 건조탑 (103) 과 정제탑 (105) 사이에 배치되어 있으면 특별히 한정되지 않는다. 또, 압축기 (104) 는 임의의 압축기를 사용할 수 있다.

＜정제 공정＞

다음으로, 압축 혼합 가스를 정제탑 (105) 에 도입하고, 증류에 의해 정제 염소와 불순물로 분리하는 정제 공정 (S30) 을 실시한다. 정제 공정 (S30) 에 의해, 건조 공정 (S14) 에서 얻은 건조시킨 혼합 가스를, 염소를 주성분으로 하는 액체 또는 가스 (정제 염소) 와 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스 (불순물) 로 분리함으로써 염소를 얻는다. 실시형태 1 에서는, 얻어진 정제 염소는 액염 드럼 (108) 에 저류시킨다.

염소를 주성분으로 하는 액체 또는 가스와 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스로 분리하는 방법으로는, 압축 및/또는 냉각하는 방법, 및/또는 공지된 방법 (예를 들어 일본 공개특허공보 평3-262514호, 일본 공표특허공보 평11-500954호 등) 을 들 수 있다. 예를 들어, 건조 공정 (S14) 에서 얻은 혼합 가스를 압축 및/또는 냉각함으로써, 염소를 주성분으로 하는 액체 (정제 염소) 가 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스 (불순물) 와 분리된다. 염소의 액화는 규정되는 염소가 액체 상태에서 존재할 수 있는 범위의 압력과 온도에서 실시된다. 그 범위에서 저온으로 하면 할수록, 압축 압력이 낮아지기 때문에 압축 동력은 작게 할 수 있으나, 공업적으로는 설비 등의 문제에서, 압축 압력과 냉각 온도는 이 범위 내의 최적인 경제 조건을 고려하여 결정할 수 있다. 통상적인 운전에 있어서는, 염소 액화의 압축 압력은 0.5∼5MPa, 냉각 온도는 -70∼40℃ 에서 실시된다. 또한, 압축 혼합 가스 제조 공정 (S20) 에서는, 정제탑 (105) 에서 이와 같은 압력이 되도록 압축기 (104) 로 혼합 가스를 압축하는 것이 바람직하다.

정제 공정 (S30) 에서는, 불순물을 정제탑 (105) 의 탑정 (105a) 으로부터 배출하는 공정 (S31) 을 실시하는 것이 바람직하다. 불순물은 미반응 산소 가스를 주성분으로 하고 있기 때문에, 염소보다 비점이 낮다. 그 때문에, 증류된 불순물은 기체가 되기 때문에, 탑정 (105a) 으로부터 불순물을 배출하는 것이 바람직하다.

배출하는 공정 (S31) 에서는, 정제탑 (105) 으로부터 배출되는 불순물을 실시형태 1 의 프로세스의 계외로 퍼지한다. 이 때, 불순물 (퍼지 가스) 중에는 잔류 염소가 함유되어 있으므로, 환경에 대한 부하를 저감시키기 위해, 그 퍼지 가스 중의 염소를 추가로 제거하기 위한 제해 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 염소를 제거하는 방법으로는, 그 퍼지 가스를 예를 들어 알칼리 금속 수산화물의 수용액, 알칼리 금속 티오 황산염의 수용액, 알칼리 금속 아황산염과 알칼리 금속 탄산염을 용해시킨 수용액, 알칼리 금속 수산화물과 알칼리 금속 아황산염을 용해시킨 수용액 등과 접촉시키는 방법이나, 퍼지 가스 중의 염소를 분리 회수하는 공지된 방법 (일본 공개특허공보 평3-262514호, 일본 공개특허공보 평10-25102호, 일본 공표특허공보 평11-500954호) 등을 들 수 있다. 그 퍼지 가스량은, 정제 공정 (S30) 에 있어서 염소와 분리된 미반응 산소를 주성분으로 하는 퍼지 가스 중 1∼50 체적%, 또한 1∼30 체적% 로 되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 얻어지는 정제 염소에 있어서는 수소는 실질적으로 검출되지 않는 것이 바람직하다. 또, 브롬 및 요오드는 정제 염소 중의 농도가 10ppm 이하, 3 염화 질소 (NCl₃) 는 정제 염소 중의 농도가 1wtppm 이하로 되는 것이 바람직하다.

또, 산소, 질소, 이산화탄소, 수소의 농도는 예를 들어 가스 크로마토그래피법, 브롬, 요오드는 예를 들어 산화 환원 적정법, 3 염화 질소는 예를 들어 흡광 광도법에 의해 각각 측정할 수 있다.

＜측정 공정＞

다음으로, 정제탑 (105) 으로부터 배출되는 정제 염소의 순도를 측정하는 측정 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 그리고, 측정 공정에 의해 측정되는 정제 염소의 순도가 소정의 순도 이상인지의 여부를 판단하는 공정 (S40) 을 실시한 다. 판단하는 공정 (S40) 에서 정제 염소의 순도가 소정의 순도 미만인 경우에는, 판단하는 공정 (S40) 에서 NO 라고 판단된다. 이 경우에는, 정제 염소를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 혼합 가스와 정제 염소를 압축하는 재압축 공정을 실시한다.

또한, 「순도」는 정제 염소 중의 염소의 순도를 의미하고, 「소정의 순도」는, 99.0% 이상이 바람직하고, 99.5% 이상이 보다 바람직하다. 염소의 순도를 99% 이상으로 함으로써, 여러 가지의 용도에 사용할 수 있다. 염소의 순도를 99.5% 이상으로 함으로써, 염화 비닐이나 포스겐의 원료로서 바람직하게 사용할 수 있다.

또, 측정 공정에 있어서 정제탑 (105) 으로부터 배출되는 정제 염소를 측정하는 방법은 임의의 방법을 채용할 수 있고, 예를 들어 가스 크로마토그래피법 등의 온라인 분석계에 의해 측정할 수 있다.

＜재압축 공정＞

판단하는 공정 (S40) 에서 NO 라고 판단된 경우에는, 혼합 가스와 정제 염소를 압축하는 재압축 공정을 실시한다. 구체적으로는, 예를 들어 도 2 에 나타내는 바와 같이, 정제탑 (105) 으로부터 배출되는 정제 염소를 액염 탱크 (108) 에 저류한다. 그리고, 액염 탱크 (108) 로부터 소정량의 정제 염소를 발출하고, 급격히 압력을 저하시켜 제품 염소의 일부를 증발시킨 후, 기화기 (109) 에서 완전히 기화시킨다. 기화된 정제 염소를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입한다. 그리고, 실시형태 1 의 프로세스에 있어서, 정제탑 (105) 과, 건조탑 (103) 과, 압축기 (104) 사이를 접속하는 배관 도중에 배치되는 밸브 (106) 를 연다. 또한, 실시형태 1 의 프로세스에 있어서, 정제탑 (105) (실시형태 1 에서는 기화기 (109)) 과 제품 염소를 송기하는 배관 도중에 배치되는 밸브 (107) 를 닫는다. 이로써, 정제 염소를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입할 수 있다.

그리고, 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에서, 정제탑 (105) 으로부터 배출된 정제 염소와 건조탑 (103) 으로부터 배출된 건조된 염소를 함유하는 혼합 가스를 혼합한다. 그리고, 압축기 (104) 에서 혼합된 가스를 압축하여, 재압축 가스를 제조한다. 그리고, 재압축 가스를 정제탑 (105) 에 도입한다.

재압축 공정 실시 후에는, 정제 공정 (S30) 및 판단하는 공정 (S40) 을 반복한다. 이들의 공정 (S30, S40) 은 상기 서술한 내용과 동일하게 실시한다.

＜염소 제조 공정＞

한편, 측정 공정을 실시하여, 정제탑 (105) 으로부터 배출되는 염소의 순도가 소정의 순도 이상인지의 여부를 판단하는 공정 (S40) 에서, YES 라고 판단되면, 실시형태 1 의 프로세스의 계내에 충만되어 있던 불활성 가스나 공기가 배제된다. 그 때문에, 실시형태 1 의 프로세스에서의 스타트 업은 종료한다. 스타트 업이 종료되면, 정제 염소를 제품 염소로서 배출한다.

구체적으로는, 실시형태 1 의 프로세스에 있어서, 정제탑 (105) 과, 건조탑 (103) 과, 압축기 (104) 사이를 접속하는 배관 도중에 배치되는 밸브 (106) 를 닫는다. 또한, 정제탑 (105) (실시형태 1 에서는 기화기 (109)) 과 제품 염소를 송기하는 배관 도중에 배치되는 밸브 (107) 를 연다. 이로써, 정제탑 (105) 으로부터 배출되는 정제 염소를 제품 염소로서 제조할 수 있다.

또한, 판단하는 공정 (S40) 에서 YES 라고 판단된 후에는, 공정 (S10∼S30) 에 의해, 정제 염소를 제품 염소로서 제조할 수 있다. 정제탑 (105) 으로부터 배출된 정제 염소를 주성분으로 하는 액체는, 그대로, 혹은 일부 또는 전부를 기화기 (109) 에서 기화시킨 후, 예를 들어 염화 비닐 및 포스겐 등의 원료로서 사용할 수 있다. 일부 또는 전부를 기화시킨 후에 사용하는 경우에는, 염소의 증발 잠열을 사용하여 건조 공정 (S14) 에서 얻어지는 혼합 가스를 냉각함으로써, 기화에 필요한 열의 일부를 얻음과 동시에, 건조 공정 (S14) 에서 얻어지는 염소를 함유하는 혼합 가스 중의 염소의 냉각 및 액화에 필요한 외부 냉매량을 삭감할 수 있다. 마찬가지로, 염소의 증발 잠열을 액체 프레온의 예비 냉각이나, 염소 증류탑의 환류액의 냉각에 사용할 수도 있다.

또, 정제 공정 (S40) 에서 얻은 미반응 산소를 주성분으로 하는 가스의 일부 또는 전부를 반응 공정 (S12) 에 공급하는 순환 공정을 실시하는 것이 바람직하다. 또, 이와 같이 황산 미스트를 함유하는 가스를 반응 공정 (S12) 으로 순환시킬 때, 반응기 (101) 의 입구부에 있어서의 황 성분 농도는 상기 서술한 바와 같이 1000volppb 이하인 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 1 에 있어서의 스타트 업 방법에 의하면, 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법으로서, 염화 수소로부터 염소를 함유하는 혼합 가스를 제조하는 혼합 가스 제조 공정 (S10) 과, 혼합 가스를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 압축기 (104) 에 의해 혼합 가스를 압축하여, 압축 혼합 가스를 제조하는 압축 혼합 가스 제조 공정 (S20) 과, 압축 혼합 가스를 정제탑 (105) 에 도입하고, 증류에 의해 정제 염소와 불순물로 분리하는 정제 공정 (S30) 과, 정제 염소를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 혼합 가스와 정제 염소를 압축하는 재압축 공정을 구비하고 있다. 이로써, 스타트 업시에는, 정제탑 (105) 에서 얻어진 정제 염소를 계외로 퍼지하지 않고, 액염 드럼 (108) 에 체류시키고, 소정량의 정제 염소는 기화기 (109) 에서 증발시켜 압축기 (104) 를 통하여 다시 정제탑 (105) 에 도입하고 있다. 즉, 정제 염소를 실시형태 1 의 프로세스의 계내에서 체류 또는 순환시키고 있기 때문에, 스타트 업시에 계외로 퍼지되는 염소를 삭감할 수 있다. 그 때문에, 실시형태 1 의 프로세스에서 원료로부터 염소를 제조하는 효율을 향상시킬 수 있다.

또, 계외로 퍼지되는 염소를 삭감할 수 있으므로, 제해 공정에 있어서 퍼지되는 염소를 처리하기 위해서 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다. 그 때문에, 스타트 업시에 있어서, 비용의 삭감을 도모할 수 있다.

상기 스타트 업 방법에 있어서 바람직하게는, 정제 공정 (S30) 에서는, 불순물을 정제탑 (105) 의 탑정 (105a) 으로부터 배출하는 공정 (S31) 을 포함하고 있다. 이로써, 불순물을 정제탑 (105) 에서부터 계외로 보다 효율적으로 퍼지할 수 있다.

상기 스타트 업 방법에 있어서 바람직하게는, 정제탑 (105) 으로부터 배출되 는 정제 염소의 순도를 측정하는 측정 공정을 추가로 구비하고 있다. 이로써, 정제 염소의 순도를 관리할 수 있으므로, 제품 염소의 순도를 원하는 범위 내로 하여 높은 품질을 유지할 수 있다.

상기 스타트 업 방법에 있어서 바람직하게는, 측정 공정에서 정제 염소의 순도가 소정의 순도 미만인 경우에, 재압축 공정을 실시한다. 이로써, 정제 염소가 소정의 범위 내의 순도를 만족하기까지, 정제 염소가 계내를 체류 또는 순환하여, 계외로 퍼지되지 않는다. 그 때문에, 스타트 업시에 계내로부터 배출되는 염소를 더욱 삭감할 수 있다. 또, 계내로부터 배출되는 염소량을 삭감할 수 있으므로, 제해 공정에서 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다. 또한, 정제 염소의 순도를 엄밀하게 관리할 수 있으므로, 제품 염소의 순도를 유지할 수 있다.

상기 스타트 업 방법에 있어서 바람직하게는, 혼합 가스 제조 공정 (S10) 은 염화 수소를 산화시켜, 염소와 산소를 함유하는 혼합 가스를 얻는 공정 (S12, S13) 을 포함하고 있다. 즉, 염산 산화법에 의해 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법을 적용하고 있다. 그 때문에, 스타트 업시에 계외로 배출되는 염소를 삭감시킴과 함께, 제조시에는, 염화 수소로부터 염소를 효율적으로 제조할 수 있다.

(실시형태 2)

도 1 및 도 3 을 참조하여, 본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명한다. 실시형태 2 는, 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스로 서의 염산수 전해법의 스타트 업 방법이다. 또한, 도 3 은 본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명하기 위한 도면이다.

실시형태 2 에 있어서의 스타트 업 방법은, 기본적으로는 실시형태 1 의 스타트 업 방법과 동일하지만, 혼합 가스 제조 공정 (S10) 에 있어서만 상이하다. 실시형태 2 의 염산수 전해법에 의한 혼합 가스 제조 공정 (S10) 은, 예를 들어 소다 핸드북 1998, p 296-297 등을 적용할 수 있다. 이하, 혼합 가스 제조 공정 (S10) 에 대해 설명한다.

먼저, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 염소의 원료로서 염화 수소 가스를 흡수탑 (201) 에 공급한다. 또, 물을 흡수탑 (201) 에 공급한다. 이로써, 흡수탑 (201) 에서 염산을 제조한다.

다음으로, 흡수탑 (201) 에서 얻어진 염산을 액상 전조 (202) 에 공급한다. 상세하게는, 액상 전조 (202) 는 음극실 및 양극실을 포함하여, 각각 복수의 전해 엘리먼트를 가지고 있다. 그리고, 음극실 및 양극실에 염산을 각각 공급한다. 액상 전조 (202) 에서는, 염산이 각 엘리먼트를 흐르는 동안에 전해되어, 양극실에서는 염소를 음극실에서는 수소를 주로 배출한다. 이로써, 액상 전조 (202) 의 양극실로부터 배출되는 염소를 함유하는 혼합 가스가 얻어진다.

다음으로, 액상 전조 (202) 로부터 배출되는 염소를 함유하는 혼합 가스를 건조탑 (103) 에 공급한다. 건조탑 (103) 에서는 실시형태 1 에 있어서의 건조 공정 (S14) 과 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다. 이로써, 건조된 염소를 함유하는 혼합 가스가 얻어진다.

다음으로, 혼합 가스를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 압축기 (104) 에 의해 혼합 가스를 압축하여, 압축 혼합 가스를 제조하는 압축 혼합 가스 제조 공정 (S20) 을 실시한다. 다음으로, 압축 혼합 가스를 정제탑 (105) 에 도입하고, 증류에 의해 정제 염소와 불순물로 분리하는 정제 공정 (S30) 을 실시한다. 그리고, 정제 염소를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 혼합 가스와 정제 염소를 압축하는 재압축 공정을 실시한다. 이들의 공정은 실시형태 1 과 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 2 에 있어서의 스타트 업 방법에 의하면, 염산수 전해법에 의한 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법에 적용할 수 있다. 그 때문에, 염산수 전해법이어도, 계외로 퍼지되는 염소를 삭감할 수 있고, 퍼지에 수반하는 염소를 처리하기 위해서 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다.

(실시형태 3)

도 1 및 도 4 를 참조하여, 본 발명의 실시형태 3 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명한다. 실시형태 3 은, 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스로서의 무수 염산 전해법의 스타트 업 방법이다. 또한, 도 4 는 본 발명의 실시형태 3 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명하기 위한 도면이다.

실시형태 3 에 있어서의 스타트 업 방법은, 기본적으로는 실시형태 1 의 스타트 업 방법과 동일하지만, 혼합 가스 제조 공정 (S10) 에 있어서만 상이하다. 실시형태 3 의 무수산 전해법에 의한 혼합 가스 제조 공정 (S10) 은 예를 들어 일 본 공표특허공보 2001-516333호 등을 적용할 수 있다. 이하, 혼합 가스 제조 공정 (S10) 에 대해 설명한다.

구체적으로는, 먼저, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 염소의 원료로서 염화 수소 가스를 전기 화학조 (301) 에 공급한다. 또, 수소 및 물을 전기 화학조 (301) 에 공급한다. 전기 화학조 (301) 내에서, 무수의 염화 수소를 건조시키고 있는 염소 가스로 직접 변환한다.

상세하게는, 전기 화학조 (301) 내에서는, 이하의 반응에 의해 분자상의 무수 염화 수소에 전기 에너지를 인가하여, 이하의 반응식에 의해, 건조시킨 염소 가스와 프로톤이 생성된다. 이로써, 전기 화학조 (301) 로부터 염소를 함유하는 혼합 가스가 배출된다.

2HCl→2H⁺ ＋ 2Cl₂ ＋ 2e^-

다음으로, 전기 화학조 (301) 로부터 배출되는 염소를 함유하는 혼합 가스를 건조탑 (103) 에 공급한다. 건조탑 (103) 에서는 실시형태 1 에 있어서의 건조 공정 (S14) 과 동일하므로, 그 설명은 반복하지 않는다. 이로써, 건조된 염소를 함유하는 혼합 가스가 얻어진다.

다음으로, 혼합 가스를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 압축기 (104) 에 의해 혼합 가스를 압축하여, 압축 혼합 가스를 제조하는 압축 혼합 가스 제조 공정 (S20) 을 실시한다. 다음으로, 압축 혼합 가스를 정제탑 (105) 에 도입하고, 증류에 의해 정제 염소와 불순물로 분리하는 정제 공정 (S30) 을 실시한 다. 그리고, 정제 염소를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 혼합 가스와 정제 염소를 압축하는 재압축 공정을 실시한다. 이들의 공정은 실시형태 1 과 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 3 에 있어서의 스타트 업 방법에 의하면, 무수 염산 전해법에 의한 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법에 적용할 수 있다. 그 때문에, 무수 염산 전해법이어도, 계외로 퍼지되는 염소를 삭감할 수 있고, 퍼지에 수반하는 염소를 처리하기 위해서 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다.

(실시형태 4)

도 1 및 도 5 를 참조하여, 본 발명의 실시형태 4 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명한다. 실시형태 4 는 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스로서의 산소 소비 전극 염산 전해법의 스타트 업 방법이다. 또한, 도 5 는 본 발명의 실시형태 4 에 있어서의 스타트 업 방법을 설명하기 위한 도면이다.

실시형태 4 에 있어서의 스타트 업 방법은, 기본적으로는 실시형태 1 의 스타트 업 방법과 동일하지만, 혼합 가스 제조 공정 (S10) 에서만 상이하다. 실시형태 4 의 산소 소비 전극 염산 전해법에 의해 혼합 가스를 제조하는 혼합 가스 제조 공정 (S10) 은, 예를 들어 일본 공개특허공보 2003-49290호 등을 적용할 수 있다. 이하, 혼합 가스 제조 공정 (S10) 에 대해 설명한다.

구체적으로는, 먼저, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 염소의 원료로서 염화 수소 수용액을 전해조 (401) 에 공급한다. 또, 산소 함유 가스를 전해조 (401) 에 공급한다. 전해조 (401) 내에서, 염소를 함유하는 혼합 가스가 얻어진다.

상세하게는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 전해조 (401) 는 카티온 교환막 (401e) 에 의해 산소 소비형 음극 (401d) 을 갖는 음극실 (401a) 과, 양극 (401c) 을 갖는 양극실 (401b) 로 구분되어 있다. 산소 소비형 음극 (401d) 은 카티온 교환막 (401e) 의 음극실 (401a) 측에 배치되어 있다. 전류 분포기 (401f) 는 산소 소비형 음극 (401d) 의 음극실 (401a) 측에 배치되어 있다. 양극실 (401b) 중의 압력이 높기 때문에, 카티온 교환막 (401e) 은 산소 소비형 음극 (401d) 위에, 산소 소비형 음극 (401d) 은 전류 분포기 (401f) 위에 압착된다. 이와 같이 하여, 산소 소비형 음극 (401d) 은 충분한 전기적 접촉을 형성하여, 전류가 충분히 공급된다.

원료로서의 염화 수소 수용액은 양극실 (401b) 에 공급된다. 양극 (401c) 에서 염소가 생성되어, 양극실 (401b) 로부터 배출된다. 산소 함유 가스는 음극실 (401a) 중에 공급되고, 그곳에서 양극실 (401b) 로부터 산소 소비형 음극 (401d) 중으로 확산되는 프로톤과 산소 소비형 음극 (401d) 에서 반응하여, 물을 생성한다. 생성되는 물은 과잉 산소 함유 가스와 함께 배출된다.

다음으로, 전해조 (401) 로부터 배출되는 염소를 함유하는 혼합 가스를 건조탑 (103) 에 공급한다. 건조탑 (103) 에서는 실시형태 1 에 있어서의 건조 공정 (S14) 과 동일하므로, 그 설명은 반복하지 않는다. 이로써, 건조된 염소를 함유하는 혼합 가스가 얻어진다.

다음으로, 혼합 가스를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 압축기 (104) 에 의해 혼합 가스를 압축하여, 압축 혼합 가스를 제조하는 압축 혼합 가스 제조 공정 (S20) 을 실시한다. 다음으로, 압축 혼합 가스를 정제탑 (105) 에 도입하고, 증류에 의해 정제 염소와 불순물로 분리되는 정제 공정 (S30) 을 실시한다. 그리고, 정제 염소를 압축기 (104) 의 흡입부 (104a) 에 도입하고, 혼합 가스와 정제 염소를 압축하는 재압축 공정을 실시한다. 이들의 공정은 실시형태 1 과 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시형태 4 에 있어서의 스타트 업 방법에 의하면, 산소 소비 전극 염산 전해법에 의한 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법에 적용할 수 있다. 그 때문에, 산소 소비 전극 염산 전해법이어도, 계외로 퍼지되는 염소를 삭감할 수 있고, 퍼지되는 것에 수반하는 염소를 처리하기 위해 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다.

또한, 실시형태 1∼4 에 있어서의 염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법은 일례이며, 본 발명의 스타트 업 방법은 염화 수소로부터 염소를 제조하는 모든 프로세스의 스타트 업 방법에 적용할 수 있다.

이번에 개시된 실시형태는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것은 아닌 것으로 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시형태가 아닌, 특허 청구 범위에 의해 나타나고, 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.

본 발명의 스타트 업 방법에 의하면, 정제탑에서 얻어진 정제 염소를 압축기 를 통하여 다시 정제탑에 도입하고 있다. 즉, 정제 염소를 계내에서 체류 또는 순환시키고 있기 때문에, 스타트 업시에 계내로부터 배출되는 염소를 삭감할 수 있다. 또한, 계외로 퍼지되는 염소를 삭감할 수 있으므로, 계외로 퍼지할 때에 염소를 처리하기 위해 필요로 하는 알칼리 용액의 사용량을 삭감할 수 있다.

Claims

염화 수소로부터 염소를 제조하는 프로세스의 스타트 업 방법으로서,

상기 염화 수소로 상기 염소를 함유하는 혼합 가스를 제조하는 혼합 가스 제조 공정과,

상기 혼합 가스를 압축기의 흡입부에 도입하고, 상기 압축기에 의해 혼합 가스를 압축하여, 압축 혼합 가스를 제조하는 압축 혼합 가스 제조 공정과,

상기 압축 혼합 가스를 정제탑에 도입하고, 증류에 의해 정제 염소와 불순물로 분리하는 정제 공정과,

상기 정제 염소를 상기 압축기의 흡입부에 도입하고, 상기 혼합 가스와 상기 정제 염소를 압축하는 재압축 공정을 구비하는 스타트 업 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정제 공정에서는, 상기 불순물을 상기 정제탑의 탑정으로부터 배출하는 공정을 포함하는 스타트 업 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 정제탑으로부터 배출되는 상기 정제 염소의 순도를 측정하는 측정 공정을 추가로 구비하는 스타트 업 방법.
제 3 항에 있어서,

상기 측정 공정에서 상기 정제 염소의 순도가 소정의 순도 미만인 경우에, 상기 재압축 공정을 실시하는 스타트 업 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 혼합 가스 제조 공정은 상기 염화 수소를 산화시켜, 상기 염소와 산소를 함유하는 혼합 가스를 얻는 공정을 포함하는 스타트 업 방법.