Способ извлечения брома

 

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БРОМА из хлорированных бромсодержащих рассолов , включающий многоступенчатую экстракцию брома бромбензолом с последукяцей отгонкой брома из экстракта в присутствии воды и возвратом бромбензола на стадию экстракции, о тличающийся тем, что, с целью упрощения процесса за счет сокращения числа ступеней экстракции при сохранении степени извлечения брома, экстракцию ведут в присутствии воздуха при объемном соотношении хлорированный рассол:возДух 1:

0% (1И

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕа1УЬЛИН

gyp С 01 В 7/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ н свтовснонт сввнтвввствт (21) 3611142/23-26 (22) 29.06.83 ,(46) 30.09.84.Бюл. ff- 36 (72) В.Ф.Трифонов, А.П.Краснов и О.В.Лебедев (53) 661.461(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 566816, кл. С 01 В 7/10, 1976.

2. Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С.

Технология брома и иода. М., Госхимиздат, 1960, с. 188.

3. Авторское свидетельство СССР

У 1006369, кл. С 01 В 7/09, 1982 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БРОМА из хлорированных бромсодержащих рассолов, включающий многоступенчатую экстракцию брома бромбензолом с последующей отгонкой брома из экстракта в присутствии воды и возвратом бромбензола на стадию экстракции, о тл и ч а ю шийся -тем, что, с целью упрощения процесса эа счет сокращения числа ступеней экстракции при сохранении степени извлечения брома, экстракцию ведут в присутствии воздуха при объемном соотношении хлорированный рассол:воздух 1:(0,0020,210) .

i 116002

Изобретение относится к технологии извлечения брома и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ извлечения брома окислением рассола, содержащего бромиды, хлором с последующей десорбцией окисленного брома воздухом, очисткой бромовоздушной смеси от хлора и абсорбцией брома из бромовоз- 10 душной смеси водным раствором, содержащим серную, соляную и бромистоводородную кислоты в присутствии сернистого ангидрида, вводимого в бромовоздушную смесь перед абсорбером. В результате абсорбции брома получают промежуточный продукт, содержащий мас.7.: бромистоводородная кислота 12-20, соляная кислота 1-5; серная кислота 8-16; и вода осталь- 2О ное. Полученный промежуточный продукт окисляют газообразным хлором, отделяют и очищают часть содержащегося в нем брома в виде элементарного брома, экстрагируют оставшийся раст- 25 воренный бром 1,2-дибромпропаном, далее обрабатывают смесь брома с

1,2-дибромпропаном газообразным пропиленом. При этом происходит реакция пропилена с бромом и образуется l 2-дибромпропан. Извлечение брома 987. 1 .

Недостатками этого способа явля- ются многостадийность и сложность процесса; значительные потери 1-2-дибромпропана, составляющие 1,21,4 кг/м ; малая производительность оборудования; низкий выход брома из природного сырья, составляющий на разных заводах 44-847.; сложность очистки сточных вод и вентиляционных выбросов, содержащих 1,2-дибромпропан.

Известен также способ извлечения ,брома из хлорированного бромсодержа- 45 щего рассола путем экстракции брома керосином. При экстракции применяют соотношение керосин:хлорированный рассол равное 1:10 по объему реагентов. 3а один цикл экстракции извле-i 50 кают до 50Х брома, содержащегося в хлорированном рассоле. Бром отмываюг от керосина раствором щелочи или известкового молока, а отмытый керосин возвращают в процесс. Извлечение 55 брома 50-60Х Т22 °

Недостатком этого способа является трудность разделения смеси рассола и насыщенного бромом керосина, имеющих близкие плотности., Кроме того, керосин бромируется в процессе экстракции, что ведет к образованию бромистых алкилов и повышению плотности отработанного керосина, а это, в свою очередь, вызывает образование стойких эмульсий экстрагента в рассоле, в результате потери керосина в процессе

1-2Х. Пробромированный керосин в дальнейшем не используется и должен подвергаться уничтожению.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения брома из хлорированных бромсодержащих рассолов путем многоступенчатой экстракции его бромбензолом при объемном соотношении бромбензол:хлорированный рассол от 1:12 до 1:35 и объемной скорости от 3 до 30 ч с последующей отгонкой брома из смеси бромбензол — бром в присутствии воды при 100 С с получением элементарного брома и возвратом бромбензола на стадию экстракции.

B этом способе степень извлечения брома из природного сырья достигает

98,27, снижается удельный расход органического растворителя, повышается удельная производительность применяемого оборудования, сокращаются потери экстрагента, уменьшается число технологических стадий процесса, сокращается расход хлора на получение брома, снижаются потери брома до 1-2%, а также себестоимость получаемого элементарного брома 13 "..

Недостатком этого способа является . сложность процесса, связанная с тем, что для достижения степени извлечения более 987 требуется 5 ступеней экстракции.

Цель изобретения — упрощение процесса за счет сокращения числа ступеней экстракции с 5 до 2 при сохранении степени извлечения брома.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения брома из хлорированных бромсодержащих рассолов, заключающимся в многоступенчатой экстракции .брома бромбензолом с последующей отгонкой брома из экстракта в присутствии воды и возвратом бромбензола на стадию экстракции, экстракцию ведут в присутствии воздуха при объемном соотношении

002 з 1116 хлорированный рассол:воздух 1:(0,0020,210).

При этом производительность при экстракции брома повышается в 2,5 раза (вместо 5 последовательно соединенных экстракторов достаточно двух при одинаковой с прототипом степени извлечения брома).

Пример 1 .(по прототипу).

Установка для получения брома вклю- 10 чает в себя напорный бак для хлорированной буровой воды, содержащей

240 кг суммы солей, в основном хлоридов натрия и кальция, и 0,74 кг брома в 1 м с плотностью 1170 кг/м, 15 пять последовательно соединенных экстракторов, сборников органического растворителя и отработанного рассола, нагревателя, испарителя, конденсатора и сборника элементарного 20 брома.

Хлорированную буровую воду из хлоратора цеха брома заливают в напорный бак, расположенный над установкой.

Из напорного бака хлорированную буро-25 вую воду дозируют в первый экстрактор снизу под насадку. Экстракторы представляют собой стеклянные колонны диаметром 0,054 м и высотой 0,40 м с нижним сливом. В экстракторы зали- щ вают по 0,2-0,5 л бромбензола. Насадка в экстракторах — стружка из фторопласта-4. Проходя через слой бромбензола, рассол поднимается вверх и стекает по переливному устройству из верхней части первого экстрактора в нижнюю часть второго и так далее до пятого.

Через 2 ч раствор брома в бромбензоле сливают и анализируют на со- 40 держание брома. По содержанию брома, в бромбензоле определяют степень извлечения брома. Параллельно выход, брома определяют по начальной и конечной концентрациям его в исходном 45 и обработанном рассолах.

По расходам бромбензола и рассола определяют соотношение между ними и объемную скорость рассола. Раствор брома в бромбензоле заливают в испа- 50 ритель, состоящий из стеклянной кол бы и колонны с насадкой. Насадка— кольца из фторопласта-4 размером

3<3х0,2 мм. Испаритель нагревают в водяной бане при 100 С и подают 55 в него водяной пар. Пары брома конденсируют в стеклянном холодильнике типа трубы в трубе и собирают в сборник. Совместно с бромом. конденсируется вода. Бром из сборника помещают в мерный цилиндр и определяют его количество. Опыты, проводят при 22 С, экстракторы работают в пленочном режиме в противотоке.

При пяти экстракторах извлечение брома достигает 98,4Х, выход 98,27 при объемном отношении бромбензол-рассол 1124 и объемной скорости в экстракторах 16 ч . Процесс целесообразно вести при отношении бромбензол: рассол от 1:12 до 1:35, а объемную скорость поддерживать в пределах от 3 до 30 ч " . Процесс отгонки брома следует вести в присутствии воды или водяного пара. Бромбензол из испарителя с остаточной концентрацией до О, 17 используют повторно в качестве экстрагента.

При проведении эксперимента в оптимальных условиях, т.е. при соотношении хлорированный рассол:бромбензол 1:24 и объемной скорости 16 ч при пропускании 24 л рассола, содержащего бром, через 5 экстракторов, содержащих 1 л бромбензола, из

17,784 r брома, содержащегося в рассоле, в бромбензол переходит

17,500 г брома или 98,4Å, а при отгонке получают 17,464 r брома, т.е. выход брома по прототипу составляет 98,27.

Пример 2. Процесс ведут, как описано в примере 1, но в экстраторы подают сжатый воздух. В табл. 1 приведены данные по извлечению брома при различном числе экстракторов при отношении рассол:бромбензол 12,5.

Из таб. 1 следует, что при условии подачи на 1000 л хлорированного рассола 45 л воздуха в экстракторы для получения степени извлечения брома более 98Х требуется 2 последовательно соединенных экстрактора, а без применения воздуха, т.е. при ведении процесса по прототипу, требуется 5 экстракторов.

Таким образом, производительность одного аппарата в предлагаемом способе возрастает в 2,5 раза, что дает возможность использовать в 2,5 раза меньше аппаратов для получения такой

1же степени извлечения. Вероятно наличие кислорода в исследуемой. системе

I влияет на образование комплекса брома с бромбензолом, что интенсифицирует процесс. Кроме того, в пред1116002 лагаемом способе улучшаются условия массообмена, поскольку подача воздуха вместо технического азота, содержащего 1-2Х кислорода, снижает степень извлечения брома в экстракторах по сравнению с подачей такого же количества воздуха,E табл. 2 приведены данные, характеризующие влияние на процесс экстракции объемного отношения хлорированный рассол-воздух при 22оС с друмя экстракторами в схеме установки.

Из табл. 2 следует, что наиболее целесообразно отношение хлорированный вассол:воздух поддерживать в пределах от 1:0,210 до 1:0,002. При значении этого отношения менее 1:0,210 и более 1:0,002 степень извлечения и выход брома снижаются до величины меньшей, чем в прототипе, что нецелесообразно.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить процесс за счет сокращения числа ступеней экстракции с 5 до 2 при сохранении степени извлечения брома на уровне более 98Х, при .этом производительность экстракции повышается в 2,5 раза.

1116002

1 ф I

1 л

I !

34

Ф о м ф

1» о

Ф и

Оъ

3 1! 1

1 сч о а

1 о у

1 Э

Ф 1 ое и о

v ф о а и о а а о

1 л

Ю

Ю о

° »

° »

I0 о а о

f»

М ф а

& о

Э

Ц

Х р к а

И

»е

Ф ф

g

Э в о

ы

i» о

1

»

1

1

1

I

А ф

f а

V Iо о о в аT

V Ф 1" Р

0 1

СО

Ch 1

CO .Ф

° с ° а

° О

О Ch

CV 00

A A

М O)

Ф О а о

° а Ю

СЧ О

Ф 00

С4 О о л

% Ф Г) МЪ

11 16002

Таблица 2

Отношение хлорированный рассол:воздух, по объему

Объемная

Отношение рассол: бромбензол, по объему

Извлечение брома при экстракции, Х

Выход брома, Х скорость в экстракторах, ч

3,0

1:0,210

1:0,045

1:0,002

130,001

1:12,5

98,0

97,7

1:20,6

4,1

98,3

1 12,5

1: 34,9

1:20,6

5,59

98,7

98,4

30,6

98,5

98,3

96,2

35,5

96,0

Подписное

Заказ 6850/17 Тираж 463

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ФИлиал ППП "Патен г", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Т. Иитропольская

Редактор Т. Колб Техред М.Надь Корректор А. Ильин