Способ получения брома

 

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМА, включающий обработку бромсодержащих растворов окислителем в кислой среде , от личающийся тем, что, с целью повышения выхода продукта, обработку проводят озоном при рН 1,5-2,0 и 20-25 С. 2, Способ по п. 1, о т л и ч a ющ и и с я тем, что, с целью увеличения скорости процесса, обработку озоном осуществляют в присутствии . катализатора - сульфата двухвалентного марганца с концентрацией 0,02-10- -0,8-10 моль/л. (Л

as a»

4(51 С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И k BTOPCNOMV СВЕВТЕЕЬСТВТ (21) 3649571/23-26 (22) 10. 10. 83 (46) 15.02.85. Бюл. к- 6 (72) Л.Л.Чусова, С.Л.Гобов, В.М.Каут, Н.ВВГиргилижийник и Т.А.Сердечная . (71) Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (53) 546.14(088.8) (56) 1. Хентов В.Я.,Дудников В.И.

Исследование процесса окисления бромид-ионов озоном в водных растворах."Журнал прикладной химии", 1976, 11с 5, с. 1141.

2. Ксензенко В.И., Стасиневич А.С. . Технология брома и иода. М,, Госхимиздат, 1960 с. 130.

3. Патент Франции У 2365515, кл. С 01 В 7/10, 1977, опублик. 1978 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМА, включающий обработку бромсодержащих растворов окислителем в кислой среде, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода продукта, обработку проводят озоном при рН

1,5-2,0 и 20-25 С..

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения скорости процесса, обработку озоном осуществляют в присутствии катализатора — сульфата двухвалентного марганца с концентрацией

0,02. 10 -0,8-10 моль/л.

1139700

Изобретение относится к технологии минеральных веществ, в частности к получению брома, и может быть использовано в химической и фармацевтической промышленности. 5

Известен способ получения соединений брома в виде бромат-ионов окислением озоном водных бромидных растворов s нейтральной среде с добавлением поверхностно-активных веществ11).1Р

Недостаток этого способа — невоз-, можность получения элементарного брома.

В промышленности используется способ получения брома путем окисления 15 бромсодержащих растворов хлором при рН раствора 2-3,5 с последующей продувкой его воздухом, улавливанием брома из бромовоздушной смеси 523.

Однако этот способ характеризуется 2р недостаточно высоким выходом брома (75-90 ), низким содержанием основного вещества, бром содержит до 5 хлора. .... 1

Наиболее близким к предлагаемому 25 по технической сущности и достигаемому результату является способ получения брома, включающий обработку бромсодержащих растворов смесью водяного пара и хлора с последующей зр конденсацией полученной смеси и извлечением из нее брома путем дистилляции, Газообразный хлор и водяной пар вдувают в раствор, находящийся в колонне, снабженной выполненным из титана бойлером. Температура в. аппарате 112-117 С, среда кислая. Способ позволяет получать бром с выходом

99,5 . и содержанием хлора 5Х (3).

Однако известный способ характеризуется недостаточно высоким выходом продукта.

Цель изобретения — увеличение выхода продукта до 100 .

Поставленная цель достигается тем, 4то согласно способу получения брома, заключающемуся в обработке бромсодержащих растворов окислителем в кислой среде, обработку проводят озоном р при рН 1,5-2,0 и 20-25 С.

Обработку озоном осуществляют в присутствии катализатора — сульфата двухвалентного марганца с концентрацией 0,02 -10 -О, 8 .10 моль/л . 55

При использовании озона в качестве. окислителя достигается 100Х-ное окисление бромид-ионов до брома, в кислои среде получают бром, а не другие формы окисления.

Поддерживание рН в пределах 1 52,0 необходимо для предотвращения гидролиза катализатора и получаемого брома. Проведение процесса в более кислой среде нерационально из-за большого расхода кислоты для подкисления в менее кислой среде происходит снижение выхода брома (таблица, пример 6) .

Использование катализатора в запредельных количествах нецелесообразно: ниже выбранного предела. не достигается увеличение скорости процесса выше выбранного предела — иэ-за перерасхода катализатора (таблица, пример 5) .

Проведение процесса при температуре ниже 20 С, например 10 С, приводит к снижению выхода продукта (таблица, пример 9); при температуре выше выбранного предела, например о о

40, 60 С, происходит термическое разрушение озона, что также приводит к снижению выхода (таблица, примеры

7и8).

Благодаря применению катализатора

MnS0< достигается увеличение скорости реакции образования брома. Константа скорости достигается 1,04 10 л/моль с (пример 1) ° При этом скорость реакции

7,9.10 л/моль.с, что на три порядка больше, чем в прототипе. Использование озона для окисления вместо хлора приводит к уменьшению содержания вредных компонентов в сточных водах, вследствие отсутствия в них избыточного хлора.

Пример 1. В стеклянный цилин-. дрический реактор, снабженный мешалкой с барботером, загружают 150 мл

ЗОХ-ной серной кислоты, 1.10 моль/л

KBr, 0,02 10 моль/л МпБО, рН раст-. вора 1,5;. температура 20 С. После этого пропускают озоносодержащий газ со скоростью 0,5 л/мин. Концентрация озона в смеси 0,59 10 моль/л. Выход

-3 брома в процессе окисления за 2 ч составляет 100 ..

Константа скорости реакции

1, 04 . 10 л/моль ° ч.

В остальных примерах, представленных в таблице, ход и последовательность операций аналогичны приведенным в примере 1.

Согласно приведенным в таблице данным концентрацию катализатора целесообразно задавать в пределах

Концентрация озона, моль/л °

«10 З

Т, С рН раствора

Концентрация

KBr, моль/л«

«10 з

Концент рация каталиПримеси в броме

Пример, № лит ель ность процесса, мин затора, моль/л »

«1Р -4

Отсутствуют

1 0,69

2 0,63

0,02

120

100

100

30741

100

4 063 1

100

50781

100

6 068 1

7 0 73 .1

8 0,57

30

9 0,7 1

1О

Составитель Г.Митропольская

Редактор С.Лисина ТехредМ.Надь Корректор Е.Сирохман

Заказ 214/17 Тираж,462 IToäïèñí0å

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 -,. 113970

0,02 ° 10-4 -0,8 10 4моль/л, так как дальнейший рост концентрации не повышает скорости процесса; температура должна составлять 20-25 С, потому что повышение и понижение температуры приводит к снижению выхода продукта; рН раствора необходимо поддерживать 1,5-2,0 дальнейшее увеличение рР раствора снижает выход брома. В ï

0,08 90

0,2 80

0,8 60

2 60

0,08 300

0,8 60

0,08 50

0,8 60

0 4 получаемом броме не содержится примесей.

Предлагаемый способ позволяет повысить выход брома до 100Х, интенсифицировать процесс путем увеличения скорости реакции на три порядка, повысить содержание основного вещества в продукте и уменьшить количество вредных вещесТв в сточных водах.

1,5 20

2 25

1,5 23

2,0 25

2,0 25

3 20

2,0 40

2 60