Способ получения бромидов железа

 

о и и,„)1 „779310

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 22,11:78 (21) 2688436/23-26 (53)M. Кл.

С 01 G 49/!О с присоединением заявки №

1асударстаанный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 15,11,80, бюллетень № 42 (53) уДК 546141 (088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания . 15.11.80 (72) Автор изобретения

Г. P. Залкинд (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМИДОВ ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к технологии получения бромидов железа, используемых в химической промышленности для производства бромистых алкилов и брома технического.

Известен способ получения бромидов железа из подкисленных до рН 2 — 3 бромсодержаших

5 рассолов, включаюший окисление бромнда до элементарного брома хлором, отдувку брома воздухом, поглощение брома из газовой смеси раствором бромида закнсного железа с последу10 юшим восстановлением окисного железа железной стружкой (1), Для очистки поглощающего раствора от твердых примесей предусмотрен отстой раствора перед подачей его в абсорбер на поглощение бро15 ма, однако этот прием малоэффективен и не обеспечивает необходимое качество раствора.

Башня абсорбции орошается раствором из расчета 4 — 5 м /м сечения аппарата или около

50 мэ/час. Объем отстойной емкости одной системы составляет около 30 м . Продолжительность пребывания раствора в отстойнике около

30 мин. Из-за большой вязкости раствора, высокой его плотности И 1,4 — 1,6 r/cM ) за указанное время раствор практически не освобождается от твердых примесей (их содержание составляет 2 — 3 г/л), что приводит к шламованию насадки, увеличению гидравлического сопротивления абсорбера и всей системы, снижению расхода воздуха и выхода продукта. При работе на загрязненных растворах, когда сопротивление абсорбера достигает 250 и более мм вод. ст., выход продукта снижается до 65%, а всего выход даже на частично загрязненной насадке не превышает 70 — 75%, Таким образом, недостатком известного способа является невысокий выход продукта и эффективность процесса из-за высокого содержания примесей в растворе (2 — 3 г/л) на стадии поглощения брома.

Цель изобретения — повышение выхода продукта до 85% и повышение эффективности процесса за счет снижения содержания примесей в растворе на стадии поглощения брома до

0,02 — 0,05 г/л.

Поставленная цель достигается способом получения бромидов железа из подкисленных бромсодержаших рассолов, заключавшимся в окислении бромнда хлором, отдувка брома воздухом, 7793lU

3 поглощение брома иэ--газовой смеси раствором б .ромида закиснага железа с паследуюпгпм восстановлением окисного железа железной стружкои, причем перед поглощением брома раство р бромида эакисного железа обрабатывают минеральной кислотой, взятой в количестве 0,02—

005 г-экв/л,, отделяют 0,03 — 0,05 ч. раствора, восстанавливают в нем окисное железо до закисного на 80 — 100%, отстаивают раствор

10 — 15 ч, отделяют примеси и смешивают осветленную часть с остальным раствором, а в качестве минеральной кислоты используют или серную, или соляную, или бромистоводородную кислоту, или их смеси.

Введение в поглотительный раствор минеральной кислоты способствует замедлени|о реакции гидролиза железа в процессе абсорбшш брома из газовой смеси, предотвращению загрязнения раствора и отложения на насадке абсорбера малорастворимой гндроокиси железа и оксибромидав; растворению содержащихся в растворе мелкодисперсных взвесей — окислов железа; ускорению процесса восстановления окисного железа железной стружкой эа счет выделения атомарного водорода:

2H + Fe=-2Н+ Ге

Ve+" + 2Н - М + 2Н

Если обработку вести минеральной кислотой, взятой в количестве, меньшем 0,02 г-экв/л, то содержание твердых примесей увеличивается и снижается выход продукта. Иведенис минеральной кислоты больше 005 г-экв/л нецелесообразно,"так как это не приводит к снижению примесей и увеличению выходз продукта.

Проведение процесса восстановления бромида окисного железа не ва всем объеме раствора; а лишь в части раствора, отбираемого от общего потока, находящегося в циркуляции, на величину 80-10070 с последующим отстоем этого раствора за время не менее 10 — 15 ч обес печивает получение необходимого количества бромида закиснога железа с высокой степенью

-- "ачисткй от твердых примесей для проведений процесса поглощения брома из газовой смеси.

Если отстаивание вести меньше 10 ч, то снижается выход продукта, отстаивание больше

15 ч "нецелесообразно, так как это не приводит к дальнейшему снижению содержания примесей в растворе и к повышению выхода, Отделение раствора в количестве, мейьшем

О,ОЗ ч общего потока раствора, приводит к повышению содержания примесей в растворе, а в количестве, большем 0,05 ч общего потока — к необходимости увеличения объема восстановительной и отстойяой емкости.

По данному способу при отборе О ОS ч от общего количества 1S-часовой отстой обеспечивается в емкости объемом в 20 раэ меньше, чем по известному способу. ф

Восстановление окисного железа до закиснога в растворе меньше, чем на 80 также приводит к увеличению объема отстойной емкости, а следовательно, к увеличению капитальных затрат для получения растворов с высокой степенью очистки от твердых примесей.

П р н м е р 1. Иа производства 120 кг/ч брамида закисного и окисного железа (в пересчете на 100%-ный бром) поступает 280 м /ч рассола, содержащего 0,5 кг/м бромида. Рассол подкисляют до pH =. 2,5, обрабатывают хлором в количестве 93,5 кг/ч, бром из рассола выдувают потоком воздуха. Газовую смесь направляют в башню абсорбции на поглощение брома (также примесей хлора). Абсорбер орошают раствором в количестве 50 мз/ч, содержащем, кг/м : FeBr 371, ГеВгз 340. Kîíöåíтрация брамида 550 кг/м . В раствор непрерывно вводят соляную (серную, бромистоводародную) кислоту из расчета 002 г-экв/л. Гидравлическое сопротивление абсорбера 100 мм вод.ст. всей бромной системы — 650 мм вад, с. Для поглощения брома из газовой смеси расходуют

330 кг/ч бромистого железа, образуется соответственна 452 кг/ч бромида окиснога железа.

От общего потока раствора отбирают 1,52 см /ч, что составляет 003 часть общего потока и направляют на восстановление окисного железа до закисного, Восстановление проводят на 100%.

Расходуют 52 кг/ч железной стружки. Восстановленный раствор очищают от твердых примесей в отстойнике объемом 25 мз. За время отстоя 15 ч раствор полностью очищается от взвесей. Из емкости отбирают 0,218 м /ч раствора и передают на получение брома техничес35 кого. Остальное количество (1302 м /ч) направз ляют на смешение с общим потоком. Для стабилизации состава в емкость вводят такой же объем воды. Выход продукта по брому 85%.

40 Пример 2. Производство бромида закисного железа, не содержащего окисное железо в количестве 120 кг/ч (в пересчете на

100%-ный бром) производят из сырья, аналогично примеру 1.

Газовую смесь (бром и примесь элементарного хлора) очищают от хлора путем контакта с раствором бромида железа, направляют в башню абсорбции, орошаемую раствором в количестве 50 мз/ч, сопержащим, кг/м:

FeBr, 452,7; FeBr, 265, концентрация бромида 550 кг/м, В раствор непрерывно вводят з

0,05 г-3KB/л серной (бромистоводородной кислоты. Гидравлическое сопротивление абсорбера

100 мм вод. ст., всей бромной системы—

650 мм вод. ст. Для поглощения брома из газовой смеси расходуют 330 кг/ч бромистого железа, образуется соответственно 452 кг/ч бромида окнсного железа. От общего потока раствора отбирают 1,1 м /ч, что сплавляет

Составитель Л. Ситнова

Редактор О. Колесникова Техред М. Кузьма Корректор М. Пожо

Заказ 7954/31 Тираж 565 Подписное

ВНИИ11И Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

<1>и: иая llllll "11агент", r. Ужгород, ул. 11роектнан, 4

5 7793

0,05 ч, обшего потока и направляют на восстановление окисного железа до закисного. Восста. новленне проводят на 80; Расход железной стружки 52 кг/ч, Восстановленный раствор очищают от твердых примесей в отстойнике объемом 25 м . За время отстоя 10 ч раствор очищается (остаточное содержание примесей

0,02 г/л). Из отстойника отбирают 0,218 м /ч раствора в виде готового продукта. Остальное количество (1,882 м /ч) передают на смешение с общим потоком. Туда же вводят 0,218 м /ч воды. Выход продукта по брому 83%.

Пример 3. На производство 96 кг/ч бромида закисного и окисного железа (в пересчете на 100%-ный бром) поступает 280 м /ч рассола, содержащего 0,4 кг/м бромида. Рассол подкисляют до pH = 2,5„обрабатывают хлором в количестве 75 кг/ч, бром из рассола выдувают потоком воздуха. Газовую смесь направляют в бацшю абсорбции на поглощение брома.

Абсорбер орошают раствором в количестве

50 м ч, содержащим, кг/м: FeBr2 452,7:

ЕеВгэ 265,5, концентрация бромида 550 кг/м, В раствор непрерывно вводят соляную кислоту из расчета 0,03 г-экв/л, Гидравлическое сопротивление абсорбера 110 мм вод, ст., всей системы — 660 мм вод. ст. Зля поглощения брома из газовой смеси расходуют 264 кг/ч бромистого железа, образуется соответственно 362 кг/ч бромида окисного железа. От общего потока раствора отбирают 2,0 м /ч, что составляет

0,04 ч, общего потока и направляют на восстановление окисного железа до закисного. Восстановление проводят на 90Я. Расходуют 41,6 кг/ч железной стружки. Восстановленный раствор очищают от твердых примесей в отстойнике

35 объемом 25 м . 3a время отстоя 12,5 ч раствор полностью осветляется и передается на смешение с общим потоком в циркуляпнонную емкость. Иэ емкости отбирают 0,174 м /ч готово4О

ro продукта и передают иа производство брома технического; 1,826 м /ч возвращают на смешение, Для стабилизации состава в емкость вво10 6 дят такой же объем воды. Выход продукта по брому 83". .

Использование данного способа обеспечивает по сравнению с известными повышение выхода продукта на 3 — 5%; повышение эффективности процесса за счет уменьшения содержания твердых примесей с 2-3 до 0,02 — 0,05 г/л; снижение гидравлического сопротивления абсорбера за счет предотвращения илн резкого снижения шламования насадки с 250 — 300 до 80 — 100 мм вод. ст.

Формула изобретения

1. Способ получения бромидов железа иэ подкисленных бромсодержащих рассолов, включаюший окисление бромида хлором, отдувку брома воздухом, поглощение брома из газовой смеси раствором бромида закисного железа с последуюшим восстановлением окисного железа железной стружкой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выхода продукта и .повышения эффективности процесса за счет снижения содержания примесей в растворе на стадии поглощения брома, перед поглощением брома раствор бромида закисного же- леза обрабатывают минеральной кислотой, взятой в количестве 0,02 — 0,05 r-экв/л, отделяют

0,03 — 0,05 ч, раствора, восстанавливают в нем окисное железо до эакисного на 80-100Я, отстаивают раствор 10 — IS ч, отделяют примеси и смешивают осветленную часть с остальным раствором.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю ш n " с я тем, что в качестве минеральной кислоты используют или серную, или соляную, или бромистоводородную кислоту или их смеси.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. 1 егламент производства бромистого железа Челекенского химического завода N 3, Челекент, 1976.