Способ получения бромного железа

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социапистических

Реснублик

-а (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 06.12.78 (21) 2692040/23-26 (5$)hA. КЛ.

С 01 G 49/10 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет—

Государствеммый коммтет

СССР ло делам мзобретенмй м открытмй

Опубликовано 230381.Бюллетень 149 11 (53) УДК 661 ° 872 °.341 (088.8) Дата опубликования описания 25 . 0 3 . .81

В.К. Фомин, О.В. Лебедев, В.М. Жуков, Г.А.; Вахрушей:. и Л.Д. Зеленина

А. . ! — / (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМНОГО ЖЕЛЕЗА

15

Изобретение относится к способам получения бромного железа, применяемого в химической промьинленности.

Известен способ получения бромного железа путем прямого взаимодействия между металлическим железом и бромом, процесс ведут при 50% избытке железа, в расчете н стехиометрическое соотношение (1)..

Недостатком этого способа является .то, что он сопровождается горением железа в.броме и в связи с этим не может быть использован в промышленности.

Известен также способ получения бромного железа при поглощении брома из бромовоэдушной смеси, получаемой при десорбции брома из окисленных хлором природных рассолов. Поглоще- 20 ние брома ведут слоем железной стружки. Пары брома в смеси с влажным воздухом подают в цилиндрические аппараты-химсорберы, сверху вниз через влажную железную стружку. Для увлажнения железной стружки в химсорберы, подают воду, периодически распыляя ее через форсунки, расположенные в верхней части аппарата над слоем железной стружки. Бром реагирует с > 30 железной стружкой, образуя бромное и бромистое железо.

Раствор бромно-бромистого железа стекает по стружке в нижнюю часть аппарата, при этом бромное железо частично восстанавливается за счет взаимодействия со свежей стружкой.

Таким образом, продукты взаимодействия брома с железом почти полностью превращаются в бромистое железо, содержащее 0,3-3,0Ъ примеси трехвалентного жЕлеза. Концентрация бромидов в готовом продукте составляет от 400 до 700 кг в 1 м . Процесс ведут в аппарате из кирпича или бетона диаметром 4,82 м и высотой

8 м, высота. слоя железной стружки составляет 4-6 м, скорость газов в аппарате составляет 0,3-0,5 м/сек, .время контакта около 10-12 сек. В производстве брома обычно газовую смесь пропускают сверху вниз и получают раствор, содержащий, в ос новном, бромистое железо (2).

Однако установлено, что при пропускании газов снизу вверх, содержание бромного железа в готовом продукте возрастает с 5 до 10-20%. В химсорбере образуется шлам, поэтому через 20- 60 дней аппарат отключают

814876

РМ пп имечание простои стружке,в т на 1 т ,поглощен ного брома

0,82

5,2

1) По известному способу

24,5

0,78

Не определен

2) Пробег более

1 месяца

0,65

6,2

То же

0,45

0,43

93

30

0,47

0,50

0,60

90

50! б

1) Высота реакционной зоны увеличивается.

S0

"про.2).Начинается скок" брома.

0,65

0,66

10

100 от бромной системы, вымывают из шлама бромно-бромистое железо, шлам иэ аппарата выгружают, íà его место загружают свежую стружку. Простои химсорбера при этом составляют

10-20% от общего времени его работы.

Кроме этого, недостатком известного способа получения бромного железа является низкий выход продукта (90Ъ и значительный расход желеэнои стружки, расходный коэффициент по железной стружке в т на. 1 т поглощенного брома равен 0,78-0,82.

Цель изобретения — повышение выхода продукта до 90-99% и снижение расхода железной стружки (расходной коэффициент по железной стружке в т на т поглощенного брома составляет

0,43.-0,50) .

Поставленная цель достигается тем, что для получения бромного железа, путем поглощения брома иэ бромвоздушной смеси при пропускании ее через увлажненную железную стружку 20-50Ъ от общего количества воды, используемой на увлажнение железной стружки, подают в бромвоздушную смесь в виде насыщенного пара.

Введение процесса с,подачей 20-50оо воды, необходимой для получения раствора целевого продукта, в виде насыщенного пара, доэируемого в бромвоздушную смесь, перед подачей ее в химсорбер снизу вверх обуславливает то, что при этом реакционная зона в нижней части химсорбера становится минимальной, стружка срабатывается равномерно, шлам частично проваливается через колосниковую решетку, что увеличивает пробег аппарата и сокращает его простои, дает более полное использование железной стружки при образовании раствора, содержащего, в основном, бромное железо, что сокращает общий расход стружки на 35-45% по сравнению с известным способом.

Целесообразность выбранных соот— ношений подачи воды и водяного пара подтверждаются специально проведенными исследованиями. Методика эксперимента была следующей: бромвоздушную смесь, получаемую испарением брома во влажных воздух и содержащую 3,2 г/м основного реагента, пропускают через

Щ стеклянную колонну диаметром 0,1 м.

Колонну сверху орошают водой. Часть воды, измеряемая весовым методом по уменьшению веса аппарата, подают в виде насыщенного водяного пара из ис25 парителя, выход которого был подклю— чен к вводу бромвоздушной смеси в нижнюю часть колонны с железной стружкой.

Зависимость выхода продукта от дозировки воды в виде пара при +20 С приведена в таблице.

26 сут При подаче газов сверху вниз

814876

Формула изобретения

Составитель В. Кириленко

Редактор В. Лазаренко Техред Е.Гаврилешко Корректор М.Демчик

Заказ 944 /33 Тираж 505 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035 у Москва Ж 35 р Раушская наб д, 4/5

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

И. таблицы следует, что положительныи эффект наблюдается при подаче в виде пара 10-100Ъ воды, необходимой для проведения процесса. С учетом других технологических показателей, наиболее целесообразно подавать в виде пара в химсорбер (в бромвоздушную

5 смесь) от 20 до 50Ъ общего количества воды, необходимого для осуществления процесса, так как при этом достигается наиболее значительное увеличение выхода продукта, реакционная зона минимальная по высоте и составляет

0,2-0,4 м, расход стружки сокращается на 35-45Ъ по сравнению с известным способом. Ввиду невозможности создания идентичных условий с действующим производством, на лабораторной установке пробег и простои аппарата не определялись.

Предлагаемый способ позволяет повысить выход продукта (Ъ бромного же- Щ леза в образующемся растворе бромидов от их суммы составляег 90-99Ъ) и снизить расход железной стружки (расходный коэффициент.по железной стружке в т на 1 т поглащенного брома составляет 0,43-0,5б) .

Пример. Бромвозцушную смесь, содержащую 2,5+0,5 г/м брома, подают в промышленный химсорбер диаметром 4,82 м, заполненный на высоту

4 -5 м железной стружкой. Скорость газов в живом сечении аппарата

0,4-0,5 м/сек, расход — около з

23000-27000 м З/час. Подачу бромвоздушной смеси осуществляют снизу химсорбера. ЗОЪ Воды, необходимой для осуществления нормального хода технологического процесса подают в виде насыщенного водяного пара с давлением 3-4 атм в трубопровод бромвоздушной смеси, подсоединенный к нижней части химсорбера. 70Ъ Воды, необходимой для получения раствора бромного железа, подают сверху аппарата путем периодического разбрызгивания через форсунку. Пробег аппарата составляет 80 дней, что соответствует простоям 5-7% от времени его работы, что в 2-2,3 раза ниже, чем в известном способе. Расходный коэффициент по стружке составляет 0,5 т/т, это на 36Ъ ниже, чем в известном способе, т.е. 0,78 т/т. Полученный раст- . вор содержит 97-99Ъ бромного железа по отношению к сумме бромного и бромистого железа (по анализам через

4-8 часов).

Способ получения бромного железа путем поглощения брома иэ бромвоздушной смеси при пропускании ее через увлажненную железную стружку,.о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода продукта и снижения расхода железной стружки, 20-50Ъ от общего количества воды, используемой на увлажнение железной стружки, подают в бромвоздушную смесь в виде насыщенного пара.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коттон Ф. и Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия.

Мир", 1969, т. 3, с. 265.

2. Ксензенко В.И. и Стасиневич Д.С.

Технология брома и йода. Госхимиздат, М., 1960, с. 167-170 (прототип).