Способ получения бромистого железа

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>874639 (б1) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 111179 (21) 2839063/23-26 . с присоединением заявки Нов (23) Приоритет-!

Опубликовано 23,10.81. Бюллетень 89 39 (5!)м. кл з

С 01 G 49/10

Государственный комитет

СССР но деяам изобретений н открытий (53) УДК661 872 . 341 (088. 8) Дата опубликования описания 231 0В1

О. В. Лебедев, A. П. Краснов, В. К. и В.П. Кушнаренко . (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМИСТОГО ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к технолоГии получения бромистых солей, широко применяемых в химической йромяшленности.

Известен способ получения бромистых металлов путем взаимодействия в растворе брома, окиси или гндроокиси. металла и восстановителя - уротропина, мочевины или цианамида. удельная производительность 1 м9 0,6 1 кг/ч f1) .

Недостатком известного способа является низкая производительность процесс а.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения бромистого железа путем вза-. имодействия раствора бромно-бромистого железа и сернистого железа при температуре 15-25 С при соотношении массы сернистого железа к массе раствора, равном 2,6 - 3,0. Получают продукт, содержащий трехвалентного железа менее 0,2% T2).

Однако епособ имеет недостаточно высокую скорость процесса 11,6 -.

151, 2 ч " .

Цель изобретения - повышение ско" рости процесса до 2000 ч 1 при сохранении высокого качества и выхода продукт а.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения бромистого. железа, заключающемуся во взаимодействии бромсодержащего соединения с сернистым железом, в качестве бромсодержащего соединения используют бромовоздушную смесь, кото10 рую подают в пересчете на бром о расходом. 0,005-0,030 кг/ч на 1 м поверхности частиц сернистого железа и с объемной скоростью 700-2000 ч-, а взаимодействие осуществляют при

15 подаче воды или раствора бромистого железа с расходом 0,003-0,120 м /ч.

Ъ

Отличительными признаками способа являются следующие. В качестве бромсодержащего соединения исполъзу20 ют бромовоздушную смесь, которую подают с расходом 0,05-0,030 кг/ч на 1 м поверхности частиц сернистого железа с объемной скоростью 7002000 ч ", а взаимодействие осущест25 вляют при подаче воды или раствора бромистого железа с расходом 0,0030,120 м /ч.

Пример 1. В вертикальный цилиндрический реактор снизу из

30 .специального генератора подают бромо874639 воздушную смесь, содержащую 2-5 г брома в 1 м, сверху - раствор броЪ мистого железа в воде. Реактор представляет из себя кварцевую трубу с затвердевшим на стенках расплавом сернистого железа, высота активной зоны применяемого реактора 0,3 м.

Жидкость из кольцевого целевого 0po.сителя стекает равномерной пленкой

3 по внутренним стенкам реактора и самотеком поступает иэ его нижней части в сборник. Скорость реакции и друРасход на 1 м по2 верхности сернистого железа

Содержание после реактора

Состав жидкой фазы брома в отходя» щих газах от общего расхода, % хватножелебромовоэдушной смеси в пересчете на бром, кг/ч жидкой фазы, м /ч в ствобростого леэа, cc.%

Раствор броми сто го железа, содержащий бромидов, 600 г/л

0 5

3,2

1000

0,02

0,02

0,2

0,3

1000

0 05

0,2

1000

0,02

0,02

0 05

1000 . 0,1

0,05

0,02

0,1

1000

0,1

0,4

900

0 05

0,05

0,1

900

0,05

0 05

0,05

0,05

0,1

0,05

900.

0,2

0,1

900

0,8

0i8

900

0i01

400

0,08

0,2

0,05

700

0,08

1200

0 05

0,05

0,08

0,05

0,2

2000

0i08

0,02

0,1

1,2

0,2

1000

0,015

0,02

0,08

0,06

Вада

0,05

0,3

1000

0,02

0,003

0,1

0,1

1000

0,02

0,02

0 12

0,1

0,1

0 12

900

0 05

1,8

3000

0,02

0,06

0,001

0,003

О, 060

0,120

0,180

0,002

0,005

0,020

0 i 030

0 i 040

0,015

0,015

0,015

0,015 гие показатели работы расчитывают по анализам исходных продуктов и продуктов реакции, расходам исходных продуктов, анализу отходящих газов.

В табл. 1 приведена зависимость качества продукта и потерь брома от расхода и объемной скорости подаваемой бромовоздушной смеси в пересчете на бром и расхода воды или раствора бромистого железа. Опыты проводят на пленочном реакторе.

Т аблица 1

Объемная скорость подачи бромовоздушной сме.си на

1 м активной зоны, и Э/ч

874639

Таблица 2

Расход на 1 м поверхности твердой фазы

Производиельность

1 м реактора по цеевому роукту, r/÷

Высота на садки, мм

Размер (поперечник) пускового реагента мм

Содержание после реактора

Концентрация бромидов в жидкой фазе, г/л

Скорость бромовоздушной смеси, ч брома в газах от общего расхода. бро ма, % железа (! !) в жидкой фазе после реактора,мас.% бромовоздушной смеси, в пересчете на бром кг/ч жидкости,м /ч

3 300

3 300

0 15

0,2

1300

0,010

500 0,003

0,05

0 050 0,010

0,1

1300

3 300

2 180

0,05

0,05

0,1

0,1

1500

2 180

0,05

0,1

1500

0,005

0,070

1500 .600

2 180

10 1100

0,2

0,6

0,1

0 05

0,030

0,020

0,070

0,060, 750

5 350

3 600

2 500

700

0,020

0,020

0,2

0,060

0,060

0,060

0,05

2000

0,05

0,2

0,020 3000

0,03

Иэ данных табл. 1 следует, что наиболее целесообразно поддерживать расход жидкой фазы в пределах 0,0030,120 м9/ч на 1 м2 поверхности сернистого. железа. При расходах менее

0,003 м /ч возрастают потери брома и целевой продукт получается несоответствующим ОСТ 6-22-312-74 по содержанию трехвалентного железа (менее О, 3 мас. %) .

При расходах жидкой фазы более

0,120 м%/ч улучшения технических показателей процесса не достигается, а экономические показатели ухудшаются,так как требуются дополнительные э н epro з атраты по перемещению дополнительного количества жидкости. Расход бромовоздушной смеси на 1 м поверхности раздела фаз целесообразно поддерживать в пересчете на бром в пределах 0,005-0,030 кг/ч. При меньших как и при расходах более указанного верхнего предела, технико-экономические показатели процесса ухудшаются.

Объемная скорость подаваемой бромовоздушной смеси поддерживают в пределах 700-2000 м /ч на 1 м активной зоны реактора. При значениях ее менее 700 м /ч на 1 м получает3 ся некачественный целевой продукт,. а при значениях более 2000 мЗ/ч на

1 м .объема значительно возрастают потери основного реагента. Выход целевого продукта 99% и более.

О, 120 0,010

620 0,070 0,005

Применение орошения реактора водой незначительно ухудшает показатели его работы, что на период пуска соответствующих установок вполне допустимо, так как раствор целевого продукта затем начинает циркулировать через реактор.

Пример 2. В вертикальный колонный реактор на колосниковую решетку загружают слой кускового сер10 нистого железа с удельной поверхностью 308 м на 1 м . Снизу вверх пропускают бромовоздушную-смесь, сверху — насадку реактора орошают раствором целевого продукта, который, 15 циркулирует через установку. Перед подачей на орошение реактора из раствора удаляют осадок. В результате опытов было подтверждено, что .наиболее целесообразными расходами на

1 м поверхности сернистого железа следует считать 0,003-0,120 мэ/ч жидкой фазы и 0,005-0,030 кг/ч брома при объемной скорости бромовоздушной смеси 700-2000 ч .

В табл. 2 приведена зависимость качества продукта и потерь брома от расхода и объемной скорости подаваемой бромовоэдушной смеси в пересчете на бром и расхода раствора бромистоÇ() ro железа. Опыты проводят на реакторе с насадкой из реагента.

874639

Формула изобретения

Составитель Л. Ситнова

Редактор A. Шишкина Техред Л.Пекарь Корректор В.Синицкая

Заказ 9239/37 Тираж 508 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий

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

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

Из табл. 2 следует, что гетерогенная реакция протекает одинаково как на плавленном материале, так и на кусковом, а результаты работы реактора определяются соотношениями реагентов, подаваемис на единицу объема реактора. Эти соотношения имеют верх.ний и нижний пределы, образуя оптимальную область изменения технологических параметров. На основании полученных данных выведено, уравнение для расчета. минимальной толщины слоя кускового материала в реакторе при ведении процесса s указанной области изменения параметров

Н = 160 ° а М1 5, Ъ

15 где Н - минимальная (без запаса) высота слоя кускового реагента, мм

160 - экспериментальный коэффициент; 20 и - поперечник куска материала, ммт

И - линейная скорость газа в свободном сечении аппарата,м/с.

Выделения сероводорода при проведении опытов не наблюдают. Выход продукта до 99,бЪ.

Для отделения осадка серы из раствора целевого продукта целесообразно применять фильтрующую центрифугу, проьывные воды с которой можно исполь- о зовать для восполнения недостаткаводы в системе, ввиду отбора части целевого продукта в виде раствора после фильтрации. При применении природного сульфида железа в качестве побочного продукта получается сера элементарная, т.е. более ценный продукт, чем исходное сырье, Таким образом, предлагаемюй способ позволяет повысить скорость процесса с 11,6-151,2 до 100-2000 ч при сохранении высокого качества (содержание трехвалентного.железа в целевом продукте менее 0,2%) и выхода продукта (99,0 - 99,6%).

Экономический эффект составит

60 тыс. руб/год на каждые 1000 т/год мощности по целевому продукту.

Способ получения бромистого железа путем взаимодействия бромсодержащего соединения с сернистым железом, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости процесса при сохранении высокого качества и выхода продукта, в качестве бромсодержащего соединения используют бромовоздушную смесь, которую подают в пересчете на бром с расходом 0,0050,030 кг/ч на 1 м поверхности частиц сернистого железа с объемной скоростью 700-2000 ч-", а взаимодействие осуществляют при подаче воды идти раствора бромистого железа с расходом 0,003-0,120 м /ч.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР Р 8215, кл. С 01 В. 9/04, 28.02.29.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2661037, кл. С 01 В 9/04, 29.08.78 (прототип) .