СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ЙОДА Советский патент 1969 года по МПК G01B7/14 G01F13/00 

Изобретение может быть использовано в промышленности при .производстве мономеров для различных полимерных материалов.

Известен ряд способов регенерации йода из продуктов йодирующего дегидрирования углеводородов.

Способ, основанный на применении металлической меди, имеет недостатки: периодичность работы, связанная с необходимостью регенерации меди, возможность образования взрывоопасных ацетиленидов. Способ водной отмывхи при регенерации йода не обеспечивает полнот Ы извлечения йода. Улавливание йодсодержащих веществ акцептором в .кипящем слое также не приводит кполному извлечению йода, а при непрерывной работе требует СЛОЖНОГО аппаратурного оформления. Аммиачный способ извлечения йодсодержащих продуктов связан с возможностью образования взрывоопасного трехйодистого азота. Применение хлора в процессе регенерации йода характеризуется следующими недостатками: периодичность, трудности, связанные с транспортировкой твердого йода, и наличие сточных вод.

С целью устранения недостатков предложен способ, который позволяет проводить процесс регенерации йода непрерывно, полно, без образования сточных вод и кристалличесК0 го йода.

Для этого контактный газ нейтрализуют щелочью, или содой, или их смесью, и полученный при этом раствор йодистых солей подвергают электролизу с последующей отдувкой элементарного йода кислородом или кислородсодержащим газом, или их смесью с водяным паром.

Те.хнологическая схема осуществления описываемого способа приведена на чертеже.

В схему включены: скруббер / водной отмывки, скруббер 2 щелочной отмывки, отстойник 3, отстойник 4, аппарат 5 для разложения йодата до элементарного йода и йодида, аппарат 6 для нейтрализации, фильтр 7,

электролизер 8, колонка 9 для десорбции йода.

Часть контактного газа, содержащего йодистый водород и йод, поступает в скруббер водной отмывки, где получается водный

раствор йодистого водорода. Количество газа, направляемого в скруббер, определяют потребностью в йодистоводородной Кислоте, концентрация .которой поддерживается конденсацией части водяного пара из контактного газа.

Газ, прошедший водиую отмывжу, вместе с основным потоком контактного газа поступает в скруббер щелочной отмывки, -где окончательно освобождается от йодистого водоПри этом из pacTiBiOpa частично и-спаряется вода в количестве, равном сконденсированному :пару Б скруббере за вычетом водорода воды, разложенной в электролизере.

После скруббера щелочной отмьтаки конта.к™ый газ натравляют на дальнейшую переработку.

Одновременно в скрубберах 1 к 2 .происходит отмывка контактного газа от акцепторной пыли, при этом содержащийся в акцепторе йод переходит в виде йодида в раствор. Щелочной раствор из отстойника 5 и кислый из отстойника 4 передают в а-ппарат 5, где в слабокислой среде (рН 4-6) «происходил- разложение йодата до элементарного йода и йодида. После это|Го раствор поступает в а:ппарат 6 для нейтрализадии щелочью до рН 7. Нейтрализованный раствор, пройдя фильтр 7 для освобождения от шлама, направляют в электролизер 8. Оттуда через диафра/гмы он поступает в катодное и анодное пространство. Конверсию йодида при электролизе поддерживают так, чтобы не образовывался кристаллический йод в анодном пространстве. В результате электролиза в анодном пространстве (при использовании анодов, практически не адсорбирующих йод: беспористый графит, 1ма гнетит и другие) 01бразует1ся раствор йода .в йодиде. Одновременно в анодном растворе за счет переокисления йода и незначительного взаимодействия йода со щелочью катодного отделения присутствует небольшое количество йодата. В катодном пространстве в результате электролиза получается щелочь и водород. Попадающий .в катодное лрострачство йодат восстанавливается до йодида.

Катодный раствор, представляющий собой смесь щелочи с остатком неразложенпого йодида, направляют в рецикл на орощение скруббера 2, а также для нейтрализаци-и раствора в аппарате 6. Часть этого раствора, эквивалентную приходу натрия за счет акцепторной пыли, .выводят из системы и используют для приготовления акцептора. ВыделяюЩИЙ1СЯ водород утилизируется для нужд производства.

Анодный раствор смещивают с про.мьыкой водой после фильтра 7 и подают на колонну 9 десорбции, где отдувают элементарный йод из раствора кислородом или кислородсодержащим газом либо их смесью с водяным паром. Десорбированный йод в виде парогазовой смеси сверху колонны 9 возвращают в систему дегидрирования. Промывная зода после фильтра 7 компенсирует унос воды из десорбционной колонны.

С нижней части десорбционной колонны У отбирают водный раствор йодида с небольшим количеством йодата и направляют в рецикл л а орошение скруббера 2.

Пример 1. В контактном газе, подаваемом на скрубберы, содержится 13-14 вес. % йода от получаемого бутадиена. Иод распределяется |ПО йодсодержащим продуктам в следующем количестве, %:

элементарный йод7

йод в йодистом водОроде85

йод в акцепторной пыли8

В скруббер водной промывки направляют 11 -15% контактного газа. При промывке в раствор переходит 70% содержащегося в газе йодистого водорода. При таких условиях обеспечена потребность в йодистоводородной кислоте на нейтрализацию остаточной щелочности раствора, отводимого из скруббера щелочной промывки, а также на разложение йодата, получающегося в скруббере и в электролизере.

Поглощаемый в скруббере йодистый водород отводят в виде 10%-ного водного раствора. Необходимую для этого воду конденсируют контактным газом. Количество конденсируемой воды определяют температурой газа на выходе из скруббера, регулируют по количеству отводимого 10%-ного раствора йодистого водорода.

Получающийся в скруббере раствор содержит, г/л: 700 йодида, 3 йодата и 2 щелочи.

Температурный режим скруббера выдерживают так, чтобы из циркулирующего раствора испарялась часть воды. Количество выпариваемой воды поддерживают равным количеству воды, конденсируемой в скруббере, за вычетом водорода воды, разложенной лри электролизе.

На каладые 100 кг производимого дивинила на электролиз направляют 90 л фильтрованного раствора йодида. Конверсию йодида на аноде с выделением элементарного йода проводят на 50%. Отсюда содержание йода в анолите составляет 300 г/л. В таких условиях при прохождении через анодное пространство половины поступающего на электролиз раствора на каждые 100 кг получаемого бутадиена регенерируют 13,5 кг йода, что соответствует количеству йода, извлекаемого из контактного газа. Из катодного пространства отводят 1,15 нм водорода.

Основные параметры электролиза следующие:

Сила тока в водном электролизе, а4000 Плотность тока на диафрагме, а/л«2800 Напряжение на клеммах

электролизера, в2,4

Температура электролита, °С60-70

Протекаемость диафрагмы (одинаковая для катодной и анодной диафрагмы), л/м -час11,5

Состав поступающего на электролиз раствора, г/л:

йодид натрия700

элементарный йод12

Состав анолита (45 л на 100 кг дивинила), г/л:

Состав католита (40 л на 100 кг дивия-нла) с учетом уменьшения объема католита на 10%, г/л:

йодид натрия400

щелочь100

Выход ;по току,

Расход электроэнер.гии на регенерацию йода при получении 100 кг бутадиена, кет-ч7,6 Католит В количестве 3 л на 100 кг бутадиена выводят из системы на приготовление акцептора.

Анолит направляют на паровоздушную десорбцию, которую прОВодят |При 70°С, что обеспечивает .полное выдувание эле.ментарного йода. Количество паровоздушной смеси на 100 кг бутадиена следующее:

воздух, н/.и 4800

водный пар, кг56

Полноту возврата йода определяют исключительно механическими потерями .при переработке, она -составляет 99,7-99,9% от поступающего на регенерадию йода.

Предмет и з о б е т е н и я

Способ регенерации йода из контактного газа, содержащего йод и eiPo соединения, огличающийся тем, что, с щелью непрерывной регенерации йода и исключения образования сточных вод, контактный газ нейтрализуют

щелочью, или содой, или их смесью, и полученный при этом раствор йодистых солей подвергают электролизу с последующей отдувкой элементарного йода кислородом или кислородсодержащим газом, ИЛИ их смесью с

водяным паром.