Способ получения бромидов железа Советский патент 1980 года по МПК C01G49/10 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМИДОВ ЖЕЛЕЗА

1

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 бромсодержащих рассолов, включающий окисление бромида до элементарного брома хлором, отдувку брома воздухом, поглощение брома из газовой смеси раствором бромида закисного железа с последующим восстановлением окисного железа железной стружкой 1 .

Для очистки поглощающего раствора от твердых примесей предусмотрен отстой раствора перед подачей его в абсорбер на поглощение брома, однако этот прием малоэффективен и не обеспечивает необходимое качество раствора. Башня абсорбции орошается раствором из расчета 4-5 сечения аппарата или около 50 . 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 ,4-1,6 г/см) за указанмое время раствор пракгически не освобождается от твердых примесей (их содержание составляет 2-3 r/ji), 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

то 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 сод ержания примесей в растворе на стадии поглощения брома до 0,02-0,05 г/л.

Поставленная цель Достигается способом получения бромидов железа из подкисленных бромсодержащих рассолов, заключающимся в окислении бромида хлором, отдувка брома воздухом, З поглощение бройа йз газ6вой смеси раствором бромида закисного еле:за с последуюишм восстановлением окисного железа железной стружкой, причем перед поглощением брома раствор бромида закисного железа обрабатывают минеральной кислотой, взятой в количестве 0,02- 0,05 г-экв/л,, отделяют 0,03-0,05 ч. раствора, восстанавливают в нем окисноё 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 бррлшстоводородную кислоту, или их смеси. Введение в поглотительный раствор минеральной кислоты способствует замедле1шю реакции гидролиза железа в процессе абсорбщнг брома из газовой смеси, предотвращению загрязнешш раствора и отложе1шя на насадке абсорбера малорастворимой гидроокиси железа и оксибромидов; растворению содержащихся в растворе мелкодисперсных взвесей - окис лов железа; ускорению процесса восстановления окисного железа железной стружкой за счет вьщеления атомарного водорода; 2Н + Fe 2Н V Fe + 2Н Fe + гН Если обработку вести микеральйой кислотой взятой в количестве, меньшем 0,02 г-экв/л, то содержание твердых примесей уйелкчивается и снижается выход продукта. Введение минераль ной кислоты больше 0,05 г-экв/л нецелесообразно, так как это не приводит к снижению примесей и увеличению выхода продукта. Проведеш1е процесса восстановлегшя бромида окисного железа не во всем объеме раство ра, а лишь в части раствора, отбираемого от общего потока, находящегося в циркуляции, на величину 80-100% с последующим отстоем этого раствора за время не менее 10-15 ч об печивает получе1ше необходимого количества бромида закисного железа с высокой степенью очистки от твердых примесей для проведения процесса поглощения брома из газовой смеси. Если отстаива1ше вести меньше 10 ч, то снижается выход продукта, отста}шание больш 15 Ч нЩепёсбобразно, так Как это не пр1гаоди к дальнейшему сниженшо содержан11я примесе в растворе и к повьшению выхода. Отделение раствора в кошиествё, меньшем 0,03 ч общего потока раствора, приводит к п вышению содержания примесей в растворе, а в количестве, большем 0,05 ч общего потока - к необходимости увеличения объема вос становительной и отстойлой емкости. По данному способу при отборе 0,05 ч от общего количества 15-часовой отстой обеспечи вается в емкости объемом в 20 раз менйп чем по известному способу.

ly ffjja jpjbM X - V--- ;-;:; --; Восстановление окисного железа до закисого в растворе меньше, чем на Щ также риво.здт к увеличению объема отстойной емкости, а следовательно, к увеличению капитальных затрат для получения растворов с высокой степенью очистки от твердых примесей. П р и м е р 1. На производство 120 кг/ч бромида закисного и окисного железа (в пересчете на 100%-ный бром) поступает 280 рассола, содержащего 0,5 кг/м бромида. Рассол подкисляют до рН 2,5, обрабатывают хлором в количестве 93,5 кг/ч, бром из рассола выдувают потоком воздуха. Газовую смесь направляют в башню абсорбщ и на поглощение брома (также примесей хлора). Абсорбер орошают раствором в количестве 50 м/ч, содержащем, РеВгг 371, FeBrj 340. Концентрация бромида 550 кг/м. В раствор непрерывно вводят соляную (серную, бромистоводородкую) кислоту из расчета 0,02 г-зкв/л. Гидравлическое сопротивление абсорбера 100 мм вод.ст. всей бромной системы - 650 мм вод. с. Для поглощения брома из газовой смеси расходуют 330 кг/ч бромистого железа, образуется соответственно 452 кг/ч бромида окисного железа. От общего потока раствора отбирают 1,, что составляет 0,03 часть общего потока и направляют на восстановление окисиого железа до закисного. Восстановление проводят на 100%. Расходуют 52 кг/ч железной - стружки. Восстановлеиный раствор очищают от твердых примесей в отстойнике объемом 25 м. За время отстоя 15 ч раствор полностью очищается от взвесей. Из емкости отбирают 0,218 м/ч раствора и передают на получение брома технического. Остальное количество (1302 м/ч) направляют на смеще){ие с общим потоком. Для стабил зшдаи состава в емкость вводят такой же объем воды. Выход продукта по брому 85%. П р и м е р 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 баишю абсорбции, орошаемую раствором в коли11естве 50. , содержащим, кг/м: FeBrz 452,7; РеВгэ 265, концентрация бромида 550 кг/м. В раствор непрерывно вводят 0,05 г-зкБ/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 потокя раствора отбирают 2,1 м/ч, что состав.чяет 57 0,05 ч, общего потока и направляют на восстановление окисного железа до закисного. Восстановление проводят на . 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, раствора в виде готового продукта. Остальное количество (1,882 ) передают на смешение с общим потоком. Туда же вводят 0,218 воды. Выход продукта по брому 83%. Примерз. На производство 96 кг/ч бромида закисного и окисного железа (в пересчете на 100%-ный бром) поступает 280 рассола, содержащего 0,4 кг/м бромида. Рассол подкисляют до рН 2,5 обрабатывают хлором в количестве 75 кг/ч, бром из рассола выдувают потоком воздуха. Газовую смесь направляют в баищю абсорбции на поглощение брома. 20 Абсорбер орошают раствором в количестве 50 , содержащим, РеВг2 452,7: РеВгз 265,5, концентрация бромида 550 кг/м. В раствор непрерывно вводят соляную кислоту из расчета 0,03 г-зкв/л. Гидравлическое сопротивление абсорбера ПО мм вод. ст., всей системы - 660 мм вод. ст. Для поглощения брома из газовой смеси расходуют 64 кг/ч бромис того 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 90%. Расходуют 41,6 кг/ч железной стружки. Восстановленный раствор очищают от твердых примесей в отстойнике объемом 25 м . За время отстоя 12,5 ч раствор полностью осветляется и передается на смешение с общим потоком в Щ1ркуля.иионную емкость. Из емкости отбирают 0,174 м/ч готового продукта и передают на производство брома технического; 1,826 м/ч возвращают на смещение. Для стабилизаи.ии состава в емкость вводят 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 или резкого снижения и памования насадки с 250-300 до 80-100 мм вод. ст. Формула изобретения 1. Способ получения бромидов железа из одкисленных бромсодержащих рассолов, включающий окисление бромвда хлором, отдувку рома воздухом, поглощение брома из газовой смеси раствором бромида закисного железа с последующим восстановлением окисиого железа железной стружкой, отличающийс я тем, что, с целью повышения выход;а продукта и повышения эффективности процесса за счет снижения содержания примесей в растворе на ctaдии поглощения брома, перед поглощением брома раствор бромида закисного желаза обрабатывают минеральной кислотой, взятой в количестве 0,02-0,05 г-экв/л, отделяют 0,03-0,05 ч. раствора, восстанавливают в нём окисное железо до закисного на 80-100%, отстаивают раствор 10-15 ч, отделяют примеси и смешивают осветленную часть с остальным раствором. 2. Способ по п . 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что в качестве минеральной кислоты используют или серную, или соляную, или бромистоВодородную кислоту или их смеси. Источники информации, принятые во BHMMairae при экспертизе 1. Регламент производства бромистого железа Челекенского химического завода № 3, Челекент. 1976.