Способ получения бромного железа Советский патент 1981 года по МПК C01G49/10 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМНОГО ЖЕЛЕЗА

1

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

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

Недостатком этого способа являет.сято, 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 бромовоздушной смеси, получаемой при десорбции брома из окисленных хлором природных рассолов. Поглощение 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

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 пол0ностью превращаются в бромистое железо , содержащее ,0% 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 8м, высота.слоя железной стружки составляет 4-6 м, скорость газов в аппарате составляет 0,3-0,5 м/сек,

0 время контакта около 10-12 сек, В производстве брома обычно газовую смесь пропускают сверху вниз и получают раствор, содержащий, в ос,новном, бромистое железо 12.

5

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 0 через 20-60 дней аппарат отключгиот от бромной системы, вымывают из шлама бромно-бромистое железо, шлам из аппарата выгружают, на 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 90% и значительный расход железной струж ки, расходный- коэффициент по железной стружке в т на 1 т поглощенного брома равен 0,78-0,82. Цель изобретения - повышение выхо да продукта до 90-99% и снижение рас хода 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 из бромвоздушной смеси при пропускании ее чере увлажненную железную стружку 20-50% от общего количества воды, используемой на увлажнение железной струж ки , подают в бромвоздушную смесь в виде насыщенного пара. Введение процесса с ,подачей 20-50 воды, необходимой для получения раст вора целевого продукта, в виде насы щенного пара, дозируемого в бромврз душную смесь, перед подачей ее в хим

1 2

5,2

О О 24,5

6,2

10 20 30 40 50

93

99

97

90 60

80

75 70

80

9 10

100

26 сут

При подаче газов сверху вниз

1)По известному

Не опспособуределен

2)Пробег более 1 месяца

То же

1)Высота реакционной зоны увеличивается .

2)Начинается проскок брома.

0,65 0,66 сорбер 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 соотношений подачи воды и водяного пара подтверждаются специально проведенными исследованиями. Методика эксперимента была следующей: бромвоздушную смесь, получаемую испарением брома во влажных воздух и содержащую 3,2г/м основного реагента, пропускают через стеклянную колонну диаметром 0,1 м. Колонну сверху орошают водой. Часть воды, измеряемая весовым мет.одом по уменьшению веса аппарата, подают в виде насыщенного водяного пара из испарителя, выход которого был подключен 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.

Из таблиц 1 следует, что положител ныи эффект наблюдается при подаче в виде пара 10-100% воды, необходимой для проведения процесса. С учетом других технологических показателей, наиболее целесообразно подавать в виде пара в химсорбер (в бромвоздушную смесь) от 20 до 50% общего количеств 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 35-45% 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 (% бромного железа в образующемся растворе бромидов от их суммы составляет 90-99%) и снизить расход железной стружки (расходный коэффициент.по железной стружке в т на 1 т поглащенного брома составляет 0,43-0,50) .

Пример. Бромвоздушную смесь , содержащую 2,5i: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 , расход - около 23000-27000 . Подачу бромвоздушной смеси осуществляют снизу химсорбера. 30% Воды/ необходимой для осуществления нормального хода технологического процесса подают в виде насыщенного водяного пара с давлекием 3-4 атм в трубопровод бромвоздушной смеси, подсоединенный к нижней части химсорбера. 70% 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 36% ниже, чем в известном способе, т.е. 0,78 т/т. Полученный раствор содержит 97-99% бромного железа по отношению к сумме бромного и бро5мистого железа (по анализам через 4-8 часов).

Формула изобретения

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

Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе

2.Ксензенко В.И. и Стасиневич Д.С. Технология брома и йода. Госхимиздат/ М. , 1960, с. 167-170 (прототип).