Способ получения брома

 

Изобретение относится к технологии получения брома из бромсодержащих растворов и может быть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности. Способ получения брома включает адсорбцию брома из бромсодержащего раствора ионитом и десорбцию брома из ионита, отличается тем, что десорбцию брома из ионита ведут водяным паром с последующим получением жидкого брома при конденсации паробромной смеси, при давлении 10,000 - 25,000 Па. Целесообразно после адсорбции брома из исходного бромсодержащего раствора ионит обрабатывать бромной водой, образующейся после конденсации паробромной смеси и отделения жидкого брома. Способ позволяет получить бром без дополнительного расхода химических реагентов на десорбцию брома из ионита, расход пара существенно ниже, чем при прямой паровой отгонке брома водяным паром из исходного бромсодержащего раствора. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к технологии получения брома из бромсодержащих растворов и может быть использовано в химической и смежных с ней отраслях промышленности.

Известен паровой способ получения брома из бромсодержащих растворов включающий десорбцию брома из бромсодержащего раствора острым водяным паром при температуре кипения раствора с последующим получения жидкого брома при конденсации паробромной смеси. Существенным признаком данного способа, совпадающим с заявляемым изобретением, является получение жидкого брома при конденсации паробромной смеси.

Недостатком данного способа является большой расход водяного пара, так как приходится нагревать до температуры кипения всю массу исходного бромсодержащего раствора, концентрация брома в котором, как правило, невысока. Так, например, при концентрации брома в растворе 6,0 кг/м³ расход водяного пара на 1 т брома составляет 17 т.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ионообменный способ (Ксензенко В.И. и Стасиневич Д. С. Химия и технология брома, йода и их соединений. М.: Химия, 1979, с. 202 - 205), включающий адсорбцию брома из бромсодержащего раствора ионитом, десорбцию брома из ионита водными растворами химических реагентов с наработкой концентрата брома, получение жидкого брома из концентрата. Существенным признаком данного способа, совпадающим с заявляемым изобретением, является адсорбция брома из бромсодержащего раствора ионитом. При получении жидкого брома из концентрата также используется десорбция брома острым водяным паром, однако удельный расход водяного пара здесь существенно ниже, чем по описанному выше аналогу, т.к. содержание брома в концентрате на 1 - 2 порядка выше, чем в исходном бромсодержащем растворе.

Недостатком данного способа является большой расход химических реагентов на десорбцию брома из ионита (обычно используются растворы сульфита и хлорида натрия) и последующее выделение элементного брома перед десорбцией брома водяным паром из концентрата (обычно используется газообразный хлор).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, состоит в том, чтобы получить бром из бромсодержащего раствора, в том числе и природного, с одной стороны, без большого расхода водяного пара, характерного для парового способа, и, с другой стороны, без дополнительного расхода химических реагентов на десорбцию брома из ионита и получение жидкого брома из концентрата, характерных для ионообменного способа, а тем самым обеспечить наибольшую экономическую эффективность процесса получения брома.

Поставленная задача решается тем, что заявляемый способ получения брома включает адсорбцию брома из бромсодержащего раствора ионитом, а десорбцию брома из ионита ведут водяным паром с последующим получением жидкого брома при конденсации паробромной смеси.

Отличительным признаком способа является то, что десорбцию брома из ионита ведут водяным паром с последующим получением жидкого брома при конденсации паробромной смеси.

Сущность способа заключается в следующем.

При адсорбции брома из бромсодержащего раствора ионитом происходит концентрирование брома в объеме ионита в десятки и сотни раз. Десорбция брома из ионита водяным паром с последующей конденсацией паробромной смеси обеспечивает получение жидкого брома без дополнительного расхода химических реагентов на этих стадиях. С другой стороны, поскольку водяным паром обрабатывают ионит, концентрация брома в котором на 2 - 3 порядка выше, чем в исходном бромсодержащем растворе, то удельный расход пара на единицу количества брома по заявляемому способу значительно ниже, чем при паровой десорбции брома непосредственно из бромсодержащего раствора.

По заявляемому способу десорбцию брома из ионита водяным паром целесообразно вести при давлении 10000 - 25000 Па, что обеспечивает минимальный расход водяного пара, а также предотвращает возможные потери ионита за счет недостаточной его термостойкости. Количественный интервал давления обусловлен тем, что при давлении меньше 10000 Па (температура насыщенного водяного пара 46^oC) значительно возрастают потери брома со сдувками при конденсации паробромной смеси и снижается выход брома, а при давлении выше 25000 Па (температура насыщенного водяного пара 65^oC) возрастают потери ионита.

Целесообразно также ионит после адсорбции брома из исходного бромсодержащего раствора обрабатывать бромной водой, образующейся после конденсации паробромной смеси и отделения жидкого брома. Обработка бромной водой, представляющей собой насыщенный водный раствор брома, повышает концентрацию брома на ионите, соответственно снижая удельный расход водяного пара. С другой стороны, исключается дополнительный расход химических реагентов на извлечение брома из бромной воды.

Пример 1. Бромсодержащий раствор с массовой концентрацией бромида 6,0 кг/м³ в количестве 76 м³/ч подкисляют соляной кислотой до pH с, 2,5, обрабатывают в смесителе газообразным хлором в количестве 225 кг/г. Затем раствор, массовая концентрация элементного брома в котором составляет 5,79 кг/м³, поступает на адсорбцию брома в аппарат со стационарным слоем ионита. Насыщенный бромом ионит с концентрацией брома 411 кг/м³ периодически выводится из адсорбера на десорбцию брома в количестве 1,05 м³/ч. Десорбцию брома из ионита ведут водяным паром в аппарате со стационарным слоем ионита, при конденсации образующейся паробромной смеси получают жидкий бром. Параметры процесса десорбции брома, выход брома, расход пара, потери брома и ионита в различных опытах представлены в таблице (опыты 1 - 5).

Пример 2. Насыщенный бромом на стадии адсорбции (в соответствии с примером 1) ионит с концентрацией брома 411 кг/м³ в количестве 1,05 кг/ч обрабатывают бромной водой в количестве 0,712 м³/ч с концентрацией брома 6 кг/м³, образующейся после конденсации паробромной смеси в условиях процесса по примеру 1, опыт 2. Концентрация брома в ионите при этом возрастает до 415 кг/м³. Параметры и показатели процесса представлены в таблице (опыт 6).

Таким образом, предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом позволяет проводить десорбцию брома с ионита без расхода химических реагентов, по сравнению со способами паровой отгонки брома из исходного бромсодержащего раствора, расход пара снижается с 17 до 1,40 - 1,74 т на 1 т брома (при концентрации брома в исходном бромсодержащем растворе 6,0 кг/м³.

Формула изобретения

1. Способ получения брома, включающий адсорбцию брома из бромсодержащего раствора ионитом и десорбцию брома из ионита, отличающийся тем, что десорбцию брома из ионита ведут водяным паром с последующей конденсацией паробромной смеси и получением жидкого брома.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбцию брома из ионита водяным паром ведут при давлении 10000 - 25000 Па.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что ионит после адсорбции брома обрабатывают бромной водой, образующейся после конденсации паробромной смеси и отделения жидкого брома.

РИСУНКИ

Рисунок 1