Способ регенерации йода

 

.ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

254506

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. G Olb 7/14

С 07f 13 00

Заявлено 07Х!1.1967 (№ 1169111/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опуоликовано 15Х.1972. Бюллетень М 16

Дата опубликования описания 28Х1.1972

Комитет по делом изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 66.074 396.25.661.47 (088.8) Ъ) Г. А. Степанов, А. H. Бушин, Я. И. Турьян, Я. Я. Кирнос,,,В, А. Колобихин, П. С. Баранова, В. А. Колпаков, В, И. Бфрлыйж,—

В. И. Шерашов, 1О. Н. Растворов, Е. Н. Емельянова и И. M. Шишкина

Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ИОДА

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

Известен ряд способов регенерации йода из продуктов йодирующего дегидрирования углеводородов.

С пособ, основанный на применении металлической меди, имеет недостатки: лериодичность работы, связанная с необходимостью регенерации меди, возможность образования

:взрывоопасных ацетиленидов. Способ водной отмывки,при регенерации йода не обеспечивает полноты извлечения йода. Улавливание йодсодержащих веществ акцептором в .кипящем слое также не приводит кполному извлечению йода, а лри непрерывной работе требует сложного алпаратурного оформления. Аммиачный способ извлечения йодсодержащих лродуктов связан с возможностью образования взрывоопасного трехйодистого азота.

Применение хлора в процессе регенерации йода характеризуется следующими недостатками: периодичность, трудности, связачные с транспортировкой твердого йода, и наличие сточных вод.

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

Технологическая схема осуществления описываемого способа приведена на чертеже.

10 В схему включены: скруббер водной отмывки, скруббер 2 щелочной отмывки, отстойник 8, отстойник 4, аппарат 5 для разложения йодата до элементарного йода и йодида, аппарат б для нейтрализации, фильтр 7, 15 электролизер 8. колонка 9 для десорбции йода.

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

20 раствор йодистого водорода. Количество газа, направляемого в скруббер, определяют потребностью в иодистоводороднои кислоте, концентрация, которой, поддерживается конденсацией части водяного пара из контактно25 го газа.

Газ, прошедший вод|ную отмывку, вместе с основным потоком контактного .газа поступает в скруббер щелочной отмывки, где окончательно освобождается от йодистого водо30 рода и йода с получением йодпда и йодата.

254506

350

ЗОО

При этом из раствора частично испаряется вода в количестве, равном сконденсированному .пару в скру ббере за вычетом водорода воды, разложенной в электролизере.

После скруббера щелочной отмывки контактный газ на|правляют на дальнейшую переработку.

Одновременно в скрубберах 1 и 2,происходит отмывка контактного газа от акце пторной пыли, при этом содержащийся в акцепторе йод переходит в виде йодида в раствор.

Щелочной раствор из отстойника 8 и кислый из отстойника 4 передают в аппарат 5, где в слабокислой среде (рН 4 — 6) происходи<т разложение йодата до элементарного йода и йодида. После этого раствор поступает в аппарат б для нейтрализации щелочью до рН 7.

Нейтрализованный раствор, пройдя фильтр 7 для освобождения от шлама, направляют в электролизер 8. Оттуда через диафрагмы 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, магнетит и др угие) о бразуепся ра створ 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,простра-lство йодат восстанавливается до йодида.

Катодный раствор, представля ющий собой смесь щелочи с остатком неразложенпого йодида, направляют ia рецикл на орошение скруббера 2, а также для нейтрализации раствора в аппарате б. Часть этого раствора, эквивалентну ю приходу натрия за счет акцепторной пыли, выводят из системы и используют для приготовления акцептора. Выделяющийся водород утилизируется для нужд производства.

Анодный раствор смешивают с промы гкой водой после,фильтра 7 и,подают на колонну

9 десор бции, где отдувают элементарныи 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 вода после фильтра 7 компенсирует унос воды из десорбционной колонны.

С нижней части десорб ционной колонны 9 отбирают водный раствор йодида с небольшим количеством йодата и направляют в рецикл на орошение скруббера 2.

Пример 1. В контактном газе, подаваемом на скрубберы, содержится 13 — 14 вес. % йода от получаемого бутадиена. Йод распределяется по йодсодержащим продуктам в следуюл ем количестве, о/о.

60 элементарный йод 7 йод в йодистом водороде 85 йод в акцепторной пыли 8

В скруббер водной промывки направляют

11 — 15% контактного газа. При промывке в раствор переходит 70% содержащегося в газе йодистого водорода. При таких условиях обес печена потребность в йодистоводородной кислоте на нейтрализацию остаточной щелочности раствора, отводимого из скруббера щелочной промывки, а также на разложение йодата, получающегося в,скруббере ив электролизере.

Поглощаемый в скруббере йодистый водород отводят в виде 10%-ного водного раствора. Нео бходимую для этого воду конденсируют контактным газом, Количество конденсируемой воды определяют температурой газа на выходе из скру ббера, регулируют по количеству отводимото 10%-ното 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 при электролизе.

На каждые 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, а 4000

Плотность тока на диафрагме, а/м 800

Напряжение на клеммах электролизера, в 2,4

Температура электролита, С 60 — 70

Протекаемость диафрагмы (одинаковая для катодной и анодной диа фрагмы), л/м час 11,5

Состав, поступающего на электролиз раствора, г/л: йодид натрия 700 элементарный йод 12

Состав анолита (45 л на 100 кг дивинила), г/л: йодит натрия элементарный йод йодат натрия

254506

Предмет нзобетения

Составитель М. Золотарева

Редактор Л. Герасимова Техред Л. Богданова Корректор Е. Миронова

Заказ 1934/3 Изд, N 844 Тираж 448 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Состав католита (40 л на 100 кг дивинила) с учетом уменьшения объема като, чита на

10, г/л: йодид натрия 400 щелочь 100

В.ыход:по то,ку, о/о 92

Расход электроэнергии на регенерацию йода при получении 100 кг бутадиена, квт ч 7,6

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 элементарного йода. Количество паровоздушной смеси на

100 кг бутадиена следующее: из 4800 водный пар, кг 56

Полйоту возврата йода определяют исключительно механическими, потерями .при переработке, она составляет 99,7 — 99,9% от поступающего на регенерацию йода.

10 Способ регенерации йода нз контактного газа, содержащего йод и его соединения, отличающийся тем, что, с 1целью непрерывной регенерации йода и исключения образования сточных вод, контактный газ нейтрализуют

15 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 нх смесью с

20 водяным паром.