Способ получения бромистого железа

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ щ 874639 Союз Советских Социалистических Республик. с присоединением заявки Нов(23) ПриоритетОпубликовано 23,10,81, Бюллетень Й 9 39 Государственный комнтет СССР но делам нзобретеннй н открытнй(53) УДК 661. 872. . 341 (088. 8) Дата опубликования описания 231 0 В 1 О.В. Лебедев, А.П. Краснов, В.К. и В.П. Кушнаренко .(71) Заявитель 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БРОМИСТОГО ЖЕЛЕЗА повышение ско"00 ч- при сохИзобретение относится к технолоГии получения бромистых солей, широко применяемых в химической йромяшленности.Известен способ получения бромистых металлов путем взаимодействияврастворе брома, окиси или гндроокисиметалла и восстановителя - уротропина, мочевины или цианамида. удельная производительность 1 м 9 0,61 кг/ч 1Недостатком известного способаявляется низкая производительностьпроцесса.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является способ получения бромистого железа путем вза-.имодействия раствора бромно-бромистого железа и сернистого железа притемпературе 15-25 фС при соотношениимассы сернистого железа к массе раствора, равном 2,6 - 3,0. Получают продукт, содержащий трехвалентного железа менее 0,2. Г 23.Однако епособ имеет недостаточновысокую скорость процесса 11,6 -,151,2 ч ",Цель изобретениярости процесса до 20 ранении высокого качества и выходапродукт а.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получениябромистого железа, заключающемуся вовзаимодействии бромсодержащего соединения с сернистым железом, в качестве бромсодержащего соединения используют бромовоздушную смесь, кото рую подают в пересчете на бро о расходом 0,005-0,030 кг/ч на 1 м поверхности частиц сернистого железаи с объемной скоростью 700-2000 ч-,а взаимодействие осуществляют при 15 подаче воды или раствора бромистого железа с расходом 0,003-0,120 м /чЪОтличительными признаками способа являются следующие. В качествебромсодержащего соединения исполъзу ют бромовоздушную смесь, которуюподают с расходом 0,05-0,030 кг/чна 1 м поверхности частиц сернистого железа с объемной скоростью 7002000 ч ", а взаимодействие осущест вляют при подаче воды или растворабромистого железа с расходом 0,0030,120 м/ч.УП р и м е р 1. В вертикальныйцилиндрический реактор снизу из 30,специального генератора подают бромо"874639 гие показатели работы расчитывают поанализам исходных продуктов и продуктов реакции, расходам исходных продуктов, анализу отходящих газов. В табл. 1 приведена зависимость качества продукта и потерь брома от расхода и объемной скорости подаваемой бромовоздушной смеси в пересчете на бром й расхода воды или раствора бромистого железа, Опыты проводят на пленочном реакторе,Т аблица 1 Расход на 1 м пой верхности сернистого железа Содержание после реактора Составжидкойфазы хватножелебромо- воэдуш- ной идкойазы,,02 воздушную смесь, содержащую 2-5 г брома в 1 м , сверху - раствор броЪмистого железа в воде. Реактор представляет из себя кварцевую трубу с затвердевшим на стенках расплавом сернистого железа, высота активной зоны применяемого реактора 0,3 м. Жидкость из кольцевого целевого оро.- сителя стекает равномерной пленкойпо внутренним стенкам реактора и самотеком поступает иэ его нижней части в сборник. Скорость реакции и дру" Растворброми сто гожелеза,содержащий бромидов,600 г/л Объемная скорость подачи бромо-воздушной сме.си на 1 м активной зоны,э/ч брома в отходящих газах от общего расхода874639 Таблица 2 Расход на 1 м поверхности твердой фазы Произ- води- ельност ь 1 мреактора по цеевому роукту, г/ч Высота на садки, мм Размер (попе- речник) пус- кового реагента мм Содержание после реактора Концентрациябромидовв жидкойфазе,г/л Скоростьбромовоздушной смеси, ч брома в газах от общего расхода. бро ма, % железа, 750 5 350 3 600 2500 700 0,0200,020 0,2 0,060 0,060 0,060 0,05 2000 ф 8 0,05 0,2 0,0203000 0,03 Иэ данных табл. 1 следует, что наиболее целесообразно поддерживать расход жидкой фазы в пределах 0,003- 0,120 м 9/ч на 1 м поверхности сернистого.железа. При расходах менее 0,003 м /ч возрастают потери брома и целевой продукт получается несоответствующим ОСТ 6-22-312-74 по содержанию трехвалентного железа (менее 0,3 мас. М .При расходах жидкой фазы более 0,120 мЪ/ч улучшения технических показателей процесса не достигается, а экономические показатели ухудшаются,так как требуются дополнительные энергозатраты по перемещению дополнительного количества жидкости. Расход бромовоздушной смеси на 1 м поверхности раздела Фаз целесообразно поддерживать в пересчете на бром в пределах 0,005-0,030 кг/ч. При меньших как и при расходах более указанного верхнего предела, технико-экономические показатели процесса ухудшаются.Объемная скорость подаваемой бромовоздушной смеси поддерживают в пределах 700-2000 м/ч на 1 мэ активной зоны реактора, При значениях ее менее 700 мэ/ч на 1 м получает 3 ся некачественный целевой продукт,. а при значениях более 2000 мЗ/ч на 1 мф объема значительно возрастают потери основного реагента. Выход целевого продукта 99 и более. О,120 0,010 620 0,070 0,005Применение орошения реактора водой незначительно ухудшает показатели его работы, что на период пуска соответствующих установок вполне допустимо, так как раствор целевого продукта затем начинает циркулироватьчерез реактор. П р и м е р 2. В вертикальныйколонный реактор на колосниковую решетку загружают слой кускового сер нистого железа с удельной поверхностью 308 м на 1 м . Снизу вверхпропускают бромовоздушную смесь,сверху - насадку реактора орошаютраствором целевого продукта, который, 5 циркулирует через установку. Передподачей на орошение реактора из раствора удаляют осадок. В результатеопытов было подтверждено, что наибоф=лее целесообразными расходами на1 м поверхности сернистого железаследует считать 0,003-0,120 мэ/чжидкой фазы и 0,005-0,030 кг/ч бромапри объемной скорости бромовоздушнойсмеси 700-2000 ч ф. В табл. 2 приведена зависимостькачества продукта и потерь брома от расхода и объемной скорости подаваемой бромовоэдушной смеси в пересчете на бром и расхода раствора бромисто го железа. Опыты проводят на реакто.ре с насадкой из реагента.874639 формула изобретения Составитель Л. Ситнова Редактор А. Шишкина ТехредЛ.Пекарь Корректор В.СиницкаяЗаказ 9239/37 Тираж 508 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ж-.35, Раушская наб., д. 4/5Ффилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Из табл. 2 следует, что гетерогенная реакция протекает одинаково какна плавленном материале, так и накусковом, а результаты работы реактора определяются соотношениями реагентов, подаваемых на единицу объемареактора. Эти соотношения имеют верх.ний и нижний пределы, образуя оптимальную область изменения технологических параметров. На основании полученных данных выведено, уравнениедля расчета. минимальной толщины слоякускового материала в реакторе приведении процесса в указанной областиизменения параметровН = 160 а У 1,5,Ъ,15где Н - минимальная (без запаса) высота слоя кускового реагента,мм160 - экспериментальный коэффициент; 206 - поперечник куска материала,ммтИ - линейная скорость газа в свобоном сечении аппарата,м/с.Выделения сероводорода при проведении опытов не наблюдают. Выход продукта до 99,6 Ъ.Для отделения осадка серы из раствора целевого продукта целесообраз-.но применять фильтрующую центрифугу,проьывные воды с которой можно исполь-З 0зовать для восполнения недостаткаводы в системе, ввиду отбора частицелевого продукта в виде растворапосле фильтрации, При применении природного сульфида железа в качествепобочного продукта получается сера элементарная, т. е. более ценный продукт, чем исходное сырье,Таким образом, предлагаемюй способ позволяет повысить скорость процесса с 11,6-151,2 до 100-2000 чпри сохранении высокого качества(содержание трехвалентного.железав целевом продукте менее 0,2) ивыхода продукта (99,0 - 99,6%),Экономический эффект составит60 тыс. руб/год на каждые 1000 т/годмощности по целевому продукту. Способ получения бромистого железа путем взаимодействия бромсодержащего соединения с сернистым железом,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения скорости процессапри сохранении высокого качестваи выхода продукта, в качестве бромсодержащего соединения используютбромовоздушную смесь, которую подаютв пересчете на бром с расходом 0,0050,030 кг/ч на 1 м поверхности частиц сернистого железа с объемной скоростью 700-2000 ч-", а взаимодействие осуществляют при подаче воды идтираствора бромистого железа с расходом 0,003-0,120 м /ч.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СССР 9 8215,кл. С 01 В. 9/04, 28.02.29.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2661037, кл. С 01 В 9/04,29.08.78 (прототип),