Способ извлечения брома

А СООЭ СОВЕТСНИХмэпавнпиРЕСПУБЛИН 80, 1096201 эа) С 01 В 7/09 ГОСУДАРСТВЕННЮ НОМИТЕТ СССРТЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ О+ВГ й:1(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Ф,Э, Дзержинского(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 569530, кл. С О 1 В 7/09, 1974.2. Патент США В 4124693,кл. 423/503, 423/24, 1977 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ БРОМА из бромовоэдушной смеси, включающий абсорбцию брома водным раствором четвертичной соли аммония и последующую десорбцию, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени извлечения брома, упрощения процесса за счет исключения стадии отделения бромного комплекса от водной фазы и его удешевления, в качествечетвертичной моли аммония используютсимметричные жирные соли аммония общей формулы где К - С -С -алкил1 2 4или несимметричные жирные или жирно- ароматические четвертичные соли аммония общей формулы где К 1 = К = К -этил К -алкил2 Ъ ф 4с,1,3,-5,7 атомами углерода или К 1= К 2= К -метил К 4-гептил или метил, К-этил, К, -фейил,или четвертичную соль М-этилпиридиния формулы1 22 где Х - СЬ, К; К - метил; К - алкильная или галоидалкильная группа с 1-8 атомами углерода; К - водород или алкильная группа с 1-4 атомами углерода; при К = Н, К 4 Ф КПоток жидкости, насьнценный парами брома, взаимодействует с водными растворами указанных четвертичных солей аммония при 15-25,С до образования жидкого несмешиваемого с водой (при 10-60 С) полибромида и содержащего 20-70 вес.Е брома. Несмешиваемый с водой жидкий комплекс брома отделяют и десорбируют бром продувкой инертным газом 2 3.Недостатками известного способа40 являются низкая степень извлечения брома из насьпценной бромовоздушной смеси степень извлечения составляет 70,5 Т, из разбавленной 42,7 Е), сложность процесса, связанная с необхо 45 димостью отделения бромного комплекса от водной Фазы, а также высокая стоимость процесса из-за использо,вания дорогих абсорбентов.Цель изобретения - повышение степени извлечения брома (из насыщенной бромовоздушной смеси 74,2-97,2 Е, из разбавленной 50,0-81,7 Е), упрощение процесса путем исключения стадии отделения бромного комплекса от водной фазы и его удешевление эа счет исполь 5 зования более дешевых абсорбентов.Поставленная цель достигается тем,ро что согласно способу извлечения Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при извлечении брома из бромовоздушной смеси, полученной выдуванием брома воздухом из 5 окисленных бромсодержащих рассолов.Известен способ извлечения брома из бромосодержащей смеси, включающий абсорбцию брома раствором бромистобромного железа, восстановление бром- О ного железа железными опилками с последующим выделением брома из раствором бромидов железа хлором1 3.Недостатками известного способа являются большие потери продукта 15 (до 47), а также значительное коли.ство нереализуемых отходов в видеразбавленных растворов хлорного железа и шлама, загрязняющего окружающую среду.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результатуявляется способ извлечения брома избромовоздушной смеси, включающий абсорбцию брома водным раствором четвертичных солей аммония, отобранныхиз группы соединений несимметричного четвертичного аммониевого основания с насьпценным циклическим атомомазота, связанным с атомами углеродаи образующих пяти- и шестичленнуюкольцевую структуру, являющимисясолями пиперидина, пиролидина и морФолина, Формула которых3 д;к, ь И 1 2ма иэ бромовоздушной смеси, заключающемуся в абсорбции брома воднымраствором четвертичной соли аммонияи последующей десорбции, в качествечетвертичной соли аммония используютсимметричные соли аммония общей формулы(Е) де К - С -С -алкил1 2 4ли несимметричные жирные или жирроматические четвертичные соли а ия общеи Формулы(ЕЕ) О Р где К = К = К -этил2 3алкилмами углерили К = К = В. -метил1 2 3УК 4;гептилили К= К-метил;К -этил; В., -фенилили четвертичную сольния Формулы 1,3-5,7 атода,этилпиридиО+1096201Способ осуществляется следующимобразом,Для абсорбции применяют 1 М концентрации абсорбентов (20-403 растворы в зависимости от молекулярноймассы исходной соли), Образующиесякомплексы брома нерастворимы в водеи в зависимости от температуры раствора и исходной соли аммония могутбыть жидкими или твердыми. Большин-10ство из них при 30 С являются твердыми, Образованные комплексы содержат 40-80 вес.7 брома, однако наиболее устойчивые комплексы образуются при достижении молярного соотношения четвертичная соль аммония: молекулярный бром = 1:1-2(40-53 вес.Хброма), в зависимости от исходнойсоли аммония, в дальнейшем происходит поверхностная адсорбция брома, 2 Оза счет которой бром в комплексеудерживается слабее, увлекается потоком воздуха и наступает проскок брома, Бромовоздушную смесь пропускаютчерез абсорюированный раствор до полного связывания четвертичной соли аммония в комплексе, что определяетсяотсутствием бром-иона в водной фазе.Для обеспечения 1007 степени извлечения брома из бромовоздушной смеси еепропускают последовательно через триабсорбера с абсорбционным раствором,со скоростью 0,3-0,5 л/мин. Увеличение скорости сокращает время контакта фаз, не обеспечивает полноты извлечения брома и требует увеличениячисла ступеней абсорбции.Бром десорбирует из комплекса продуванием через абсорбционный растворводяного пара или горячего воздуха 40при 70-90 С с последующей конденсацией молекулярного брома.Наиболее прочный комплекс образует тетрабутиламмоний бромид, десорбция брома из которого осуществляется перегретым водяным паром при180-200 С.После десорбции брома раствор нетеряет своих абсорбционных свойстви его возвращают на стадию абсорбции.Твердые комплексы брома достаточноустойчивы в обычных условиях. Нринеобходимости их выделяют, сушат и,4 хранятв виде сухих соединений, из которых в присутствии воды указанными выше способами выделяют бром,П р и м е р 1, В дрексель помещают 30 мл раствора, содержащего 6,3 г (0,03 моль) тетраэтиламмоний бромида и пропускают бромовоздушную смесь, поддерживая температуру не выше 25 С, Бром комплексуется с солью аммония,.образуя в виде хлопьев нерастворимое в воде соединение оранжевого цвета. Дрексель с раствором периодически взвешивают, Бромовоэдуш" ную смесь пропускают до постоянного веса абсорбционного раствора. Комплекс приобретает кирпичный цвет и становится жидким. Привес за счет абсорбции брома составляет 27,2 г.Через абсорбционный раствор продувают горячий воздух при 70-80 Со до полного разложения комплекса (обеспечение раствора и исчезновения маслянистого слоя). Бром, увеличенный воздухом, пропускают через дрексель с раствором иодистого калия. Количество десорбированного брома определяют иодометрически, Выделяется 27.1 г брома.В табл. 1 приведены данные по степени извлечения брома различными четвертичными солями аммония.Из табл, 1 следует, что при использовании симметричной жирной соли аммония общей формулыЭГ В1 4 где К- С.,-алкил (метил) (пример 1), не происходит повышение степени поглощения брома по сравнению с прототипом, то же самое происходит при использовании триэтилгексиламмоний бромида (пример 9) и триметилэтиламмоний бромида (пример 11), где степень извлечения брома из разбавленной бромовоздушной смеси ниже чем в прототипе.В табл. 2 приведены сравнительные данные по стоимости абсорбентов, используемых в прототипе и в предлагаемом способе.,4 168,0 бр 23822иламмоний 55 0,0348 0,12 Про тип етраметиламмонииромид Тетраэтиламмонибромид Тетрабутиламмонийбромид етрапропиламмонийромид Триэтилметилбромид иэтилпропиламмонийомид Триэтилбутиламмонибромид риэтиламилромид Триэтилгексбромид Триэтилгептиламмобромид етилэтиламмоний Триметилгептиламмонбромид иметилэтилбромид И"Этилпиридиний бромид 1 И-Метилэтилморолинийбромид Таблица 1 96,14 5,881096201 МаксималЬное насьпцфние полибромидного комплекса Взято брома Содержание брома в комплекс моль вес.Х моль 72,06 2,5 11,93 0,0746 11,92 0,0746 56,4 1,7 8,15 0,051 8,15 0,051 12,08 0,0744 11,94 0,0747 55,2 2,5 11,02 0,069 2,3 11,05 0,0691 9,18 0,574 8,63 0,054 1,8 8,63 0,054 1,6 7,75 0,0485 67,85 3,47 15,24 0,0957 15,98 О, 10 2,5 60,0 12,00 0,075 11,98 0,075 15,42 0,096 64,7 3,2 15,42 0,096 1 О 10,31 0,0645 10,37 0,0646 67,79 2,1 62,62 2,5 11,71 0,073 11,98 0,075 13 4 э 87 Оэ 0304 47 в 2 1 ь 27 6,45 0,0404 50,0 1, 16 14 8,22 1,71 56,6 1,7 8,22 0,051 Прототип Способ,по примеру Адсорбировано брома 9,2 0,0575 61 7,74 0,0484 52,0 мольбромамольЧСА Продолжение табл. 11096201 1 О Продолжение табл. Адсорбция часа Насьпценная бромовоздушная смесь вес.Е моль ЧСА 60,26 1,5 6 О,9 7,19 7,00 1,46 52,63 85,9 11, 168 0,0699 53,6 233 92,4 9,735 0,0609 54,95 2,03 88,2 8,028 0,05 57,72 1,67 87,1 0,0383 47,6 1,27 70,9 0,0468 51,1 7,48 1,56 2,8 88,0 54,6 2,0 0,06 80,0 9,62 14, 188 0,0888 62,78 2, 96 10 7,65 0,0479 60,28 1,6 11,378 0,071 61,4 2,3 97,2 4,45 0,0278 92,5 14 6,18 6,18 0,0387 48,5 48,5 14 6,18 1,16 96,4 47,9 1,2 0,036 70,5 Способпо примеру Прототип1096201 12 Продошкение табл, 1 Адсорбция броса ЧСА Степень извлечения, Х Адсорбировано брома вес.Х моль 30,8353,5 1,99 1,6 78,5 1,17 6,74 61,0 1,4 48,8 4,528 0,028 43,92 0,94 1,78 4,315 0,027 0,90 50 1,4 39,1 81,7 1,18 62,2 0,03 4,8 40 37,5 1,0 11,50 0,072 57,75 2,4 1,23 74,5 10 26,98 2,75 62 12 1,57 13 3,452 0,216 38,8 0,9 71,8 1,3 1,16 14 14 Прототип 35,3 0,7 3,44 0,021 42,7 1,65 Способпо примеру Разбавленная бромовоздушная смесь мольбромамольЧСА 3,8 0,023 51,5 0,774 э 363 010273 40 э 9 Оэ 91 9,49 0,0594 49,47 1,98 0,0422 45,8 1,40 6,329 0,0396 46,9 1,32 9,49. 0,0594 55,6 198 2,79 0,0174 35,63 0,58 7,343 0,0459 50,66 1,53 96 э 4 4 э 060 Оэ 0254 38 фЗ 4 э 060 Ов 0254 38 эЗ Оэ 73 63 э 30 Отношениестепени извлечения бромаиэ насьпцен.смесик разбавлЗаказ 3731/14 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5