專利名稱：自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鹵素互化物的合成技術(shù)，特別是涉及利用液溴和氯氣在中壓反應(yīng)器中合成氯化溴(BrCl)的技術(shù)。
技術(shù)背景氯化溴是一種作為工業(yè)消毒劑和溴化劑應(yīng)用的鹵素互化物，自從發(fā) 現(xiàn)其具有諸多獨(dú)有特性和廣泛用途以來(lái)，就引起人們的高度重視。因此， 氯化溴的合成技術(shù)成為無(wú)機(jī)化工領(lǐng)域的重要研究項(xiàng)目。現(xiàn)有技術(shù)的氯化溴合成方法普遍采用與大氣連通的非封閉反應(yīng)器， 存在著成本高、能耗大、制備產(chǎn)品尚需精制等問(wèn)題，不適合擴(kuò)試和規(guī)模 生產(chǎn)。例如日本專利昭一54—9195:連續(xù)向盛有液溴的反應(yīng)器中通入氯氣，并 使反應(yīng)控制在30 7(TC的溫度范圍內(nèi)。由于溴的沸點(diǎn)為58. 5°C，因此， 氯化溴的合成在氣液兩相中進(jìn)行。合成完畢后，再根據(jù)氯化溴、溴以及 氯氣的沸點(diǎn)，在不同溫度范圍內(nèi)對(duì)產(chǎn)品所含的溴和氯氣進(jìn)行脫除，脫除 后還需要對(duì)所得到的氯化溴產(chǎn)品進(jìn)一步精制。因此，利用該專利技術(shù)合 成氯化溴成本高、能耗大、工藝流程長(zhǎng)，精制過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生污染。"制取氯化溴的室內(nèi)試驗(yàn)"(海湖鹽與化工，1998,第3期)除對(duì) 原料液溴、氯氣進(jìn)行干燥和控制合成氯化溴溫度在40 42"C外，其余的 工藝技術(shù)與上述日本專利技術(shù)相同。所述氯化溴制取技術(shù)合成的產(chǎn)品也 需要精制。因此，它與日本專利技術(shù)存在同樣的問(wèn)題。"低溫液相一步法合成氯化溴技術(shù)"(海湖鹽與化工，1999，第6 期)和"氯化溴中試技術(shù)的研究"(海湖鹽與化工，2005，第6期)氯化溴的合成在液相中進(jìn)行，反應(yīng)器內(nèi)壓力為常壓，反應(yīng)合成溫度為-io°C -20°C，所得到的氯化溴產(chǎn)品不需要進(jìn)一步的精制過(guò)程，氯化溴純度 達(dá)到99.00%。但是，該技術(shù)采用低溫液相合成方法，需要大功率的制 冷機(jī)，設(shè)備、管道保溫設(shè)施要完善，因此，存在能源消耗大、合成氯化 溴成本高等問(wèn)題。 發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的氯化溴合成方法存在著質(zhì)量較低、成本高、能耗大 等問(wèn)題，本發(fā)明推出一種自升壓一步法合成氯化溴技術(shù)，其目的在于利 用液溴和氯氣在中壓狀態(tài)下反應(yīng)合成氯化溴，符合了氯化溴在氣液兩相 存在并反應(yīng)的物理性質(zhì)，在減少能源消耗的同時(shí)獲得高純度氯化溴。本發(fā)明所涉及的自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)，將經(jīng)過(guò)干燥預(yù)處理 后的液溴和高純氯氣在密閉的中壓反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)。氯氣從盛有液溴的反應(yīng)器的進(jìn)料口通入，通入速度為0.35 0.60克/分。反應(yīng)器的 進(jìn)料口裝有四氟小孔分布板，小孔直徑①lmm,能將氯氣較均勻分布到盛溴 的反應(yīng)器中。隨著氯氣的通入和氯與溴合成反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)器內(nèi)壓力 增大、溫度升高。氯氣通入速度控制反應(yīng)器內(nèi)的壓力和溫度變化，壓力 可達(dá)到10atm，溫度可達(dá)到70°C。在通入氯氣的同時(shí)，對(duì)反應(yīng)器中的物料 進(jìn)行攪拌。中壓反應(yīng)器中氯的摩爾數(shù)和溴的摩爾數(shù)之比達(dá)到1.00 1.02 :l時(shí)，停止向中壓反應(yīng)器內(nèi)通入氯氣。停止通氯后，保持對(duì)反應(yīng)器中 的物料繼續(xù)攪拌15 20分鐘，即可得到高純度的氯化溴產(chǎn)品。 自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)的具體步驟如下(1) 向反應(yīng)器中通X惰性氣體氮?dú)饣蚋稍锏目諝猓?2) 將液溴經(jīng)濃硫酸干燥，使溴的含水量小于30ppm，再將溴置于反應(yīng)器中；(3) 將高純液氯減壓成為氯氣，其含水量小于30ppm，采用反應(yīng)器 進(jìn)料口.安裝的四氟小孔分布板將氯氣通入到反應(yīng)器中，通氯速度為0. 35 0. 60克/分；(4) 在向反應(yīng)器通入氯氣并與液溴進(jìn)行合成反應(yīng)時(shí)，對(duì)反應(yīng)器中的 物料進(jìn)行攪拌；(5) 當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)氯素摩爾數(shù)和溴素摩爾數(shù)之比達(dá)到1.00 1.02:1 時(shí)，停止向反應(yīng)器中通入氯氣；(6) 停止通入氯氣后，保持對(duì)反應(yīng)器中的物料繼續(xù)攪拌15 20分鐘。本發(fā)明所涉及的自升壓一步法合成氯化溴技術(shù)，液溴和氯氣在中壓 狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，符合氯化溴在氣液兩相存在的物理性質(zhì)，加速了氯化 溴在氣液兩相的反應(yīng)速率。采用反應(yīng)器進(jìn)料口安裝的四氟小孔分布板將 氯氣通入到盛溴的反應(yīng)器中，保證氯氣的均勻和最大程度的轉(zhuǎn)化，原料利用率高。應(yīng)用惰性氣體氮?dú)饣蚋稍锏目諝庾鳛楸Ｗo(hù)氣體對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行 預(yù)清理，而且原料液溴經(jīng)過(guò)預(yù)處理后去除濕氣，減少了副反應(yīng)的發(fā)生。 本發(fā)明所涉及的自升壓一步法合成氯化溴技術(shù)，工藝流程簡(jiǎn)單，合成產(chǎn)品純度大于99.70%，無(wú)三廢，無(wú)需精制過(guò)程，控制點(diǎn)少且易操作，易維 護(hù)和管理，節(jié)約能源。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1稱取150.80克的液溴，置于盛有30毫升濃硫酸的分液漏斗中，混 合搖勻后靜置20分鐘，分離，經(jīng)濃硫酸干燥后的溴置于通入干燥空氣后 的反應(yīng)器中；再將高純液氯減壓后連接到反應(yīng)器上的通入口，氯氣以0. 6 克/分的流速通入所述反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器內(nèi)的壓力最高達(dá)10atm，反應(yīng)器 內(nèi)溫度升至7(TC;當(dāng)氯氣的通入量為67. 60克時(shí)，停止通氯。繼續(xù)反應(yīng) 15分鐘，得到產(chǎn)品218. 00克，氯化溴純度99. 78%,氯氣的回收率98. 93 %。實(shí)施例2稱取147.00克的液溴，置于盛有28毫升濃硫酸的分液漏斗中，混 合搖勻后靜置20分鐘，分離，經(jīng)濃硫酸干燥后的溴置于通入干燥空氣后 的反應(yīng)器中；再將高純液氯減壓后連接到反應(yīng)器上的通入口，氯氣以0. 5 克/分的流速通入上述反應(yīng)器內(nèi)，反應(yīng)器內(nèi)的壓力升至8atm，反應(yīng)器內(nèi)溫 度升至65。C;當(dāng)氯氣的通入量為66.00克時(shí)，停止通氯；繼續(xù)反應(yīng)15 分鐘，得到產(chǎn)品212.80克，氯化溴純度99.85%，氯收率99.09%。實(shí)施例3稱取129.00克的液溴，置于盛有25毫升濃硫酸的分液漏斗中，混 合搖勻后精制20分鐘，分離，經(jīng)濃硫酸干燥后的溴置于通入惰性氣體氮 的反應(yīng)器中，再將高純液氯減壓后連接到反應(yīng)器上的通入口，氯氣以 0. 43克/分的流速通入上述反應(yīng)器內(nèi)；反應(yīng)器內(nèi)的壓力升至5. 8atm，反應(yīng) 器內(nèi)溫度升至52"C;當(dāng)氯氣的通入量為57.80克時(shí)，通氯停止，繼續(xù)反 應(yīng)20分鐘，得到產(chǎn)品186. 50克，氯化溴純度99. 89%,氯收率99. 32 %。
權(quán)利要求
1. 一種自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)，利用液溴和氯氣在反應(yīng)器中合成氯化溴，其特征在于，將經(jīng)過(guò)干燥預(yù)處理后的液溴和減壓后通入的高純氯氣在密閉的中壓反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)；向中壓反應(yīng)器通入氯氣的速度為0.35～0.60克/分，中壓反應(yīng)器中氯摩爾數(shù)和溴摩爾數(shù)之比達(dá)到1.00～1.02∶1時(shí)，停止氯氣通入。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)，其特征在 于，液溴經(jīng)濃硫酸干燥，干燥后液溴的含水量小于30ppm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)，其特征在 于，采用的氯氣為高純液氯，其含水量小于30ppm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)，其特征在 于，氯氣從反應(yīng)器的進(jìn)料口通入，反應(yīng)器的進(jìn)料口裝有四氟小孔分布板， 能將氯氣較均勻分布到盛溴的反應(yīng)器中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)，其特征在 于，在向反應(yīng)器通入氯氣并與液溴進(jìn)行合成反應(yīng)時(shí)，對(duì)反應(yīng)器中的物料 進(jìn)行攪拌。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)，其特征在 于，停止通入氯氣后，保持對(duì)反應(yīng)器中的物料繼續(xù)攪拌15 20分鐘。
全文摘要
本發(fā)明所涉及的自升壓一步法氯化溴合成技術(shù)，將經(jīng)過(guò)干燥預(yù)處理后的液溴和減壓后的高純氯氣在密閉的中壓反應(yīng)器中進(jìn)行合成反應(yīng)，氯氣通入速度為0.35～0.60克/分。隨著氯氣的通入和氯與溴合成反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)器內(nèi)壓力增大、溫度升高，壓力可達(dá)到10atm，溫度可達(dá)到70℃。當(dāng)中壓反應(yīng)器中氯的摩爾數(shù)和溴的摩爾數(shù)之比達(dá)到1.00～1.02∶1時(shí)，停止向中壓反應(yīng)器通入氯氣。停止通氯后，保持對(duì)反應(yīng)器中的物料繼續(xù)攪拌15～20分鐘，即可得到高純度的氯化溴產(chǎn)品。本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，合成產(chǎn)品純度大于99.70％，無(wú)三廢，無(wú)需精制過(guò)程，控制點(diǎn)少且易操作，易維護(hù)和管理，節(jié)約能源。
文檔編號(hào)C01B7/00GK101264864SQ20081005288
公開(kāi)日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月25日
發(fā)明者穎 姚, 張慧峰, 張淑芬, 王俐聰, 王國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:國(guó)家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所