專利名稱：將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的制作方法
將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴，更具體地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中，涉及其中通過熱氧化階段和催化氧化階段將氣態(tài)溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法。存在常規(guī)的工業(yè)方法，其中使用單質(zhì)溴將原料溴化以生產(chǎn)活性溴化物中間體。進(jìn)而利用所述活性溴化物中間體合成有價(jià)值的最終產(chǎn)物。這些合成反應(yīng)一般產(chǎn)生副產(chǎn)物溴化氫，所述溴化氫通常被作為廢物流股排放至環(huán)境中。然而，溴化氫副產(chǎn)物與環(huán)境不相容，因此在大部分情況中，在將其排放至環(huán)境中之前，必須首先將其中和以滿足環(huán)境法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。由于單質(zhì)溴是相對(duì)有價(jià)值的試劑且存在與溴化氫的中和和排放相關(guān)的附加成本， 所以優(yōu)選的替代方案是從合成反應(yīng)器的流出物中回收溴化氫，將其轉(zhuǎn)化回單質(zhì)溴，并將單質(zhì)溴作為循環(huán)流股返回至溴化反應(yīng)器中。目前在現(xiàn)有方法如Waycuilis的兩個(gè)美國(guó)專利 7，244，876和7，348，464中實(shí)踐了該替代方案，通過參考將所述兩個(gè)專利并入本文中。兩個(gè)文獻(xiàn)都公開了將氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化成液體烴的溴化/合成方法。作為合成反應(yīng)的副產(chǎn)物生產(chǎn)氣態(tài)溴化氫。所述方法在下游回收溴化氫并將其與水接觸以形成完全離子化的含水溴化氫液體。將制得的液體中和并轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴，將單質(zhì)溴循環(huán)回上游以進(jìn)行溴化反應(yīng)。需要一種將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的替代方法，所述替代方法相對(duì)于目前已知且實(shí)踐的那些方法展示改進(jìn)的效率和成本高效性。下文中所述的本發(fā)明用于滿足這種需要。發(fā)明概述本發(fā)明是將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法。在熱氧化溫度下對(duì)富含溴化氫的初始?xì)怏w的一部分進(jìn)行熱氧化以生產(chǎn)第一部分的單質(zhì)溴和起始的富含溴化氫氣體的剩余物。在催化氧化溫度下將富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物的至少一部分催化氧化以生產(chǎn)第二部分
的單質(zhì)溴。優(yōu)選的富含溴化氫的初始?xì)怏w為基本上干燥的氣體混合物。優(yōu)選的熱氧化溫度大大高于催化氧化溫度，催化氧化溫度優(yōu)選為約250°C 約345°C。富含溴化氫的初始?xì)怏w的一部分的熱氧化優(yōu)選將富含溴化氫的初始?xì)怏w中全部溴化氫的約80% 99%且更優(yōu)選約 85% 95%轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴。富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物的至少一部分的催化氧化將富含溴化氫的初始?xì)怏w中全部溴化氫的優(yōu)選約20% 且更優(yōu)選約15% 5%轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，本發(fā)明還包括在將含溴化氫的氣體熱氧化的同時(shí)或之前向富含溴化氫的初始?xì)怏w中添加氧化性氣體，優(yōu)選純氧氣或含氧氣的氣體混合物如空氣。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，本方法還包括由含溴化氫的氣體獲得富含溴化氫的初始?xì)怏w。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，含溴化氫的氣體具有比富含溴化氫的初始?xì)怏w更低的溴化氫濃度。在另一個(gè)替代方案中，含溴化氫的氣體為含有溴化氫和較低分子量烴的氣體混合物?；蛘撸缓寤瘹涞某跏?xì)怏w和含溴化氫的氣體是同一的。優(yōu)選的含溴化氫的氣體得自上游的工藝。上游工藝是相關(guān)聯(lián)的工藝或不相關(guān)的工藝。優(yōu)選的上游工藝為氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝，其中通過將氣態(tài)鏈烷烴溴化并將得到的烷基溴催化反應(yīng)以形成液體烴和溴化氫，將氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化成液體烴。
根據(jù)還另一個(gè)實(shí)施方案，本方法還包括在氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝中通過將氣態(tài)鏈烷烴溴化并對(duì)制得的烷基溴進(jìn)行催化反應(yīng)以形成液體烴和含溴化氫的氣體，將氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化成液體烴。富含溴化氫的初始?xì)怏w得自含溴化氫的氣體。根據(jù)還另一個(gè)實(shí)施方案，本方法還包括將作為進(jìn)料的單質(zhì)溴的第一部分和第二部分循環(huán)至所述工藝，以通過將氣態(tài)鏈烷烴溴化并對(duì)制得的烷基溴進(jìn)行催化反應(yīng)而形成液體烴和溴化氫，將氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化成液體烴?；蛘?，本發(fā)明的特征為通過向富含溴化氫的初始?xì)怏w中添加氧化性氣體以形成熱氧化進(jìn)料氣體而將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法。富含溴化氫的初始?xì)怏w為包括溴化氫的基本上干燥的氣體混合物。在熱氧化溫度下在熱氧化反應(yīng)器中將該熱氧化進(jìn)料氣體的一部分熱氧化，以形成第一部分的單質(zhì)溴和熱氧化進(jìn)料氣體的剩余物。在催化氧化溫度下在催化反應(yīng)器中將熱氧化進(jìn)料氣體的剩余物的至少一部分催化氧化，以生產(chǎn)第二部分的單質(zhì)溴。熱氧化溫度大大高于催化氧化溫度。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，所述方法還包括從催化反應(yīng)器排放的催化反應(yīng)器流出物氣體中回收單質(zhì)溴的第一部分和第二部分以作為單質(zhì)溴產(chǎn)物。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，所述方法還包括將所述催化反應(yīng)器的流出物氣體冷凝以得到包含氣相、單質(zhì)溴液相和含水液相的三相混合物。根據(jù)還另一個(gè)實(shí)施方案，所述方法還包括將所述氣相、單質(zhì)溴液相和含水液相彼此分離。該單質(zhì)溴液相基本上是處于液體狀態(tài)的純單質(zhì)溴且構(gòu)成所述單質(zhì)溴產(chǎn)物的第一部分。根據(jù)還另一個(gè)實(shí)施方案，所述氣相包括氧氣和第一殘留單質(zhì)溴部分。所述方法還包括分別回收第一殘留單質(zhì)溴以作為所述單質(zhì)溴產(chǎn)物的第二部分。根據(jù)還另一個(gè)實(shí)施方案，所述含水液相包括水和溶于其中的第二殘留單質(zhì)溴部分。所述方法還包括回收第二殘留單質(zhì)溴以作為所述單質(zhì)溴產(chǎn)物的第三部分?；蛘?，本發(fā)明的特征為在氣體鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝中通過將氣態(tài)鏈烷烴溴化并對(duì)制得的烷基溴進(jìn)行催化反應(yīng)以形成液體烴和含溴化氫的氣體而將氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化成液體烴，而將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法。富含溴化氫的初始?xì)怏w得自含溴化氫的氣體。在熱氧化溫度下將富含溴化氫的初始?xì)怏w的一部分熱氧化以生產(chǎn)第一部分的單質(zhì)溴和富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物。在催化氧化溫度下將富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物的至少一部分催化氧化以生產(chǎn)第二部分的單質(zhì)溴。將單質(zhì)溴的第一和第二組分循環(huán)至氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝中以將氣態(tài)鏈烷烴溴化。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，含溴化氫的氣體具有比富含溴化氫的初始?xì)怏w更低的溴化氫濃度。在另一個(gè)替代實(shí)施方案中，含溴化氫的氣體為含溴化氫和較低分子量烴的氣態(tài)混合物?；蛘?，富含溴化氫的初始?xì)怏w與含溴化氫的氣體是同一的。根據(jù)附圖和說明書，進(jìn)一步了解本發(fā)明。附圖簡(jiǎn)述附圖顯示了本發(fā)明的特定方面，但其自身不用于限制或限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明的方法的簡(jiǎn)化框圖，其在概念上將所述方法分成一系列工藝階段；圖2是用于本方法實(shí)施方案實(shí)踐中的系統(tǒng)的示意圖，其中所述方法的溴化氫回收階段以循環(huán)再生模式運(yùn)行；圖3是用于本方法替代實(shí)施方案實(shí)踐中的系統(tǒng)的示意圖，其中所述方法的溴化氫回收階段以擺動(dòng)再生模式運(yùn)行；圖4是描繪在利用過量空氣將氣態(tài)溴化氫熱氧化反應(yīng)中熱力學(xué)平衡計(jì)算與溫度之間關(guān)系的圖；圖5是描繪根據(jù)實(shí)施例1的方法的溴化氫熱氧化轉(zhuǎn)化率與在熱氧化反應(yīng)器區(qū)域中的溫度之間關(guān)系的圖；圖6是描繪根據(jù)實(shí)施例2的方法的溴化氫的熱氧化轉(zhuǎn)化率與進(jìn)料至熱氧化單元中的過量空氣的量之間關(guān)系的圖；圖7是根據(jù)實(shí)施例4實(shí)踐的工藝流程圖形式的本發(fā)明溴化氫轉(zhuǎn)化方法實(shí)施方案的示意圖。圖8是本發(fā)明方法的實(shí)施方案的簡(jiǎn)化框流程圖；圖9是本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖10是本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖IlA是本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖IlB是圖IlA中所示的本發(fā)明方法的實(shí)施方案的示意圖，其描繪了當(dāng)在氧化階段中使用氧氣代替空氣時(shí)可使用的替代工藝方案；圖12A是在反向流過金屬氧化物床的條件下圖IlA中所示的本發(fā)明方法的實(shí)施方案的示意圖；圖12B是圖12A中所示的本發(fā)明方法的實(shí)施方案的示意圖，其描繪了當(dāng)在氧化階段中使用氧氣代替空氣時(shí)可使用的替代工藝方案；圖13A是本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖13B是圖13A中所示的本發(fā)明方法的實(shí)施方案的示意圖，其描繪了當(dāng)在氧化階段中使用氧氣代替空氣時(shí)可使用的替代工藝方案；圖14是本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖15是在反向流過金屬氧化物床的條件下圖14中所示的本發(fā)明方法的實(shí)施方案的示意圖；圖16是本發(fā)明方法的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖；圖17是關(guān)于本發(fā)明方法的低聚反應(yīng)中作為溫度的函數(shù)的甲基溴轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物選擇性的圖；圖18是對(duì)有甲基氯、干燥的氫溴酸和甲烷時(shí)的轉(zhuǎn)化率和選擇性與僅有甲基溴和甲烷時(shí)的情況進(jìn)行比較的圖；圖19是甲基溴和二溴甲烷反應(yīng)的產(chǎn)物選擇性與僅有甲基溴反應(yīng)的產(chǎn)物選擇性進(jìn)行比較的圖；圖20是本發(fā)明方法的典型冷凝產(chǎn)物試樣的鏈烷屬-烯屬-環(huán)烷屬和芳族物質(zhì) (PONA)分析的圖；且圖21是本發(fā)明另一個(gè)典型冷凝的產(chǎn)物試樣的PONA分析的圖。優(yōu)選實(shí)施方案的描述本發(fā)明涉及將氣態(tài)溴化氫(HBr)轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴(Br2)，更具體地，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案中涉及其中通過先后的熱氧化階段和催化氧化階段將氣態(tài)溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法。
下面對(duì)本發(fā)明方法的特定實(shí)施方案進(jìn)行說明。盡管按認(rèn)為會(huì)發(fā)生的情況對(duì)認(rèn)為是本發(fā)明中涉及的主要化學(xué)反應(yīng)的各方面進(jìn)行了描述，但應(yīng)理解，可發(fā)生副反應(yīng)。不能假定， 本文中難以描述的任何特殊副反應(yīng)是指未發(fā)生該副反應(yīng)。相反，下面討論的主要反應(yīng)不應(yīng)認(rèn)為是詳盡的或限制性的。圖1在概念上將本發(fā)明的方法描繪為劃分成一些列階段。根據(jù)該一般描述，提供進(jìn)料氣體，其為含有溴化氫和任選的一種或多種其他組分的含溴化氫的氣體。在氣體混合物中存在一種或多種組分以及溴化氫的情況中，優(yōu)選在任選的溴化氫回收階段中對(duì)氣體混合物進(jìn)行預(yù)處理以將富含溴化氫的初始?xì)怏w與氣體混合物的其他組分分離并回收。如果需要，殘留組分可作為殘留氣體排放。在熱氧化階段中將富含溴化氫的初始?xì)怏w與氧化性氣體混合并加熱。在熱氧化階段中在高溫下將富含溴化氫的氣體的一部分氧化以生產(chǎn)單質(zhì)溴和蒸汽。將富含溴化氫的氣體和氧化性氣體的未反應(yīng)殘留物從熱氧化階段轉(zhuǎn)移至催化氧化階段，其中在催化劑存在下將大部分或基本上全部殘余的未反應(yīng)的富含溴化氫的氣體氧化以生產(chǎn)另外的單質(zhì)溴和蒸汽。將得到的單質(zhì)溴和蒸汽的混合物進(jìn)料至分離和產(chǎn)物回收階段，在那里將蒸汽冷凝成水。將得到的水和單質(zhì)溴分離并將單質(zhì)溴作為最終產(chǎn)物進(jìn)行回收。參考圖2對(duì)本發(fā)明方法的具體實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)地說明。使用圖2中示意性顯示的并通常通過參考符號(hào)410指定的工藝裝置系統(tǒng)實(shí)踐該實(shí)施方案的方法。系統(tǒng)410在其上游端具有進(jìn)料氣體管線412，所述管線優(yōu)選為管、導(dǎo)管等以將進(jìn)料氣體導(dǎo)入系統(tǒng)410中?；旧希袖寤瘹涞娜魏螝怏w即含溴化氫的氣體具有用作本發(fā)明進(jìn)料氣體的功能。所述進(jìn)料氣體能夠?yàn)榛旧霞兊匿寤瘹錃怏w或含有溴化氫和一種或多種其他組分的氣體混合物，但所述進(jìn)料氣體優(yōu)選為干燥氣體。實(shí)際上，與純氣體相比，通常更易于獲得氣體混合物，來作為用作進(jìn)料氣體的含溴化氫的氣體。用作進(jìn)料氣體的氣體混合物優(yōu)選含有至少約20mol %的溴化氫，但更優(yōu)選約33 50mol%的溴化氫。能夠存在于氣體混合物中的一種或多種其他組分的實(shí)例包括甲烷和其它輕質(zhì)鏈烷烴、烷基溴及其任意組合。然而，應(yīng)理解，組分的上述列表僅是示例性的而不是限制存在于氣體混合物中的組分的數(shù)量或類型。然而，優(yōu)選排除水蒸氣作為氣體混合物的組分。換言之，氣體混合物的優(yōu)選特征為干燥氣體，即氣體混合物優(yōu)選含有少于約10mol% 的水蒸氣。系統(tǒng)410另外包括溴化氫分離單元414和分離介質(zhì)再生單元416，其以組合的方式構(gòu)成圖1中在概念上顯示的溴化氫回收階段的實(shí)施方案。如圖2中所示的溴化氫分離單元 414與分離介質(zhì)再生單元416特定的相互合作的互聯(lián)，構(gòu)成了系統(tǒng)410的實(shí)施方案，其能夠以如下文中所述的循環(huán)再生模式運(yùn)行所述溴化氫回收階段。根據(jù)本實(shí)施方案，通過進(jìn)料氣體管線412將進(jìn)料氣體傳送至溴化氫分離單元414， 其為含有液體吸收劑(即液體溶劑)或固體吸附劑的封閉器皿、室、容器等。所述吸收劑或吸附劑對(duì)于溴化氫的吸收或吸附具有相對(duì)的選擇性，從而排除了氣體混合物中的其他組分。除了適當(dāng)?shù)奈栈蛭竭x擇性之外，還期望裝載了溴化氫的吸收劑或吸附劑可以以實(shí)際方式再生而能夠使得溴化氫從其解吸。滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)人員已知的幾乎所有吸收劑或吸附劑都能夠具有本方法中的效用。滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)選液體吸收劑為非水溶劑N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。替代性的液體吸收劑包括含水溶劑如共沸的氫溴酸(約48wt% )和非水極性或非極性質(zhì)子或離子溶劑如液體胺、醚和二醇，包括聚乙二醇，更特別地是甲基-醚-聚乙二醇。滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)選固體吸附劑為二氧化硅凝膠。替代性的固體吸附劑包括沸石、固體聚合胺、固體高分子量聚乙二醇和離子交換樹脂。在下文中的某些情況中使用術(shù)語“分離介質(zhì)”且其包括液體吸收劑和固體吸附劑兩者。溴化氫分離單元414的運(yùn)行條件，包括壓力和溫度，是所選擇的具體分離介質(zhì)的函數(shù)，至少部分上是其函數(shù)。然而，溴化氫分離單元414典型地在約1巴 約40巴的壓力和約-50°C 約70°C的溫度下運(yùn)行。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所能夠理解的，到溴化氫分離單元 414的氣體進(jìn)料速率同樣是選擇的分離介質(zhì)、單元414的運(yùn)行壓力和溫度、以及單元414的大小和幾何形狀的函數(shù)，至少部分上是其函數(shù)。溴化氫分離單元414利用分離介質(zhì)將溴化氫從氣體混合物分離，由此生產(chǎn)富含溴化氫的氣體和殘留氣體。富含溴化氫的氣體是在溴化氫分離單元414中通過分離介質(zhì)吸收或吸附的那部分氣體混合物。相反，殘留氣體是在溴化氫分離單元414中通過分離介質(zhì)未吸收或吸附的氣體混合物的殘余部分。由于分離介質(zhì)的選擇性，所以通過分離介質(zhì)吸收或吸附的富含溴化氫的氣體優(yōu)選主要由溴化氫構(gòu)成，即富含溴化氫的氣體優(yōu)選含有至少約90mol%的溴化氫。更優(yōu)選地，除了痕量的其他組分之外，富含溴化氫的氣體基本完全由溴化氫構(gòu)成，即富含溴化氫的氣體優(yōu)選含有至少約99mol %的溴化氫。同樣地，富含溴化氫的氣體優(yōu)選為基本不含水的干燥氣體，即富含溴化氫的氣體優(yōu)選含有少于約10mol%的水蒸氣。由于分離介質(zhì)的分離效率，所以進(jìn)入溴化氫分離單元414的進(jìn)料氣體中的大部分溴化氫優(yōu)選被分離介質(zhì)作為富含溴化氫的氣體吸收或吸附，即富含溴化氫的氣體優(yōu)選含有源自進(jìn)料氣體的至少約90mol %的溴化氫。更優(yōu)選地，進(jìn)料氣體中基本上全部溴化氫被分離介質(zhì)作為富含溴化氫的氣體吸收或吸附，即富含溴化氫的氣體優(yōu)選含有源自進(jìn)料氣體中的至少約99mol%的溴化氫。同樣地，殘余在殘留氣體中的溴化氫的量相對(duì)低或甚至可忽略， 即所述殘留氣體優(yōu)選含有不超過約Imol%的溴化氫。溴化氫分離單元414具有殘留氣體出口管線418，其能夠從系統(tǒng)410中排放在溴化氫分離單元414中產(chǎn)生的殘留氣體。排放的殘留氣體能夠以環(huán)境可接受的方式處理或進(jìn)行回收以在系統(tǒng)410外部進(jìn)行加工和/或應(yīng)用。例如，能夠?qū)埩魵怏w循環(huán)至相關(guān)聯(lián)的系統(tǒng) 410的溴化反應(yīng)器(未示出)上游的進(jìn)料中。盡管優(yōu)選高的選擇性和效率，但分離介質(zhì)對(duì)溴化氫的吸收或吸附容量有限。因此， 為了以實(shí)踐方式運(yùn)行溴化氫分離單元414，期望在其溴化氫裝載達(dá)到容量(飽和)的點(diǎn)時(shí)或之前和/或在分離介質(zhì)以其它形式展示消失的溴化氫裝載容量的點(diǎn)之前將分離介質(zhì)再生。 因此，分離介質(zhì)再生單元416通常用于將裝載的分離介質(zhì)再生成未裝載狀態(tài)，所述再生單元416優(yōu)選為封閉的器皿、室、容器等如分餾塔。分離介質(zhì)再生單元416利用常規(guī)的壓力或熱手段從裝載的分離介質(zhì)中解吸大部分或基本全部的富含溴化氫的氣體，這基本不會(huì)劣化分離介質(zhì)。結(jié)果，解吸從分離介質(zhì)中釋放富含溴化氫的氣體，同時(shí)將分離介質(zhì)恢復(fù)為其基本未裝載的狀態(tài)。分離介質(zhì)再生單元416 的運(yùn)行條件是選擇的具體分離介質(zhì)的函數(shù)，至少部分是其函數(shù)。然而，在壓力是主要的解吸機(jī)制的情況中，分離介質(zhì)再生單元416典型地在約0. 1巴 約10巴的壓力下和約0°C 約70°C的溫度下運(yùn)行。在熱是主要的解吸機(jī)制的情況中，分離介質(zhì)再生單元416典型地在約 1巴 約40巴的壓力和約50°C 約300°C的溫度下運(yùn)行。如上所述，圖2中所示的并按如下描述的溴化氫分離單元414和分離介質(zhì)再生單元416的合作互聯(lián)，使得能夠以循環(huán)再生模式運(yùn)行溴化氫回收階段。特別地，溴化氫分離單元414具有裝載的分離介質(zhì)出口端口 420和再生的分離介質(zhì)進(jìn)口端口 422。所述分離介質(zhì)再生單元416同樣具有裝載的分離介質(zhì)進(jìn)口端口 424和再生的分離介質(zhì)出口端口 426。裝載的分離介質(zhì)管線428在溴化氫分離單元414的裝載的分離介質(zhì)出口端口 420和分離介質(zhì)再生單元416的裝載的分離介質(zhì)進(jìn)口端口 424之間延伸，以在其間提供連接。再生的分離介質(zhì)管線430在溴化氫分離單元414的再生的分離介質(zhì)進(jìn)口端口 422與分離介質(zhì)再生單元 416的再生的分離介質(zhì)出口端口 426之間延伸，以同樣在其間提供連接。分離介質(zhì)再生單元416另外具有富含溴化氫的氣體的出口端口 432。富含溴化氫的氣體管線434從富含溴化氫的氣體出口端口 432延伸到圖1中概念顯示的熱氧化階段并在下面的系統(tǒng)410的上下文中對(duì)其進(jìn)行更詳細(xì)地描述。在以循環(huán)再生模式運(yùn)行溴化氫回收階段期間，將分離介質(zhì)在位于溴化氫分離單元 414與分離介質(zhì)再生單元416之間的封閉回路中連續(xù)循環(huán)。單程通過所述回路包括從溴化氫分離單元414中抽取裝載的分離介質(zhì)并通過裝載的分離介質(zhì)出口端口 420和裝載的分離介質(zhì)管線428將其傳送至分離介質(zhì)再生單元416。通過裝載的分離介質(zhì)進(jìn)口端口 424將裝載的分離介質(zhì)導(dǎo)入分離介質(zhì)再生單元416并將富含溴化氫的氣體從裝載的分離介質(zhì)中解吸以使得分離介質(zhì)再生。在將富含溴化氫的氣體從裝載的分離介質(zhì)中解吸的同時(shí)，通過富含溴化氫的氣體的出口端口 432和富含溴化氫的氣體管線434將得到的釋放的富含溴化氫的氣體傳送至熱氧化階段。在再生之后，從分離介質(zhì)再生單元416中提取再生的分離介質(zhì)并通過再生的分離介質(zhì)出口端口 426和再生的分離介質(zhì)管線430傳送至溴化氫分離單元414。通過其中的再生的分離介質(zhì)進(jìn)口端口 422將再生的分離介質(zhì)導(dǎo)入溴化氫分離單元414中，由此完成分離介質(zhì)單程通過環(huán)路。只要系統(tǒng)410保持運(yùn)行，則分離介質(zhì)進(jìn)行另外的程以連續(xù)方式通過環(huán)路。應(yīng)注意，可將循環(huán)再生模式應(yīng)用于液體和固體分離介質(zhì)兩者。所述溴化氫回收階段以循環(huán)再生模式以將分離介質(zhì)在溴化氫分離單元414中的停留時(shí)間設(shè)定在足以使得在分離介質(zhì)上充分裝載富含溴化氫的氣體的值下的方式運(yùn)行。分離介質(zhì)在分離介質(zhì)再生單元416中的停留時(shí)間同樣優(yōu)選足以使得富含溴化氫的氣體從分離介質(zhì)充分解吸。這導(dǎo)致分離介質(zhì)的最佳利用。將溴化氫分離單元414和分離介質(zhì)再生單元416分別示于圖2中并按如上顯示為單個(gè)器皿進(jìn)行了描述。然而應(yīng)理解，不能將本發(fā)明限制為這種方式。盡管未示出，但在技術(shù)人員的理解和本發(fā)明的范圍內(nèi)可使用多個(gè)器皿的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為溴化氫分離單元和/或作為分離介質(zhì)再生單元以提高溴化氫回收階段的容量和/或效率。多個(gè)器皿單元的器皿可串聯(lián)運(yùn)行，例如在具有含溴化氫的氣體的分離介質(zhì)多階逆流接觸的情況中?；蛘撸銎髅笠韵嗷ズ献鞯姆绞讲⒙?lián)運(yùn)行。例如，可并聯(lián)利用多個(gè)更小的器皿以得到更大的容量。特別地，可將并聯(lián)的器皿連接在一起以為分離單元414和/或再生單元416提供更大的總?cè)萘坎⒖蓪⒎蛛x單元和再生單元器皿的對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，但并聯(lián)運(yùn)行會(huì)提供更大的總?cè)萘?。在任意情況中，單獨(dú)運(yùn)行的各個(gè)器皿基本與單個(gè)器皿單元的上述相同并實(shí)現(xiàn)了基本相同的結(jié)果，如同技術(shù)人員所理解的。相反，盡管同樣未示出，但在技術(shù)人員的理解和本發(fā)明的范圍內(nèi)，可將溴化氫再生單元和分離介質(zhì)再生單元兩者集成為具有其中包括的多個(gè)室或區(qū)域的單個(gè)器皿，這使得能夠在同一個(gè)器皿內(nèi)實(shí)踐富含溴化氫的氣體的吸收/吸附和分離介質(zhì)再生的不同步驟。本發(fā)明的替代實(shí)施方案使得溴化氫回收階段能夠以擺動(dòng)再生模式運(yùn)行。使用示意性示于圖3中并通常指定為參考符號(hào)500的工藝裝置系統(tǒng)來實(shí)踐該實(shí)施方案的方法。圖3 的系統(tǒng)500與圖2的系統(tǒng)410的不同之處僅在于溴化氫回收階段的結(jié)構(gòu)元件及其伴隨的運(yùn)行。圖3中所示的系統(tǒng)500的其余元件與圖2中所示的系統(tǒng)410的相同并在圖3中指定為與圖2中所使用的相同參考符號(hào)。系統(tǒng)500包含第一雙重功能單元502和第二雙重功能單元504，其以組合的方式構(gòu)成概念性示于圖1中的溴化氫回收階段的替代實(shí)施方案。各個(gè)單元502、504基本彼此相同。同樣地，各個(gè)單元502、504為含有選擇性的且可再生的固體吸附劑如上述優(yōu)選的吸附劑二氧化硅凝膠的封閉器皿、室、容器等。應(yīng)注意，盡管其可以使用液體分離介質(zhì)的擺動(dòng)再生模式運(yùn)行系統(tǒng)500，但更優(yōu)選以使用固體分離介質(zhì)的擺動(dòng)再生模式運(yùn)行。這將擺動(dòng)再生模式與未展示固體和液體介質(zhì)之間的優(yōu)選性的循環(huán)再生模式區(qū)分開。如圖3中所示的第一雙重功能單元502與第二雙重功能單元504相互的特定合作互聯(lián)，使得單元502、504能夠以下述并聯(lián)循環(huán)的方式運(yùn)行，這是擺動(dòng)再生模式的基礎(chǔ)。特別地，第一雙重功能單元502具有第一進(jìn)料氣體進(jìn)口管線506、第一富含溴化氫的氣體的出口管線508和第一殘留氣體出口管線510。將在線閥512、514分別布置在第一進(jìn)料氣體進(jìn)口管線506和第一富含溴化氫的氣體出口管線508中，使得系統(tǒng)500的操作者能夠以下述方式選擇性地控制流過其中的氣體。第二雙重功能單元504同樣具有第二進(jìn)料氣體進(jìn)口管線 516、第二富含溴化氫的氣體出口管線518和第二殘留氣體出口管線520。將在線閥522、524 分別布置在第二進(jìn)料氣體進(jìn)口管線516和第二富含溴化氫的氣體出口管線518中，使得系統(tǒng)500的操作者能夠以下述方式選擇性地控制流過其中的氣體。在以擺動(dòng)再生模式運(yùn)行溴化氫回收階段期間，將各個(gè)雙重功能單元502、504隨時(shí)間進(jìn)行并聯(lián)循環(huán)，使得各個(gè)單元502、504交替提供溴化氫分離功能和分離介質(zhì)的再生功能。因此，當(dāng)?shù)谝浑p重功能單元502運(yùn)行以提供溴化氫分離功能時(shí)，所述第二雙重功能單元 504運(yùn)行以提供分離介質(zhì)再生功能。相反，當(dāng)?shù)诙p重功能單元504運(yùn)行以提供溴化氫分離功能時(shí)，第一雙重功能單元502運(yùn)行以提供分離介質(zhì)再生功能。應(yīng)注意，與運(yùn)行的循環(huán)再生模式不同，各個(gè)雙重功能單元502、504的分離介質(zhì)保持在其各自的單元內(nèi)，只要系統(tǒng)500保持運(yùn)行的擺動(dòng)模式。然而，當(dāng)?shù)谝浑p重功能單元 502 (或當(dāng)切換后第二雙重功能單元504)在溴化氫分離功能下運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)行參數(shù)和得到的輸出基本與上述溴化氫分離單元414中的相同。同樣地，當(dāng)?shù)诙p重功能單元504(或當(dāng)切換后第一雙重功能單元502)在分離介質(zhì)再生功能下運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)行參數(shù)和得到的輸出基本與上述分離介質(zhì)再生單元416中的相同。通過協(xié)調(diào)控制在線閥512、514、522、524的位置，可影響同時(shí)運(yùn)行的在溴化氫分離功能下的第一雙重功能單元502和在分離介質(zhì)再生功能下的第二雙重功能單元504。特別地，當(dāng)?shù)谝浑p重功能單元502在溴化氫分離功能下運(yùn)行且第二雙重功能單元504在分離介質(zhì)再生功能下運(yùn)行時(shí)，將閥512和524打開以分別使得流體流過管線506和518，而將閥514和522關(guān)閉以分別防止流體流過管線508和516。通過協(xié)調(diào)控制在線閥512、514、522、524的位置，可同樣影響同時(shí)運(yùn)行的在溴化氫分離功能下的第二雙重功能單元504和在分離介質(zhì)再生功能下的第一雙重功能單元502。 特別地，當(dāng)?shù)诙p重功能單元504在溴化氫分離功能下運(yùn)行且第一雙重功能單元502在分離介質(zhì)再生功能下運(yùn)行時(shí)，將閥512和524關(guān)閉以分別防止流體流過管線506和518，而將閥514和522打開以分別使得流體流過管線508和516。系統(tǒng)操作者通過以上述方式運(yùn)行閥512、514、522、524對(duì)兩個(gè)單元502、504的功能進(jìn)行切換(即擺動(dòng))。優(yōu)選在分離介質(zhì)達(dá)到其富含溴化氫的氣體裝載極限(即飽和)之前和/或在分離介質(zhì)基本上不再展示吸收另外富含溴化氫的氣體的能力之前的點(diǎn)處及時(shí)進(jìn)行功能切換。當(dāng)在溴化氫分離功能下運(yùn)行第一雙重功能單元502并在分離介質(zhì)再生功能下運(yùn)行第二雙重功能單元504時(shí)，系統(tǒng)操作者可監(jiān)控第一殘留氣體出口管線510和/或第二富含溴化氫的氣體的出口管線518以確定功能切換點(diǎn)。然而，優(yōu)選在定時(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能切換，優(yōu)選在第一殘留氣體出口管線510中的殘余氣體中的溴化氫的濃度超過約0 lmol%、或第二富含溴化氫的氣體出口管線518的富含溴化氫的氣體中溴化氫濃度低于約 90 100%之前選擇切換時(shí)間。同樣地，當(dāng)在溴化氫分離功能下運(yùn)行第二雙重功能單元504并在分離介質(zhì)再生功能下運(yùn)行第一雙重功能單元502時(shí)，系統(tǒng)操作者可監(jiān)控第二殘留氣體出口管線520和/或第二富含溴化氫的氣體的出口管線508以確定功能切換點(diǎn)。然而，優(yōu)選在定時(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行功能切換，優(yōu)選在第二殘留氣體出口管線520中的殘余氣體中的溴化氫的濃度超過約 0 1%、或第一富含溴化氫的氣體出口管線508的富含溴化氫的氣體中溴化氫濃度低于約 90 100%之前選擇切換時(shí)間。當(dāng)功能切換已經(jīng)發(fā)生兩次時(shí)，即當(dāng)各個(gè)單元502、504已經(jīng)完成了溴化氫分離功能的一個(gè)完整周期和分離介質(zhì)再生功能的一個(gè)完整周期時(shí)，以擺動(dòng)再生模式運(yùn)行的系統(tǒng)500 以及相應(yīng)的溴化氫回收階段完成全循環(huán)。只要系統(tǒng)500保持運(yùn)行，則系統(tǒng)500以連續(xù)方式重復(fù)另外的循環(huán)。同樣地，運(yùn)行的擺動(dòng)再生模式與運(yùn)行的連續(xù)運(yùn)行模式類似。優(yōu)選地，以擺動(dòng)再生模式，以當(dāng)實(shí)施溴化氫分離功能時(shí)將單元的循環(huán)時(shí)間和運(yùn)行條件設(shè)定為足以使得富含溴化氫的氣體基本裝載在分離介質(zhì)上而不會(huì)明顯突破殘留氣體中的溴化氫的值的方式，運(yùn)行溴化氫回收階段。同樣地，將當(dāng)實(shí)施分離介質(zhì)的再生功能時(shí)單元的循環(huán)時(shí)間和運(yùn)行條件設(shè)定為足以使得富含溴化氫的氣體基本從單元內(nèi)的分離介質(zhì)解吸的值。這導(dǎo)致分離介質(zhì)的最佳利用。圖3中顯示了系統(tǒng)500并按顯示為具有兩個(gè)雙重功能單元的方式進(jìn)行了描述。然而應(yīng)理解，不能將本發(fā)明限制為這種方式。盡管未示出，但是在技術(shù)人員的理解和本發(fā)明的范圍內(nèi)，其可使用三個(gè)或多個(gè)雙重功能單元的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以提高溴化氫回收階段的容量和/ 或效率。所有單元優(yōu)選都相互協(xié)同并聯(lián)運(yùn)行。然而，各個(gè)單元的各個(gè)操作基本上與上述兩個(gè)單元的相同并基本實(shí)現(xiàn)了相同的結(jié)果，如同技術(shù)人員所理解的。使用三個(gè)或更多個(gè)雙重功能單元具有另外的優(yōu)勢(shì)，使得能夠錯(cuò)開運(yùn)行，特別地有利地是，使得各個(gè)單元在吸附和解吸步驟之間進(jìn)行減壓和重新加壓。錯(cuò)開運(yùn)行也有利地使得操作者能夠吹掃在各個(gè)吸附或解吸步驟之后殘余在單元內(nèi)的殘留氣體，以降低源自系統(tǒng)500的殘留氣體的損失并避免在吹掃和/或減壓步驟期間內(nèi)流動(dòng)中斷，如同技術(shù)人員所理解的。在概念性地示于圖1中的溴化氫回收階段的另一個(gè)替代實(shí)施方案中，通過低溫手段將富含溴化氫的氣體與進(jìn)料氣體分離并回收。盡管未將該實(shí)施方案示于附圖中，但通過利用常規(guī)低溫分餾單元代替系統(tǒng)410的溴化氫分離和分離介質(zhì)的再生單元414、416或系統(tǒng) 500的第一和第二雙重功能單元502、504，可簡(jiǎn)單地實(shí)施該實(shí)施方案的實(shí)踐。通過與系統(tǒng) 410或500的進(jìn)料氣體管線412相同的進(jìn)料氣體管線，將進(jìn)料氣體直接導(dǎo)入低溫分餾單元中。通過與系統(tǒng)410或500的富含溴化氫氣體的管線434相同的富含溴化氫的氣體管線，將制得的富含溴化氫的氣體從低溫分餾單元中排出并傳送至圖1概念性示出的熱氧化階段。 所述低溫分餾單元典型地在約40巴 約5巴的壓力和約-50°C 約-150°C的最低溫度下運(yùn)行。不管在用于實(shí)踐本發(fā)明方法的溴化氫轉(zhuǎn)化系統(tǒng)中所使用的溴化氫回收階段的上述實(shí)施方案為哪一種，通過圖2或3中所示的富含溴化氫的氣體的管線434將得自溴化氫回收階段的富含溴化氫的初始?xì)怏w進(jìn)料至熱氧化階段。在某些情況中，在進(jìn)料氣體管線412處提供的進(jìn)料氣體可具有足夠高的溴化氫濃度，所述濃度是溴化氫回收階段所不需要的。在此情況中，進(jìn)料氣體管線412繞過溴化氫回收階段并將進(jìn)料氣體直接導(dǎo)入富含溴化氫的氣體的管線434中，以向熱氧化階段進(jìn)料。同樣地，富含溴化氫的起始?xì)怏w和進(jìn)料氣體即含溴化氫的氣體與這些情況中是同一的。參考圖2或3，兩個(gè)實(shí)施方案的熱氧化階段都包括位于富含溴化氫的氣體的管線 434下游端處的熱氧化單元436。將熱氧化單元436串聯(lián)分割成混合區(qū)域438和熱氧化區(qū)域440。熱氧化單元436具有與混合區(qū)域438流體連通的含氧氣的氣體管線442，使得能夠?qū)⒑鯕怏w導(dǎo)入混合區(qū)域438中。含氧氣體可基本為包括純氧氣和氧氣與其他氣體的混合物的任意一種含氧氣體，但是所述含氧氣體優(yōu)選為干燥氣體。盡管含氧氣體可以為如上提及的純氧氣，但是優(yōu)選的含氧氣體通常為空氣，其為成本更高效且運(yùn)行更方便的替代方案。熱氧化單元436任選地包含第一修整(trim)加熱器444和第二修整加熱器446， 或?qū)⑵浞Q作啟動(dòng)加熱器。任選的第一修整加熱器444位于富含溴化氫的氣體的管線434中， 以對(duì)進(jìn)入混合區(qū)域438的富含溴化氫的氣體進(jìn)行預(yù)熱，而任選的第二修整加熱器446位于含氧氣體管線442中以對(duì)進(jìn)入混合區(qū)域438的含氧氣體進(jìn)行預(yù)熱。熱氧化單元436還任選地包含位于熱氧化區(qū)域440中的中試燃燒器(pilot burner)448和液體噴霧注射器450。 中試燃燒器的燃料管線452與任選的中試燃燒器448連通，以向中試燃燒器448提供常規(guī)的燃料。通過借助于富含溴化氫的氣體管線434和含氧氣體管線442分別將富含溴化氫的氣體和含氧氣體導(dǎo)入混合區(qū)域438，啟動(dòng)熱氧化單元436的運(yùn)行。優(yōu)選通過任意數(shù)目的常規(guī)混合裝置中的一個(gè)實(shí)現(xiàn)富含溴化氫的氣體和含氧氣體在混合區(qū)域438中的混合，這對(duì)技術(shù)人員是已知的。具有本文中效用的示例性混合設(shè)備包括噴射型注射器、漩渦穩(wěn)定的混合器、 文丘里噴射器等。將制得的氣體混合物稱作本文中的熱氧化進(jìn)料氣體。熱氧化進(jìn)料氣體優(yōu)選具有約4 1.05 4 1.5且更優(yōu)選約4 1.1 4 1. 2的溴化氫與氧氣的摩爾比。 換言之，熱氧化進(jìn)料氣體優(yōu)選具有比完全反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量需要超出約5% 50%的過量氧氣，更優(yōu)選超出約10% 20%的過量氧氣。
如果在富含溴化氫的氣體管線434中設(shè)置任選的第一修整加熱器444，則優(yōu)選在混合區(qū)域438上游將富含溴化氫的氣體預(yù)熱至約150°C 約250°C的溫度。在不進(jìn)行預(yù)熱的情況中，優(yōu)選在約70°C 約150°C的溫度下將富含溴化氫的氣體導(dǎo)入混合區(qū)域438中。在任意一種情況中，在約1 約20巴的壓力下將富含溴化氫的氣體導(dǎo)入混合區(qū)域438中。如果在含氧氣體管線442中設(shè)置任選的第二修整加熱器446，則優(yōu)選在混合區(qū)域 438上游將含氧氣體預(yù)熱至約150°C 約250°C溫度。在不進(jìn)行預(yù)熱的情況中，優(yōu)選在約 70°C 約150°C的溫度下將含氧氣體導(dǎo)入混合區(qū)域438中。在任意一種情況中，在約1 約 20巴的壓力下將含氧氣體導(dǎo)入混合區(qū)域438中。將富含溴化氫的氣體和含氧氣體預(yù)熱至上述溫度范圍內(nèi)，有利地使得當(dāng)通過在熱氧化單元436的熱氧化區(qū)域440內(nèi)與循環(huán)的熱反應(yīng)氣體混合來對(duì)進(jìn)料混合物進(jìn)一步加熱時(shí)，能夠引發(fā)熱氧化反應(yīng)。任選地，可在混合區(qū)域438或在熱氧化區(qū)域440的進(jìn)口端中使用少量催化劑，以在混合區(qū)域438或在熱氧化區(qū)域440的進(jìn)口端中引發(fā)熱氧化反應(yīng)，下面做進(jìn)一步說明。所述熱氧化反應(yīng)的特征在于，溴化氫的氧化反應(yīng)由如下反應(yīng)式表示4HBr (g) +O2 (g) — 2Br2 (g) +2H20在混合區(qū)域438中形成熱氧化進(jìn)料氣體后，快速地將熱氧化進(jìn)料氣體轉(zhuǎn)移至熱氧化區(qū)域440中。熱氧化區(qū)域440優(yōu)選為具有適用于高溫的耐火襯里的封閉器皿、室、容器等， 例如在廢氣氧化工藝中所使用的常規(guī)熱氧化單元。在混合區(qū)域438簡(jiǎn)單地為上述類型的機(jī)械混合裝置的情況中，所述混合裝置將熱氧化進(jìn)料氣體直接排放入熱氧化區(qū)域440中。優(yōu)選將熱氧化進(jìn)料氣體作為具有足夠動(dòng)能的射流注入熱氧化區(qū)域440中以將熱反應(yīng)氣體在熱氧化區(qū)域440內(nèi)循環(huán)。氣體循環(huán)使得熱氧化進(jìn)料氣體受熱并與熱循環(huán)氣體混合，由此實(shí)現(xiàn)了約650°C 約800°C的最小均勻熱氧化反應(yīng)引發(fā)溫度。這種引發(fā)了熱氧化反應(yīng)并使其在熱氧化區(qū)域440內(nèi)變得自持續(xù)?？扇芜x地運(yùn)行小的中試燃燒器448以在啟動(dòng)期間對(duì)熱氧化區(qū)域440進(jìn)行預(yù)熱并隨后確保引發(fā)熱氧化反應(yīng)?；蛘撸蛄硗?，可在混合區(qū)域438內(nèi)或在熱氧化區(qū)域440的進(jìn)口端使用少量催化劑以引發(fā)反應(yīng)?？捎糜谝l(fā)反應(yīng)的催化劑的非限制性實(shí)例包括熱穩(wěn)定的過渡金屬氧化物如鐵的氧化物、鎳的氧化物、鉻的氧化物或稀土氧化物等、或鉬、釕或其他鉬族金屬或其組合。在任意一種情況中，優(yōu)選使用如下中的任意一種1)將熱氧化進(jìn)料氣體預(yù)熱并與循環(huán)氣體混合；2)利用中試燃燒器448對(duì)熱氧化進(jìn)料氣體開始加熱；3)以與少量引發(fā)催化劑組合的方式對(duì)熱氧化進(jìn)料氣體進(jìn)行預(yù)熱；或其任意組合，從而實(shí)現(xiàn)約650°C 約800°C的最低均相熱氧化反應(yīng)引發(fā)溫度，由此在熱氧化區(qū)域440內(nèi)引發(fā)均相熱氧化反應(yīng)。一旦達(dá)到了熱氧化反應(yīng)弓I發(fā)溫度，則如果熱損失最低時(shí)熱氧化反應(yīng)會(huì)相當(dāng)快速地在熱氧化區(qū)域440內(nèi)進(jìn)行。同樣地，在熱氧化區(qū)域440內(nèi)的反應(yīng)條件接近絕熱條件。由于反應(yīng)放熱大，所以反應(yīng)氣體的溫度快速升至800°C以上并隨著反應(yīng)的進(jìn)行可高達(dá)約1000°C 1200°C，這取決于反應(yīng)氣體的特定組成和過量氧氣和惰性氣體如氮?dú)獾拇嬖?，如果利用空氣作為氧化性氣體則存在所述氮?dú)狻榱烁鶕?jù)上述溴化氫氧化反應(yīng)方程實(shí)現(xiàn)溴化氫向單質(zhì)的大量轉(zhuǎn)化，優(yōu)選將熱氧化區(qū)域440保持在約950°C 約1100°C的溫度和約1 約20巴的壓力下。另外，熱氧化進(jìn)料氣體在熱氧化區(qū)域440內(nèi)的優(yōu)選停留時(shí)間為約1秒 約10秒。
用于保持熱氧化區(qū)域440內(nèi)相對(duì)高的反應(yīng)溫度的優(yōu)選手段是，按圖2和3中循環(huán)箭頭所示，將熱氧化區(qū)域440下游端處熱氧化反應(yīng)氣體的一部分連續(xù)循環(huán)回?zé)嵫趸瘏^(qū)域 440的上游端。將循環(huán)的熱氣體與從混合區(qū)域438進(jìn)入熱氧化區(qū)域440的新鮮熱氧化進(jìn)料氣體接觸并混合，由此將新鮮的熱氧化進(jìn)料氣體和循環(huán)的氣體加熱至熱氧化反應(yīng)引發(fā)溫度并使得反應(yīng)變得自持續(xù)。任選地在熱氧化區(qū)域440中安裝內(nèi)部擋板，以影響熱氧化反應(yīng)氣體的循環(huán)。還任選地將熱氧化區(qū)域440劃分成多個(gè)分區(qū)域。如果需要，下游的分區(qū)域在熱氧化區(qū)域440內(nèi)提供另外的停留時(shí)間以用于熱氧化反應(yīng)的發(fā)生。還能夠在熱氧化區(qū)域440中放置由適用于高溫用途的陶瓷或其他耐火材料構(gòu)成的填料，以加速其中氣體的混合和加熱，并提供因熱慣性造成的運(yùn)行穩(wěn)定性。所述填料能夠?yàn)殡S機(jī)堆放的填料或規(guī)整填料。還能夠提供另外的任選的熱源以補(bǔ)充循環(huán)的熱氧化反應(yīng)氣體，從而保持在熱氧化區(qū)域440的反應(yīng)溫度下。此外，當(dāng)如上所述在混合區(qū)域438或在熱氧化區(qū)域440的進(jìn)口端中使用少量催化劑時(shí)，并結(jié)合任選的第一和第二修整加熱器444、446，實(shí)踐者能夠?qū)崿F(xiàn)在混合區(qū)域438中引發(fā)熱氧化反應(yīng)和在熱氧化區(qū)域440中達(dá)到并保持期望反應(yīng)溫度的期望效果。如果期望，這能夠降低或消除將熱氣體在熱氧化區(qū)域440內(nèi)循環(huán)的要求，或降低或消除對(duì)富含溴化氫的氣體和/或氧化性氣體的流量或組成中微小的偏差或中斷進(jìn)行的補(bǔ)償。還能夠?qū)⑷芜x的中試燃燒器448用作補(bǔ)充熱源以代替或補(bǔ)助任選的第一和第二修整加熱器444、446。通過中試燃燒器燃料管線452，將常規(guī)燃料進(jìn)料至在接近混合區(qū)域 438的熱氧化區(qū)域440上游端處的中試燃燒器448中。將常規(guī)燃料在中試燃燒器448中燃燒，使其能夠用作修整加熱器，以便以受控方式保持熱氧化區(qū)域440內(nèi)的最低反應(yīng)溫度，如果需要的話。在不進(jìn)行預(yù)熱的情況中，還能夠?qū)⒅性嚾紵?48用于引發(fā)熱氧化反應(yīng)，如上所述。還另一種替代補(bǔ)充熱源是源自相關(guān)聯(lián)的上游工藝的廢熱。例如，用于生產(chǎn)液體烴的氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝如溴化/合成工藝也典型地產(chǎn)生廢熱，所述廢熱在本方法的熱氧化區(qū)域440中能夠使用。本反應(yīng)中干燥的氣態(tài)溴化氫的熱氧化的特征在于，跨越熱氧化區(qū)域440的向下游移動(dòng)的大的溫升。這種溫度梯度歸因于反應(yīng)的放熱本質(zhì)和反應(yīng)物的相對(duì)低熱容，因?yàn)樵跓嵫趸M(jìn)料氣體中不存在或存在相對(duì)少量的蒸汽。盡管通過按上述循環(huán)熱氣體以在熱氧化區(qū)域440中引發(fā)熱氧化反應(yīng)和/或保持熱氧化區(qū)域440中的反應(yīng)溫度能夠有利地使用這種溫度梯度，但是在熱氧化區(qū)域440內(nèi)產(chǎn)生的高溫也具有內(nèi)在劣勢(shì)。熱氧化區(qū)域440內(nèi)的高溫對(duì)于已知的對(duì)溴化氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的高轉(zhuǎn)化率具有最高活性的催化劑如CuBr2或CeBr3具有破壞性。特別地，這種催化劑在熱氧化反應(yīng)區(qū)域440中的預(yù)期運(yùn)行溫度下不穩(wěn)定，造成催化劑活性的損失以及可能導(dǎo)致在下游工藝設(shè)備中產(chǎn)生污垢。因此，在優(yōu)選實(shí)施方案中，熱氧化區(qū)域440基本不含催化劑。然而，在其中將任選的填料放入熱氧化區(qū)域440中的替代實(shí)施方案中，靠近熱氧化區(qū)域440進(jìn)口端的填料部分或?qū)樱?能夠涂覆以催化活性物質(zhì)，使其在熱氧化區(qū)域440中的高溫下比上述最高活性的催化劑展示更大的穩(wěn)定性。這些催化活性物質(zhì)引發(fā)和/或促進(jìn)熱氧化區(qū)域440中的高溫?zé)嵫趸磻?yīng)。在本實(shí)施方案中具有效用的催化活性物質(zhì)的示例性類別包括過渡金屬氧化物或稀土氧化物，其不會(huì)形成揮發(fā)性金屬溴化物或揮發(fā)性稀土溴化物。或者，能夠?qū)⒂删哂信c鉬族金屬相同催化活性的物質(zhì)形成的催化金屬薄紗、網(wǎng)等放入熱氧化區(qū)域440中，以引發(fā)和/或促進(jìn)
高溫?zé)嵫趸磻?yīng)。在熱氧化區(qū)域440中產(chǎn)生的高溫的另一種內(nèi)在劣勢(shì)是對(duì)在熱氧化區(qū)域440中可預(yù)期的高運(yùn)行溫度下的溴化氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)所施加的平衡限制。圖4圖示了在空氣比溴化氫的完全反應(yīng)所需的化學(xué)計(jì)量量過量20%的條件下熱力學(xué)平衡計(jì)算結(jié)果與溴化氫的熱氧化反應(yīng)溫度之間的關(guān)系。顯然，反應(yīng)程度限制為低于在高于約500°C的溫度下的100%完全。因此，例如，該溫度平衡限制會(huì)將溴化氫的轉(zhuǎn)化率限制為理論最大值的約91 %，這取決于在約 1000°C的絕熱熱氧化反應(yīng)溫度下的氣體動(dòng)力學(xué)反應(yīng)速率。通過在如圖2和3中所示的熱氧化區(qū)域440中使用任選的液體噴霧注射器450，能夠在一定程度上減輕這種平衡限制。根據(jù)本工藝的替代實(shí)施方案，通過熱氧化區(qū)域440將液滴噴霧導(dǎo)入液體噴霧注射器450中。噴霧的液體蒸發(fā)并部分冷卻熱氧化反應(yīng)氣體。這種部分冷卻具有減輕熱氧化區(qū)域440內(nèi)溫升的期望效果，由此降低圖4中所示的和上述的平衡限制。然而，較低的溫度易于降低反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)速率，由此需要額外的停留時(shí)間以實(shí)現(xiàn)期望的更高轉(zhuǎn)化率。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，噴入熱氧化區(qū)域440中的液體為含水氫溴酸或某些其他含溴化物的液體廢物流股。所述含水溴酸能夠得自溴化氫回收工藝。示例性溴化氫回收工藝為通過對(duì)多階逆流萃取塔中的流股進(jìn)行水洗將殘留的溴化氫從液體烴產(chǎn)物中除去。在任何情況中，在液體噴霧中蒸發(fā)的含溴化合物以及在富含溴化氫的氣體中的溴化氫在熱氧化區(qū)域 440中進(jìn)行熱氧化，以補(bǔ)充在熱氧化區(qū)域440中產(chǎn)生的單質(zhì)溴的量。將混合區(qū)域438和熱氧化區(qū)域440顯示在圖2和3中并按上述顯示為集成為單個(gè)單元結(jié)構(gòu)。然而應(yīng)理解，不能將本發(fā)明限制為這種方式。盡管未示出，但在技術(shù)人員的理解和本發(fā)明的范圍內(nèi)的是，將混合區(qū)域438和熱氧化區(qū)域440容納在相互流體連通的單獨(dú)結(jié)構(gòu)中。將在熱氧化區(qū)域440下游端處的熱的熱氧化反應(yīng)氣體稱作熱氧化流出物氣體。熱氧化流出物氣體包含單質(zhì)溴、蒸汽、未轉(zhuǎn)化的溴化氫和過量氧氣。當(dāng)空氣為含氧氣體時(shí)，熱氧化流出物氣體，除了氧氣之外還包含其它空氣組分如氮?dú)夂投趸?。所述熱氧化流出物氣體優(yōu)選處于約950°C 約1100°C的溫度和約1 約100巴的壓力下。熱氧化氣體中的單質(zhì)溴的量?jī)?yōu)選與從溴化氫回收階段排放入富含溴化氫的氣體管線434中的富含溴化氫的氣體中存在的溴化氫的約80% 約95%在熱氧化階段中的溴化氫轉(zhuǎn)化率相對(duì)應(yīng)。熱氧化單元436另外具有熱氧化流出物氣體出口端口 454。熱氧化流出物氣體管線456從熱氧化流出物氣體出口端口 454延伸到概念性地示于圖1中的催化氧化階段。 本實(shí)施方案的催化氧化階段包括位于熱氧化流出物氣體管線456下游端處的催化反應(yīng)器 458，其具有熱氧化流出物氣體進(jìn)口端口 460。同樣地，所述熱氧化流出物氣體通過熱氧化流出物氣體出口端口 454和熱氧化流出物管線456從熱氧化單元436傳輸至催化反應(yīng)器458， 并通過熱氧化流出物氣體進(jìn)口端口 460導(dǎo)入催化反應(yīng)器458中。廢熱回收換熱器462位于熱氧化流出物氣體管線456中，其將熱氧化流出物氣體冷卻至約250°C 335°C，由此從熱氧化區(qū)域440中回收廢熱。在廢熱回收換熱器462中換熱器表面的溫度優(yōu)選保持在熱氧化流出物氣體的露點(diǎn)以上，使得在廢熱回收換熱器462的構(gòu)造中使用更少的昂貴材料如鎳或含鎳的金屬合金。
催化反應(yīng)器458為含有高活性氧化催化劑床的封閉器皿、室、容器等。在催化反應(yīng)器中具有效用的高反應(yīng)性氧化催化劑的代表性類別包括過渡金屬氧化物、過渡金屬溴化物、稀土氧化物、稀土溴化物或其組合，另外可將這些物質(zhì)直接使用或分散在氧化物、碳化物或氮化物載體上。在這些代表性高反應(yīng)性氧化催化劑中，優(yōu)選負(fù)載在氧化鋁上的CuO/ CuBr2或負(fù)載在氧化鋁或氧化鋯上的CeBiv將熱氧化流出物氣體與催化反應(yīng)器458中的高活性氧化催化劑在約250°C 約345°C的反應(yīng)器入溫度和約1巴 約20巴的壓力下絕熱接觸，以基本上將熱氧化流出物氣體中殘余的溴化氫完全轉(zhuǎn)化。同樣地，高活性氧化催化劑以上述反應(yīng)方程完成了至少約5% 約20%的溴化氫轉(zhuǎn)化反應(yīng)。由于與催化反應(yīng)器458中的催化劑床接觸的未轉(zhuǎn)化溴化氫的量占起始存在于進(jìn)料氣體中總溴化氫的比例相對(duì)小，所以跨越未冷卻的絕熱催化反應(yīng)器458的溫升相對(duì)小。 因此，催化反應(yīng)器458的出口溫度優(yōu)選保持在約300°C 450°C且更優(yōu)選約325°C 350°C 下，同時(shí)保持了氧化催化劑的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。催化反應(yīng)器458具有催化反應(yīng)器流出物氣體出口端口 464，通過所述出口端口排放催化反應(yīng)器流出物氣體。由于熱氧化和催化氧化階段基本上將進(jìn)料氣體中的溴化氫完全轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴，所以催化反應(yīng)器流出物氣體主要包含單質(zhì)溴、蒸汽、過量的氧氣和任何殘余的未反應(yīng)組分如除氧氣之外的其他空氣組分。催化反應(yīng)器流出物氣體管線466從催化反應(yīng)器流出物氣體出口端口 464延伸到概念性地示于圖1中的分離和產(chǎn)物回收階段。本實(shí)施方案的分離和產(chǎn)物回收階段包含急冷/冷凝器468、三相氣體/液體/液體分離器470、氣體處理單元472和含水液體處理單元474。通過催化反應(yīng)器流出物氣體出口端口 464和催化反應(yīng)器流出物氣體管線466將催化反應(yīng)器流出物氣體傳輸至急冷/冷凝器468。在約1 約20巴的壓力下，將催化反應(yīng)器流出物氣體在急冷/冷凝器468中急冷并冷卻至約5°C 約60°C的溫度下，由此將大部分氣體冷凝成液體。結(jié)果是包含氣相、較重的單質(zhì)溴液相和較輕的含水液相的三相混合物。通過冷凝器出口管線476將三相混合物傳輸至三相氣體/液體/液體分離器470，在那里將氣相、含水液相和單質(zhì)溴液相全部相互分罔。將單質(zhì)溴液相從三相氣體/液體/液體分離器470的底部排出。單質(zhì)溴液相是處于液體狀態(tài)的基本純的單質(zhì)溴，僅含有痕量殘留的溶解的水、典型地約0. 3wt%，以及可能的痕量的未反應(yīng)的溴化氫。單質(zhì)溴液相含有大量從上述上游工藝回收的單質(zhì)溴產(chǎn)物。通過單質(zhì)溴產(chǎn)物回收管線477從三相氣體/液體/液體分離器470中回收單質(zhì)溴產(chǎn)物。從三相氣體/液體/液體分離器470頂部排出的氣相，如果在含氧氣體管線442 中的含氧氣體為空氣，則主要包含氧氣耗盡的空氣，或如果含氧氣體管線442中含氧氣體為純氧氣，則主要包含氧氣。氣相還包括在急冷/冷凝器468中未冷凝的任何殘留的單質(zhì)溴。單質(zhì)溴在氣相中的濃度優(yōu)選為約lmol% 約10mol%。較高的系統(tǒng)運(yùn)行壓力和較低的急冷/冷凝溫度，將使冷凝最大化，由此最小化離開三相分離器的氣相中殘留的溴的濃度。相反，在更低壓力和更高急冷/冷凝溫度下運(yùn)行將導(dǎo)致在氣相中殘留的溴蒸氣濃度更高。通過分離器氣相出口管線478，將氣相傳送至氣體處理單元472。所述氣體處理單元472基本為通過技術(shù)實(shí)踐者選擇的系統(tǒng)410的特定尺寸和運(yùn)行條件下能夠從氣體流股幾乎完全回收鹵素的任意一種常規(guī)運(yùn)行單元，如吸收氣體洗滌單元、固體床吸收單元等。氣體處理單元472將單質(zhì)溴從氣相中除去。通過通風(fēng)管線480將基本不殘余溴的氣相從氣體處理單元472中排出，同時(shí)通過氣體處理溴回收管線482從氣體處理單元472中回收殘留的單質(zhì)溴并將其進(jìn)料至單質(zhì)溴產(chǎn)物回收管線477中。從三相氣體/液體/液體分離器470中的較重的單質(zhì)溴液相傾析的更輕的含水液相，主要由水和溶解在其中的一些殘留的單質(zhì)溴構(gòu)成。在在線冷卻器494中對(duì)循環(huán)的含水液相的第一部分進(jìn)行首次冷卻之后，通過冷凝器循環(huán)管線492，利用在線泵484將含水液相的第一部分返回至急冷/冷凝器468。該含水液相冷卻的第一部分用作急冷/冷凝器468 的冷卻介質(zhì)。通過分離器含水液相出口管線486利用在線泵484將較輕的含水液相的第二部分傳送至含水液體處理單元474。所述含水液體處理單元474基本為在技術(shù)實(shí)踐者選擇的系統(tǒng)410的特定尺寸和運(yùn)行條件下能夠從液體流股中回收溶解的鹵素的任意一種常規(guī)操作單元，如蒸餾塔、再沸汽提塔、固體床吸收單元等。含水液體處理單元474從含水液相中將溶解的單質(zhì)溴除去并通過含水液體處理溴回收管線488從含水液體處理單元474中回收單質(zhì)溴，將單質(zhì)溴進(jìn)料至單質(zhì)溴產(chǎn)物回收管線477中。通過排放管線490將基本不含溴的含水液相從含水液體處理單元474中排出。或者，在在線冷卻器494中對(duì)循環(huán)的基本不含溴的含水液相進(jìn)行首次冷卻之后， 通過冷凝器循環(huán)管線492將基本不含溴的含水液相的一部分返回至急冷/冷凝器468中。 可完成該操作以代替使用離開三相分離器470的含水液相，所述含水液相含有溶解的溴。 在這種替代實(shí)施方案中(未示出)，可使用更少的昂貴材料來構(gòu)造在線冷卻器494，因?yàn)閺暮合嘀谐チ烁g性的溶解的溴。然而，通過更大容量的含水液體處理單元474所需要的增加的成本會(huì)抵消這種優(yōu)勢(shì)。如下能夠?qū)寤瘹滢D(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的實(shí)施例顯示了本發(fā)明的范圍和效用。然而，這些實(shí)施例不應(yīng)該被理解為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1使用具有1英寸內(nèi)徑(21mm)和46英寸長(zhǎng)度(1168mm)的石英管用作本實(shí)例中的反應(yīng)器。管長(zhǎng)度的第一半為含有1/4英寸(6.4mm)陶瓷Berl鞍狀物的填料的填充段。管長(zhǎng)度的其余一半為開放的。將所述管放入具有兩個(gè)受熱區(qū)域的電爐中。各個(gè)受熱區(qū)域?yàn)?2 英寸(305mm)長(zhǎng)。管的填充段位于第一受熱區(qū)域內(nèi)并具有約55cm3的空隙體積。管的開放段在第二受熱區(qū)域內(nèi)并具有約105cm3的體積。在反應(yīng)器中實(shí)施了一系列熱試驗(yàn)運(yùn)行T-I T-7，各個(gè)試驗(yàn)運(yùn)行具有不同的運(yùn)行參數(shù)設(shè)置。在各個(gè)熱試驗(yàn)運(yùn)行中，在期望進(jìn)料速率下將過量空氣和氣態(tài)溴化氫進(jìn)料至管的填充段中。填充段的起始的長(zhǎng)度充當(dāng)反應(yīng)物混合和預(yù)熱區(qū)域。協(xié)調(diào)使用安裝在填充段中的 0. 25英寸(6. 4mm)OD內(nèi)部石英熱電偶套管和滑動(dòng)熱電偶，以確定填充段的溫度曲線。觀察至IJ，當(dāng)進(jìn)料氣體到達(dá)受熱區(qū)域內(nèi)填充段中約4英寸(102mm)的點(diǎn)時(shí)，進(jìn)料氣體非常接近爐溫。由此，填充段起始的4英寸限定了反應(yīng)物混合和預(yù)熱區(qū)域，同時(shí)具有50%空隙體積的填充段的最后8英寸(203mm)和開放部分的整個(gè)長(zhǎng)度限定了熱氧化反應(yīng)器區(qū)域。同樣地， 石英管以熱氧化單元436連續(xù)隔成混合區(qū)域438和熱氧化區(qū)域440的方式發(fā)揮功能，如圖 2和3中所示。計(jì)算反應(yīng)器區(qū)域中氣態(tài)反應(yīng)物的停留時(shí)間。將從反應(yīng)器區(qū)域排出的制得的氣態(tài)流出物導(dǎo)回水冷卻的冷凝器中，在那里作為冷凝器流出物得到液體單質(zhì)溴相和含水液相。將冷凝器流出物通過一系列五個(gè)氣液沖擊器以從冷凝器流出物中回收單質(zhì)溴和任何未反應(yīng)的溴化氫。首先的兩個(gè)沖擊器含有0. IN H2SO4，第三個(gè)沖擊器含有水，且第四和第五個(gè)沖擊器含有5 %的NaOH和5 %的Na2SO3的水性混合物。對(duì)液體單質(zhì)溴相和含水液相稱重并分析。使用該數(shù)據(jù)以及五個(gè)沖擊器溶液的分析以確定從熱氧化反應(yīng)器區(qū)域中回收的單質(zhì)溴和溴化氫的總量，并因此確定在熱氧化反應(yīng)器區(qū)域中溴化氫的轉(zhuǎn)化百分比。將各個(gè)試驗(yàn)運(yùn)行的運(yùn)行參數(shù)和結(jié)果示于下表1中。表 權(quán)利要求
1.一種將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法，所述方法包括以下步驟在熱氧化溫度下對(duì)富含溴化氫的初始?xì)怏w的一部分進(jìn)行熱氧化以生產(chǎn)第一部分的單質(zhì)溴和所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物；和在催化氧化溫度下將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物的至少一部分催化氧化以生產(chǎn)第二部分的單質(zhì)溴。
2.權(quán)利要求1的方法，其中所述富含溴化氫的初始?xì)怏w為基本上干燥的氣體混合物。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述熱氧化溫度大大高于所述催化氧化溫度。
4.權(quán)利要求1的方法，其中所述催化氧化溫度為約250°C 約345°C。
5.權(quán)利要求1的方法，其中所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的所述部分的熱氧化將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w中的全部溴化氫的約80% 99%轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴。
6.權(quán)利要求1的方法，其中所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的所述部分的熱氧化將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w中的全部溴化氫的約85% 95%轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴。
7.權(quán)利要求1的方法，其中所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的所述剩余物的所述至少一部分的催化氧化將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w中的全部溴化氫的約20% 轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴。
8.權(quán)利要求1的方法，其中所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的所述剩余物的所述至少一部分的催化氧化將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w中的全部溴化氫的約15% 5%轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴。
9.權(quán)利要求1的方法，還包括由含溴化氫的氣體得到所述富含溴化氫的初始?xì)怏w。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述含溴化氫的氣體具有比所述富含溴化氫的初始?xì)怏w更低的溴化氫濃度。
11.權(quán)利要求9的方法，其中所述富含溴化氫的初始?xì)怏w為所述含溴化氫的氣體。
12.權(quán)利要求9的方法，其中所述含溴化氫的氣體為含有溴化氫和較低分子量烴的氣體混合物。
13.權(quán)利要求9的方法，其中所述含溴化氫的氣體得自上游工藝。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述上游工藝為相關(guān)聯(lián)的工藝。
15.權(quán)利要求13的方法，其中所述上游工藝為不相關(guān)的工藝。
16.權(quán)利要求13的方法，其中所述上游工藝為氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝，且此外，其中通過將所述氣態(tài)鏈烷烴溴化并將得到的烷基溴催化反應(yīng)以形成所述液體烴，將所述氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化成液體烴。
17.權(quán)利要求1的方法，還包括在氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝中通過將所述氣態(tài)鏈烷烴溴化并對(duì)制得的烷基溴進(jìn)行催化反應(yīng)以形成所述液體烴和含溴化氫的氣體，將氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化成液體烴，以及由所述含溴化氫的氣體得到所述富含溴化氫的初始?xì)怏w。
18.權(quán)利要求17的方法，還包括將所述第一部分和第二部分的單質(zhì)溴作為進(jìn)料循環(huán)至所述氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝。
19.權(quán)利要求1的方法，還包括在將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w熱氧化期間或之前向所述富含溴化氫的初始?xì)怏w中添加氧化性氣體。
20.一種用于將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法，包括以下步驟向富含溴化氫的初始?xì)怏w中添加氧化性氣體以形成熱氧化進(jìn)料氣體，其中所述富含溴化氫的初始?xì)怏w為包括溴化氫的基本上干燥的氣體混合物；在熱氧化溫度下在熱氧化反應(yīng)器中將所述熱氧化進(jìn)料氣體的一部分熱氧化，以生產(chǎn)第一部分的單質(zhì)溴和所述熱氧化進(jìn)料氣體的剩余物；以及在催化氧化溫度下在催化反應(yīng)器中將所述熱氧化進(jìn)料氣體的剩余物的至少一部分催化氧化，以生產(chǎn)第二部分的單質(zhì)溴，其中所述熱氧化溫度大大高于所述催化氧化溫度。
21.權(quán)利要求20的方法，還包括從由所述催化反應(yīng)器排放的催化反應(yīng)器流出物氣體中回收所述第一部分和第二部分的單質(zhì)溴以作為單質(zhì)溴產(chǎn)物。
22.權(quán)利要求21的方法，還包括將所述催化反應(yīng)器流出物氣體冷凝以得到包含氣相、 單質(zhì)溴液相和含水液相的三相混合物。
23.權(quán)利要求22的方法，還包括將所述氣相、所述單質(zhì)溴液相和所述含水液相彼此分離，其中該單質(zhì)溴液相基本上是處于液體狀態(tài)的純單質(zhì)溴且構(gòu)成所述單質(zhì)溴產(chǎn)物的第一部分。
24.權(quán)利要求22的方法，其中所述氣相包括氧氣和第一殘留單質(zhì)溴部分，所述方法還包括回收所述第一殘留單質(zhì)溴以作為所述單質(zhì)溴產(chǎn)物的第二部分。
25.權(quán)利要求22的方法，其中所述含水液相包括水和溶于其中的第二殘留單質(zhì)溴部分，所述方法還包括回收所述第二殘留單質(zhì)溴以作為所述單質(zhì)溴產(chǎn)物的第三部分。
26.一種將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法，所述方法包括以下步驟在氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝中，通過將所述氣態(tài)鏈烷烴溴化并對(duì)制得的烷基溴進(jìn)行催化反應(yīng)以形成所述液體烴和含溴化氫的氣體，將氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化成液體烴；由所述含溴化氫的氣體獲得富含溴化氫的初始?xì)怏w；在熱氧化溫度下將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的一部分熱氧化以生產(chǎn)第一部分的單質(zhì)溴和所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物；在催化氧化溫度下將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物的至少一部分催化氧化以生產(chǎn)第二部分的單質(zhì)溴；以及將所述第一部分和第二部分的單質(zhì)溴循環(huán)至所述氣態(tài)鏈烷烴轉(zhuǎn)化工藝中以將所述氣態(tài)鏈烷烴溴化。
27.權(quán)利要求26的方法，其中所述含溴化氫的氣體具有比所述富含溴化氫的初始?xì)怏w更低的溴化氫濃度。
28.權(quán)利要求26的方法，其中所述富含溴化氫的初始?xì)怏w為所述含溴化氫的氣體。
29.權(quán)利要求26的方法，其中所述含溴化氫的氣體為含有溴化氫和較低分子量烴的氣態(tài)混合物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種將溴化氫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴的方法。在熱氧化溫度下對(duì)富含溴化氫的初始?xì)怏w的一部分進(jìn)行熱氧化以生產(chǎn)第一部分的單質(zhì)溴和所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的剩余物。在更低的催化氧化溫度下將所述富含溴化氫的初始?xì)怏w的所述剩余物的至少一部分催化氧化以生產(chǎn)第二部分的單質(zhì)溴。
文檔編號(hào)C01B7/09GK102482083SQ201080036995
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
發(fā)明者G·A·李斯維斯基, J·J·維庫(kù)里斯, P·K·莫雷 申請(qǐng)人:馬拉索恩科技有限責(zé)任公司