способ получения бромистого калия

Формула изобретения

Способ получения бромистого калия, в котором сначала из аммиачной воды и брома получают бромистый аммоний, а затем в него вводят калийсодержащий твердый реагент щелочного характера, отличающийся тем, что процесс ведут в присутствии соединений железа (III) от 0,0003 до 0,03 мас.% к массе целевого продукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ, минеральных солей и может быть использовано в химической промышленности.

Известен способ получения бромистых металлов [1] взаимодействием окисей, гидратов окисей и карбонатов соответствующих металлов с бромом в присутствии восстановителей и воды, в котором в качестве восстановителей применяют вещества, дающие при окислении только воду, или газы, или воду и газы вместе, например, аммиак, мочевина, цианамид, соли аммония, карбонат аммония, галогениды аммония, формальдегид, гидразин, муравьиная кислота, формамид, щавелевая кислота, гидроксиламин и другие, а также их смеси. По данному способу в водный раствор восстановителя дозируют бром и раствор гидроокиси или карбоната металла. Реагенты дозируют одновременно, порциями или по очереди. Полученный концентрированный раствор бромистой соли фильтруют, упаривают и выделяют готовый продукт известным способом. Способ [1] малопроизводителен, энергоемок и не обеспечивает получение целевого продукта высокого качества.

Наиболее близким по совокупности признаков является способ получения бромистых солей [2] , в котором сначала из аммиачной воды и брома получают концентрированный раствор бромистого аммония, а затем в него вводят твердый реагент щелочного характера, образующийся при этом аммиак возвращается в процесс на первую стадию, а из водного раствора бромистой соли целевой продукт выделяют известными приемами. Способ [2] не позволяет получить готовый продукт высокого качества.

Задача изобретения - повышение качества целевого продукта, повышение производительности, снижение энергоемкости.

Поставленная задача решается тем, что процесс ведут в присутствии соединений железа (III) 0,0003 - 0,03 мас.% к массе целевого продукта.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующими примерами.

Пример 1. В реактор с мешалкой загружают 267 г аммиачной воды, содержащей 25 мас.% аммиака, 270 г дистиллированной воды и 2 г раствора бромистого железа, содержащего 0,00035 г железа (III), что составляет 0,0001% от массы получаемого бромистого калия. При охлаждении и перемешивании в реактор дозируют 235 г (75,6 мл) элементарного брома со скоростью, позволяющей поддерживать в реакторе температуру не выше 40^oC. В полученный раствор бромистого аммония дозируют порциями по 3 - 5 г гидроокись калия в количестве 165 г в пересчете на 100%. За счет теплоты растворения щелочи и теплоты реакции раствор нагревается до кипения. После окончания взаимодействия щелочи с бромистым аммонием раствор фильтруют. На фильтре остается осадок, содержащий гидроокись железа (III), гидроокиси других металлов и нерастворимые в водном растворе бромистого калия другие примеси, содержащиеся в исходном сырье. Раствор бромистого калия доводят до pH 5 - 7,5 добавлением нескольких капель бромистоводородной кислоты. Выделившийся аммиак поглощают дистиллированной водой и получают раствор аммиака в воде, содержащий 49,8 г аммиака и 422 г воды (10,5 мас.% аммиака).

Осадок на фильтре промывают водой, полученный 40%-ный раствор бромистого калия упаривают и выделяют известными приемами 348,0 г целевого продукта с выходу 99,5%. Продукт содержит, мас.%: сульфиды 0,0003; тиосульфаты 0,0005; броматы 0,00018, не удовлетворяет требованиям по содержанию сульфидов, которых допускается не более 0,0002 мас.%, тиосульфатов, которых допускается не более 0,0002 мас.%, но соответствует требуемому качеству по броматам, которых должно быть не более 0,0003 мас.%, то есть задача изобретения не решается.

Пример 2. Процесс ведут, как указано в примере 1, но в реактор дозируют 272 г воды и гидроокись железа (III), содержащую 0,00035 г железа (III). В результате получают 348,1 г целевого продукта с выходом 99,5% с содержанием, мас.%: сульфиды 0,0003; тиосульфаты 0,00045; броматы 0,00018. Таким образом, анион, связанный с ионом железа (III), на процесс не влияет.

Пример 3. Процесс ведут, как описано в примере 1, но в реактор дозируют раствор бромистого железа, содержащего 0,001 г железа (III), что составляет 0,0003% от массы получаемого бромистого калия. Получают 347,9 г бромистого калия с выходом 99,5%, содержащего, мас.%: сульфиды 0,0002; тиосульфаты 0,0002; броматы 0,0002, что соответствует требованиям по качеству к целевому продукту.

Пример 4. Процесс ведут, как указано в примере 3, но в реактор загружают 67 г аммиачной воды, содержащей 25 мас.% аммиака, аммиачную воду, получаемую в примере 3, содержащую 422 г воды и 49,8 г аммиака (10,5 мас.%). Получают продукт с выходом 99,6% и показателями качества как в примере 3.

Пример 5. Процесс ведут как указано в примере 4, но в реактор загружают 0,01 г железа (III) в виде гидроокиси (0,003%). Получают продукт с выходом 99,4%, содержащий, мас. %: сульфиды 0,0001; тиосульфаты 0,00005; броматы 0,00022, что соответствует требованиям по качеству к целевому продукту.

Пример 6. Процесс ведут, как указано в примере 4, но в реактор загружают техническую аммиачную воду (67 г), содержащую окислы и гидроокиси металлов в виде взвеси, в том числе соединения железа (III) 0,011 г (0,0033%). Получают готовый продукт с выходом 99,3%, содержащий, мас.%: сульфиды 0,00009; тиосульфаты 0,00004; броматы 0,00023, что соответствует требованиям по качеству к целевому продукту.

Пример 7. Процесс ведут, как указано в примере, 4, но железа (III) 0,1 г (0,03%). Получают продукт, содержащий, мас.%: сульфиды 0,00005; тиосульфаты отсутствуют; броматы 0,00025, что соответствует требованиям по качеству к целевому продукту.

Пример 8. Процесс ведут, как указано в примере 4, но с 0,04% железа (III). Получают продукт с выходом 99,3%, практически не содержащий сульфидов и тиосульфатов, а броматов 0,00032 мас.%, что не отвечает требованиям по качеству к целевому продукту.

Пример 9. Процесс ведут по известному способу [2], то есть в отсутствие катализатора. Получают продукте выходом 99,3%, содержащий, мас.%: сульфиды 0,0004; тиосульфаты 0,0008; броматы 0,0003, что не отвечает требованиям по качеству.

Таким образом, как следует из приведенных примеров, для повышения качества целевого продукта процесс следует вести в присутствии железа (III) 0,0003 - 0,03 мас.% к массе целевого продукта. При его содержании в реакционной массе менее 0,0003 или более 0,03% получается продукт, не соответствующий требованиям заказчиков по содержанию сульфидов, тиосульфатов и броматов. В этом случае требуется, как и в известном способе [2], его дополнительная очистка от примесей. Как показали испытания на действующем технологическом оборудовании в бромном производстве, применение предлагаемого способа по сравнению с известным позволяет увеличить производительность и снизить энергопотребление процесса за счет введения катализатора, содержащего железо (III).

Способ прост в осуществлении и не требует применения специального оборудования.

Источники информации:

1. И.Г. Ван дер Мейлен. Патент СССР N 8215, кл. C 01 B 9/04, 1929.

2. В.И. Ксензенко, Д.С. Стасиневич. Технология брома и йода. М.: Госхимиздат, 1960, с. 267.0