[发明专利]从气态溴化氢除去溴

说明书

技术领域

本发明涉及纯化受气态溴污染的气态溴化氢的蒸气相混合物的新方法。

发明背景

生产溴化阻燃剂的工艺通常产生受溴污染的溴化氢（HBr）的共产物混合物。为了防止设备腐蚀并且为了这种HBr的合成用途来除去这种溴是有用的。最有效的HBr纯化目前使用路易斯酸催化的亲电芳香族取代以便部分地环溴化活化的芳香族化合物，例如二苯醚或1,2-二苯基乙烷。替代地，已测验了较旧的技术，其中溴吸附于碳上并且在400-600℃下用氢还原来形成HBr。这些纯化程序各自分别由于在大规模操作中固有的安全性问题和在经济上无吸引力而具有缺点。另外，路易斯酸催化的亲电芳香族取代纯化过程有一个严重的缺点：不能从洗涤液中经济地回收溴，这意味着损失洗涤过的溴并且不得不加以处理。如果可以找到一种在大规模操作中有效、安全并且经济地纯化这种HBr的工艺，那么这将是非常有利的。

发明概要

根据本发明，提供从气态溴化氢（HBr）和气态溴（Br₂）的蒸气相混合物中选择性地除去溴的新式工艺技术。这样的工艺技术涉及以下项的自由基（苄基）液相溴化：（1）一种或多种亚烷基桥接的芳烃，（2）一种或多种每分子具有2个至约6个范围内的芳基的芳基取代的线性烷烃，（3）一种或多种伯烷基或仲烷基取代的芳烃，其中所述烷基取代基各自含有2个至6个范围内的碳原子，或（4）包含（1）、（2）、（3）中的任何两者或所有三者的混合物，以及回收所纯化的气态HBr。在工厂操作中，工艺中所纯化的气态HBr可以接着被引入压缩器中以产生液态或气态HBr，以便在压力下储存。替代地，所纯化的气态HBr可以直接送料至一个或多个反应中，在这些反应中HBr被用作反应物。另外，这种新式工艺技术使得以HBr形式回收洗涤过的溴成为可能，从而可有效地使用已经从初始的HBr和Br₂的蒸气相混合物中选择性地除去的溴。

在实施本发明的工艺技术时，优选的是呈介质形式来利用，在这种介质中发生自由基液相溴化，液体介质含有（1）一种或多种亚烷基桥接的芳烃和/或（2）一种或多种芳基取代的线性烷烃和/或（3）一种或多种伯烷基或仲烷基取代的芳烃，其均在上文中提到。尽管（3）的一种或多种烃在除去溴污染物时是有效的，但（1）的亚烷基桥接的芳烃和（2）的芳基取代的线性烷烃由于以下事实而更为有效：这些化合物的饱和烃桥安置于两个芳香族部分之间，这可活化饱和烃桥的苄基部分。这进而使得反应条件有利于自由基溴化，并且有可能以有用形式，即呈无水HBr形式来回收溴化物。

从操作的总体效率、最低成本和简单性的观点来看，含有其中发生苄基溴化的液相的介质除了其中通过在介质中发生的溴化形成的溴化物质以外应完全由一种或一种以上是或包括上述（1）、（2）、（3）或（4）的烃组成。然而，可以使用其他不会干扰自由基液相苄基溴化或者不然在自由基液相苄基溴化的条件下消耗溴的溶剂。

上述（1）的优选的亚烷基桥接的芳烃包含其中亚烷基独立地为含有2个至10个范围内的碳原子并且更理想地含有2个至6个碳原子的线性亚烷基并且其中每个这样的碳原子被2个氢原子取代的那些芳烃。

上述（2）的优选的芳基取代的线性烷烃包含如下那些烷烃中的一种或者两种或两种以上的混合物，其中烷烃基团是独立地含有3、5、7、9或11个碳原子的线性烷烃基团，并且其中两个末端碳原子各自被芳烃基团取代并且（i）当线性烷烃基团具有5个碳原子时，2位的碳原子也被芳烃基团取代，（ii）当线性烷烃基团具有7个碳原子时，2位和4位的碳原子各自被芳烃基团取代，（iii）当线性烷烃基团具有9个碳原子时，2位、4位和6位的碳原子各自被芳烃基团取代，并且（iv）当线性烷烃基团具有11个碳原子时，2位、4位、6位和8位的碳原子各自被芳烃基团取代。尤其优选的是高度芳香化的烃混合物，其包含类型（2）的芳基取代的线性烷烃以及多达但不超过整个混合物总重量的约15重量%，优选的是多达但不超过约10重量%，并且更优选的是多达但不超过约5重量%的量的甲苯。芳基可以未被取代或者它们可以被直链（即线性）烷基取代，这些烷基各自含有至少2个并且典型地不超过约4个或5个碳原子。换句话说，它们不应被甲基取代。优选的芳烃基团是苯基并且因而其中所有芳基是未被取代的苯基的芳基取代的线性烷烃是最优选的。