Brom là một yếu tố halogen được sử dụng trong nhiều ứng dụng như sản xuất dược phẩm, chống cháy, xử lý nước hoặc khai thác dầu và khai thác khí .. Trong sản xuất brom công nghiệp, mọi người áp dụng phương pháp phản ứng trực tiếp giữa khí clo và nước muối brom.
Phương pháp có những ưu điểm như:
Thuận lợi:
Quá trình đơn giản và hiệu quả – Quá trình clo hóa là một phương pháp đơn giản và hiệu quả để sản xuất brom, đã được sử dụng trong hơn một thế kỷ.
Năng suất cao – Quá trình này có năng suất cao, điều đó có nghĩa là nó có thể tạo ra một lượng brom đáng kể từ một lượng nước muối nhất định.
Chi phí thấp – Chi phí sản xuất brom theo quy trình clo là tương đối thấp so với các phương pháp sản xuất khác.
Sản xuất brom dựa trên cầu trực tiếp của brom, clo và các ion hơi nước vào tháp phản ứng. Sơ đồ dưới đây minh họa khái niệm về quá trình sản xuất brom.
Bước để tạo brom
Nước muối ion hóa brom được làm nóng và sau đó tòa tháp đáp ứng từ trên cao, trong khi clo và nước được mang từ đáy tháp phản ứng. Trong tháp phản ứng, phản ứng của quá trình oxy hóa – giảm tạo ra brom:
2br- + cl2 → br2 + 2cl-
Việc gia nhiệt của hệ thống là cần thiết cho nước brom không còn tồn tại trong hỗn hợp dung dịch. Hệ thống nhiệt được cung cấp dưới dạng hơi nước phục vụ mục đích:
- Đun nóng tháp phản ứng trên 100 ° C (100 ° CTHER120 ° C).
- Nhận brom từ dung dịch (vì hơi nước mang khí brom).
- Hỗn hợp khí bao gồm khí brom, khí clo dư và hơi nước lên đỉnh tháp, trong khi nước muối lỏng tích tụ ở dưới cùng của tháp. Tháp được chứa các vật liệu làm đầy phù hợp như vòng hoặc đĩa được làm từ các vật liệu bền tốt để tăng diện tích tiếp xúc và thời gian phản ứng giữa khí và dung dịch.
Các bước để tách brom
Một hỗn hợp khí nóng chứa brom, clo và hơi nước rời khỏi đỉnh tháp. Hỗn hợp này trải qua một số bước xử lý như sau:.
1. Ngưng tụ
Đầu tiên là làm mát hỗn hợp khí. Hỗn hợp không khí nóng đi vào thiết bị ngưng tụ, ở mức nhiệt độ mà brom, không clo sẽ ngưng tụ. Các điều kiện nhiệt độ trong thiết bị ngưng tụ sẽ khiến khí clo được tách ra khỏi chất lỏng, ra khỏi thiết bị ngưng tụ chứa nước và brom và sau đó trở lại tháp phản ứng. Dung dịch chứa hỗn hợp clo, brom và nước được chuyển đến thiết bị tách.
2. Tách
Hai lớp xuất hiện trong dải phân chia. Lớp thấp hơn nặng hơn brom. Lớp trên, nhẹ hơn nước. Nước chứa brom và clo ít hơn trong nước. Sau khi tách, lớp này lưu hành trở lại tháp phản ứng và lớp brom, chứa tạp chất là clo và nước sẽ được tinh chỉnh thêm khi cần thiết.
3. Lọc và khô
Brom thu được sau khi tách không hoàn toàn tinh khiết vì clo và nước. Clo và nước được phân tách bằng phương pháp chưng cất và trở lại tháp phản ứng. Phần brom ẩm cũng chứa nước được loại bỏ bằng cách sấy, sau đó sẽ thu được brom nguyên chất, không còn chứa clo.
Cải tiến quy trình
Ngày nay, quá trình sản xuất brom đã được cải thiện bằng cách phục hồi bromine trong chân không và các bước tạo và chưng cất brom đã sáp nhập thành một.
Giáo sư Nguyễn Lân Dũng là nhà khoa học hàng đầu Việt Nam trong lĩnh vực vi sinh vật học (wiki), với hơn nửa thế kỷ cống hiến cho giáo dục và nghiên cứu. Ông là con trai Nhà giáo Nhân dân Nguyễn Lân, thuộc gia đình nổi tiếng hiếu học. Giáo sư giữ nhiều vai trò quan trọng như Chủ tịch Hội các ngành Sinh học Việt Nam, Đại biểu Quốc hội và đã được phong tặng danh hiệu Nhà giáo Nhân dân năm 2010.
