[發明專利]采用工業級溴化氫氣體生產高純氫溴酸的方法及裝置

有效

• 申請號: 202011161513.2
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN111994873B
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 金向華;栗鵬偉;潘海濤;馬慶爽;尚楊;翟學一;王新喜
• 申請（專利權）人: 蘇州金宏氣體股份有限公司
• 主分類號: C01B7/09
• 分類號: C01B7/09;B01D3/14;B01D3/32;B01D3/42
• 代理公司: 蘇州翔遠專利代理事務所(普通合伙) 32251
• 代理人: 陸金星

本發明公開了一種采用工業級溴化氫氣體生產高純氫溴酸的方法及裝置，屬于氫溴酸生產技術領域，生產裝置包括依次連接的緩沖罐、預冷器、精餾設備、和氫溴酸吸收塔，精餾設備包括依次連接的塔釜再沸器、精餾塔和塔頂冷凝器；溴化氫氣體經過精餾后，經過氫溴酸吸收塔，溶于超純水中，得到高純氫溴酸。本發明得到的高純氫溴酸，金屬離子總量小于1ppb，達到9N的產品水平；同時本發明的氫溴酸生產裝置設備投入低，生產成本低。

技術領域

本發明屬于氫溴酸生產技術領域，具體涉及一種采用工業級溴化氫氣體生產高純氫溴酸的方法及裝置。

背景技術

氫溴酸為溴化氫的水溶液，微發煙。氫溴酸的用途較廣，在醫藥、工業等領域都有廣泛的應用。中國市場上的氫溴酸以滿足市場內需為主，少量用于出口；同時我國每年還需從國外采購5%左右的高品質氫溴酸。隨著我國精細化工技術的迅速發展，以氫溴酸為主要原料的精細化學品成為后起之秀，廣泛應用在醫藥、農藥、染料、香料、阻燃、滅火、合成材料、電子刻蝕等領域，發揮著無可替代的作用。目前我國在高純氫溴酸領域仍是空白，特別是純化技術限制了技術的發展，尤其在半導體領域與醫藥。

現有技術中，對于高純度氫溴酸的生產方面，也有諸多的改進。例如中國發明專利申請CN107777667A（一種優級純試劑氫溴酸的制備方法）中，在工業級氫溴酸中分別加入氧化亞錫和氫氧化鋇，常壓蒸餾后收集124-127℃之間的餾分，即為優級純氫溴酸。然而，該方法中，氫溴酸其中的溴和硫酸根有較好的脫除，但是對其他雜質，特別是金屬離子等并沒有深度去除，同時還容易引入其他雜質，因此最終得到的氫溴酸的純度有限。

又例如：中國發明專利申請CN109179331A（一種中和法生產溴化物的生產系統）中，對工業氫溴酸進行簡單處理后進行共沸蒸餾，生產系統包括依次連通的混合反應器、吹出塔、吸收塔、脫水槽和蒸餾塔，在蒸餾塔的頂部連接冷凝器，冷凝器同時與氫溴酸儲存罐相連，氫溴酸儲存罐連接溴化反應釜，溴化反應釜的頂端連接堿液管道。利用該生產系統，可由鹵水連續生產氫溴酸，并經過脫水、蒸餾等方法提高氫溴酸的濃度。該方法通過脫水和蒸餾等無機酸純化常用的提純方法，而氫溴酸在高溫下易分解產生單質溴和氫氣，因此生產過程安全風險較大。

此外，也有用電子級純度的溴化氫氣體直接溶于水制備氫溴酸，由于電子級溴化氫氣體的包裝物為金屬鋼瓶，一方面會對最終得到的氫溴酸產生金屬離子污染；另一方面電子級溴化氫氣體的價格較高，生產成本高。而若是采用工業級溴化氫氣體直接溶于水制備氫溴酸，則會因為工業級溴化氫氣體中含有大量的雜質，而導致得到的氫溴酸的純度達不到電子級。具體而言，工業級溴化氫氣體中含有的雜質主要有N₂、Ar、H₂、CO、O₂、CH₄、HCl、CO₂、H₂S、HI、H₂O、Br₂、金屬溴化物等，為了保證高純溴化氫氣體的純度達到4N（99.99%）以上（甚至更高），要求這些雜質的含量非常低，而由于某些雜質氣體的沸點和溴化氫接近，這就對精餾工藝提出了很高的要求，因此現有技術中一般都要采用2個精餾塔才能完成分離。

此外，最重要的難點在于：如何去除其中的水分，由于水和溴化氫會形成共沸體系，難以用精餾的方法來去除。而當溴化氫氣體中水分含量較高時，對金屬材料腐蝕性極強，這成為制備高純溴化氫氣體的重要制約因素。