一种高纯溴化氢的合成工艺及合成炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113501500A(43)申请公布日2021.10.15(21)申请号202110935362.X(22)申请日2021.08.16(71)申请人苏州金宏气体股份有限公司地址215152江苏省苏州市相城区黄埭镇潘阳工业园安民路6号(72)发明人王敏华李元明栗鹏伟(74)专利代理机构苏州翔远专利代理事务所(普通合伙)32251代理人陆金星(51)Int.Cl.C01B7/09(2006.01)F27B17/00(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图2页(54)发明名称一种高纯溴化氢的合成工艺及合成炉(57)摘要本发明公开了一种高纯溴化氢的合成工艺，采用置换点火法合成高纯溴化氢气体；所述置换点火法是先将氢气与压缩空气混合后点火燃烧发生氧化‑还原反应，再用溴蒸气逐渐替换压缩空气与氢气反应，合成溴化氢。采用置换点火法生成的溴蒸气的纯度高。直接燃烧发应无副反应，反应生成的溴化氢气体和溴蒸气具有分层、沉降的高度，使溴蒸气能够继续、充分燃烧，从而大大减少溴化氢气体中溴气杂质。同时本发明提供了与上述置换点火法配合使用的合成炉，设备简单，操作方便，且反应降低能耗，节约能源，制备的溴化氢气体纯度高，节约成本，提高经济效益。CN113501500ACN113501500A权利要求书1/2页1.一种高纯溴化氢的合成工艺，其特征在于，采用置换点火法合成高纯溴化氢气体；所述置换点火法是先将氢气与压缩空气混合后点火燃烧发生氧化‑还原反应，再用溴蒸气逐渐替换压缩空气与氢气反应，合成溴化氢。2.如权利要求1所述的高纯溴化氢的合成工艺，其特征在于，所述置换点火法中，合成炉中的气体存在氢气‑氧气两种反应气体至氢气‑氧气‑溴蒸气三种反应气体至氢气‑溴蒸气两种反应气体过渡。3.如权利要求1或2所述的高纯溴化氢的合成工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)分别将氢气和压缩空气经氢气输入口和压缩空气输入口经输送管道输送至合成炉中的混合腔室，反应气体从混合腔室喷出至燃烧室内，打火装置打火，氢气和氧气燃烧，发生氧化还原反应，且氢气的摩尔数大于压缩空气的摩尔数，合成炉中存在氢气‑氧气两种反应气体；(2)待反应稳定，氢气和压缩空气的体积流量比为打开溴蒸气输入口，将溴蒸气输入至混合区，溴蒸气与未反应的氢气均匀混合，合成炉中存在氢气‑氧气‑溴蒸气三种反应气体；(3)逐渐增加溴蒸气的输入速度，同时减小压缩空气的输入速度，且溴蒸气输入增加的速度与压缩空气的输入减小的速度成正比，直至溴蒸气完全替代压缩空气，合成炉内存在氢气‑溴蒸气两种反应气体，置换点火完成；(4)冷却并收集反应后的溴化氢气体。4.如权利要求3所述的高纯溴化氢的合成工艺，其特征在于，包括以下步骤：(1)将压缩空气经压缩空气输入单元输送至合成炉中的混合腔室，自动打火装置打火；(2)氢气经氢气输入单元输送至混合腔室并与压缩空气混合，氢气的输入量大于压缩空气的输入量，合成炉中存在氢气‑氧气两种混合气体经混合腔室的出口喷出，由自动打火装置打火点燃，形成红色火焰；(3)反应稳定，调节氢气流量，火焰呈圆锥形；(4)气化溴素，产生溴蒸气，将溴蒸气经溴蒸气输入单元输送至混合腔室与未反应的氢气和压缩空气，此时合成炉中存在氢气‑氧气‑压缩空气三种混合气体经混合腔室的出口喷出，减少压缩空气的流量，同时增大溴蒸气的流量，溴蒸气输入增加的速度与压缩空气的输入减小的速度成正比；(5)关闭压缩空气的输入端口，调整溴蒸气的流量，完成置换点火；(6)调整燃烧室的压力和出口温度。(7)冷却并收集反应后的溴化氢气体。5.如权利要求3或4所述的高纯溴化氢的合成工艺，其特征在于，所述溴蒸气和氢气体积流量比为1：1.05～1.1。6.如权利要求3或4所述的高纯溴化氢的合成工艺，其特征在于，所述溴蒸气的温度为80～120℃。7.如权利要求3或4所述的高纯溴化氢的合成工艺，其特征在于，溴化氢气体冷却的温度为200℃～600℃。8.如权利要求3或4所述的高纯溴化氢的合成工艺，其特征在于，所述混合腔室的出口喷出的气体输出流量低于气体输入端口输入流量的总和。9.一种制备如权利要求1‑8所述高纯溴化氢的合成炉，其特征在于，所述合成炉包括炉2CN113501500A权利要求书2/2页头，所述炉头内设有溴蒸气、压缩空气和氢气三个输送单元，所述氢气输送单元的出口包裹所述溴蒸气输送单元和所述压缩空气输送单元的出口，使所述氢气能够与所述溴蒸气和/或所述压缩空气能够均匀混合。10.如权利要求9所述的合成炉，其特征在于，所述压缩空气输送单元位于所述炉头中心，并与所述炉头同轴结构；所述溴蒸气输送单元沿长度方向均匀分布在所述压缩空气输送单元的外周；所述氢气输送单元固定在所述炉头的内壁；所述溴蒸气输送单元和所述压