溴的制备方法技术

提供能够以良好的收率制备溴的方法。溴的制备方法，其包括：将包含溴化合物的气体和包含氧气的气体供给至具有催化剂填充层的反应器、并将溴化合物氧化从而得到包含溴的气体的步骤，该步骤中，满足下式(1)和下式(2)；式(1)0.30≤a≤0.55式(2)0.40≤L1≤6.0在此，a表示催化剂填充层的空隙率[‑]，L1由下式(3)定义；式(3)L1=L2V/(P(aV+b))×(T+273.14)/273.14L2：反应气体的空塔速度[m/s]P：反应压力[atm]T：反应温度[℃]V：相当于催化剂填充层的反应器体积[L]a：催化剂填充层的空隙率[‑]b：催化剂填充层的细孔容积[L]。

Preparation of bromine

【技术实现步骤摘要】
溴的制备方法
本专利技术涉及溴的制备方法。
技术介绍
溴作为例如四溴双酚A、十溴二苯基醚等阻燃剂的制备原料是有用的。专利文献1、2和非专利文献1中，分别记载了将溴化合物用氧气氧化的溴的制备方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2009-525395号公报专利文献2：日本特开2012-200700号公报非专利文献非专利文献1：J.Perez-Ramirezetal.,Ind.Eng.Chem.Res.2014,53,9067-9075。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，上述的方法中，在溴的收率方面未必能够令人满意。因此，本专利技术的目的在于，提供以良好的收率制备溴的方法。用于解决问题的手段本专利技术提供以下技术方案。[1]溴的制备方法，其包括：将包含溴化合物的气体和包含氧气的气体供给至具有催化剂填充层的反应器、并将溴化合物氧化从而得到包含溴的气体的步骤，该步骤中，满足下式(1)和下式(2)；式(1)0.30≤a≤0.55式(2)0.40≤L1≤6.0在此，a表示催化剂填充层的空隙率[-]，L1由下式(3)定义；式(3)L1=L2V/(P(aV+b))×(T+273.14)/273.14L2：反应气体的空塔速度[m/s]P：反应压力[atm]T：反应温度[℃]V：相当于催化剂填充层的反应器体积[L]a：催化剂填充层的空隙率[-]b：催化剂填充层的细孔容积[L]。[2]根据[1]所述的溴的制备方法，其中，前述溴化合物为溴化氢。[3]根据[1]或[2]所述的溴的制备方法，其中，反应器出口处的溴化合物的转化率为90%以上。[4]根据[1]至[3]中任一项所述的溴的制备方法，其中，反应器出口的温度为250℃~400℃。[5]根据[1]至[4]中任一项所述的溴的制备方法，其中，前述催化剂为选自钌、钌化合物、铜、铜化合物、钛和钛化合物中的至少1种金属或金属的化合物。[6]根据[1]至[5]中任一项所述的溴的制备方法，其中，前述反应器为绝热反应器。[7]根据[1]至[6]中任一项所述的溴的制备方法，其中，前述反应器是2个以上的催化剂填充层串联连接而得到的反应器。[8]根据[7]所述的溴的制备方法，其中，相对于包含溴化合物的气体的流动方向，最下游的催化剂填充层的出口温度低于最下游的催化剂填充层的一个上游的催化剂填充层的出口温度。[9]根据[7]或[8]中任一项所述的溴的制备方法，其中，相对于包含溴化合物的气体的流动方向，最上游的催化剂填充层的催化剂为氧化钛，最下游的催化剂填充层的催化剂含有选自金属钌和钌化合物中的至少1种。[10]根据[7]至[9]中任一项所述的溴的制备方法，其中，向各催化剂填充层分别供给包含氧气的气体。专利技术效果根据本专利技术，能够以良好的收率制备溴。附图说明图1是表示L1与溴化氢转化率的关系的图。具体实施方式以下，详细说明本专利技术。作为包含溴化合物的气体，可以举出溴乙烯、1,2-二溴乙烷、甲基溴、乙基溴、丙基溴和烯丙基溴等溴代脂肪族烃、二溴苯和溴苯等溴代芳族烃、以及溴化氢等。包含溴化合物的气体可以包含1种溴化合物，也可以包含2种以上的溴化合物。此外，包含溴化合物的气体可以包含除了溴化合物之外的气体，作为该气体，可以举出氮气、二氧化碳、氦气、氩气、水蒸气等气体。从反应收率的观点出发，作为溴化合物，优选为溴化氢或甲基溴，更优选为溴化氢。作为包含溴化合物的气体，在使用包含溴化氢的气体的情况下，作为溴化氢，可以使用：通过氢气与溴的反应而生成的溴化氢；通过溴化合物的热分解反应、燃烧反应而生成的溴化氢；通过烷烃和芳族化合物等有机化合物与溴的溴化反应而副反应生成的溴化氢；通过溴代烃的水解反应、溴代烃的氨基化反应、烷基溴与芳族化合物的傅克烷基化反应、酰基溴与芳族化合物的傅克酰基化反应、和溴化有机化合物的偶联反应等而副反应生成的溴化氢；从溴化氢向溴的氧化反应、烯烃的溴化反应等中回收的溴化氢；使包含氢溴酸的水溶液或有机溶剂溶液气化而得到的溴化氢等。此外，作为包含溴化氢的气体中的除了溴化氢之外的成分，可以举出邻二溴苯和溴苯等溴代芳族烃；甲苯和苯等芳族烃；溴乙烯、1,2-二溴乙烷、甲基溴、乙基溴、丙基溴和烯丙基溴等溴代脂肪族烃；甲烷、乙炔、乙烯和丙烯等脂肪族烃；以及氮气、氩气、二氧化碳、一氧化碳、氢、水蒸气、氦气、二硫化碳和硫化氢等无机气体。作为包含溴化合物的气体，在使用包含溴化氢的气体的情况下，溴化氢被氧化，得到水和溴，在使用包含溴代芳族烃或溴代脂肪族烃的气体的情况下，它们被氧化，得到二氧化碳、水和溴。此外，在前述包含溴化合物的气体中包含除了溴化合物之外的成分的情况下，例如芳族烃或脂肪族烃被氧化为二氧化碳和水，一氧化碳被氧化为二氧化碳。作为包含溴化合物的气体，在使用包含甲基溴的气体的情况下，作为甲基溴，可以将土壤等的熏蒸用途中使用的甲基溴回收使用。包含溴化合物的气体中的溴化合物的浓度优选为10体积%以上、更优选为20体积%以上、进一步优选为25体积%以上。其浓度越高，则所生成的溴的分离、和/或未反应氧气的再循环所需要的能量越少，成本上越有利。作为包含氧气的气体，可以举出纯氧气、以及包含氧气和除了氧气之外的成分的气体。作为包含氧气和除了氧气之外的成分的气体，可以举出纯氧与氮气、二氧化碳、氦气、氩气和水蒸气等气体混合而得到的气体；空气。纯氧是指可以通过空气的变压法、深冷分离等通常的工业方法而得到。其中，优选为纯氧或空气，更优选为空气。氧气优选供给相对于溴化合物而言的理论摩尔量以上。例如，将包含溴化氢的气体用作原料的情况下，相对于1摩尔的溴化氢，氧气的理论摩尔量为0.25摩尔，优选相对于1摩尔溴化氢供给0.25摩尔~2摩尔的氧气，更优选相对于1摩尔的溴化氢供给0.40摩尔~1.0摩尔的氧气。在相对于1摩尔的溴化氢供给0.25摩尔以上的氧气的情况下，得到高溴化氢的转化率，在相对于1摩尔的溴化氢供给2摩尔以下的氧气的情况下，在分离所生成的溴与未反应氧气时，在能量上是有利的。本说明书中，催化剂填充层是指所填充的催化剂、或者所填充的催化剂与稀释催化剂的不活性物质的整体。在催化剂填充层的上部和/或下部，可以填充不活性物质。但是，仅由不活性物质组成的填充层不视为催化剂填充层。本专利技术的催化剂填充层的空隙率(a)是指通过下式算出的值。a=(相当于催化剂填充层的反应器体积-催化剂填充层所占的体积)/相当于催化剂填充层的反应器体积相当于催化剂填充层的反应器体积通过下式求出。相当于催化剂填充层的反应器体积=(催化剂填充层所占的反应器的截面积)×(催化剂填充层的高度)在此，催化剂填充层所占的反应器的截面积是指被催化剂填充层填满的反应器的截面积，例如在包含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.溴的制备方法，其包括：将包含溴化合物的气体和包含氧气的气体供给至具有催化剂填充层的反应器、并将溴化合物氧化从而得到包含溴的气体的步骤，/n该步骤中，满足下式(1)和下式(2)；/n式(1) 0.30≤a≤0.55/n式(2) 0.40≤L1≤6.0/n在此，a表示催化剂填充层的空隙率[-]，L1由下式(3)定义；/n式(3)L1= L2V/(P(aV+b))×(T+273.14)/273.14/nL2：反应气体的空塔速度[m/s]/nP：反应压力[atm]/nT：反应温度[℃]/nV：相当于催化剂填充层的反应器体积[L]/na：催化剂填充层的空隙率[-]/nb：催化剂填充层的细孔容积[L]。/n

【技术特征摘要】
20180802 JP 2018-1457541.溴的制备方法，其包括：将包含溴化合物的气体和包含氧气的气体供给至具有催化剂填充层的反应器、并将溴化合物氧化从而得到包含溴的气体的步骤，
该步骤中，满足下式(1)和下式(2)；
式(1)0.30≤a≤0.55
式(2)0.40≤L1≤6.0
在此，a表示催化剂填充层的空隙率[-]，L1由下式(3)定义；
式(3)L1=L2V/(P(aV+b))×(T+273.14)/273.14
L2：反应气体的空塔速度[m/s]
P：反应压力[atm]
T：反应温度[℃]
V：相当于催化剂填充层的反应器体积[L]
a：催化剂填充层的空隙率[-]
b：催化剂填充层的细孔容积[L]。


2.根据权利要求1所述的溴的制备方法，其中，前述溴化合物为溴化氢。


3.根据权利要求1或2所述的溴的制备方法，其中，反应器出口处的溴化合物的转化率为90%以上。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的溴...

【专利技术属性】
技术研发人员：三上祐辅，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP