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溴化氢的应用

发布日期:2019/11/8 15:30:26

背景及概述[1][2]

溴化氢有刺激性气味的无色气体。还原性比氯化氢强。溴化氢不太稳定,遇热、见光分解成氢和溴。溶于水成氢溴酸,溶解度较大。常压下含溴化氢47%的溶液在126℃沸腾,组成不变(恒沸溶液)。氢溴酸无色或黄色,是强酸,能被空气中氧缓慢氧化。一般由氢和溴直接合成,或用溴化磷水解法制得,也可用硫化氢还原溴的方法制取。 溴化氢见光分解反应的程度与吸收光量成正比,此反应能定量进行,可测定光量子,用来制造溴化氢光量计。

氢溴酸用于有机合成以制备有机溴化物。例如,与烯烃的加成反应可制取溴代烷烃,与乙醇的反应可获得溴乙烷。氢溴酸与氯化钠作用制取溴化钠是较有前途的方法。这一反应根据盐酸恒沸溶液的沸点 (110℃)比氢溴酸恒沸溶液的沸点(126℃)低的原理将氯化氢除去而得溴化钠。利用溴化氢和铁反应制溴化亚铁。氢溴酸与CuBr2反应呈特征的紫色(一般认为紫色物为CuBr3-),此反应比常用的使Cu2+以CuS或Cu2[Fe(CN)6] 析出以鉴定Cu2+的反应灵敏,所以可用于 Cu2+的鉴定。一般1毫升溶液中含有0.05毫克CuBr2即呈紫色。

 氢溴酸是强酸,但溴化氢溶解在非水溶剂中却呈弱酸性,溴化氢用于制备各种无机溴化物和有机溴化物,合成药物等。由溴与氢直接化合或将溴逐滴加于磷和少许水的混合物上即产生溴化氢。本品不燃。能与普通金属发生反应放出氢气,与空气形成爆炸性混合物。遇水时有强腐蚀性。剧毒。气体或蒸气具有刺激眼睛和呼吸系统的刺鼻恶臭。空气中最高容许浓度 3ppm。大鼠吸入LC50 2858ppm (1h); 小鼠吸入LC50 814ppm (1h)。 

贮运须知[1]

贮存于阴凉、通风良好的不燃性结构的库房。避光和热,免受潮。应与氧化剂、卤素、强碱、金属和可燃物隔离贮运。轻装轻卸,做好个人安全防护。工作时不得进食、饮水或吸烟。泄漏物处理时须穿戴防毒面具及胶手套,若泄漏源为钢瓶而无法堵漏时,将其移至空旷安全地方修理或放空; 对残余的气体用排风机排送至水洗塔或与塔相连的通风橱内。火灾时,消防人员须穿全身防护服,关闭火场中的钢瓶阀门,以减弱火势,并用水喷淋保护去关阀门的人员。火场附近的钢瓶可用水冷却。可用雾状水、泡沫、干粉、二氧化碳灭火。 

急救措施[1] 

应使吸入蒸气的患者脱离污染区至空气新鲜处,安置休息并保暖,半直立体位,必要时进行人工呼吸,就医。眼睛受刺激可用大量清水冲洗数分钟,就医。皮肤接触先用大量水冲洗,然后脱去污染的衣服再次冲洗,再涂敷氧化镁甘油软膏。 

应用[2][3] 

溴化氢气体在有机合成上是一种应用十分广泛的气体,由它可以合成一系列的溴系列产品,如尼龙-11 的单体、二溴甲烷、1-溴丙烷、β-溴代乙基苯等。

后几种产品为重要的有机溶剂及农药、医药中间体。以前,由于合成HBr 气体的工艺所限制,许多溴化物的中间体如:溴丙烷、β-溴代乙基苯等均采用醇与氢溴酸的反应,该工艺成本较高,而且有很多低浓度的废酸需要进一步处理。如采用HBr 气体与烯烃加成的方法,则可大大降低其生产成本。

1. 二溴甲浣

二溴甲烷是一种有机合成的原料,可用作制冷剂、溶剂和抗爆剂,在医药上用作消毒剂和镇静剂,在冶金和矿山工业中用作矿选剂。传统的二溴甲烷制取方法为:

该法生产的二溴甲烷成本较高,而且使用了剧毒物质As2O3 对人体有较大的危害,如采用下述方法则可大大降低其生产成本,减轻对人体的危害。

2. 1-溴丙烷

1-溴丙烷主要用作医药、农药、染料、香料的中间体,还用作Grig nard 试剂。传统的1-溴丙烷制取方法是由正丙醇与氢溴酸反应制得:

该法采用的正丙醇价格太高,而且反应后低浓度的氢溴酸需要进一步精制,若采用丙烯与HBr 气体加成,则反应成本可大大降低。

3. β-溴代乙基苯

β-溴代乙基苯主要用作医药、农药的中间体。生产工艺:

若采用苯乙烯与HBr 气体反应则反应成本可大大降低。

4. 制备单质溴。

溴化氢转化成单质溴的方法。在热氧化温度下对富含 溴化氢的初始气体的一部分进行热氧化以生产第一部分的单质溴和起 始的富含溴化氢气体的剩余物。在催化氧化温度下将富含溴化氢的初 始气体的剩余物的至少一部分催化氧化以生产第二部分的单质溴。优选的富含溴化氢的初始气体为基本上干燥的气体混合物。优选 的热氧化温度大大高于催化氧化温度,催化氧化温度优选为约250℃~ 约345℃。

富含溴化氢的初始气体的一部分的热氧化优选将富含溴化 氢的初始气体中全部溴化氢的约80%~99%且更优选约85%~95%转 化成单质溴。富含溴化氢的初始气体的剩余物的至少一部分的催化氧 化将富含溴化氢的初始气体中全部溴化氢的优选约20%~1%且更优 选约15%~5%转化成单质溴。

制备[2][4]

方法1:向反应装置中通入N2 置换O2 后,给反应器升温至设定温度,通入H2 、由滴溴漏斗向反应器中滴加溴素,启动点火装置,调节H2 流量使之能完全反应,反应生成的气体,经净化剂净化、干燥剂干燥得纯品HBr 气体。

方法2:溴化氢气体的制备方法,其特征在于它包括以下步骤:按赤磷∶浓氢溴酸∶溴素的重量比=1∶3.5~4.5∶6~7,选取赤磷、浓氢溴酸和溴素;将赤磷和浓氢溴酸置于反应容器中,在室温下搅拌,从恒压滴液装置(滴液端位于液面以下)向反应器中滴加溴素(即有溴化氢气体放出,可通过溴素的滴加速度来控制溴化氢的产生速率),所产生的溴化氢气体经过除溴塔、干燥塔,即导出干燥的溴化氢气体。

主要参考资料

[1] 科学技术社会辞典·化学剧毒物品实用技术手册

[2] 石哲平, 唐昌盛, 张淑玲. 溴化氢合成工艺的研究及相关下游产品的开发[J]. 应用化工, 2001, 30(5): 32-33.

[3] CN201080036995.7.将溴化氢转化成单质溴

[4] CN201010548938.9.溴化氢气体的制备方法及其发生装置

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