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QVF® Bromprozesse

- Herstellung von 99,9%igem Brom aus Sole -
- Debromierung von Sole auf bis zu 10 ppm Brom -
- Bewährtes und modernstes Prozess-Know-how -
- Email und Stahlemail als idealer Werkstoff -
- Anlagen nach höchsten internationalen und lokalen Sicherheitsstandards -
- Zahlreiche Referenzanlagen weltweit -
- Ein Partner für Verfahrenstechnik und Apparate -
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QVF Bromine Processes
Apparaturen und Prozess-Know-how aus einer Hand

VERWENDUNG VON BROM


Brom findet in der chemischen und pharmazeutischen Industrie breite Anwendung. Die wichtigsten Anwendungen sind bromierte organische Komponenten, die verwendet werden als

• Flammschutzmittel, z. B. polybromierte Biphenyle
• Pestizide, z. B. Brommethyl
• Reaktive Zwischenprodukte bei organischen Synthesen und pharmazeutischen Inhaltsstoffen

Flammschutzmittel

Flame retardant

Pestizide

Pesticides

Reaktive Zwischenprodukte

Reactive intermediates

BROMQUELLEN

 

Natürliche Bromquellen sind Chloridquellen wie

  • natürliche Salzstöcke
  • Meerwasser

wo Bromide zusammen mit Chloriden vorkommen.

Industrielle Quellen für die Bromgewinnung sind

  • Löschwasser von Müllverbrennungsanlagen (z. B. aus den Flammschutzmitteln)
  • Abwässer industrieller Bromierungsprozesse

da bei Reaktionen zur Herstellung der o. g. Chemikalien Bromwasserstoff als Nebenprodukt entstehen kann:

R-H+Br2 => R-Br+HBr

In diesem Fall landet eindeutig nicht mehr als die Hälfte des hinzugefügten Broms im Produkt und der Rest wird als Bromwasserstoffgas und gelöste Bromide (häufig in Waschlösungen) ausgestoßen.

Brom ist ein teurer, aber gebräuchlicher Rohstoff und bietet sich daher für eine Rückgewinnung an.

Löschwasser von Müllverbrennungsanlagen

Waste incinerator

Meerwasser aus solaren Verdunstungsteichen

Solar evaporators for seawater

SICHERHEIT GEHT VOR

 

Brom ist hochkorrosiv, toxisch und verursacht schwere chemische Verätzungen. 3 ppm in der Luft haben eine unmittelbare gesundheitsschädliche und sogar lebensbedrohliche Wirkung. Bei der Arbeit mit Brom ist es daher von entscheidender Bedeutung, die höchsten Sicherheitsvorkehrungen zu treffen.

Anlagen zur Bromverarbeitung müssen dementsprechend aus hoch korrosions- und diffusionsbeständigen sowie robusten Werkstoffen bestehen. QVF® Borosilicatglas 3.3 und De Dietrich® Stahlemail sind daher die idealen Materialien für ihre Konstruktion. Es werden alle Maßnahmen getroffen, um ein Austreten von Brom zu verhindern, z. B. ist die Dichtheit der Glasflanschverbindungen nach TA-Luft zertifiziert. Die Apparate erfüllen die Anforderungen der europäischen Druckgeräterichtlinie. Die Lüftungssysteme sind natürlich mit Bromwäschern ausgestattet.

The material quality, the adequate detailed design and the reliable process contribute to a safe handling of bromine. To this end, it is especially advantageous to get the equipment and the process from the experienced manufacturer of the components.

Hoch korrosionsbeständige Rohrleitungen für Bromanlagen

Piping in a bromine plant

AUFBEREITUNG VON SOLEN MIT BROM-GEHALT

 

Bei der Aufbereitung von Solen mit Brom-Gehalt gibt es zwei verschiedene Ziele. Das eine ist die Herstellung von Brom und das andere die Debromierung der Sole, um sie von den Bromiden zu befreien. Die Gewinnung von Brom aus Solen sowie die Debromierung von Solen basieren auf der Oxidation von Bromid zu Brom. Im Labormaßstab wird als Oxidationsmittel konzentrierte Schwefelsäure oder angesäuertes KMnO4verwendet. Im Industriemaßstab kommen vorwiegend Chlor, aber auch Wasserstoffperoxid zum Einsatz.

Bromrückgewinnungsanlage

Bromine production plant

Bromwäscher

Bromine scrubber

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GEWINNUNG VON BROM

 

Die Gewinnung von Brom aus Solen ist wirtschaftlich günstig, wenn die Bromid-Konzentration bei über 3 g/l liegt. Bei der Verwendung von Meerwasser muss dieses zur Erzielung dieser Konzentration vorkonzentriert werden, wofür meist solare Verdunstungsteiche genutzt werden. Die Gewinnung von Brom erfolgt in zwei Schritten. Der erste Schritt ist die Oxidation der Bromide mit Chlor

2Br- + Cl2 => 2Cl- + Br2

und das Chlor wird mit Dampf in der gleichen Kolonne gestrippt. In einem zweiten Schritt wird das Brom in einer separaten Rektifikationskolonne von Wasser und Chlor gereinigt. Diese Schritte werden wie im Blockdiagramm A dargestellt in miteinander verbundenen Kolonnen durchgeführt. Die Reinigung wird durch die Tatsache erleichtert, dass Brom eine geringe Wasserlöslichkeit aufweist (nur 28 g-Br2/1000g-H2), sodass effiziente Phasentrenner eingesetzt werden können. Bei der Reinigung werden dann in einer Rektifikationskolonne Chlor und Wasser vom Brom getrennt. Am Boden der thermischen Trennkolonne kann dann reines Brom (99,9 %) entnommen werden.

Blockdiagramm A – Bromgewinnung

Block scheme A - Bromine Production

DEBROMIERUNG

 

Bromid-Verunreinigungen in Chlorid-Solen können die Qualität der aus Chloridlösungen hergestellten Produkte verringern und außerdem die verfahrenstechnische Handhabung der Chloride erschweren. Das QVF Debromierungsverfahren kann den Bromid-Gehalts auf bis zu 10 ppm senken. Der im Blockdiagramm B dargestellte Prozess basiert ebenfalls auf der selektiven Oxidation von Bromiden, die entweder mit Chlor oder Wasserstoffperoxid durchgeführt werden kann. Das Stripping des Broms erfolgt mit rückgewonnener Luft anstatt mit Dampf und wird auch als „kalte Debromierung“ bezeichnet. Wenn kein umweltgefährdendes Brom gewünscht ist, wird es z. B. mithilfe von Natriumsulfit in einer zweiten Absorptionskolonne zurück in unbedenkliche Bromide umgewandelt.

Br2 + Na2SO3 + H2O => 2HBr + Na2SO4

Blockdiagramm B – Debromierung

Block scheme B - Debromniation

PROZESS-KNOW-HOW RUND UM BROM

 

Für eine effiziente Gestaltung dieser Anlagen müssen die Kolonnen und ihr Innenleben äußerst korrosionsbeständig und speziell auf dieses Verfahren ausgelegt sein. Sie erfüllen die Aufgabe, große Zuläufe gleichmäßig zu verteilen und sie entlang der Kolonne perfekt umzuverteilen, um Toträume zu vermeiden und die Stoffaustauschfläche zu maximieren. Umsetzen lässt sich das beispielsweise mit unseren patentierten Auflageböden QVF® CORE-TRAY, die einen größtmöglichen Kontakt der Flüssigphase mit der Gasphase gewährleisten, die z. B. von unseren DURAPACK® Stoffaustauschpackungen aus Borosilicatglas 3.3 erzeugt wird. Eine sichere Handhabung des Broms erfolgt auch mit unseren korrosionsbeständigen QVF® Rohrbündelwärmeübertragern mit Rohren aus Borosilicatglas 3.3 oder Siliciumcarbid. Die bewährten Brom-Verdampfer bestehen aus Tantal.

Während die oben beschriebenen Verfahren äußerst umfangreich sind, gestalten sich entsprechende Lösungen nicht immer einfach, da der Zulauf häufig mit organischen Stoffen z. B. aus den Reaktoren verunreinigt ist. Sie müssen durch Dampfstrippen entfernt werden, bevor sie in die Strippkolonne geleitet werden, da sie ansonsten mit dem Brom reagieren und infolgedessen den Ertrag verringern. Doch selbst bei solch schwierigen Fällen ermöglicht es uns die weitreichende Erfahrung innerhalb von De Dietrich Process Systems in Verbindung mit unseren zahlreichen Pilotanlagen in Deutschland, mit einer ausgeklügelten Prozessgestaltung die richtige Lösung für die Beseitigung organischer Komponenten zu finden und die Ausbeute zu erhöhen.

 

De Dietrich emaillierte Reaktionskolonne

Glass-lined bromine column

QVF Reaktionskolonne DN1000 aus Borosilicatglas 3.3

Bromine column DN1000 made of borosilicate glass 3.3
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Wenn Sie mit einem Vertriebsmitarbeiter über unsere Produkte und Dienstleistungen sprechen möchten, können Sie uns hier erreichen.
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Highlights

• Production of 99,9% bromine from brines
• Debromination of brines down to 10 ppm Bromine
• Proven and state of the art process know how
• Safe equipment especially developed for the bromine process
• Glass and glass-lined steel as ideal highly corrosion and diffusion resistant material
• Plants as per highest international and local safety standards
• Numerous reference plants around the world built since decades
• Safe process and reliable equipment from one responsible partner