[发明专利]用于制备溴化物的方法

说明书

通过使用具有两个溴化阶段和经常的其中粗产品混合物能够被调节成满足特定的产品要求的第三步骤的方法来以较少的废弃物高纯度且更快地制备含溴化合物，诸如溴化钙、溴化钠等。在第一溴化阶段中，使用还原溴化反应对大部分但非全部的基质进行溴化，剩余未反应的基质在第二阶段中通过另一个还原溴化反应来转化成产品，虽然具体的试剂可以是不同的，其中仔细监测溴和还原剂的添加。

本申请是中国专利申请201480067036.X的分案申请。本申请根据35 USC 119(e)要求于2013年12月9日提交的美国临时申请号61/963,531的权益，将该美国临时申请的披露内容通过引用结合在此。

披露了一种用于以接近化学计量转化所有原材料而直接由溴制备溴化材料例如金属溴化物盐的方法。该方法允许在较小的设备中得到较高的生产率，降低原材料和能源成本并且容易以连续方法进行。

发明背景

金属溴化物诸如溴化钠、溴化钾、溴化镁以及溴化钙等是重要的商业材料。对于最古老的这些化合物的新用途正在被引入并且对它们的需求仍持续增长。例如，诸如溴化钠和溴化钙的盐在从燃煤发电厂的烟道气中去除汞的用途正在急速增长。虽然许多含溴化合物诸如金属盐的制备是概念上简单的，但在开发使用较少能源、产生较少废弃物、提供清洁产品、降低成本等的用于制备这些含溴化合物的新型更有效的工业方法上仍存在重大挑战。

通过使碱金属或碱土金属化合物(例如，钠、钾、钙等的化合物)与溴在还原剂(例如，脲、氰胺、碳酸铵、碳酸氢铵、甲酰胺、氨基甲酸酯类、氰化铵和甲酸、草酸以及它们的盐)存在下反应来制备金属溴化物是早已知道的。实质上该方法涉及该还原剂与溴之间的产生HBr的快速反应，然后使该HBr与该碱金属或碱土金属化合物反应。

英国说明书号285,915披露了通过使“非酸性”钙化合物(例如，氧化钙、氢氧化钙和/或碳酸钙)与溴在还原剂存在下反应来制备溴化钙，该还原剂被转化成气体和/或水。该还原剂确保基本上没有作为副产物的溴酸盐或次溴酸盐形成。本专利描述了若干个反应顺序，其中有将金属盐添加至包含还原剂、溴和水的反应介质中(实例I)；将金属盐和还原剂的水溶液添加至水性溴反应介质中(实例II)；以及将溴添加至包含金属盐、还原剂和水的反应介质中(实例III)。

美国专利号1,863,375和2,007,758披露了采用氨以阻止溴酸盐和次溴酸盐的形成来制备金属溴化物的方法。该美国专利号1,863,375披露了通过塔式吸收器再循环含有氨水的金属盐溶液，在该塔式吸收器中该含有氨水的金属盐溶液暴露于溴蒸气。美国专利号2,007,758涉及相同的一般方法，但具体地涉及用于回收从反应混合物中放出的废氨的装置。

美国专利号2,269,733披露了碱金属或碱土金属化合物与溴在各种还原剂中的一种的存在下的反应。描述了若干个可替代的反应顺序，包括将溴和金属盐同时添加至母液中，其中优选地采用过量的还原剂。可替代地，披露了两步法，其中氨和溴首先在母液存在下反应以形成溴化铵，此后金属盐连同额外的溴一起添加。

US 4,083,942披露了其中首先制备金属盐和还原剂在水中的混合物并且以逐步的方式向这种混合物中添加交替份的溴和金属盐。在本领域中披露了可用于以上一般方法中的各种还原剂，包括例如披露氨、铵盐、甲酸、甲酸盐、甲酰胺以及甲醛的US 4,248,850和披露低级醇类的用途的US 4,514,374。

以上一般方法的变型包括其他卤化物(例如，氯化物)的制备和其他金属(例如，锌)的用途可在例如US 6,117408、US 6,036,937和US 7,087,209中找到。

对能够有效地使用所有试剂、产生较少废弃物、使用较少能源并且提供高纯度材料而形成含溴化合物的改进的溴化物转移方法仍存在需要。

发明概述