CN116670068A - 用于回收碘（i2）的方法 - Google Patents

用于回收碘（i2）的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116670068A
CN116670068A CN202280008770.3A CN202280008770A CN116670068A CN 116670068 A CN116670068 A CN 116670068A CN 202280008770 A CN202280008770 A CN 202280008770A CN 116670068 A CN116670068 A CN 116670068A
Authority
CN
China
Prior art keywords
iodine
stream
water
vapor
adsorbent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280008770.3A
Other languages
English (en)
Inventor
邱永
哈洛克·科普卡利
王韬
K·乌里奇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honeywell International Inc
Original Assignee
Honeywell International Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honeywell International Inc filed Critical Honeywell International Inc
Publication of CN116670068A publication Critical patent/CN116670068A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3483—Regenerating or reactivating by thermal treatment not covered by groups B01J20/3441 - B01J20/3475, e.g. by heating or cooling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00—Halogens; Halogen acids
    • C01B7/13—Iodine; Hydrogen iodide
    • C01B7/14—Iodine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D5/00—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0027—Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation by direct contact between vapours or gases and the cooling medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/261—Drying gases or vapours by adsorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/263—Drying gases or vapours by absorption
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/26—Drying gases or vapours
    • B01D53/28—Selection of materials for use as drying agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B01D53/685—Halogens or halogen compounds by treating the gases with solids
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D7/00—Sublimation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16—Alumino-silicates
    • B01J20/18—Synthetic zeolitic molecular sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/34—Regenerating or reactivating
    • B01J20/3408—Regenerating or reactivating of aluminosilicate molecular sieves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/604—Hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/608—Sulfates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/10—Inorganic absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/50—Combinations of absorbents
    • B01D2252/504—Mixtures of two or more absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/104—Alumina
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106—Silica or silicates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10—Inorganic adsorbents
    • B01D2253/116—Molecular sieves other than zeolites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/202—Single element halogens
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
    • B01D2259/40088—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption by heating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)

Abstract

从包含碘(I2)蒸气以及惰性气体和水蒸气中的至少一者的流中回收碘(I2)的方法，其可以包括使该流与碱性溶液接触以形成碘化物盐，使该流与吸附剂接触以从该流中选择性地吸附水，使该流与浓酸接触以从该流中吸收水蒸气，使碘(I2)蒸气凝华或冷凝以形成固体或液体碘(I2)，或者使该流与材料接触以从该流中冷凝或凝华碘(I2)蒸气，该材料进行以下中的至少一者：通过该材料的相变吸收潜热和吸收显热。

Description

用于回收碘(I2)的方法
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2022年1月10日提交的美国专利申请17/572,542的优先权，该专利申请要求2021年1月14日提交的美国临时专利申请63/137,472的优先权，这两篇专利申请全文均通过引用方式并入本文。
技术领域
本公开涉及从使用碘(I2)的工艺、特别是从用于干燥碘(I2)的工艺中回收碘(I2)的工艺。
背景技术
无水碘化氢(HI)是一种重要的工业化学品，其可用于制备氢碘酸、有机和无机碘化物、碘代烷烃，以及用作还原剂。
在碘化氢(HI)的商业生产中，经常使用碘(I2)作为起始材料，如以下反应式1所示。
反应式1
H2+I2→2HI
原料(碘和氢)含有水，该水可被HI夹带。继而，碘化氢(HI)中水的存在产生了对大多数合金具有腐蚀性的氢碘酸，从而对下游制造和加工设备造成损害。在一些工艺中，水也可能对HI产物质量有害。
另外，水、碘(I2)和HI可形成三元混合物。水的存在可能导致该混合物的形成，该混合物也具有腐蚀性并且可能对产物分离具有不利影响，导致产率降低。
用于从碘(I2)中移除水的方法可能导致碘(I2)的损失。因此，所需的是回收碘(I2)的方法，否则碘将会损失。
发明内容
本申请提供了用于从使用碘(I2)的工艺中回收碘(I2)的方法。
在一个实施方案中，回收碘(I2)的方法包括提供包含碘(I2)蒸气以及惰性气体和水蒸气中的至少一者的流，以及使该流与碱性溶液接触以形成碘化物盐。
在另一个实施方案中，回收碘(I2)的方法包括提供包含碘(I2)蒸气和水蒸气的流，以及使该流与吸附剂接触以从该流中选择性地吸附水。
在另一个实施方案中，回收碘(I2)的方法包括提供包含惰性气体、水蒸气和碘(I2)蒸气的流，以及使该流与浓酸接触以从该流中吸收水蒸气。
在另一个实施方案中，回收碘(I2)的方法包括提供包含碘(I2)蒸气和水蒸气的流，以及使该碘(I2)蒸气凝华或冷凝以形成固体或液体碘(I2)。
在另一个实施方案中，回收碘(I2)的方法包括提供包含碘(I2)蒸气以及惰性气体和水蒸气中的至少一者的流，以及使该流与材料接触以从该流中冷凝或凝华该碘(I2)蒸气，该材料进行以下中的至少一者：通过该材料的相变吸收潜热和吸收显热。
其他实施方案可以组合任何前述实施方案。
具体实施方式
本公开提供了用于从气体流(诸如用于干燥碘的那些)中回收碘(I2)的方法。此类用于干燥碘(I2)或从碘中移除水的方法在共同未决的美国专利申请63/137,463和17/572,547中公开，两者名称均为“METHODS FOR REMOVING WATER FROM IODINE(I2)”，其内容以引用方式以其整体并入本文。例如，用于从碘(I2)中移除水的方法可以包括使碘(I2)与经加热的氮气(N2)、空气、二氧化碳(CO2)、氩气、氦气或对碘(I2)呈惰性的任何其他气体的流接触，任何其他气体为诸如例如五氟丙烷(HFC-245fa)、2,2-二氯-1,1,1-三氟乙烷(HCFC-123)、1-氯-1,2,2,2-四氟乙烷(HCFC-124)、五氟乙烷(HFC-125)、1,1,1,2-四氟乙烷(HFC-134a)、二氟甲烷(HFC-32)、碘化氢(HI)、以及三氟碘甲烷(CF3I)。
碘(I2)可以经由多级汽提塔与惰性气体接触。将碘(I2)进料至多级汽提塔的顶部，同时将惰性气体进料至塔的底部。湿碘(I2)和干燥惰性气体之间的逆流接触将逐渐增加，从而移除更多的水，并导致在塔底处出现的碘(I2)具有非常低的残留水含量。可以将再沸器结合到塔设计中以帮助从碘(I2)驱除水。惰性气体开始时基本上不含水，因此它将带走水，留下具有非常低水含量的碘(I2)。所得惰性气体流在塔的顶部处排出，携带被移除的水和一些碘(I2)。
在一些实施方案中，一系列液体-蒸气接触装置(诸如闪蒸罐或鼓泡器，在其中每个装置中的液体和蒸气以如在多级塔中的逆流流动方式彼此接触)可实现与上述多级塔相同的效果。使用串联的离散接触装置可以允许更好地管理碘(I2)，使得当在低于116℃的温度下没有足够量的惰性气体与碘(I2)接触时，可以防止凝华或凝固。
在一些其他实施方案中，可以使用单级液体-蒸气接触装置，例如诸如闪蒸罐。在一些其他实施方案中，可以使用并流液体-蒸气接触装置，例如诸如降膜设备。在一些实施方案中，碘(I2)可以在碘(I2)的气动输送期间接触惰性气体，其中用于输送碘的气体是惰性气体。
用于该方法的其他合适的气体也将具有低水含量，以便有效地从碘(I2)中汽提出水。对水表现出亲和力或能够与水形成共沸物的化学组分也适用于该方法。
本公开提供了从用于干燥碘的惰性气体流中回收碘(I2)的方法。此类流包含惰性气体、在干燥工艺中从碘中移除的水、以及在惰性气体流中携带的一些碘。如果不回收的话，干燥流中的这种碘可能代表工艺中的碘的大量损失。回收原本可在干燥工艺中损失的碘(I2)，结果是更经济的工艺。
在一些实施方案中，惰性气体可包括氮气(N2)、二氧化碳、氦气、氩气、空气、氢气、碘化氢或对碘(I2)呈惰性的任何其他气体。在一些实施方案中，惰性气体可包括气体的组合。
以无水为基础表示，惰性气体流中的碘(I2)浓度可以低至约0.5摩尔％、约1摩尔％ppm、约2摩尔％、约3摩尔％、约5摩尔％、约10摩尔％、约15摩尔％、约20摩尔％或约30摩尔％，或者高至约40摩尔％、约50摩尔％、约60摩尔％、约70摩尔％、约80摩尔％、约90摩尔％或约99摩尔％，或者在任何两个前述值之间限定的任何范围内，诸如例如约0.5摩尔％至约99摩尔％、约1摩尔％至约90摩尔％、约2摩尔％ppm至约80摩尔％、约3摩尔％至约70摩尔％、约5摩尔％至约60摩尔％、约10摩尔％至约50摩尔％、约15摩尔％至约40摩尔％、约20摩尔％至约30摩尔％、约10摩尔％至约20摩尔％、约5摩尔％至约15摩尔％、或约30摩尔％至约60摩尔％。优选地，以无水为基础表示，惰性气体流中的碘(I2)浓度为约3摩尔％至约60摩尔％。更优选地，以无水为基础表示，惰性气体流中的碘(I2)浓度为约5摩尔％至约40摩尔％。最优选地，以无水为基础表示，惰性气体流中的碘(I2)浓度为约10摩尔％至约20摩尔％。
通过用碱性溶液处理回收碘(I2)
在该方法中，通过用碱性溶液洗涤惰性气体流来处理包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流，以从惰性气体流中移除碘(I2)。洗涤后，可通过常规方法干燥惰性气体流以移除水，诸如冷冻氮气以冷凝残留水(通常称为除湿)和/或使其通过干燥剂。然后可以将干燥的氮气再循环以再用于干燥更多的碘(I2)。碱性溶液可以作为有价值的碘盐产物回收。回收的碱性溶液或干燥的碘化物盐中的碘化物可通过本领域已知的方法转化为碘(I2)，诸如例如通过与硫酸反应或与盐酸反应，随后与过氧化氢反应。
碱性溶液中的碘化物抗衡离子可以是钠、钾、锂、镁或钙等。在一些实施方案中，碱性溶液可以是由以下化合物形成的水溶液：诸如例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化镁或氢氧化钙、或它们的组合。
在一些实施方案中，还原剂诸如亚硫酸钠(Na2SO3)可任选地用于将次碘酸盐离子(例如NaOI)转化为碘化物(例如NaI)和硫酸盐(例如Na2SO4)。可以使用其他还原剂，诸如亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸钾(K2SO3)、亚硫酸氢钾(KHSO3)、亚硫酸钙(CaSO3)、亚硫酸氢钙(Ca(HSO3)2)、亚硫酸锂(Li2SO3)、亚硫酸氢锂(LiHSO3)、亚硫酸镁(MgSO3)、亚硫酸氢镁(Mg(HSO3)2)等其他还原剂。
通过固体吸附剂吸附水来回收碘(I2)
在该方法中，使包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流通过吸附剂以从该流中基本上移除所有的水蒸气。吸附剂从该流中选择性地移除水蒸气。在一些实施方案中，将仍负载有碘蒸气的干燥的惰性气体流再循环以再用于干燥更多的碘(I2)。在一些实施方案中，干燥的惰性气体流被碘(I2)饱和。在一些其他实施方案中，将具有碘蒸气的干燥的惰性气体流凝华以回收固体碘(I2)。回收的固体碘(I2)由于已经从吸附剂中干燥，因此可以再循环用于生产HI。
吸附剂可以选自分子筛(例如，3A、4A、5A或XH-9)、氧化铝、硫酸钙(“Drierite”)、硅胶、氯化钙、硫酸钠、或任何这些的组合。
当需要再生吸附剂时，诸如当其不再以足够的速率吸附水时或当其方便这样做时，可以通过首先加热吸附剂以蒸发并回收已附着到吸附剂的额外的碘、允许通过本文公开的方法中的一种或多种(例如，凝华、冷凝等)收集碘来再生吸附剂。在一些实施方案中，加热可以在真空下进行以加速碘的回收。可以将吸附剂加热至低至约90℃、约95℃、约100℃或约105℃的温度，或加热至高达约110℃、约115℃或约120℃的温度，或加热至在任何两个前述值之间限定的任何范围内的温度，诸如例如约90℃至约120℃、约95℃至约115℃、约100℃至约110℃、约105℃至约120℃、约100℃至约120℃、或约90℃至约100℃。
在移除残留的碘之后，吸附剂可以通过与热的惰性气体诸如氮气或空气接触以从吸附剂解吸水而再生。吸附剂可以通过以下方式再生：将吸附剂加热至低至约150℃、约175°、约200℃、约225℃或约250℃的温度，或将吸附剂加热至高达约275℃、约300℃、约325℃或约350℃的温度，或加热至在任何两个前述值之间限定的任何范围内的温度，诸如例如约150℃至约350℃、约175℃至约325℃、约200℃至约300℃、约225℃至约300℃、约150℃至约250℃、或约200℃至约300℃。
通过浓酸吸收水回收碘(I2)
在该方法中，使包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流通过使浓酸循环的接触器。水蒸气被吸收到浓酸中，从而从该流中基本上移除所有的水蒸气。在一些实施方案中，将仍负载有碘蒸气的干燥的惰性气体流再循环以再用于干燥更多的碘(I2)。在一些其他实施方案中，将具有碘蒸气的干燥的惰性气体流凝华以回收固体碘(I2)。回收的固体碘(I2)由于已经从浓酸中干燥，因此可以再循环用于生产HI。
合适的浓酸包括硫酸(H2SO4)、氢碘酸(HI)、磷酸(H3PO4)和偏磷酸(HPO3)。例如，如果浓酸是硫酸，则硫酸的浓度可以范围为95％至100％。在一些实施方案中，硫酸是发烟硫酸(oleum或fuming sulfuric acid)。
接触器可以是逆流填充塔或板式塔，其中包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流在塔的底部进入并且在塔的顶部离开，而液体浓酸被进料到塔的顶部并且在塔的底部离开。可替代地，接触器可以是并流填充塔或板式塔，其中包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流和浓酸均以相同方向流过塔。可替代地，接触器可以是混合罐，在该混合罐中将包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流与液体浓酸充分混合。可替代地，接触器可以是喷射器，其中液体浓酸循环通过该喷射器以与被吸入该喷射器中的包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流充分混合。接触器可以包括多个接触器单元。
通过凝华回收碘(I2)
在该方法中，包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流与冷表面接触以使碘凝华，从而将其回收为固体碘(I2)。凝华温度可以足够低以将水从碘(I2)中冷冻出来以使回收产率最大化。重新熔融后，回收的碘(I2)和水的混合物形成两相液体，其中一层富含水并且另一层富含碘(I2)。当碘(I2)/水混合物在约114℃至160℃和大气压或接近大气压下重新熔融时，大部分水将蒸发，留下经加热的熔融碘(I2)可容易地再循环至碘(I2)干燥步骤中。可替代地，可将较轻的富含水的层倾析出来以进行处理，而可将较重的富含碘(I2)的层再循环回到碘(I2)干燥步骤中。
凝华温度可以低至约-45℃、约-30℃、约-10℃、约0℃、约10℃、约20℃，或高达约35℃、约40℃、约50℃、约60℃、约66℃、约80℃、约90℃或约100℃，或在任何两个前述值之间限定的任何范围内的温度，诸如例如约-45℃至约100℃、约-30℃至约90℃、约-20℃至约80℃、约-10℃至约66℃、约0℃至约60℃、约10℃至约50℃、约20℃至约40℃、约35℃至约66℃、约20℃至约80℃、或约10℃至约60℃。优选地，凝华温度是约35℃至约66℃。
可替代地，在一些实施方案中，使包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流在足以选择性地凝固碘(I2)且流中的水基本上不冷凝或凝固的温度下进行凝华。大量的碘(I2)然后可以作为固体被收集，同时少量剩余量在氮气/惰性气体和水蒸气流中被带走。然后可以将固体碘(I2)再熔融并且再循环回到碘(I2)干燥步骤中。
在此类实施方案中，凝华温度可以低至约0℃、约10℃、约20℃、约30℃、约35℃、约40℃、约45℃或约50℃，或高达约55℃、约60℃、约65℃、约70℃、约80℃、约90℃或约100℃，或在任何两个前述值之间限定的任何范围内的温度，诸如例如约0℃至约100℃、约10℃至约90℃、约20℃至约80℃、约30℃至约70℃、约35℃至约65℃、约40℃至约60℃、约45℃至约55℃、约35℃至约55℃、约20℃至约35℃、或约55℃至约90℃。优选地，凝华温度是约35℃至约55℃。
例如，当负载有碘(I2)的惰性气体流出物的流在65℃和大气压下通过凝华器时，碘(I2)可以作为没有过量水的固体回收，并且然后可以进行再熔融和再循环以干燥。从惰性气体流出物中回收后的碘(I2)的产率为约89％。使用1000磅碘(I2)作为基础，这转化为将干燥中的总碘(I2)损失减少至约0.3％，或3.3磅碘(I2)损失/1000磅待干燥的碘(I2)。由于在凝华之后排出惰性气体而发生损失，惰性气体包括一些残留的碘(I2)。
凝华器可以由一组十个、十英尺长、四至六英寸直径的夹套玻璃衬里管或衬有(或由)其他合适的材料(诸如例如C)的管构成。这样的***可以以分批操作模式每天操作几个循环。操作循环温度可以在凝华温度与约175℃之间，在冷却以通过凝华回收碘与加热以从凝华器中移除回收的碘之间交替。
通过在水中凝华回收碘(I2)
在该方法中，包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流与水在足够低以使碘凝华的温度下接触，从而将其回收为固体碘(I2)。回收的碘(I2)和水的混合物形成两相液体，其中一层富含水并且另一层富含碘(I2)。然后可以通过液-液萃取分离两相混合物。可以将顶层或富水相倾析出并再循环以用于接触更多的包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流。可以加热仍含有一些未倾析的水的底层或富含碘的相以熔融碘。熔融后，估计熔融碘含有小于0.15重量％的水。然后可以将该熔融碘再循环回到碘(I2)干燥步骤中。可替代地或另外地，可以使熔融碘与吸附剂或吸收剂接触以从熔融碘中提取许多剩余水并进入吸附剂或吸收剂中。吸附剂或吸收剂可以是本文所述的任何吸附剂或吸收剂，诸如例如浓硫酸或分子筛。
在此类实施方案中，水可以处于低至约0℃、约5℃、约10℃、约15℃、约20℃、约25℃、约30℃、约35℃、约40℃或约45℃的温度，或处于高达约50℃、约55℃、约60℃、约65℃、约70℃、约75℃、约80℃、约85℃、约90℃或约95℃的温度，或至在任何两个前述值之间限定的任何范围内的温度，诸如例如约0℃至约95℃、约5℃至约90℃、约10℃至约85℃、约15℃至约80℃、约20℃至约75℃、约25℃至约70℃、约30℃至约65℃、约35℃至约60℃、约40℃至约55℃、约45℃至约50℃、约5℃至约45℃、或约20℃至约30℃。优选地，凝华温度是约5℃至约45℃。
在一些实施方案中，接触可以在衬有玻璃或聚合物(诸如聚乙烯、聚丙烯)或含氟聚合物(诸如例如四氟乙烯或聚偏二氟乙烯)的水池容器中进行。在一些实施方案中，容器由相容的金属合金或聚合物形成。
通过在水中冷凝回收碘(I2)
在该方法中，使包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流与水在足够低以冷凝碘但足够高以保持碘(I2)处于液态的温度下接触。回收的碘(I2)和水的混合物形成两相液体，其中一层富含水并且另一层富含碘(I2)。然后可以通过液-液萃取分离两相混合物。可以将顶层或富水相倾析出并再循环以用于接触更多的包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流。然后可以将底层或富含碘的相再循环回到碘(I2)干燥步骤中。
在此类实施方案中，水可以处于低至约95℃、约100℃、约105℃、约110℃、约115℃或约120℃的温度，或高达约125℃、约130℃、约135℃、约140℃、约145℃或约150℃的温度，或至在任何两个前述值之间限定的任何范围内的温度，诸如例如约95℃至约150℃、约100℃至约145℃、约105℃至约140℃、约110℃至约135℃、约115℃至约130℃、约120℃至约125℃、约110℃至约120℃、约95℃至约115℃、约130℃至约150℃、或约105℃至约125℃。优选地，凝华温度是约110℃至约120℃。水将在超过约100℃的温度下处于高于大气压的压力。
在一些实施方案中，接触可以在衬有玻璃或聚合物(诸如聚乙烯、聚丙烯)或含氟聚合物(诸如例如四氟乙烯或聚偏二氟乙烯)的水池容器中进行。在一些实施方案中，容器由相容的金属合金或聚合物形成。
通过使用潜热或显热转移的凝华或冷凝回收I2
在该方法中，当材料通过材料的相变吸收潜热和/或吸收显热时，包含水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体流与材料接触以从该流中冷凝和/或凝华碘(I2)，从而冷却碘(I2)。合适的材料可以包括例如二氧化碳(CO2)。二氧化碳(CO2)最初可在大气压下为固相(作为干冰)，或在升高的压力下为液相。优选选择接触温度以使得包含水蒸气和碘(I2)的惰性气体流达到足够低的冷却温度以实现高的碘(I2)回收率。
冷却温度可以低至约-40℃、约-30℃、约-20℃、约-10℃、约0℃或约10℃，或高达约20℃、约30℃、约40℃、约50℃、约60℃或约70℃，或至在任何两个前述值之间限定的任何范围内的温度，诸如例如约-40℃至约70℃、约-30℃至约60℃、约-20℃至约50℃、约-10℃至约40℃、约0℃至约30℃、约10℃至约20℃、约20℃至约50℃、约-30℃至约10℃、约30℃至约60℃、或约30℃至约40℃。优选地，冷却温度为约20℃至约50℃。
其他合适的材料包括例如过冷液体诸如氮、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)、HCFC-244bb，以及其他惰性卤代烃诸如五氟乙烷(HFC-125)、HFC-134a、HFC-32和三氟碘甲烷(CF3I)。其他合适的材料包括例如过冷气体诸如氮气、二氧化碳、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)，以及其他惰性卤代烃诸如五氟乙烷(HFC-125)、HFC-134a、HFC-32、CF3I、HCFC-244bb，烷烃诸如甲烷、乙烷、丙烷。在一些实施方案中，可以使用冷冻水。
含有少量与其接触用于冷却的材料的凝华或冷凝的碘(I2)可以原样移除，或者可以熔融以促进作为熔融液体转移。在任一情况下，碘(I2)可以再循环回到期望的碘(I2)干燥步骤。
本文所述的所有方法可用于分批、半分批或连续工艺中。本文所述的所有方法可在低于大气压、大气压或高于大气压的压力下进行。
尽管已经相对于示例性设计描述了本发明，但是可以在本公开的实质和范围内进一步修改本发明。此外，本申请旨在涵盖本发明所属领域的已知或惯常实践内的与本公开的此类偏离。
如本文所用，短语“在任意两个前述值之间限定的任意范围内”字面上是指任意范围可选自在此类短语之前列出的任意两个值，而无论这些值是在列表的较低部分中还是在列表的较高部分中。例如，一对值可选自两个较低值、两个较高值、或者较低值和较高值。
如本文所使用的，与量结合使用的修饰语“约”包括所述值并且具有由上下文指示的含义(例如，其至少包括与特定量的测量相关联的误差程度)。当在范围的上下文中使用时，修饰语“约”也被视为公开由两个端点的绝对值定义的范围。
以下非限制性实施例用于说明本公开。
实施例
实施例1：通过用碱性溶液处理回收碘(I2)的预示性实施例
对于每1000磅待干燥的碘(I2)，包括水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体样品含有19磅氮气、30磅碘(I2)和2.5磅水。将该氮气流出物送至填充塔洗涤器以通过使碘(I2)与包含7.6重量％氢氧化钠(NaOH)和11.9重量％亚硫酸钠(Na2SO3)的循环碱性水溶液反应而将其转化为盐溶液。碘(I2)与碱性溶液反应，如反应式2所示，以生成碘化钠和硫酸钠。
反应式2：
I2+2NaOH+Na2SO3--→2NaI+Na2SO4+H2O
一旦起始碱性水溶液被消耗，对于每1000磅待干燥的碘(I2)，其将产生具有下表1中所示组成的最终产物溶液，如考虑反应的质量平衡所计算的。
表1
实施例2：回收附着到分子筛的碘(I2)的预示性实施例
对于每1000磅待干燥的碘(I2)，包括水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体样品含有19磅氮气、30磅碘(I2)和2.5磅水。将该氮气流出物进料至填充有分子筛的8:1L/D容器中。在116℃下操作，估计氮气流出物的水含量可以从初始的按重量计117,000ppm降低至小于按重量计1000ppm。这种干燥的氮气将通过分子筛移除其99％的水含量，并且尽管其仍然包含碘(I2)，但是其可以容易地再利用或再循环到干燥的碘(I2)中。
在116℃和大气压下，估计分子筛具有下表2中所示的静态水容量，假定再生的分子筛具有零残留水含量。
表2
N2水含量(ppm) 水重量/每100lb分子筛
1000 4.5
5000 9.0
10,000 12.0
50,000 17.0
100,000 18.0
使用上述静态吸附容量，估计每100磅分子筛具有12磅水的整体静态容量，以便在大气压和116℃下在氮气中达到按重量计1000ppm的水含量。对于连续动态操作，假定保守的50％静态容量解释了传质、再生后残留的水含量和由于分子筛老化或杂质共吸附导致的吸附效率损失。这计算为每100磅分子筛6磅水，用于估计吸附床尺寸和循环时间。
实施例3：用凝华器回收碘(I2)
构建实验室规模的凝华器，其特征在于4英寸直径乘10英寸长的夹套管，具有和不具有螺旋挡板***物。凝华器设计成使得碘(I2)在管内凝固。可替代地，凝华器可设计成使得碘(I2)在管的外表面上凝固。期望商业规模的设计实现几倍的性能提高，这部分是由于通常通过使用接触翅片或增强的表面装置在商业规模实现的更高的传热速率。
具有挡板的装置的入口温度为87.3℃。凝华器的主体范围从最靠近入口侧的40.4℃到管中心的41.1℃，到出口侧的37.6℃。出口温度为38.3℃。对于没有挡板的装置，入口温度为94.5℃。管内的温度范围从最靠近入口侧的40.3℃到管中心的40.2℃，到最靠近出口侧的36.4℃。出口温度为40.1℃。凝华器的平均温度为约40℃。
下表3示出了具有和不具有挡板(分别为“有挡板”和“无挡板”)的实验室规模装置的流速和碘(I2)收集量的数据。
表3
实施例4：通过凝华回收碘(I2)的预示性实施例
对于每1000磅待干燥的碘(I2)，包括水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体样品含有19磅氮气、30磅碘(I2)和2.5磅水。将该氮气流出物进料至凝华器或冷阱中以在所选温度下凝固出碘(I2)，使得进入的氮气流出物进料中的大部分水保持未冷凝。
下表4总结了预期的碘(I2)回收效率和共冷凝水的量与大气压下的凝华温度的关系。流的优选凝华温度在35℃和66℃之间，在该温度下实现高的碘(I2)回收率(大于88％)，其中非常少的引入水与凝固碘(I2)共冷凝。这提供了回收的碘(I2)用于再循环回到期望的碘(I2)干燥工艺，而不需要进一步处理。
表4
实施例5：通过使用热水冷凝回收碘(I2)的预示性实施例
对于每1000磅待干燥的碘(I2)，包括水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体样品含有19磅氮气、30磅碘(I2)和2.5磅水。将氮气流出物进料到在116℃和25psig下操作的热水池或容器中。该水温可以通过向夹套容器、蒸气盘管施加蒸汽或直接将蒸汽注入水中来维持。
热水池或容器被设计成提供气-液接触。这可以使用温和搅拌、促进自搅拌的气体喷射、挡板、具有或不具有静态混合器的在线混合、或循环喷射器等方法来实现。
在这些操作条件下，需要50磅的水(新鲜的补充液体和再循环的轻相水，如以下进一步描述的)来补偿当氮气流出物离开热水池时的水蒸气损失，以及提供过量的液态水来与进入的氮气流出物直接接触。过量的液态水可用于维持116℃温度，以便允许碘(I2)的冷凝，这与碘(I2)从氮气流出物中凝华或凝固相反。
在使氮气流出物与热水接触之后，从热水池排出的氮将含有基本上所有进入的氮(19磅)、17磅蒸发的水蒸气和一磅残留碘(I2)，因此实现97％的碘回收效率(I2)。
考虑到水蒸发损失和随氮气流出物进入的水，热水池将包括包含29磅碘(I2)和35磅水的混合物。使该混合物沉降30分钟，然后进行相分离以移除富含碘(I2)的相。估计该碘(I2)相含有浓度为约2摩尔％或0.15重量％的水。然而，在减压时，大多数残留水将在116℃下从熔融液体碘(I2)中蒸发掉，而碘(I2)的进一步损失很少。由此回收的碘(I2)可以再循环回到期望的干燥步骤中。
估计较轻的富水相含有0.05摩尔％或0.7重量％的溶解的碘(I2)，并且该富水相可以在碘(I2)回收工艺中再利用。该方法可作为分批、半分批或连续工艺使用。
实施例6：通过使用冷水凝华回收碘(I2)的预示性实施例
对于每1000磅待干燥的碘(I2)，包括水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体样品含有19磅氮气、30磅碘(I2)和2.5磅水。将氮气流出物进料到在38℃和接近大气压下操作的水池或容器中。该水温可以通过夹套冷却、冷却盘管、直接加入冰或其他低温流体(诸如干冰)、或简单地以冷水开始并将其加热至38℃来维持。
冷水池或容器最初填充有设计成提供气-液接触的大约300磅水。这可以使用温和搅拌、促进自搅拌的气体喷射、挡板、具有或不具有静态混合器的在线混合、循环喷射器或其他合适的方法来实现。选择这种较大的水体积以持续形成包含约10重量％固体碘(I2)的混合物，以促进该混合物的处理。
在使氮气流出物与冷水接触之后，从冷水池排出的氮将包含几乎所有进入的氮(19磅)、0.14磅水蒸气和0.04磅残留碘(I2)，这表示碘(I2)回收效率为99.8％。
冷水池将包含约29磅碘(I2)。使该混合物沉降10分钟，然后进行相分离以倾析出较轻的富水相。在38℃下，估计富水相含有0.05重量％的溶解的碘(I2)并且可以在回收工艺中再利用。
重湿的、富含碘的沉淀物可以作为浆料或作为过滤的固体进行处理。可以将回收的浆料或滤饼形式的湿碘加热至116℃以熔融固体碘(I2)并蒸发大部分水。该熔融碘(I2)可以被移除并且再循环回到所希望的干燥步骤中。估计熔融碘(I2)含有小于0.15重量％的水。
使用该冷水方法的碘(I2)回收工艺可以以分批、半分批或连续工艺进行。
实施例7：使用固体CO2通过凝华回收碘(I2)的预示性实施例
从上述碘(I2)干燥方法中，对于每1000磅待干燥的碘(I2)，用于干燥的氮气流出物含有19磅氮气、30磅碘(I2)和2.5磅水。将氮气流出物进料到在接近大气压下的干冰(固体CO2)容器中。干燥氮气流出物与固体CO2之间的直接接触将导致CO2的加热和蒸发。这种直接的热转移将导致氮气流出物冷却，从而导致碘(I2)的凝华。
容器最初填充有大约19磅固体CO2，其经计算提供约20％的过度冷却。该容器被设计成用于氮气流出物与固体CO2之间的直接接触。这可以使用温和搅拌、促进自搅拌的气体喷射、挡板或其他方法来实现。接触器设计还可以包括填充有固体CO2的在线混合，或根据需要的其他设备。
在氮气流出物接触固体CO2并冷却至35℃或更低后，排出的任何氮气流将包含大部分进入的氮气(19磅)、16磅CO2蒸气、2.4磅水蒸气和1.0磅残留碘(I2)，从而导致碘(I2)的回收效率为96％。
在耗尽固体CO2或已经处理了所有的氮气流出物之后，可以将凝华的碘(I2)连同任何剩余的固体CO2和任何局部水冰一起加热以移除CO2和水。剩余的28.5磅碘(I2)，估计其含有按重量计2100ppm水，被原样移除或熔融以促进作为液体转移用于再循环回到所希望的干燥步骤。
在残留的碘(I2)由于捕获的水冰而具有更高的水含量的情况下，可以将碘(I2)加热至116℃以熔融固体碘(I2)。该熔融碘(I2)可以被原样移除用于再循环到所希望的干燥步骤中。估计熔融碘(I2)含有小于0.15重量％的量的溶解水。
表5(以下)显示了在66℃、38℃和10℃下使用该方法回收的碘的量。
表5
*CO2在凝华温度为66℃时以14lb/hr的速率加入，在凝华温度为38℃时以19lb/hr的速率加入，在凝华温度为10℃时以35lb/hr的速率加入，并且在凝华温度为-40℃时以40lb/hr的速率加入。
实施例8：通过用浓酸处理回收碘(I2)的预示性实施例
对于每1000磅待干燥的碘(I2)，包括水蒸气和碘(I2)蒸气的惰性气体样品含有19磅氮气、30磅碘(I2)和2.5磅水。将该氮气流出物进料至逆流填充塔的底部。将热循环的98％wt.H2SO4进料至填充塔的顶部。当在大气压下操作时，将进料流和整个填充塔保持在高于约116℃的高温下，以防止碘(I2)的凝华，否则其将损失到液体H2SO4中。
估计氮气流出物的水含量可以从初始的按重量计117,000ppm降低至小于按重量计1,000ppm。这种干燥的氮气将通过浓H2SO4移除其99％的水含量，并且尽管其仍然包含碘(I2)，但是其可以容易地再使用或再循环到干燥的碘(I2)中。
取决于填料选择，约12"直径×18ft总高度的填充塔足以对负载有水和碘的氮气流出物进行干燥。使用7GPM/ft2循环98％wt.H2SO4以实现良好的液体分布和传质，热H2SO4循环流量经计算为约2,500lb/hr。
典型地，对于该实施例规模，使用200加仑或2,500lbs的98％wt.H2SO4的储存器，直到循环的H2SO4已经达到约95％wt.H2SO4的浓度，此时废的H2SO4将被丢弃并且用新鲜的98％wt.H2SO4替换。估计98％wt.H2SO4的消耗量为85磅/1,000磅碘(I2)。
方面
方面1是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供包含碘(I2)蒸气以及惰性气体和水蒸气中的至少一者的流，以及使该流与碱性溶液接触以形成碘化物盐。
方面2是如方面1所述的方法，其中该碱性溶液是由选自由以下项组成的组的化合物形成的水溶液：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化镁或氢氧化钙、亚硫酸钠(Na2SO3)、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸钾(K2SO3)、亚硫酸氢钾(KHSO3)、亚硫酸钙(CaSO3)、亚硫酸氢钙(Ca(HSO3)2)、亚硫酸锂(Li2SO3)、亚硫酸氢锂(LiHSO3)、亚硫酸镁(MgSO3)、亚硫酸氢镁(Mg(HSO3)2)、以及它们的组合。
方面3是如方面1或方面2所述的方法，该方法还包括将所述碘化物盐中的碘化物转化为碘(I2)。
方面4是如方面1-3中任一项所述的方法，其中在该提供步骤中，该流由碘(I2)干燥工艺提供，该流包含水蒸气。
方面5是如方面1-4中任一项所述的方法，其中该流包含惰性气体。
方面6是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供包含碘(I2)蒸气和水蒸气的流，以及使该流与吸附剂接触以从该流中选择性地吸附水。
方面7是如方面6所述的方法，其中在该提供步骤中，该流由碘(I2)干燥工艺提供。
方面8是如方面7所述的方法，该方法还包括在该接触步骤后将该碘(I2)蒸气再循环至该碘(I2)干燥工艺。
方面9是如方面6或方面7所述的方法，该方法还包括在该接触步骤后使该碘(I2)蒸气凝华以回收碘(I2)。
方面10是如方面6-9中任一项所述的方法，其中该吸附剂选自由以下项组成的组：3A、4A、5A或XH-9分子筛、氧化铝、硫酸钙、硅胶、氯化钙、硫酸钠、碘化钙、氯化镁、碘化镁、或它们的组合。
方面11是如方面6-10中任一项所述的方法，该方法还包括通过将该吸附剂加热至90℃至120℃的温度以蒸发附着到该吸附剂的碘，并且然后将该吸附剂加热至约150℃至约350℃以从该吸附剂解吸水来再生该吸附剂。
方面12是如方面6-11中任一项所述的方法，其中该流还包含惰性气体。
方面13是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供包含碘(I2)蒸气和水蒸气的流，以及使该流与浓酸接触以从该流中吸收水蒸气。
方面14是如方面13所述的方法，其中在该提供步骤中，该流由碘(I2)干燥工艺提供。
方面15是如方面14所述的方法，该方法还包括在该接触步骤后将该碘(I2)蒸气再循环至该碘(I2)干燥工艺。
方面16是如方面13或方面14所述的方法，该方法还包括在该接触步骤后使该流凝华以回收碘(I2)。
方面17是如方面13-16中任一项所述的方法，其中该浓酸选自由以下项组成的组：硫酸(H2SO4)、氢碘酸(HI)、磷酸(H3PO4)、以及偏磷酸(HPO3)。
方面18是如方面13-17中任一项所述的方法，其中该流还包含惰性气体。
方面19是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供包含碘(I2)蒸气和水蒸气的流，以及使该碘(I2)蒸气凝华或冷凝以形成固体或液体碘(I2)。
方面20是如方面19所述的方法，其中凝华或冷凝该碘(I2)蒸气包括使该流与温度为约-45℃至约100℃的表面接触。
方面21是如方面20所述的方法，该方法还包括熔融该固体碘(I2)以形成两相混合物。
方面22是如方面19的方法，其中通过将该混合物加热至约114℃至约160℃而从该两相混合物中蒸发水。
方面23是如方面19所述的方法，其中凝华或冷凝该碘(I2)蒸气包括使该流与温度为约0℃至约100℃的表面接触，以凝华或冷凝该碘(I2)而不凝固水蒸气。
方面24是如方面19所述的方法，其中凝华或冷凝该碘(I2)蒸气包括使该流与温度为约90℃至约150℃的水接触，以冷凝该碘(I2)。
方面25是如方面19所述的方法，其中凝华或冷凝该碘(I2)蒸气包括使该流与液态水接触以凝华该碘(I2)。
方面26是如方面19-25中任一项所述的方法，该方法还包括干燥该固体或液体碘(I2)。
方面27是如方面19-26中任一项所述的方法，其中该流还包含惰性气体。
方面28是如方面19-27中任一项所述的方法，其中在该提供步骤中，该流由碘(I2)干燥工艺提供。
方面29是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供包含碘(I2)蒸气以及惰性气体和水蒸气中的至少一者的流，以及使该流与材料接触以从该流中冷凝或凝华该碘(I2)蒸气，该材料进行以下中的至少一者：通过该材料的相变吸收潜热和吸收显热。
方面30是如方面29所述的方法，其中在该接触步骤中，该流达到-40℃至70℃的温度。
方面31是如方面29或方面30所述的方法，其中该材料选自由以下项组成的组：固体二氧化碳，冰，过冷液体诸如氮、二氧化碳、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)、HCFC-244bb、五氟乙烷(HFC-125)、HFC-134a、HFC-32和三氟碘甲烷(CF3I)；以及过冷气体诸如氮气、二氧化碳、1,1,1,3,3-五氟丙烷(HFC-245fa)、五氟乙烷(HFC-125)、HFC-134a、HFC-32、CF3I、HCFC-244bb，烷烃诸如甲烷、乙烷和丙烷。
方面32是如方面29-31中任一项所述的方法，其中在该提供步骤中，该流由碘(I2)干燥工艺提供，该流包含水蒸气。
方面33是如方面29-32中任一项所述的方法，其中该流包含惰性气体。
方面34是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供来自碘(I2)干燥工艺的流，该流包含碘(I2)蒸气、惰性气体和水蒸气；以及使该流与碱性溶液接触以形成碘化物盐，其中该碱性溶液是由选自由以下项组成的组的化合物形成的水溶液：氢氧化钠、氢氧化钾、亚硫酸钠(Na2SO3)、亚硫酸钾(K2SO3)、以及它们的组合。
方面35是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供来自碘(I2)干燥工艺的流，该流包含碘(I2)蒸气、惰性气体和水蒸气；使该流与吸附剂接触以从该流中选择性地吸附水；以及在该接触步骤之后将该碘(I2)蒸气再循环至该碘(I2)干燥工艺，其中该吸附剂选自由3A分子筛和4A分子筛组成的组。
方面36是如方面35所述的方法，该方法还包括通过将该吸附剂加热至90℃至120℃的温度以蒸发附着到该吸附剂的碘，并且然后将该吸附剂加热至约150℃至约350℃以从该吸附剂解吸水来再生该吸附剂。
方面37是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供来自碘(I2)干燥工艺的流，该流包含碘(I2)蒸气、惰性气体和水蒸气；使该流与浓酸接触以从该流中吸收水蒸气，该浓酸包括硫酸(H2SO4)；在该接触步骤后将该碘(I2)蒸气再循环至该碘(I2)干燥工艺。
方面38是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供来自碘(I2)干燥工艺的流，该流包含碘(I2)蒸气、惰性气体和水蒸气，以及凝华或冷凝该碘(I2)蒸气以形成固体或液体碘(I2)，其中凝华或冷凝该碘(I2)蒸气包括使该流与温度为约0℃至约100℃的表面接触，以凝华或冷凝该碘(I2)而不凝固水蒸气。
方面39是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供来自碘(I2)干燥工艺的流，该流包含碘(I2)蒸气、惰性气体和水蒸气，以及凝华或冷凝该碘(I2)蒸气以形成固体或液体碘(I2)，其中凝华或冷凝该碘(I2)蒸气包括使该流与温度为约90℃至约150℃的水接触，以冷凝该碘(I2)。
方面40是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供来自碘(I2)干燥工艺的流，该流包含碘(I2)蒸气、惰性气体和水蒸气，以及凝华或冷凝该碘(I2)蒸气以形成固体或液体碘(I2)，其中凝华或冷凝该碘(I2)蒸气包括使该流与液态水接触，以凝华该碘(I2)。
方面41是一种回收碘(I2)的方法，该方法包括提供来自碘(I2)干燥工艺的流，该流包含碘(I2)蒸气、惰性气体和水蒸气；以及使该流与材料接触以从该流中冷凝或凝华该碘(I2)蒸气，因为该材料具有以下中的至少一种：通过该材料的相变吸收潜热和吸收显热。

Claims (15)

1.一种回收碘(I2)的方法，所述方法包括：
提供包含碘(I2)蒸气以及惰性气体和水蒸气中的至少一者的流；以及
使所述流与碱性溶液接触以形成碘化物盐。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述碱性溶液是由选自由以下项组成的组的化合物形成的水溶液：氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、氢氧化镁或氢氧化钙、亚硫酸氢钠(NaHSO3)、亚硫酸钠(Na2SO3)、亚硫酸钾(K2SO3)、亚硫酸氢钾(KHSO3)、亚硫酸钙(CaSO3)、亚硫酸氢钙(Ca(HSO3)2)、亚硫酸锂(Li2SO3)、亚硫酸氢锂(LiHSO3)、亚硫酸镁(MgSO3)、亚硫酸氢镁(Mg(HSO3)2)、以及它们的组合。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，所述方法还包括将所述碘化物盐中的碘化物转化为碘(I2)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中在所述提供步骤中，所述流由碘(I2)干燥工艺提供，所述流包含水蒸气。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述流包含惰性气体。
6.一种回收碘(I2)的方法，所述方法包括：
提供包含碘(I2)蒸气和水蒸气的流；以及
使所述流与吸附剂接触以从所述流中选择性地吸附水。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述提供步骤中，所述流由碘(I2)干燥工艺提供。
8.根据权利要求7所述的方法，所述方法还包括在所述接触步骤后将所述碘(I2)蒸气再循环至所述碘(I2)干燥工艺。
9.根据权利要求6或权利要求7所述的方法，所述方法还包括在所述接触步骤后使所述碘(I2)蒸气凝华以回收碘(I2)。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的方法，其中所述吸附剂选自由以下项组成的组：3A、4A、5A或XH-9分子筛、氧化铝、硫酸钙、硅胶、氯化钙、硫酸钠、碘化钙、氯化镁、碘化镁、或它们的组合。
11.根据权利要求6-10中任一项所述的方法，所述方法还包括通过将所述吸附剂加热至90℃至120℃的温度以蒸发附着到所述吸附剂的碘，并且然后将所述吸附剂加热至约150℃至约350℃以从所述吸附剂解吸水来再生所述吸附剂。
12.根据权利要求6-11中任一项所述的方法，其中所述流还包含惰性气体。
13.一种回收碘(I2)的方法，所述方法包括：
提供包含碘(I2)蒸气和水蒸气的流；以及
使所述流与浓酸接触以从所述流中吸收所述水蒸气。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在所述提供步骤中，所述流由碘(I2)干燥工艺提供。
15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括在所述接触步骤后将所述碘(I2)蒸气再循环至所述碘(I2)干燥工艺。
CN202280008770.3A 2021-01-14 2022-01-12 用于回收碘（i2）的方法 Pending CN116670068A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202163137472P 2021-01-14 2021-01-14
US63/137,472 2021-01-14
US17/572,542 US20220219980A1 (en) 2021-01-14 2022-01-10 Methods for recovering iodine (i2)
US17/572,542 2022-01-10
PCT/US2022/070158 WO2022155650A1 (en) 2021-01-14 2022-01-12 Methods for recovering iodine (i2)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116670068A true CN116670068A (zh) 2023-08-29

Family

ID=82323422

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280008770.3A Pending CN116670068A (zh) 2021-01-14 2022-01-12 用于回收碘（i2）的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220219980A1 (zh)
JP (1) JP2024504582A (zh)
CN (1) CN116670068A (zh)
WO (1) WO2022155650A1 (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2385483A (en) * 1942-10-28 1945-09-25 Shell Dev Recovery and purification of iodine
JPH077099B2 (ja) * 1988-09-26 1995-01-30 動力炉・核燃料開発事業団 凍結真空乾燥法による放射性ヨウ素の回収及び貯蔵方法
KR101295904B1 (ko) * 2005-05-02 2013-08-12 닛포가가쿠 가부시키가이샤 요오드의 회수방법
EP3385221A4 (en) * 2016-02-04 2019-10-30 Central Chemical Inc. RECOVERY METHOD AND IODINE RECOVERY APPARATUS
US10918969B2 (en) * 2019-10-24 2021-02-16 Serguei TIKHONOV Vertical desublimation apparatus for crystalline iodine production

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022155650A1 (en) 2022-07-21
JP2024504582A (ja) 2024-02-01
US20220219980A1 (en) 2022-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100453863B1 (ko) Hci로부터염소로의산화반응중반응기체의후처리방법
JP3342708B2 (ja) ウラン化合物を含み得る電解フッ素をベースとする気体の処理法
CN1158213C (zh) 从气体混合物中选择性分离和回收氯气的方法
JP2001261308A (ja) 塩酸の回収方法
JP5032143B2 (ja) 塩化水素の回収方法
US11286223B2 (en) Method to purify a crude stream containing hydrochlorofluoroolefin
KR100336932B1 (ko) 비닐클로라이드의정제방법및정제장치
US20220219981A1 (en) Methods for removing water from iodine (i2)
CN116670068A (zh) 用于回收碘（i2）的方法
JP3569921B2 (ja) ジフルオロメタンの製造方法
JP4552246B2 (ja) 精製フルオロカーボン又はクロロフルオロカーボンの製造方法
JP2022507591A (ja) ハイドロクロロフルオロオレフィンを含む粗製ストリームからｈｆを中和及び除去する方法
CN1384049A (zh) 三氟化氮的制备方法
US3315441A (en) Process for separating ammonia from methyl chloride
JPH05132434A (ja) フツ化水素と１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタンの共沸混合物および１，１，１−トリフルオロ−２−クロロエタンの精製方法
US4818513A (en) Separation of hydrogen fluoride from 1,1-difluoroethene
WO2017141088A1 (en) Processes for separating light components from monochloromethane
US2740690A (en) Process for manufacture of chlorine dioxide hydrate
US5800795A (en) Hydrogen fluoride recovery process
JPS6339284B2 (zh)
WO2022155661A1 (en) Methods for producing anhydrous hydrogen iodide (hi)
JPH11228114A (ja) 二酸化硫黄の精製方法、および精製装置
JPH0830075B2 (ja) ジアセトン・ソルボ−スの製造法
JPS6340772B2 (zh)
JPS6215534B2 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination