专利名称：利用浓海水生产溴素的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种生产溴素的工艺，特别是采用空气吹出二氧化硫吸收尾气封闭循环制溴的利用浓海水生产溴素的工艺方法。
背景技术：
溴素是重要的化工原料，溴素在阻燃剂、灭火剂、制冷剂、感光材料、医药、农药、油田等行业有广泛用途。目前，提溴工艺一般采用敞开式酸法提溴工艺，该工艺收率低、资源浪费较为严重，而且装置庞大，不利于维护，同时敞开作业方式排出的尾气中带有大量的酸性物质，既腐蚀了设备，又污染了环境。
海水中虽然含溴素总量丰富，但其单位含量很低，基本属于微量，直接以海水为原料制溴经济上不合理，因此，传统工艺一般利用制盐或海水淡化过程中产生的浓缩卤水为原料进行制溴生产。但随着城市建设的发展，土地资源优势逐渐减弱，天然太阳能蒸发浓缩的传统生产工艺制取浓缩卤水逐渐会被淘汰。
发明内容
为解决上述技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种利用浓海水生产溴素的工艺方法，将制盐过程或海水淡化后的浓海水中溴富集分离后提取高品质工业溴，以利于进而大幅度降低溴富集成本，使资源得以充分利用。
为实现上述目的，本发明采用的技术解决方案是提供一种利用浓海水生产溴素的工艺方法，该工艺包括以下步骤1、一种利用浓海水生产溴素的工艺方法，该方法包括以下步骤
步骤一酸化，将生产原料浓海水，其含溴范围Br-60～400mg/L，加入蒸馏工序产生的含硫酸和盐酸的废酸进行浓海水酸化，浓海水PH值控制在2.5～4.5；步骤二氧化，将酸化后的浓海水通入氯气，配氯率为100～120％，浓海水中溴离子发生氧化反应(2Br-+Cl2——→Br2+2Cl-)，生成游离溴，氧化率达80～100％；步骤三空气吹出，氧化后的浓海水经管道送至吹出塔顶部，利用喷头式浓海水分布器，将浓海水雾化成液滴后喷淋至吹出塔填料层，使游离溴加速解吸。将循环空气引入吹出塔填料层，游离溴被带入空气中(吹出率达85～95％)，分离后的浓海水排出塔外，送至制盐工序进行晒盐；步骤四吸收，将含游离溴的空气导入吸收塔，同时加入来自焚硫炉反应生成的二氧化硫气体，将空气中的游离溴转变成雾状的氢溴酸，含氢溴酸的空气再经捕沫器，将液态氢溴酸富集得到中间产品氢溴酸富集液，其含溴量为60～120g/L，吸收塔尾气经封闭循环系统返回空气吹出工序进行循环利用；步骤五蒸馏，含氢溴酸(含溴量为60～120g/L)的富集液进入蒸馏塔，在塔内氢溴酸被从塔底通入的氯气氧化成游离溴，并用蒸汽加热蒸馏，溴蒸汽从塔顶排出，经过冷凝，溴水分离、精制得到高品质的产品溴；富集液经蒸馏后产生的蒸馏废液由塔底排出，并被引入酸化工序去酸化浓海水。
本发明的效果是此工艺采用空气封闭循环，所产生尾气通过循环系统回收，返回解吸吹出工序，因此没有尾气排放，不会对空气质量造成影响，提高了溴的取得率。吹出塔、吸收塔和捕沫器等主体设备采用缠绕玻璃钢圆型结构，该设备结构简洁便于安装和操作。采用喷头式分布器，浓海水经特制喷头雾化成细小的液滴后喷淋至填料层。改进后的分布器将浓海水雾化后，更有利于游离溴的解吸，提高了吹出率。本工艺采用了自制二氧化硫装置。即直接用颗粒状的固体硫磺通过螺旋喂料机定量加入焚硫炉，在通入的空气中直接焚烧成二氧化硫气体，后经洗气塔冷却洗涤后直接进吸收塔与游离于空气中的溴分子反应生成液态溴化氢(HBr)。保证了整个生产系统的稳定，无“三废”排放，对环境无污染。可提高溴素取得率，降低原料消耗。
图1为本发明的生产溴素的工艺方法流程图。
具体实施例方式
结合附图及实施例对本发明的利用浓海水生产溴素的工艺方法使用过程加以说明。
本发明的利用浓海水生产溴素的工艺方法，在其工艺过程中主要化学反应有浓海水中溴离子的氧化反应2Br-+Cl2——→Br2+2Cl-溴空气中吸收反应Br2+SO2+2H2O——→2HBr+H2SO4蒸馏中溴离子的氧化反应2HBr+Cl2——→Br2+2HCl本发明的利用浓海水生产溴素的工艺方法，即以海水制盐过程中的浓海水为原料，也可以用海水淡化后的浓海水为原料，采用空气吹出，二氧化硫吸收，尾气封闭循环生产溴素的工艺方法。其工艺流程为浓海水进入吹出塔前加入废酸和定量的氯气使溴离子在管道内氧化；氧化后的浓海水(氧化液)进入吹出塔，在与循环的空气均匀接触后，把浓海水中游离溴解析至空气中；含溴空气在进入吸收塔前加入适量的二氧化硫空气混合气，使空气中夹带的溴分子转变成氢溴酸(HBr)酸雾；此酸雾在喷入的水雾作用下形成细小水滴进入捕沫器使氢溴酸得到富集；捕沫器排出的空气仍通过风机进入吹出塔，空气实现封闭循环。富集液加氯气氧化后蒸馏，制得成品溴。
本发明的利用浓海水生产溴素的工艺方法包括以下步骤步骤一酸化，将生产原料浓海水，其含溴范围Br-60～400mg/L，加入蒸馏工序产生的含硫酸和盐酸的废酸进行浓海水酸化，浓海水PH值控制在2.5～4.5；步骤二氧化，将酸化后的浓海水通入氯气，配氯率为100～120％，浓海水中溴离子发生氧化反应(2Br-+Cl2——→Br2+2Cl-)，生成游离溴，氧化率达80～100％；步骤三空气吹出，氧化后的浓海水经管道送至吹出塔顶部，利用喷头式浓海水分布器，将浓海水雾化成液滴后喷淋至吹出塔填料层，使游离溴加速解吸。将循环空气引入吹出塔填料层，游离溴被带入空气中(吹出率达85～95％)，分离后的浓海水排出塔外，送至制盐工序进行晒盐；步骤四吸收，将含游离溴的空气导入吸收塔，同时加入来自焚硫炉反应生成的二氧化硫气体，将空气中的游离溴转变成雾状的氢溴酸，含氢溴酸的空气再经捕沫器，将液态氢溴酸富集得到中间产品氢溴酸富集液，其含溴量为60～120g/L，吸收塔尾气经封闭循环系统返回空气吹出工序进行循环利用；步骤五蒸馏，含氢溴酸(含溴量为60～120g/L)的富集液进入蒸馏塔，在塔内氢溴酸被从塔底通入的氯气氧化成游离溴，并用蒸汽加热蒸馏，溴蒸汽从塔顶排出，经过冷凝，溴水分离、精制得到高品质的产品溴；富集液经蒸馏后产生的蒸馏废液由塔底排出，并被引入酸化工序去酸化浓海水。所得成品溴的质量标准达到行业标准即部颁标准QB2021-94中优级品要求，其主要技术指标为含溴量≥99.7％、含氯量≤0.05％、不挥发物≤0.05％。
该工艺方法所使用设备中的吹出塔、吸收塔和捕沫器等主体设备，采用缠绕玻璃钢圆型结构，该设备结构简洁便于安装和操作。同时采用喷头式浓海水分布器，浓海水经特制喷头雾化成细小的液滴后喷淋至填料层。改进后的喷头式浓海水分布器将浓海水雾化后，更有利于游离溴的解吸，提高了吹出率。
本工艺方法采用了自制二氧化硫装置，即直接用颗粒状的固体硫磺通过螺旋喂料机定量加入焚硫炉，在通入的空气中直接焚烧成二氧化硫气体，后经洗气塔冷却洗涤后直接进吸收塔与游离于空气中的溴分子反应生成液态溴化氢(HBr)。保证了整个生产系统的稳定，无“三废”排放，对环境无污染。可提高溴素取得率，降低原料消耗。
本项目作为一个环保节能项目，对海盐业实现循环经济，形成一条节能的产业链，具有重要意义。其技术方案的提出，为海水制盐过程中资源的充分利用找到一条高效节能的道路。
权利要求
1.一种利用浓海水生产溴素的工艺方法，该方法包括以下步骤步骤一酸化，将生产原料浓海水，其含溴范围Br-60～400mg/L，加入蒸馏工序产生的含硫酸和盐酸的废酸进行浓海水酸化，浓海水PH值控制在2.5～4.5；步骤二氧化，将酸化后的浓海水通入氯气，配氯率为100～120％，浓海水中溴离子发生氧化反应(2Br-+Cl2→Br2+2Cl-)，生成游离溴，氧化率达80～100％；步骤三空气吹出，氧化后的浓海水经管道送至吹出塔顶部，利用喷头式浓海水分布器，将浓海水雾化成液滴后喷淋至吹出塔填料层，使游离溴加速解吸。将循环空气引入吹出塔填料层，游离溴被带入空气中(吹出率达85～95％)，分离后的浓海水排出塔外，送至制盐工序进行晒盐；步骤四吸收，将含游离溴的空气导入吸收塔，同时加入来自焚硫炉反应生成的二氧化硫气体，将空气中的游离溴转变成雾状的氢溴酸，含氢溴酸的空气再经捕沫器，将液态氢溴酸富集得到中间产品氢溴酸富集液，其含溴量为60～120g/L，吸收塔尾气经封闭循环系统返回空气吹出工序进行循环利用；步骤五蒸馏，含氢溴酸(含溴量为60～120g/L)的富集液进入蒸馏塔，在塔内氢溴酸被从塔底通入的氯气氧化成游离溴，并用蒸汽加热蒸馏，溴蒸汽从塔顶排出，经过冷凝，溴水分离、精制得到高品质的产品溴；富集液经蒸馏后产生的蒸馏废液由塔底排出，并被引入酸化工序去酸化浓海水。
全文摘要
本发明提供一种利用浓海水生产溴素的工艺方法，利用浓海水空气吹出二氧化硫吸收尾气封闭循环制溴工艺技术，采用空气吹出，二氧化硫吸收，尾气封闭循环生产溴素的工艺方法。包括有酸化、氧化、空气吹出、吸收、蒸馏五个步骤。本发明的效果是采用富集与分离工艺大幅度降低富集成本，使资源得以充分利用，提高资源利用率，减少化学资源的损失，而且该工艺采取全封闭作业，避免了敞开式生产工艺带来的环境污染问题。同时，工艺设备采用玻璃钢材质加工而成，增强了设备的抗腐蚀能力，解决了生产中设备腐蚀严重的问题。该工艺还可以用海水淡化后的浓海水为原料，同样提取溴素。
文档编号C01B7/09GK101045529SQ20071005719
公开日2007年10月3日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者张德强, 金广俊, 刘文斌, 李萌, 张佩林, 杨金水, 张连军, 魏炳举 申请人:天津长芦海晶集团有限公司