一种溴素的生产装置的制作方法

本实用新型属于化工设备领域，具体涉及一种溴素的生产装置。

背景技术：

溴素常温下是一种红棕色发烟液体，低温(-20℃)时为带金属光泽的暗红色针状结晶。溴素微溶于水(20℃时在100毫升水中的溶解度为3.58g)；易溶于乙醇、乙醚、氯仿、四氯化碳、煤油及二硫化碳等多种有机溶剂；也溶于盐酸、氢溴酸和溴化物溶液。

溴单质是强氧化剂，在有水存在时，溴可把二氧化硫氧化成硫酸并生成溴化氢；在碱性介质中氨和尿素等氮化物被溴氧化而产生氮气；在气相中溴将氨氧化成游离氮并生成溴化铵的白色烟雾，生产上常以此检查液氨设备及管路是否泄漏；溴在有次溴酸存在的情况下比氯稳定。溴素是重要的化工原料之一，由它衍生的种类繁多的无机溴化物、溴酸盐和含溴有机化合物在国民经济和科技发展中有着特殊的价值。

随着国民经济的发展，溴素的使用越来越多，目前全世界溴素产量约6万吨，其中美国、以色列、前苏联及日本，英国等为产溴大国，我国的溴素生产也在不断发展之中。溴素的化学性质与氯相似但活泼性稍弱，故溴化物中的溴可以被游离的氯置换出来(Cl2+2Br^-＝Br2+2Cl^-)，现有的溴素的生产一般是依据该原理。目前生产溴素的基本流程是，向装有卤水的反应釜中通入氯气，将溴置换出来得到溴素，该制备方法的缺陷在于，氯气通入量难以控制，一旦通入过多的氯气，容易导致氯含量过量，导致溴素品质下降。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种溴素的生产装置，该生产装置可以有效地防止溴素产品中的氯含量超标，保证溴素的品质。

一种溴素的生产装置，包括反应釜，所述的反应釜的釜盖上设有氯气通入管道，所述的氯气通入管道上设有控制阀门；

所述的氯气通入管道的出口处设有溴离子传感器；

所述的生产装置还包括用于接收溴离子传感器上的信号，并关闭控制阀门的PLC控制系统。

本实用新型中，在氯气通入管道的出口处设置溴离子传感器，该溴离子传感器距离出口约为30～50cm，用于检测该处反应液中的溴离子的含量，随着反应的进行，溴离子的含量逐渐减少，当溴离子的含量减少至一定值时，说明反应快要进行到尾声，此时，PLC控制系统根据得到的溴离子的浓度值关闭控制阀门或者调节控制阀门的开合度，防止氯气通入过量，有效地控制了最终产品中的氯含量，提高了产品的品质。

作为优选，所述的溴离子传感器包括第一溴离子传感器和第二溴离子传感器，所述的第一溴离子传感器与氯气通入管道的出口的距离为2～4cm，所述的第二溴离子传感器与氯气通入管道的出口的距离为30～50cm；

所述的PLC控制系统接收所述第二溴离子传感器上的信号，并关闭控制阀门；

所述的生产装置还包括报警器，所述的PLC控制系统接收所述第一溴离子传感器上的信号，并控制报警器发出报警信号。

由于反应液中各处的溴离子浓度存在一定的梯度差，溴离子传感器的设置位置很重要，本实用新型在距离氯气通入管道的出口2～4cm和30～50cm处分别设置了溴离子传感器，其中，距离氯气通入管道的出口越近的地方，溴离子浓度越低，当第一溴离子传感器检测到的溴离子浓度低于指定值时，报警器发出报警信号，通过人工手动控制阀门，使氯气的通入速度变慢，当第二溴离子传感器检测到的溴离子浓度低于指定值时，再关闭阀门，可以防止反应提前结束。

作为优选，所述的氯气通入管道与氯气钢瓶相连通，所述的氯气钢瓶与反应釜之间设有除杂装置；

所述的除杂装置内设有饱和的食盐水溶液。通过该除杂装置可以将氯气中残留的氯化氢除去，以达到提高氯气纯度的目的。

作为优选，所述的反应釜的釜盖上穿设有釜体内部的取样管，取样管的另一端与取样罐相连通；所述取样罐的横截面积从顶部至底部逐渐减小，并在底部设有放料口。通过设置额外的取样管和取样罐，可以在反应进行过程中对反应液进行实时取样分析，对反应进行的程度做进一步的监测。作为进一步的优选，所述的取样罐为倒置的圆锥形结构。

在反应进行的过程中，会在反应釜上方残留一定量的氯气，为了防止氯气对反应设备的腐蚀，作为优选，所述的釜盖上设有抽气口，所述的抽气口通过抽气管道与真空装置相连通，所述的抽气管道上设有氯气吸收装置。作为进一步的优选，所述的氯气吸收装置内放置碱液，此时，可以将未反应的氯气抽走。

作为优选，所述的釜盖上还设有溴化氢溶液加入口，当由于操作失误或者其他原因，导致了反应液中的氯含量超过一定的程度时，可以从该加入口加入少量的溴化氢溶液，将多余的氯去除。

同现有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

(1)本实用新型通过在反应液的特定位置设置溴离子传感器，用于监测溴离子的浓度，当溴离子的浓度低于一定值时，表示反应即将结束，从而避免氯气添加过量，减少了产品中氯含量，提高了溴素的品质；

(2)本实用新型通过在反应釜中设置额外的取样管和取样罐，实现了对反应液的实时监控，进一步避免了氯含量超标。

附图说明

图1为本实用新型的溴素的生产装置的结构示意图；图中，1：氯气通入管道；2：溴离子传感器；3：控制阀门；4：氯气钢瓶；5：除杂装置；6：取样管；7：取样罐。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的溴素的生产装置做进一步的描述。

由图1所示的溴素的生成装置的示意图可知，该溴素的生成装置包括反应釜，在反应釜的釜盖上设有氯气通入管道1，氯气通入管道1上设有控制阀门3，氯气通入管道1的出口处约30～50cm处设有溴离子传感器2，该生成装置还包括用于接收溴离子传感器2上的信号，并关闭控制阀门3的PLC控制系统。

该溴离子传感器2用于检测该处反应液中的溴离子的含量，随着反应的进行，溴离子的含量逐渐减少，当溴离子的含量减少至一定值时，说明反应快要进行到尾声，此时，PLC控制系统根据得到的溴离子的浓度值关闭控制阀门3或者调节控制阀门3的开合度，防止氯气通入过量，有效地控制了最终产品中的氯含量，提高了产品的品质。

作为一种具体实施方式，该溴离子传感器2包括第一溴离子传感器和第二溴离子传感器，其中第一溴离子传感器(图中未画出)与氯气通入管道1的出口的距离为2～4cm，第二溴离子传感器(即图中所画出的传感器)与氯气通入管道1的出口的距离为30～50cm。该生产装置还包括报警器，PLC控制系统接收第一溴离子传感器上的信号，并控制报警器发出报警信号。

由于反应液中各处的溴离子浓度存在一定的梯度差，溴离子传感器的设置位置很重要，本实用新型在距离氯气通入管道1的出口2～4cm和30～50cm处分别设置了溴离子传感器2，其中，距离氯气通入管道1的出口越近的地方，溴离子浓度越低，当第一溴离子传感器检测到的溴离子浓度低于指定值时，报警器发出报警信号，通过人工手动控制阀门3，使氯气的通入速度变慢，当第二溴离子传感器检测到的溴离子浓度低于指定值时，再关闭阀门，可以防止反应提前结束。

氯气通入管道1与氯气钢瓶4相连通，在氯气钢瓶4与反应釜之间设有除杂装置；在除杂装置内设有饱和的食盐水溶液。通过该除杂装置可以将氯气中残留的氯化氢除去，以达到提高氯气纯度的目的。

反应釜的釜盖上穿设有釜体内部的取样管6，取样管6的另一端与取样罐7相连通；取样罐7的横截面积从顶部至底部逐渐减小，并在底部设有放料口。通过设置额外的取样管6和取样罐7，可以在反应进行过程中对反应液进行实时取样分析，对反应进行的程度做进一步的监测。作为一种具体的实施方式，取样罐7为倒置的圆锥形结构。

在反应进行的过程中，会在反应釜上方残留一定量的氯气，为了防止氯气对反应设备的腐蚀，在釜盖上设有抽气口(图中未画出)，该抽气口通过抽气管道与真空装置相连通，在抽气管道上设有氯气吸收装置。所述的氯气吸收装置内放置碱液，此时，可以将未反应的氯气抽走。

在釜盖上还设有溴化氢溶液加入口，当由于操作失误或者其他原因，导致了反应液中的氯含量超过一定的程度时，可以从该加入口加入少量的溴化氢溶液，将多余的氯去除。

以上所述的具体实施方式对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的最优选实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。