专利名称：卤水提溴用离子交换柱的制作方法
技术领域：
本实用新型属于树脂法卤水提溴用吸附交换装置。
溴是重要的化工原料，多年来主要以苦卤提取氯化钾后的光卤石母液(俗称老卤)为原料，采用水蒸汽蒸馏法制溴。由于水蒸汽蒸馏法只适于老卤提溴。而老卤原料有限，因此溴产量很低，远不能满足工业需要。1967年至1968年，空气吹出法海水提溴中间试验在青岛海洋化工厂获得成功，通过了省级鉴定，并在一些地区得到了推广。虽然吹出法提溴有许多优点，但其设备大，投资高，耗电量也高，气温和原料卤温度对于吹出法制溴的提取率影响较大，而在10℃以下时，已不适于吹出法提溴的正常生产了。近年来对采用低度卤水树脂法提溴进行了研究，但尚未实现工业化。
本实用新型目的是设计专用的有SO2气体参加化学反应的离子交换柱，从而使树脂法提溴实现工业化生产。
参照附
图1、2、3、4，本实用新型卤水提溴用离子交换柱结构是这样的，柱体(1)是上下两头带封帽的圆柱体，交换柱底部有氧化卤水入口(2)和洗脱实成液排出口(12)，在柱顶部有脱溴卤水出口(9)，盐酸洗脱液入口(10)和排气口(11)，在柱内顶部和底部各有一个多孔板(3)，在柱内上下部各有一个液体分布器(5)，该分布器可由两层多孔板内夹120＃玻璃布构成，也可采用一层多孔板上放置φ1mm～φ30mm之间不同粒径的石英砂或其他耐溴材料的方法构成，分布器的数量也可采用三个，即在柱中部再加一个分布器(20)，在下多孔板和下分布器之间装有玻璃球填料(4)，在两层分布器之间装有离子交换树脂(6)，在柱的中下部有一个SO2气体入口(7)和SO2气体分布器(8)，也可以设两个SO2气体分布器，也可以不设SO2气体分布器，SO2气体在底部通过支管(19)氧化卤水入口(2)通入柱内，这时下多孔板和下分布器除了起液体分配作用外，又可起气体分配作用。
图5是SO2气体分布器(8)的结构示意图，本实用新型卤水提溴用离子交换柱的SO2气体分布器是多枝管形(也可以是环形管形)多枝管分主管(15)和支管(16)，在多枝管的不同位置上装有小喷头(17)，喷头上上包裹网布，也可开微孔或缝隙，也可采用两层孔板夹网布构成，多枝管和喷头的材质可采用硬聚氯乙烯，聚四氟乙烯、玻璃、钛及其他耐溴腐蚀的非金属材料和金属材料构成，网布可采用玻璃布或其他耐溴腐蚀的材料。
本实用新型卤水提溴用离子交换柱，使用氯型强碱性季胺型阴离子交换树脂。
本实用新型卤水提溴用离子交换柱的流程是这样的，含游离溴的卤水从交换柱底部的氧化卤水入口(2)通入，先经过下多孔板(3)，再经过玻璃球填料(4)，再通过下分布器(5)后与树脂(6)接触，树脂被液流顶到柱上部，卤水中的溴被树脂吸附，脱溴卤水通过上分布器(5)，再经过上多孔板(3)由交换柱顶部脱溴卤水排出口(9)排出，SO2气体由交换柱入口(7)进入经SO2气体分布器(8)均匀分散于液体中，SO2气体首先溶于液体中形成H2SO3，H2SO3立即与树脂上的Br2发生氧化还原反应，Br2变成Br－，盐酸洗脱液由交换柱上部入口(10)通入，先经过上多孔板(3)再经上分部器(5)与树脂接触，树脂又随液流下移，树脂上的Br－与盐酸洗脱液中的Cl－进行交换，树脂完成再生，而洗脱完成液中Br－浓度则比原卤水中Br－浓度高达十几倍乃至几十倍。盐酸洗脱液也可以设计成由柱底部进入，顶部排出，这样洗脱效果将会更佳。
离子交换柱上进行的主要化学反应为1、树脂对游离溴的吸附
2、树脂上游离溴的还原
3、树脂上离子溴的交换与树脂的再生
R
NCl氯型强碱性季胺型阴离子交换树脂。
洗脱完成液再经蒸馏、精馏等工序提Br2，是已知工艺，此处不详述。
树脂法提溴从工艺上看，在卤水的酸化、氧化工序和洗脱完成液的蒸馏工序上与吹出法提溴是完全一致的，所不同的是吹出法是将氧化卤水通过解吸和吸收来实现溴的富集，而树脂法是通过树脂的吸附和洗脱来完成溴的富集，从设备上看，吹出法的解吸塔和吸收塔均为直径4米左右，高度16～17米左右的庞大设备，而且需要动力很大的鼓风机和杨水泵，而要达到同样生产能力，离子交换柱直径仅1米左右，高度仅3米左右，因此树脂法的设备投资及动力消耗必然显著地低于吹出法。
本实用新型卤水提溴用离子交换柱适用于各种浓度卤水的提溴其适用温度范围为0℃～60℃。
本实用新型卤水提溴用离子交换柱在工业性试验中原料卤水浓度0.5g／L时，提溴的吨溴耗电为2000度左右，吨溴投资为0.5万元左右，与吹出法比较可节电50％左右，节资30％左右，成本降低将取决于电费和投资，估计为20％左右。因此本实用新型离子交换柱体积小，投资省，是树脂法提溴的工业化生产的理想设备。
图1、2、3、4是卤水提溴用离子交换柱的四种型式结构示意图。
实施例1参照
图1离子交换柱规格采用201×7型碱性阴离子交换树脂，材质为硬聚氯乙烯，φ800mm，H为2400mm，下封帽内装填φ15mm玻璃球。
上下分布器两块多孔板内夹120＃玻璃布。
SO2气体分布器数量1个，形状为主管上装6条支管共13个小喷头的多枝管形。主管和喷头采用聚四氟乙烯，支管采用硬聚氯乙烯。
原料卤水浓度0.5g／L柱内液体流速20米／小时以上吸附率98％以上洗脱率95％以上实施例2
参照图2其他部分同实施例1，只是上下分布器(5)采用一层多孔板上放置φ1mm～30mm不同粒径的石英砂构成，在上分布器和上多孔板(3)之间增设了一个多孔分布板(18)。
实施例3参照图3其他部分同实施例1，只是上下分布器(5)采用一层多孔板上放置φ1mm～φ30mm不同粒径的石英砂构成；在上分布器(5)和上多孔板(3)之间增设了一个多孔分布板(18)；撤去了SO2气体分布器。在底部的氧化卤水入口(2)处增设了支管(19)作为SO2气体的入口。
实施例4参照图4。其他部分同实施例1，只是上下分布器(5)采用一层多孔板上放置φ1mm～φ30mm不同粒径的石英砂构成；在上分布器(5)和上多孔板(3)之间增设一个多孔分布板(18)；撤去了SO2气体分布器，在底部氧化卤水入口(2)处增设了支管(19)作为SO2气体的入口；在上下分布器(5)之间增设一个分布器(20)，该分布器采用一层多孔板上放置φ1mm～φ30mm不同粒径的石英砂构成。
权利要求1.一种卤水提溴用离子交换柱，它的柱体(1)是上下两头带封帽的园柱体，在交换柱底部有氧化卤水入口(2)和洗脱完成液排出口(12)，柱顶部有脱溴卤水排出口(9)，盐酸洗脱液入口(10)和排气口(11)，在柱内顶部和底部各有一个多孔板(3)，在柱内上下部各有一个分布器(5)，在下多孔板(3)和下分布器(5)之间装有玻璃球填料(4)，在两层分布器(5)之间装有离子交换树脂(6)，该树脂由位于柱上下壁的入口(13)和出口(14)导入和导出，本实用新型特征在于在柱的中下部设有一个SO2气体入口(7)和SO2气体分布器(8)，或者不设置SO2气体分布器，SO2气体由柱底部氧化卤水入口(2)增设的支管(19)通入，而由下多孔板(3)和下分布器(5)完成气体分配。
2.根据权利要求1所述的卤水提溴用离子交换柱，其特征在于所述SO2气体分布器(8)是多枝管(或环形管)，在多枝管(或环形管)的主管和支管上装有小喷头(16)，喷头上包裹网布，也可开微孔或缝隙，也可采用两层多孔板夹网布。
3.根据权利要求2所述的卤水提溴用离子交换柱，其特征在于SO2气体分布器材质采用硬聚氯乙烯、聚四氟乙烯，玻璃、钛以及其他耐溴腐蚀的非金属材料和金属材料制成。
4.根据权利要求1所述的卤水提溴用离子交换柱，其特征在于所述分布器(5)除了上下各设置一个以外，也可在中部增设一个分布器(20)。
5.根据权利要求1、4所述的卤水提溴用离子交换柱，其特征在于所述分布器(5)或(20)可以是两层多孔板内夹120＃玻璃布构成，也可以是一层多孔板上放置φ1mm～φ30mm不同粒径的石英砂或其他耐溴腐蚀材料构成。
专利摘要一种卤水提溴用离子交换柱，它由柱体、树脂、多孔板、液体分布器填料等部分组成，本实用新型离子交换柱取消了SO
文档编号C01B7/09GK2033292SQ8820493
公开日1989年3月1日 申请日期1988年4月2日 优先权日1988年4月2日
发明者侯承琛, 孙维缜 申请人:轻工业部制盐工业科学研究所, 河北省丰南县涧河盐场