提高空气吹出法中溴素吹脱率以及提取率的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高空气吹出法中溴素吹脱率以及提取率的方法和装置，属于溴素提取领域。该方法具体是在对氧化完成液进行空气吹出时或进行空气吹出之前，向含溴溶液中通入CO2气体。本发明专利技术相对于现有技术而言，通过在吹扫前往卤水中通CO2，能够抑制歧化反应，减少溴素的溶解，从而提高溴素的吹扫回收率，并提高最终的溴素整体提取率。

Method and device for increasing the stripping rate and extraction rate of bromine in air blowing method

The invention discloses a method and a device for improving the bromine stripping rate and the extraction rate in the air blowing method, belonging to the field of bromine extraction. The method is to inject CO2 into the bromine-containing solution when the oxidation finished liquid is blown out by air or before the air is blown out. Compared with the prior art, the invention can inhibit disproportionation reaction, reduce the dissolution of bromine, improve the recovery rate of bromine by purging and improve the overall extraction rate of bromine.

【技术实现步骤摘要】
提高空气吹出法中溴素吹脱率以及提取率的方法和装置
本专利技术属于溴素提取领域，具体涉及一种提高空气吹出法中溴素吹脱率以及提取率的方法和装置。
技术介绍
溴素作为一种重要的化工原料，被广泛应用于化工、医药农药以及石油等行业，在我国国民经济和科技发展中发挥重要的价值。我国制溴工业占世界产能的10％，居于世界第三。溴素的提取工艺目前主要有空气吹出法和蒸馏法。空气吹出法是现为最成熟、最普遍采用的提溴工艺，可从低浓度含溴卤水(2～4g/L)或海盐生产过程中的卤水中提溴。其基本原理是：溴离子被氯气氧化为游离溴后,根据溴的气、液相浓度之间的气液平衡关系被空气从卤水中吹出,再以吸收剂吸收,吸收后再通入氯气氧化或加酸酸化使溴游离出来,最后在水蒸气的气提作用下脱离液相经过冷凝得到溴。国际上广泛采用的吸收剂是纯碱或烧碱溶液，二氧化硫、铁屑及低温溴盐溶液。按吸收剂不同可将空气吹出法分为碱液吸收法和酸液吸收法。空气吹出酸液吸收法的工艺过程如下：第1步:酸化，向生产原料卤水加入硫酸或盐酸酸化,浓海水的pH控制在2.5～4.5。第2步:氧化，向酸化的卤水通入氯气，卤水中的溴离子被氧化:2Br-+Cl2＝2Cl-+Br2，生成游离溴。第3步:空气吹扫，氧化后的卤水经管道送到吹出塔顶部，再用空气鼓风机将游离溴吹出。第4步:吸收，将含大量游离溴的空气导入吸收塔，通入二氧化硫气体，将空气中的游离溴转化为雾状的氢溴酸:SO2+Br2+2H2O＝2HBr+H2SO4，得到氢溴酸富集液。第5步:蒸馏，把氢溴酸富集液导入蒸馏塔，从塔底通入氯气，把氢溴酸氧化为游离溴:2HBr+Cl2＝2HCl+Br2,溴蒸气从塔顶排出，经过冷凝、溴水分离，精制得到高品质的产品溴。空气吹出碱液吸收法制溴工艺的生产过程类似于酸法制溴，只是吸收与蒸馏环节不同：吸收阶段的吸收液用碱液，与游离溴发生反应生成溴化物和溴酸盐；蒸馏阶段再将溴化物和溴酸盐重新还原为单质溴。然而，在目前的溴素提取工艺中，均存在提取率低的问题。例如，在申请号为200710057197.2的专利技术专利中公开了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。尽管其声称吹出率能够达到85％～95％，但在实际的生产工艺中无法达到该效果，甚至无法达到其下限。此类工艺在空气吹扫工序回收率一般仅能够达到77-78％。在申请号为201310007813.9的专利技术专利中也存在此类问题。而在申请号为201610436775.2的专利技术专利中，则将卤水经过特殊的疏水膜组件来提高溴素的产率，但这会极大增加溴素提取的成本，不利于简化工艺。因此，如何提高空气吹出法中溴素的吹脱率和整体提取率是亟待解决的关键技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决空气吹出法提取溴素工艺中吹脱率和整体提取率低的技术问题，并提供一种提高空气吹出法溴素吹脱率以及提取率的方法。本专利技术所采用的具体技术方案如下：提高空气吹出法中溴素吹脱率的方法，其具体为：在对氧化完成液进行空气吹出时或进行空气吹出之前，向含溴溶液中通入CO2气体。本专利技术中，氧化完成液是指用于提取溴的原料液经过酸化以及氯气氧化后得到的溶液。含溴溶液是指处于不同工序中的原料液，根据本专利技术的CO2气体通入时机不同接收CO2气体的原料液也不同：当CO2气体在刚完成氯气氧化时或在空气吹出工序中通入时，含溴溶液就是已经被氯气氧化完毕的氧化完成液；当CO2气体在氯气氧化过程中与氯气同时通入时，含溴溶液是经过酸化的原料液，当然在氯气和CO2不断通入过程中会逐渐向氧化完成液转化。下面解释本专利技术中通入二氧化碳的原理：如图1所示，常规的空气吹出法提取溴素工艺中包含酸化、氧化、吹扫、吸收、二次氧化等工序。但是，常规工艺下的绝大部分溴素厂的溴素回收率通常不到75％。申请人经过研究发现，其主要原因是地下卤水经氯气氧化后，生成的了单质溴(见反应1、2两式)：Cl2+H2O→HCl+HClO(1)HCl+HClO+2NaBr→2NaCl+Br2↑+H2O(2)而单质溴能溶于水，并能通过歧化反应生成氢溴酸与次溴酸：Br2+H2O＝2HBr+HBrO(3)在空气吹扫过程中，单质溴能够被吹脱，但是氢溴酸和次溴酸不能被吹脱，由此降低了空气吹脱率。(3)式的歧化反应是阻碍回收率提高的主要因素，目前空气吹扫回收率最高77-78％，这受制于(3)式的反应平衡常数。因此，要提高回收率，必需抑制歧化反应。但是，申请人进一步发现溴水能与溶液中的碳酸根反应，如：3Br2+3Na2CO3←→5NaBr+NaBrO+3CO2(4，碱性溶液)3Br2+3H2CO3←→5HBr+HBrO+3CO2(5，酸性溶液)4、5两式具有可逆性，即：在含有溴素的卤水中鼓入CO2有利于化学平衡朝左移动。基于这一发现，在吹扫前或吹扫时往含溴溶液中加入CO2能抑制歧化反应，减少溴素的溶解，从而提高溴素的吹扫回收率。作为优选，所述的CO2气体在空气吹出前向氧化完成液中通入，或与氯气同时通入，或在对空气吹出时同时通入，或在空气吹出时将吹出气改为CO2气体。通入时机可根据设备情况或者生产情况进行调整，但需保证在吹扫过程中氧化完成液具有较高浓度的CO2气体，以抑制歧化反应。进一步的，所述的CO2气体优选与用于氧化的氯气同时通入。该方式可控制成本，因为在通入氯气的同时通入二氧化碳所需的二氧化碳量最少作为优选，所述的含溴溶液的原料液为天然含溴卤水或浓缩海水。当然，原料液也可以根据生产商的实际工艺进行调整。作为优选，所述的含溴溶液在进行空气吹出之前，需依次进行酸化和氯气氧化工序，即应当符合空气吹出法的反应路线。作为优选，所述的氧化完成液在进行空气吹出时，pH为2.5～4，优选为2.5～3，该pH范围内溴素的吹脱率较高。进一步的，所述的氧化完成液在进行空气吹出时，pH进一步优选为3，此时溴素的吹脱率最高。本专利技术的另一目的在于提供一种提高空气吹出法中溴素提取率的方法，具体为：在溴素的氧化工序中或者吹出工序中，向含溴溶液中通入CO2气体。本方案的原理如前所述，不再赘述。作为优选，所述的空气吹出法为空气吹出酸液吸收法或空气吹出碱液吸收法。本专利技术的另一目的在于提供一种溴素提取装置，包括氧化塔、吹出塔以及其他空气吹出法提取溴素工艺的必要设备，其中所述的氧化塔和/或吹出塔中设有用于向塔内的含溴溶液中鼓入CO2气体的装置。CO2气体既可以在氧化塔中随氯气一起通入或者在氯气氧化完毕后通入；也可以在吹出塔中随空气一并通入，或者在吹出塔中直接在部分鼓气时段将空气改为CO2气体通入，也可以将全部鼓气时段改为CO2气体通入(此时空气吹出法应当做广义理解，即吹出气改为CO2气体也包含在内)。本专利技术相对于现有技术而言，通过在吹扫前往卤水中通CO2，能够抑制歧化反应，减少溴素的溶解，从而提高溴素的吹扫回收率，并提高最终的溴素整体提取率。附图说明图1为常规的空气吹出法中溴素提取工艺流程图；图2为本专利技术的空气吹出法中溴素提取工艺流程图；图3为空气吹出酸液吸收法的生产工艺图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步阐述和说明。实施例1本实施例将通过模拟实验表明在吹扫前往卤水中通CO2所能够起到的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高空气吹出法中溴素吹脱率的方法，其特征在于，在对氧化完成液进行空气吹出时或进行空气吹出之前，向含溴溶液中通入CO2气体。

【技术特征摘要】
1.一种提高空气吹出法中溴素吹脱率的方法，其特征在于，在对氧化完成液进行空气吹出时或进行空气吹出之前，向含溴溶液中通入CO2气体。2.如权利要求1所述的提高空气吹出法中溴素吹脱率的方法，其特征在于，所述的CO2气体在空气吹出前向氧化完成液中通入，或与氯气同时通入，或在对空气吹出时同时通入，或在空气吹出时将吹出气改为CO2气体。3.如权利要求1所述的提高空气吹出法中溴素吹脱率的方法，其特征在于，所述的CO2气体优选与用于氧化的氯气同时通入。4.如权利要求1所述的提高空气吹出法中溴素吹脱率的方法，其特征在于，所述的含溴溶液的原料液为天然含溴卤水或浓缩海水。5.如权利要求1所述的提高空气吹出法中溴素吹脱率的方法，其特征在于，所述的含溴溶液在进行空气吹出之前，需依次进行酸化和氯气...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄元凤，王秋瑾，曹怀祥，叶瑛，秦华伟，张平萍，
申请(专利权)人：山东金特昂莱测控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37