CN102180795B - 一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法和装置，通过将一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素，引入装有溴化钠吸收剂的吸收罐进行溴素吸收，并将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却后作为原料加入到溴化反应釜进行反应，实现了溴素的零排放，有效地节约了溴资源，降低了生产成本，提高了经济效益，避免了环境污染，并且其实现工艺简单，操作简便，运行费用低，在工业生产连续运行平稳可靠。
Description
技术领域
本发明涉及溴素回收技术领域，特别是涉及一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法和装置。
背景技术
一溴硝基甲烷是一种重要的有机合成中间体，是生产杀菌剂布罗波尔(Bronopol)的一种主要原料。现有技术中所采用的生产工艺中均存在溴化反应过程中溴素的逸出外排现象，严重污染了周围环境，同时又浪费了我国日益紧缺的溴素资源。目前，国内现有的生产工艺均采用上述技术，显然存在亟待解决的问题。
因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是：如何能够创新地提出一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的有效措施，工艺简单、操作简便，有效的节省溴资源，提高经济效益，避免环境污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法和装置，工艺简单、操作简便，有效的节省溴资源，提高经济效益，避免环境污染。
为了解决上述问题，本发明公开了一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法，所述方法包括：
将一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素，引入装有溴化钠吸收剂的吸收罐进行溴素吸收；
将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却后作为原料加入到溴化反应釜进行反应。
优选的，所述的吸收罐为带有冷却夹层的搪瓷罐，或具有冷却装置的塑料罐。
优选的，所述方法在将一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素，引入装有溴化钠吸收剂的吸收罐进行溴素吸收前还包括：
将吸收罐内溴化钠吸收剂冷却到-30～0℃。
优选的，所述溴化钠吸收剂的浓度为10％～50％。
优选的，所述将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却的温度为-30～+10℃。
优选的，所述一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素通过插入管引入装有溴化钠吸收剂的吸收罐进行尾气吸收。
优选的，所述插入管深入到溴化钠吸收剂液面以下0.3～0.5M。
本发明还公布了一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的装置，所述装置包括：
溴化反应釜，用于进行一溴硝基甲烷生产中的溴化反应；所述溴化反应釜设有放空管，用于溢出溴化反应釜中的溴素；
装有溴化钠吸收剂的吸收罐，用于吸收一溴硝基甲烷生产中溢出的溴素，并将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却后作为原料加入到溴化反应釜中。
优选的，所述吸收罐为带有冷却夹层的搪瓷罐，或具有冷却装置的塑料罐。
优选的，所述溴化反应釜的放空管旁边增设一旁路管，所述旁路管直径与放空管直径相同，且放空管与旁路管分别设有放空阀和旁路阀，所述放空阀用于控制溴化反应过程中溴素的排放，所述旁路阀用于控制反应釜和吸收罐中气压的平衡。
优选的，所述装有溴化钠吸收剂的吸收罐上设有深入到吸收剂液面以下0.3～0.5M的插入管，其通过与溴化反应釜的排空管相连，将溴化反应釜中的溴素引入到吸收罐中。
优选的，所述装有溴化钠吸收剂的吸收罐位于溴化反应釜的上方，其下方设有底阀，用于控制吸收了溴素的溴化钠利用位差流加到下面的一溴硝基甲烷的溴化反应釜中。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明主要针对当前在一溴硝基甲烷的溴化工艺中，向溴化反应釜中加入溴素，或者向盛有溴素的反应釜中加入其他的反应物料时由于反应放出大量的热能，大量溴素的挥发而通过放空管逸出，所导致的环境污染和溴资源浪费的现象，提供一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法和装置，通过将一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素，引入装有溴化钠吸收剂的吸收罐进行溴素吸收，并将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却后作为原料加入到溴化反应釜进行反应，实现了溴素的零排放，有效地节约了溴资源，降低了生产成本，提高了经济效益，避免了环境污染，并且其实现工艺简单，操作简便，运行费用低，在工业生产连续运行平稳可靠。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法流程图；
图2是本发明具体实施方式中所述的一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的装置结构图；
图3是本发明具体实施方式中所述的一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法的工艺示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的核心构思之一在于：通过溴化钠吸收剂对一溴硝基甲烷生产中的溴素进行吸收，充分吸收了逸出溴化反应釜的尾气中的溴素，实现了溴素的零排放，并且将吸收的溴素作为原料进行溴化反应。
参照图1，示出了本发明的一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法流程图，所述方法具体包括：
步骤S101，将一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素，引入装有溴化钠吸收剂的吸收罐进行溴素吸收；
在一溴硝基甲烷生产工艺中溴化反应工序中，当向溴化反应釜中加入溴素的过程时，溴素会迅速扩散而从放空管中逸出，并且在反应过程中因反应放热也会导致溴素从反应釜中挥发出来，最终从放空管中逸出。通过将一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素，引入到装有溴化钠吸收剂，且具备降温设施的吸收罐中，此吸收罐可以为带有冷却夹层的搪瓷罐，或具有冷却装置的塑料罐，将溴化反应釜上的放空管连接到吸收罐的插入管，所述插入管深入到溴化钠吸收剂液面以下0.3-0.5M左右，对放空管溢出的溴素进行鼓泡吸收。
在实际应用中，为了更加有效地吸收尾气中的溴素，在溴素进入吸收罐之前，会降低吸收剂的温度，通常将吸收罐内溴化钠吸收剂冷却到-30～0℃。
步骤S102，将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却后作为原料加入到溴化反应釜进行反应。
将吸收了溴素后的溴化钠吸收剂降温到规定温度以后，直接从吸收罐的底阀利用位差流加到下面的一溴硝基甲烷的溴化反应釜中，作为下一批溴化反应所用的原料。由于加入的这部分吸收剂中吸收了一定数量的溴素，而这部分液体中的溴素含量可以迅速的取样化验出来，因而再次反应时加入溴素的实际重量也就相应地减少了。减少的重量等于从尾气中回收的溴素的重量，即，回流到反应釜中的吸收剂中的溴素的量。显然，采用上述方法，溴素做到了循环利用，真正实现了零排放。
进一步补充介绍的，在一溴硝基甲烷的溴化工艺中，溴化钠是作为一种副产物，以水溶液的形式排除系统以外的。经过发明人多次试验研究发现，利用适当浓度的溴化钠母液作为溴素的吸收剂，来回收生产中逸出尾气中的溴素，效果非常显著。其中当溴化钠溶液的浓度在10％-50％时，效果最为明显。溴化钠溶液的浓度过高或过低，对现行生产工艺都会产生不利影响。研究发现，溴化钠溶液浓度大于50％时，吸收剂浓度过高，溴化反应釜内母液加入量减少，造成溴化反应工艺控制困难，影响产品质量的稳定；溴化钠浓度低于10％时，吸收剂浓度太低，溴化反应釜内母液的加入量需增加很多，导致反应釜的利用率降低，生产效率下降。为此选用10％-50％浓度的溴化钠母液，作为溴素的吸收剂是优选的合适的浓度。
进一步的，下面给出本发明所述方法的具体实施例：
实施例1
本实施例是描述本发明中将逸出溴化反应釜的尾气因其中含有一部分溴素而作为合成一溴硝基甲烷原料来源的一部分，经一溴素吸收装置吸收后，连同溴化钠吸收剂一起重新返回到溴化反应釜中加以循环利用，尾气中的溴素全部被溴化钠吸收剂所吸收，实现了溴素的零排放。具体包括：
1.将逸出溴化反应釜中的含有溴素的尾气引入到一个尾气吸收罐中，尾气吸收快罐中预先加入适量的溴化钠溶液作为溴素的溴化钠吸收剂，溴化钠溶液的浓度控制在10％，作为吸收剂的溴化钠溶液，在通入尾气以前，先用制冷剂冷却到0℃以下，并且在整个尾气吸收过程中一直保持在此温度以下。
2.从一溴硝基甲烷的溴化反应釜逸出的含有溴素的尾气通过反应釜的放空管连接到尾气吸收罐的上部的插入管，通过插入管通入溴化钠液面以下，插入管在吸收剂溴化钠液面下的插入深度为0.30M。
3.进入吸收罐的尾气被冷的溴化钠吸收剂充分吸收后，溴素溶解在溴化钠母液中，冷却到与一溴硝基甲烷的溴化反应釜内的反应温度基本一致时，开启吸收罐底部的阀门，凭借位差使吸收了溴素的溴化钠吸收剂回流到溴化反应釜中，作为下一次反应的原料使用。
4.溴化钠吸收剂冷却用制冷剂采用冷冻盐水，或者其他制冷液。溴化钠吸收剂预先冷却到0℃以下。
5.尾气排放口检测：溴素未检出。
实施例2
本实施例是描述本发明中将逸出溴化反应釜的尾气因其中含有一部分溴素而作为合成一溴硝基甲烷原料来源的一部分，经一溴素吸收装置吸收后，连同溴化钠吸收剂一起重新返回到溴化反应釜中加以循环利用，尾气中的溴素全部被溴化钠吸收剂所吸收。具体包括：
1.将逸出溴化反应釜中的含有溴素的尾气引入到一个尾气吸收罐中，尾气吸收快罐中预先加入适量的溴化钠溶液作为溴素的溴化钠吸收剂，溴化钠溶液的浓度控制在20％，作为吸收剂的溴化钠溶液，在通入尾气以前，先用制冷剂冷却到-5℃以下，并且在整个尾气吸收过程中一直保持在此温度以下。
2.从一溴硝基甲烷的溴化反应釜逸出的含有溴素的尾气通过反应釜的放空管连接到尾气吸收罐的上部的插入管，通过插入管通入溴化钠液面以下，插入管在吸收剂溴化钠液面下的插入深度为0.35M。
3.进入吸收罐的尾气被冷的溴化钠吸收剂充分吸收后。溴素溶解在溴化钠母液中，冷却到与一溴硝基甲烷的溴化反应釜内的反应温度基本一致时，开启吸收罐底部的阀门，凭借位差使吸收了溴素的溴化钠吸收剂回流到溴化反应釜中，作为下一次反应的原料使用。
4.溴化钠吸收剂冷却用致冷剂采用冷冻盐水，或者其他制冷液。溴化钠吸收剂预先冷却到-5℃以下。
5.尾气排放口检测：溴素未检出。
实施例3
本实施例是描述本发明中将逸出溴化反应釜的尾气因其中含有一部分溴素而作为合成一溴硝基甲烷原料来源的一部分，经一溴素吸收装置吸收后，连同溴化钠吸收剂一起重新返回到溴化反应釜中加以循环利用，尾气中的溴素全部被溴化钠吸收剂所吸收。具体包括：
1.将逸出溴化反应釜中的含有溴素的尾气引入到一个尾气吸收罐中，尾气吸收快罐中预先加入适量的溴化钠溶液作为溴素的溴化钠吸收剂，溴化钠溶液的浓度控制在30％，作为吸收剂的溴化钠溶液，在通入尾气以前，先用制冷剂冷却到-10℃以下，并且在整个尾气吸收过程中一直保持在此温度以下。
2.从一溴硝基甲烷的溴化反应釜逸出的含有溴素的尾气通过反应釜的放空管连接到尾气吸收罐的上部，通过插入管通入溴化钠液面以下，插入管在吸收剂溴化钠液面下的插入深度为0.40M。
3.进入吸收罐的尾气被冷的溴化钠吸收剂充分吸收后。溴素溶解在溴化钠母液中，冷却到与一溴硝基甲烷的溴化反应釜内的反应温度基本一致时，开启吸收罐底部的阀门，凭借位差使吸收了溴素的溴化钠吸收剂回流到溴化反应釜中，作为下一次反应的原料使用。
4.溴化钠吸收剂冷却用致冷剂采用冷冻盐水，或者其他制冷液。溴化钠吸收剂预先冷却到-10℃以下。
5.尾气排放口检测：溴素未检出。
实施例4
本实施例是描述本发明中将逸出溴化反应釜的尾气因其中含有一部分溴素而作为合成一溴硝基甲烷原料来源的一部分，经一溴素吸收装置吸收后，连同溴化钠吸收剂一起重新返回到溴化反应釜中加以循环利用，尾气中的溴素全部被溴化钠吸收剂所吸收。具体包括：
1.将逸出溴化反应釜中的含有溴素的尾气引入到一个尾气吸收罐中，尾气吸收快罐中预先加入适量的溴化钠溶液作为溴素的溴化钠吸收剂，溴化钠溶液的浓度控制在35％，作为吸收剂的溴化钠溶液，在通入尾气以前，先用制冷剂冷却到-15℃以下，并且在整个尾气吸收过程中一直保持在此温度以下。
2.从一溴硝基甲烷的溴化反应釜逸出的含有溴素的尾气通过反应釜的放空管连接到尾气吸收罐的上部的插入管，通过插入管通入溴化钠液面以下，插入管在吸收剂溴化钠液面下的插入深度为0.45M。
3.进入吸收罐的尾气被冷的溴化钠吸收剂充分吸收后。溴素溶解在溴化钠母液中，冷却到与一溴硝基甲烷的溴化反应釜内的反应温度基本一致时，开启吸收罐底部的阀门，凭借位差使吸收了溴素的溴化钠吸收剂回流到溴化反应釜中，作为下一次反应的原料使用。
4.溴化钠吸收剂冷却用致冷剂采用冷冻盐水，或者其他制冷液。溴化钠吸收剂溴化钠溶液预先冷却到-15℃以下。
5.尾气排放口检测：溴素未检出。
实施例5
本实施例是描述本发明中将逸出溴化反应釜的尾气因其中含有一部分溴素而作为合成一溴硝基甲烷原料来源的一部分，经一溴素吸收装置吸收后，连同溴化钠吸收剂一起重新返回到溴化反应釜中加以循环利用，尾气中的溴素全部被溴化钠吸收剂所吸收。具体包括：
1.将逸出溴化反应釜中的含有溴素的尾气引入到一个尾气吸收罐中，尾气吸收快罐中预先加入适量的溴化钠溶液作为溴素的溴化钠吸收剂，溴化钠溶液的浓度控制在40％，作为吸收剂的溴化钠溶液，在通入尾气以前，先用制冷剂冷却到-18℃以下，并且在整个尾气吸收过程中一直保持在此温度以下。
2.从一溴硝基甲烷的溴化反应釜逸出的含有溴素的尾气通过反应釜的放空管连接到尾气吸收罐的上部的插入管，通过插入管通入溴化钠液面以下，插入管在吸收剂溴化钠液面下的插入深度为0.45M。
3.进入吸收罐的尾气被冷的溴化钠吸收剂充分吸收后。溴素溶解在溴化钠母液中，冷却到与一溴硝基甲烷的溴化反应釜内的反应温度基本一致时，开启吸收罐底部的阀门，凭借位差使吸收了溴素的溴化钠吸收剂回流到溴化反应釜中，作为下一次反应的原料使用。
4.溴化钠吸收剂冷却用致冷剂采用冷冻盐水，或者其他制冷液。溴化钠吸收剂预先冷却到-18℃以下。
5.尾气排放口检测：溴素未检出。
实施例6
本实施例是描述本发明中将逸出溴化反应釜的尾气因其中含有一部分溴素而作为合成一溴硝基甲烷原料来源的一部分，经一溴素吸收装置吸收后，连同溴化钠吸收剂一起重新返回到溴化反应釜中加以循环利用，尾气中的溴素全部被溴化钠吸收剂所吸收。具体包括：
1.将逸出溴化反应釜中的含有溴素的尾气引入到一个尾气吸收罐中，尾气吸收快罐中预先加入适量的溴化钠溶液作为溴素的溴化钠吸收剂，溴化钠溶液的浓度控制在50％，作为吸收剂的溴化钠溶液，在通入尾气以前，先用制冷剂冷却到-20℃以下，并且在整个尾气吸收过程中一直保持在此温度以下。
2.从一溴硝基甲烷的溴化反应釜逸出的含有溴素的尾气通过反应釜的放空管连接到尾气吸收罐的上部的插入管，通过插入管通入溴化钠液面以下，插入管在吸收剂溴化钠液面下的插入深度为0.50M。
3.进入吸收罐的尾气被冷的溴化钠吸收剂充分吸收后。溴素溶解在溴化钠母液中，冷却到与一溴硝基甲烷的溴化反应釜内的反应温度基本一致时，开启吸收罐底部的阀门，凭借位差使吸收了溴素的溴化钠吸收剂回流到溴化反应釜中，作为下一次反应的原料使用。
4.溴化钠吸收剂冷却用致冷剂采用冷冻盐水，或者其他制冷液。溴化钠吸收剂溴化钠溶液预先冷却到-20℃以下。
5.尾气排放口检测：溴素未检出。
参照图2，示出了本发明的一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的装置结构图，所述装置具体包括：
溴化反应釜201，用于进行一溴硝基甲烷生产中的溴化反应；所述溴化反应釜设有放空管2011，用于溢出溴化反应釜中的溴素；
装有溴化钠吸收剂的吸收罐202，用于吸收一溴硝基甲烷生产中溢出的溴素，并将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却后作为原料加入到溴化反应釜中。
一溴硝基甲烷生产工艺中，当向溴化反应釜中加入溴素时，溴素会迅速扩散而从溴化反应釜的放空管中逸出，又或在溴化反应过程中因反应放热也会有溴素从溴化反应釜中挥发出来，最终从放空管中逸出。通过在溴化反应釜上方，安装具备降温设施的吸收罐，此吸收罐中装有溴化钠吸收剂，具体的吸收罐可以为带有冷却夹层的搪瓷罐，或具有冷却装置的塑料罐，将溴化反应釜上的溴素放空管连接到吸收罐的插入管，所述插入管深入到溴化钠吸收剂液面以下0.3-0.5M左右，进行鼓泡吸收。
此外，为防止因吸收剂倒吸影响一溴硝基甲烷生产的安全运行和产品质量，实际应用中，在溴化反应釜的放空管旁边增设一旁路管，所述旁路管直径与放空管直径相同，且放空管与旁路管分别设有放空阀和旁路阀，所述放空阀用于控制溴化反应过程中溴素的排放，所述旁路阀用于控制反应釜和吸收罐中气压的平衡。具体的，当向一溴硝基甲烷的溴化反应釜加入溴素，或者投入其它反应物料时，提前打开放空阀，关闭旁路阀，逸出的溴素以气体形态进入吸收罐中被溴化钠吸收剂所吸收；反之旁路阀开启，放空阀关闭，这样既保证了溴素的回收，又彻底解决了吸收剂倒吸的问题，具体可参见图3给出的工艺示意图。
通过吸收罐的降温设施将吸收了溴素后的溴化钠吸收剂进行冷却，基于在实际应用中，装有溴化钠吸收剂的吸收罐位于溴化反应釜的上方，其下方设有底阀，冷却后的溴化钠吸收剂直接从吸收罐的底阀利用位差流加到下面的一溴硝基甲烷的溴化反应釜中，作为下一批溴化反应所用的原料。
本说明书中每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置部分而言，由于其与方法基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的方法，其特征在于，所述方法包括：
将吸收罐内溴化钠吸收剂冷却到-30～0℃；
将一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素，引入装有溴化钠吸收剂的吸收罐进行溴素吸收，所述溴化钠吸收剂的浓度为10％～50％；
将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却后作为原料加入到溴化反应釜进行反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述的吸收罐为带有冷却夹层的搪瓷罐，或具有冷却装置的塑料罐。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却的温度为-30～+10℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述一溴硝基甲烷生产中溴化反应釜放空管逸出的溴素通过插入管引入装有溴化钠吸收剂的吸收罐进行尾气吸收。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：
所述插入管深入到溴化钠吸收剂液面以下0.3～0.5M。
6.一种回收一溴硝基甲烷生产中溴素的装置，其特征在于，所述装置包括：
溴化反应釜，用于进行一溴硝基甲烷生产中的溴化反应；所述溴化反应釜设有放空管，用于溢出溴化反应釜中的溴素；
装有溴化钠吸收剂的吸收罐，用于吸收一溴硝基甲烷生产中溢出的溴素，并将吸收有溴素的溴化钠吸收剂冷却后作为原料加入到溴化反应釜中。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：
所述吸收罐为带有冷却夹层的搪瓷罐，或具有冷却装置的塑料罐。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述溴化反应釜的放空管旁边增设一旁路管，所述旁路管直径与放空管直径相同，且放空管与旁路管分别设有放空阀和旁路阀，所述放空阀用于控制溴化反应过程中溴素的排放，所述旁路阀用于控制反应釜和吸收罐中气压的平衡。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述装有溴化钠吸收剂的吸收罐上设有深入到吸收剂液面以下0.3～0.5M的插入管，其通过与溴化反应釜的排空管相连，将溴化反应釜中的溴素引入到吸收罐中。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述装有溴化钠吸收剂的吸收罐位于溴化反应釜的上方，其下方设有底阀，用于控制吸收了溴素的溴化钠利用位差流加到下面的一溴硝基甲烷的溴化反应釜中。
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| CN102180795A (zh) | 2011-09-14 |
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| PB01 | Publication | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 274100 South Section of Dongwaihuan Road, Dingtao District, Heze City, Shandong Province Patentee after: Shandong Runxin Investment Co., Ltd. Address before: 274000 South Section of East Outer Ring of Dingtao County, Heze City, Shandong Province Patentee before: Shandong Runxin Fine Chemicals Co., Ltd., OFF |
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| CP03 | Change of name, title or address | ||
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Effective date of registration: 20190308 Address after: 274100 Luxi, South Section of Dongwaihuan Road, Dingtao District, Heze City, Shandong Province Patentee after: Heze Runxin Biotechnology Co., Ltd. Address before: 274100 South Section of Dongwaihuan Road, Dingtao District, Heze City, Shandong Province Patentee before: Shandong Runxin Investment Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |