CN103663376A - 一种利用制钾母液制取溴的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用制钾母液制取溴的方法，通过采用两次氯气氧化，两次空气吹出，利用水及二氧化硫吸收游离溴形成吸收液，再利用吸收液与二氧化硫吸收游离溴制取完成液的工艺，使完成液含溴量达到120-150g/l以上，在蒸溴过程中采用完成液洗溴，省去了水蒸气蒸馏法提纯溴的精馏塔及精馏蒸汽的消耗，同时回收了其中的氯，保证了溴的质量。该工艺方法降低了蒸馏过程中的蒸汽消耗，每吨溴由20-50吨蒸汽消耗降低为2-3吨，而且避免了蒸溴过程中产生的冷凝水对制钾母液的稀释，进而降低了后续氯化镁生产所需的蒸汽消耗，较大幅度的降低了制溴及氯化镁的生产成本。

Description

一种利用制钾母液制取溴的方法

技术领域

本发明涉及一种工业溴的生产方法，特别涉及一种以蒸发法制取氯化钾后的母液为原料，采用空气吹出法制取工业溴的方法。

背景技术

现有技术中，以制氯化钾后的母液为原料生产工业溴多年来一直为水蒸气蒸馏法，水蒸气蒸馏法制溴工艺包括卤水预热、氯气氧化、水蒸气蒸馏、冷凝分离、吸收及精馏等工序。具体是将制钾母液用水蒸气预热后进入蒸馏塔，经氯气氧化后，再向制钾母液中加入大量水蒸气，使游离溴与水一起蒸出，加入的水蒸气在蒸馏塔内大部分变成冷凝水与制钾母液混合，蒸出的溴与水的混合气体再经过冷却、溴水分离、精馏等步骤，生产出工业溴产品。在生产过程中，蒸馏及精馏过程均需使用大量蒸汽，吨溴蒸汽消耗一般为20-50吨左右，提高了生产成本，造成了能源浪费。

另外，制溴是制钾母液综合利用中的一个中间环节，为了充分利用海水资源及提高企业的效益，制钾母液在提取溴资源之后一般还将用于生产氯化镁产品。由于水蒸气蒸馏法制溴每生产1吨溴需要消耗20-50吨的水蒸气，而制取氯化镁的过程中还需要进一步蒸发水分，因此在氯化镁生产时，制溴过程中使用的蒸汽变成的冷凝水还需要蒸汽将水分再次蒸发出来，既浪费了蒸汽，也使氯化镁的生产装置变得庞大。随着能源的日益紧张和价格的提高，这种浪费能源的操作方式的不合理性显得日益突出。

发明内容

本发明为解决以上公知技术中存在的问题，提供了一种可以大幅节约蒸汽，降低工业溴生产成本的利用制钾母液制取溴的方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种利用制钾母液制取溴的方法，包括以下工序：

（1）预处理工序，主要为调整制钾母液的温度与PH值，以浓度为32Be＇—37Be＇的制钾母液为原料，当制钾母液的温度小于15℃，使用蒸汽进行预热处理；当制钾母液的PH值＞3时，加入蒸馏工序中蒸出的废液调整PH值，使制钾母液的PH值≤3，然后进入一次氧化工序；

（2）一次氧化工序，向制钾母液中通入氯气进行氧化，使制钾母液中的溴离子氧化成游离溴；

（3）一次吹出工序，将一次氧化工序氧化后的制钾母液送至空气吹出设备，利用空气将游离溴从制钾母液中解析吹出，吹出的带游离溴的空气进入一次吸收工序，解析后的母液排至二次氧化工序；

（4）一次吸收工序，利用后续二次吸收工序得到的吸收液和二氧化硫气与一次空气吹出工序中得到的游离溴发生反应，生成氢溴酸与硫酸的完成液，完成液进入预热工序；

（5）二次氧化工序，将一次吹出工序中解析后排出的母液再次通入氯气，将母液进行氧化；

（6）二次吹出工序，再次利用空气将游离溴从二次氧化工序氧化后的母液中解析吹出，吹出的带游离溴的空气进入二次吸收工序，二次吹出工序解析后的母液送到氯化镁生产车间；

（7）二次吸收工序，利用水和二氧化硫气与二次吹出工序中得到的游离溴发生反应，生成氢溴酸与硫酸的吸收液，吸收液送至一次吸收工序继续吸收操作；

（8）预热工序，用蒸馏工序排出的蒸馏液对一次吸收工序取得的完成液进行预热；

（9）蒸馏工序，预热后的完成液在蒸馏塔内再次通入氯气，将完成液中的溴化氢氧化成游离溴，同时通入蒸汽，将游离溴蒸出；蒸馏后的母液为硫酸与盐酸的混合物，少部分用作预处理工序中调整制钾母液的PH值，其余排至废酸储罐；

（10）冷却工序，从蒸馏工序中蒸馏出的溴水混合物，经过冷却水冷却后，形成含水较多的粗液溴产品；

（11）一次分离工序，利用溴与水的比重不同，将冷却工序得到的粗液溴产品进行分离，分离出的含有少量溴的溴水返回到蒸馏工序，分离出的溴进入洗涤工序进行洗涤；

（12）洗涤工序，经过分离的溴，因含有较多的氯离子，需要对其进行洗涤，该工序采用一次吸收工序生产的完成液，对冷凝分离出的溴进行两次洗涤，除去溴中的氯离子；

（13）二次分离工序，将洗涤后的溴和参与洗涤的完成液再经过分离，分离后的完成液进入蒸馏工序，溴得到了精制成为合格的工业溴产品，排放至成品罐内储存或封坛包装。

本发明具有的优点和有益效果是：

本发明利用海水制钾后的母液制取工业溴产品，通过采用两次氯气氧化，两次空气吹出，利用水及二氧化硫吸收游离溴形成吸收液，再利用吸收液与二氧化硫吸收游离溴制取完成液的工艺，使完成液含溴量达到120-150g/l以上，在蒸溴过程中采用完成液洗溴，省去了蒸馏法提纯溴的精馏塔及精馏蒸汽的消耗，同时回收了其中的氯，保证了溴的质量。该工艺方法降低了蒸馏过程中的蒸汽消耗，每吨溴由20-50吨蒸汽消耗降低为2-3吨，而且避免了蒸溴过程中产生的冷凝水对制钾母液的稀释，进而降低了后续氯化镁生产所需的蒸汽消耗，较大幅度的降低了制溴及氯化镁的生产成本。另外，该工艺方法还可以生产一部分的酸作为副产品，更提高了该方法的经济效益。

附图说明

图1：本发明的工艺流程简图。

图中：1 预处理工序    2 一次氧化工序    3 一次吹出工序     4 一次吸收工序  

5 二次氧化工序    6 二次吹出工序    7 二次吸收工序    8 预热工序    9 蒸馏工序   

10 冷却工序    11 一次分离工序    12 洗涤工序    13 二次分离工序。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1所示，一种利用制钾母液制取溴的方法，包括以下工序：

 （1）预处理工序

该工序主要为调整制钾母液的温度与PH值，以浓度为32Be＇—37Be＇的制钾母液为原料，当制钾母液的温度小于15℃时，送至预热器内，使用蒸汽通过夹套加热对制钾母液进行预热处理。当制钾母液的PH值＞3时，加入蒸馏工序中蒸出的废液调整PH值，使制钾母液的PH值≤3。当制钾母液温度大于15℃且PH值≤3时，直接进入一次氧化工序。

（2）一次氧化工序

向制钾母液中通入氯气进行氧化，使制钾母液中的溴离子氧化成游离溴，然后送至一次吹出工序。

氧化工序反应式为： 2Br^-+Cl₂         

      Br₂+2Cl^-

（3）一次吹出工序

将一次氧化工序氧化后的制钾母液送至空气吹出设备，利用空气将游离溴从制钾母液中解析吹出，吹出的带游离溴的空气进入一次吸收工序，解析后的母液排至二次氧化工序。

（4）一次吸收工序

利用后续二次吸收工序得到的吸收液和二氧化硫气与一次吹出工序中得到的游离溴发生反应，生成氢溴酸与硫酸的完成液，完成液进入预热工序。此工序中用二次吸收工序得到的吸收液作为吸收剂进行吸收，是为了使完成液的浓度提高，再次吸收后的完成液中溴的含量可达到120-150g/l。

吸收工序反应式为：Br₂+SO₂+H₂O   

    2Br^-+SO₄ ^2-+2H⁺

（5）二次氧化工序

由于一次氧化率一般均小于95%，因此需将一次吹出工序中解析后排出的母液再次通入氯气，将母液进行氧化，以提高溴的氧化率及收率。二次氧化后的制钾母液送至二次吹出工序。

（6）二次吹出工序

再次利用空气将游离溴从二次氧化工序氧化后的母液中解析吹出，吹出的带游离溴的空气进入二次吸收工序，二次吹出工序解析后的母液送到氯化镁生产车间。

（7）二次吸收工序

利用水和二氧化硫气与二次吹出工序中得到的游离溴发生反应，生成氢溴酸与硫酸的吸收液，吸收液中含溴量为10-20g/l，吸收液送至一次吸收工序继续吸收操作。

（8）预热工序

用蒸馏工序排出的蒸馏液对一次吸收工序取得的完成液进行预热，提高进塔完成液的温度。

（9）蒸馏工序

预热后的完成液在蒸馏塔内再次通入氯气，将完成液中的溴化氢氧化成游离溴，同时通入蒸汽，将游离溴从上部排出口蒸出。蒸馏后的母液为硫酸与盐酸的混合物，少部分用作预处理工序中调整制钾母液的PH值，其它排至废酸储罐作为副产品出售。

（10）冷却工序

从蒸馏工序中蒸馏出的溴水混合物，经过常温冷却水冷却后，形成含水较多的粗液溴产品。

（11）一次分离工序

利用溴与水的比重不同，将冷却工序得到的粗液溴产品进行分离，经过分离后，分离出的含有少量溴的溴水返回到蒸馏工序，分离出的溴进入洗涤工序进行洗涤。

（12）洗涤工序

经过分离的溴，因含有较多的氯离子，需要对其进行洗涤，该工序采用一次吸收工序生产的完成液，采用静态混合器对冷凝分离出的溴进行两次洗涤，除去溴中的氯离子。

（13）二次分离工序

将洗涤后的溴和参与洗涤的完成液再次进行分离操作，分离后的完成液进入蒸馏工序，溴得到了精制成为合格的工业溴产品，排放至成品罐内储存或封坛包装。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种利用制钾母液制取溴的方法，其特征在于，包括以下工序：

（1）预处理工序，主要为调整制钾母液的温度与PH值，以浓度为32Be＇—37Be＇的制钾母液为原料，当制钾母液的温度小于15℃，使用蒸汽进行预热处理；当制钾母液的PH值＞3时，加入蒸馏工序中蒸出的废液调整PH值，使制钾母液的PH值≤3，然后进入一次氧化工序；

（2）一次氧化工序，向制钾母液中通入氯气进行氧化，使制钾母液中的溴离子氧化成游离溴；

（3）一次吹出工序，将一次氧化工序氧化后的制钾母液送至空气吹出设备，利用空气将游离溴从制钾母液中解析吹出，吹出的带游离溴的空气进入一次吸收工序，解析后的母液排至二次氧化工序；

（4）一次吸收工序，利用后续二次吸收工序得到的吸收液和二氧化硫气与一次空气吹出工序中得到的游离溴发生反应，生成氢溴酸与硫酸的完成液，完成液进入预热工序；

（5）二次氧化工序，将一次吹出工序中解析后排出的母液再次通入氯气，将母液进行氧化；

（6）二次吹出工序，再次利用空气将游离溴从二次氧化工序氧化后的母液中解析吹出，吹出的带游离溴的空气进入二次吸收工序，二次吹出工序解析后的母液送到氯化镁生产车间；

（7）二次吸收工序，利用水和二氧化硫气与二次吹出工序中得到的游离溴发生反应，生成氢溴酸与硫酸的吸收液，吸收液送至一次吸收工序继续吸收操作；

（8）预热工序，用蒸馏工序排出的蒸馏液对一次吸收工序取得的完成液进行预热；

（9）蒸馏工序，预热后的完成液在蒸馏塔内再次通入氯气，将完成液中的溴化氢氧化成游离溴，同时通入蒸汽，将游离溴蒸出；蒸馏后的母液为硫酸与盐酸的混合物，少部分用作预处理工序中调整制钾母液的PH值，其余排至废酸储罐；

（10）冷却工序，从蒸馏工序中蒸馏出的溴水混合物，经过冷却水冷却后，形成含水较多的粗液溴产品；

（11）一次分离工序，利用溴与水的比重不同，将冷却工序得到的粗液溴产品进行分离，分离出的含有少量溴的溴水返回到蒸馏工序，分离出的溴进入洗涤工序进行洗涤；

（12）洗涤工序，经过分离的溴，因含有较多的氯离子，需要对其进行洗涤，该工序采用一次吸收工序生产的完成液，对冷凝分离出的溴进行两次洗涤，除去溴中的氯离子；

（13）二次分离工序，将洗涤后的溴和参与洗涤的完成液再经过分离，分离后的完成液进入蒸馏工序，溴得到了精制成为合格的工业溴产品，排放至成品罐内储存或封坛包装。