[發明專利]一種鹵水提溴過程中氧化與吹出的工藝方法及裝置

有效

• 申請號: 200910073665.4
• 申請日: 2009-01-14
• 公開（公告）號: CN101486445A
• 公開（公告）日: 2009-07-22
• 發明（設計）人: 劉有智;焦緯洲;袁志國;張琳娜
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C01B7/09
• 分類號: C01B7/09
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 張彩琴;任林芳

技術領域

本發明屬于鹵水提溴的技術領域，具體涉及一種鹵水提溴過程中氧化與吹出的工藝方法及裝置。

背景技術

溴是重要的化工原料，廣泛應用于高效阻燃劑、制冷劑、石油完成液、醫藥、燃料中間體及化學試劑等領域。目前，從鹵水中提取溴素的方法有以下幾種：水蒸汽蒸餾法、空氣吹出法(酸液吸收法、堿液吸收法)、樹脂吸附法、萃取法和沉淀法等。針對我國鹵水資源溴含量偏低這一現狀，考慮生產技術成熟程度及成本等方面的原因，國內普遍采用空氣吹出酸液吸收法制溴。目前該工藝液氯消耗量大、電耗高，溴素得率偏低。這直接導致能源與資源的浪費。溴素既是一種有限的資源產品，也是毒性很強的一級腐蝕品。因此，無論從充分利用自然資源的角度，還是從環境保護的角度，如何降低能耗、提高溴素得率，減小吹溴廢液中剩余溴對環境和下游工序設備的破壞都是引人注目的問題；而此工藝中氧化與吹出工序較為重要，氧化率與吹出率的大小很大程度上影響著溴素得率的提高。

發明內容：

本發明為了實現提高鹵水提溴過程中溴的氧化率與吹出率，降低能耗的目的，提供了一種鹵水提溴過程中氧化與吹出的工藝方法及裝置。

本發明采用如下的技術方案實現：

一種鹵水提溴過程中氧化與吹出的工藝方法，其特征在于步驟如下：

1)、分別開啟旋轉填料床I和旋轉填料床II，并調節旋轉填料床I和旋轉填料床II轉速在400～2000r/min；

2)、將酸化鹵水和氯氣在常溫下分別由進氣口和進液口引入旋轉填料床I；配氯率(氯氣與酸化鹵水中溴離子的比例)為100～150％，在旋轉填料床I中氯氣將鹵水中溴離子氧化為游離溴；

3)、被氧化的鹵水形成的氧化液從旋轉填料床I的出液口排出后進入儲罐；

4)、將儲罐中的氧化液與空氣分別由旋轉填料床II的進液口和進氣口進入旋轉填料床II，空氣與氧化液的氣液體積比為50～300m³/m³，在旋轉填料床II中空氣將氧化液中游離溴吹出；

5)、含溴空氣從旋轉填料床II的出氣口進入吸收裝置對游離溴進行吸收，吹溴后的鹵水從旋轉填料床II的出液口排出。

鹵水從旋轉填料床I到儲罐再到旋轉填料床II之間的輸送是利用位差來實現的。氣液接觸方式為錯流或逆流。鹵水溴含量為50～450mg/L。酸化鹵水的pH值為3～3.5。

實現鹵水提溴過程中氧化與吹出工藝方法的裝置，包括分別開有進液口、出液口、進氣口、出氣口的旋轉填料床I和旋轉填料床II，旋轉填料床I的進液口連接輸送酸化鹵水的泵；旋轉填料床I的出液口連接儲罐進口，儲罐出口與旋轉填料床II的進液口相連；旋轉填料床I的進氣口連接氯氣管線；旋轉填料床II的進氣口連接風機出口。與液體接觸的裝置及管線為耐腐蝕材料，旋轉填料床的填料為耐腐蝕的不銹鋼、聚四氟乙烯和絲網填料。

本發明利用旋轉填料床旋轉所產生的超重力場使不同相間物料作強制性的接觸運動，液相被分散成液膜、液絲或液滴，氣液接觸比表面積大大增加；在高分散、高湍動、強混合以及界面急速更新的情況下，液膜或液滴與氣體以極大的相對速度在彎曲的孔道中接觸，極大地強化了傳質過程，傳質效率較傳統塔設備提高1～3個數量級。

本發明具有如下有益效果：

(1)本發明氧化工序采用旋轉填料床，提高了溴離子的氧化率，使氯氣利用率提高、減小了配氯率，降低了氯氣消耗量。

傳統氧化工序采用靜態混合器，氯氣和鹵水并流通過該混合器，氣液間無湍動和強制混合過程，相間傳質效率低，致使配氯率增大，(即氯氣消耗量高)，而溴離子的氧化率只有80％左右。而旋轉填料床是一種高效氣液傳質設備，有利于強化氯氣與鹵水的接觸，傳質效率顯著提高，在相同配氯率情況下溴離子的氧化率明顯提高至90％～95％，氯氣的消耗量減少。

(2)溴離子氧化率的提高減少了提溴后工序及曬鹽工序中設備的腐蝕性。

在特定的pH值下，溴離子的氧化率提高后，從吹出工序排出進入復曬灘吹溴廢液中的溴離子明顯減少，阻礙了過剩氯氣繼續與溴離子反應生成游離溴，從而降低了在水分子的存在下游離溴對金屬銅和鐵極的腐蝕性，緩解復曬灘內軸流泵的腐蝕程度。

(3)本發明吹出工序采用旋轉填料床提高了游離溴的吹出率，減小了氣液比，降低了運行成本。