[發(fā)明專利]利用氯化鈣型油田水提取溴的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910117364.7
• 申請日: 2009-07-15
• 公開（公告）號: CN101613085A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志宏;馬艷芳;張永德
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C01B7/09
• 分類號: C01B7/09;C02F9/04;C02F1/66;C02F1/76;C02F1/20
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司
• 代理人: 張英荷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無機(jī)鹽化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用氯化鈣型油田水提取溴的方法，尤其涉及一種采用空氣吹出法提取氯化鈣型油田水中溴的方法。

背景技術(shù)

溴是一種活潑的鹵族元素，自然界迄今尚未見含溴的固體礦產(chǎn)，而主要賦存于海洋水、油氣田地下鹵水和鹽湖鹵水中。我國制溴原料主要是產(chǎn)鹽后的濃縮鹵水。

利用鹵水生產(chǎn)溴素的方法主要有水蒸汽蒸餾法、空氣吹出法、樹脂交換法、溶劑萃取法、沉淀法、膜法。其中主要工業(yè)生產(chǎn)方法為空氣吹出法和水蒸汽蒸餾法。水蒸汽蒸餾法是以苦鹵制取氯化鉀后的母液為原料直接蒸餾得到溴素。此法工藝成熟、過程簡單、能耗低、成本低，但不適應(yīng)于溴含量低的原料。

為了充分利用低溴含量的資源，如海水、溴含量低的地下鹵水，擴(kuò)大溴素產(chǎn)量，目前一般采用空氣吹出法。用空氣吹出法制溴時，首先將料液酸化，再氯氣氧化，使料液中的溴離子轉(zhuǎn)化為溴分子。再把料液送入吹出塔，從塔頂淋下，塔底通入壓縮空氣，利用溴的揮發(fā)性把料液中的溴吹出。含溴空氣導(dǎo)入吸收塔，用吸收劑(如純堿、燒堿、二氧化硫等)吸收。吸收后，用酸分解或氧化劑氧化含溴化物的吸收液，使溴游離出來。然后把含游離溴的料液送入蒸餾塔用水蒸汽蒸餾，塔頂產(chǎn)物經(jīng)冷凝、分離即得精溴。空氣吹出法所得溴的純度很高，均在97％以上。雖然，空氣吹出法對含溴原料的適應(yīng)性較強(qiáng)，并易于自動控制，但需要的設(shè)備龐大，溴回收率低，且能耗高。而且對于溴含量較低海水、油田水中提取溴時，生產(chǎn)成本高，溴的總回收率低。

我國溴資源類型豐富，主要分布在山東、四川、湖北和青海等地的油氣田地下鹵水中。柴達(dá)木盆地的南翼山油田水，是典型的氯化鈣型油田水，經(jīng)過鹽田天然日曬濃縮后的油田鹵水中溴的濃度為溴含量為340～550mg/L，氯化鈣含量在30.8～43.0％，具有較高的工業(yè)品位。但是由于氯化鈣型油田水中含有大量NH₄⁺，而大量NH₄⁺的存在對于溴的提取具有非常大影響。當(dāng)油田鹵水氧化后的溫度高于25℃時，被氧化成單質(zhì)的溴與鹵水中的NH₄⁺發(fā)生反應(yīng)，生成溴化氫和氮氣，使溴的吹出率很低，以至使得溴的總回收率減低。因此溴的提取率減低，增加提溴的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種采用空氣吹出法從氯化鈣型油田水中提取溴的方法。

本發(fā)明利用氯化鈣型油田水提取溴的方法，是以氯化鈣型油田水經(jīng)過鹽田天然日曬的濃縮液為原料液，經(jīng)過酸化、氧化處理，使氯化鈣型油田水中游離的溴離子轉(zhuǎn)化成單質(zhì)溴；再采用空氣法吹出單質(zhì)溴，并用堿液或亞硫酸鈉溶液吸收單質(zhì)溴；吸收液經(jīng)過酸化、氧化處理后，用水蒸氣蒸餾法蒸餾得到液溴，液溴經(jīng)過濾得到產(chǎn)品溴。

為了充分利用鹽湖資源，可將氯化鈣型油田水經(jīng)過鹽田天然日曬的濃縮后的原料液先進(jìn)行提碘，再用提碘后的母液提取溴。

具體制備工藝如下：

(1)酸化處理

將氯化鈣型油田水經(jīng)過鹽田天然日曬濃縮后的原料液用濃鹽酸酸化至PH＝0.1～2.0；濃鹽酸的用量為：每立方米日曬濃縮后的氯化鈣型油田水中加入濃鹽酸1.60～3.0L。其反應(yīng)式為如下：

BrO^-+2H⁺→Br^-+H₂O

酸化可以保證氧化過程有較高的氧化率，同時抑制已被氧化為溴分子的溴發(fā)生水解，提高溴的提取率，減少氧化劑的用量。

(2)氧化處理

在酸化后的氯化鈣型油田水原料液中加入次氯酸鈉進(jìn)行氧化，使氯化鈣型油田水的溴離子形成溴單質(zhì)。其反應(yīng)式為如下：

2Br^-+Cl⁺→Br₂+Cl^-

次氯酸鈉中的有效氯≥10％，次氯酸鈉的加入量為：每立方米濃縮后的氯化鈣型油田水中加入20～30L的次氯酸鈉。氧化電位控制在1000～1016my。氧化率達(dá)到94.9～98.8％。

(3)空氣吹出單質(zhì)溴

將經(jīng)酸化、氧化處理的氯化鈣型油田水送入空氣吹出塔，向空氣吹出塔中充入空氣并形成對流，控制空氣吹出塔的吹出溫度為5～25℃，空氣流速為0.6～1.5m³/h，吹出氯化鈣型油田水中游離的單質(zhì)溴。