[發明專利]一種含溴鹵水短流程制備氫溴酸和溴化鈉的方法

在審

• 申請號: 201811496103.6
• 申請日: 2018-12-07
• 公開（公告）號: CN111285331A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 孫玉柱;宋興福;于建國;袁純怡;胡秋濱;尚小英
• 申請（專利權）人: 華東理工大學;上海歐納海洋能源科技有限公司
• 主分類號: C01B7/09
• 分類號: C01B7/09;C01D3/10
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 任艷霞

本發明屬于鹽湖、海水、地下鹵水、工業廢水等含溴鹵水資源化利用領域，具體提供一種含溴鹵水短流程制備氫溴酸和溴化鈉的方法。該工藝流程主要包括：含溴鹵水氧化、堿性溶液吸收、蒸餾制備氫溴酸、結晶制備溴化鈉等環節。該技術提供了一種全新的鹵水提溴制備氫溴酸和溴化鈉的工藝方案，與傳統工藝相比，大大縮短了工藝流程，工藝簡單，易于工業化，應用前景廣闊。

技術領域

本發明屬于鹽湖、海水、地下鹵水、工業廢水等含溴鹵水資源化利用領域，涉及一種含溴鹵水短流程制備氫溴酸和溴化鈉的技術。該技術提供了一種全新的鹵水提溴制備氫溴酸和溴化鈉的工藝方案，主要包括含溴鹵水氧化、堿性溶液吸收、蒸餾制備氫溴酸、結晶制備溴化鈉等環節。

背景技術

溴素作為重要的化工原料，在精細化工、醫藥、農業、軍工等領域有著廣泛的應用，溴素生產原料主要來源于海水、地下鹵水及鹽湖鹵水。目前，溴素的主要生產方法包括：空氣吹出法、水蒸汽蒸餾法、空氣吹出法、樹脂吸附法、液膜法、氣態膜法、鼓氣膜法、離子交換法等。鹵水提溴一般需要，氧化、精餾、冷凝、洗滌等多個單元操作步驟，整體工藝過程復雜，能耗偏高。

氫溴酸和溴化鈉是兩種重要的溴素下游產品，用途非常廣泛。

氫溴酸可以采用溴和不同的還原劑原料進行生產，生產方法較多，各種方法的相同點是先制得氫溴酸半成品，再精制得到氫溴酸成品。目前常用的工業生產方法主要有以下四種：①赤磷法，即紅磷在水中與溴作用；②初級酸法，即溴化物(鈉或鉀鹽)與硫酸恒沸點反應；③二氧化硫法，即二氧化硫與溴在低溫下反應；④合成法，即氫與溴直接反應；⑤副產氫溴酸，即有溴素參與的一些有機合成反應過程副產溴化氫氣體，經水吸收后的副產物就是副產氫溴酸。作為一種具有巨大發展潛力的化工產品，氫溴酸在生產過程中存在一些問題，比如生產過程中原料利用率偏低、節能減排、保護環境等方面都需要進一步完善。

溴化鈉的制備方法可分為中和法、還原法與離子交換法等幾種方法。根據采用的原料不同，中和法可分為兩種：一種工藝是采用氫氧化鈉與氫溴酸反應；第二種是采用碳酸鈉與氫溴酸反應。還原法采用的還原劑主要有尿素、過氧化氫、鐵屑、草酸鈉，目前工業上多采用尿素作為還原劑。目前溴化鈉的制備工藝主要是中和法和尿素還原法。

本研究提供了一種新的合成HBr和NaBr的工藝流程，采用堿性物質與溴素的直接反應，一步制得兩種產物，大大縮短了工藝流程。

發明內容

本發明提供了一種含溴鹵水短流程制備氫溴酸和溴化鈉的方法，實現含溴鹵水的短流程資源化利用。

上述目的通過以下技術方案實現：

一種含溴鹵水短流程制備氫溴酸和溴化鈉的技術，其特征在于：含溴鹵水經氯氣或其它強氧化劑氧化后，溴離子被氧化成溴單質，經空氣吹出，溴單質與堿性溶液反應，反應吸收形成NaBr-HBr-H₂O溶液體系，該體系經蒸餾，頂流分離出HBr獲得氫溴酸產品，同時NaBr得到濃縮，濃縮后的NaBr溶液再經蒸發結晶，制備NaBr產品。

該技術方案所述的原料為鹽湖、海水、地下鹵水、工業廢水等含溴鹵水。含溴鹵水在酸性條件下氧化，pH值控制在0-6.5之間。所采用的氧化劑為氯氣、次氯酸鈉、雙氧水或其它強氧化劑氧化，優選采用氯氣。

氧化反應原理如下：

NaBr+Cl₂→Br₂+NaCl

溴單質賦存于鹵水中，利用溴單質易于揮發的特性，可采用空氣吹出。攜帶有氣態游離溴的空氣進入到吸收塔中，采用堿性溶液反應吸收。以甲酸鈉為例，反應原理如下：

HCOONa+Br₂→NaBr+HBr+CO₂