CN116161622B - 一种利用光卤石母液制备溴素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用光卤石母液制备溴素的方法，该方法采用双氧水氧化，空气循环利用密闭吹出法，溴化钠溶液为吸收剂循环吸收，使完成液中吸收的溴量在80‑120g/L，蒸馏过程中的蒸汽采用间壁加热方式，蒸馏后的溴化钠溶液再返回吸收工序吸收溴，蒸馏所得工业溴产品质量优于行业QB/T2021‑1994中规定的优级品的各项指标，产品中不含有氯离子，溴含量可达到99.85%以上。
Description
技术领域
本发明属于溴素制备技术领域，尤其是涉及一种利用光卤石母液制备溴素的方法。
背景技术
现有技术中，以提取氯化钾后的光卤石母液为原料生产工业溴的方法多年来一直为水蒸汽蒸馏法，具体的工艺过程为：光卤石母液经预热后从上部进入蒸馏塔然后喷淋而下，同时在蒸馏塔底部加入溴氧化用的氯气、蒸馏用的水蒸汽，经氯气氧化后光卤石母液中的溴离子形成溴分子，随水蒸汽从蒸馏塔的顶部一起蒸出，加入的水蒸汽在蒸馏塔内大部分变成冷凝水与光卤石母液混合，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。
目前利用光卤石母液提溴存在如下问题：（1）在蒸馏提溴过程中，每生产一吨溴素水蒸汽消耗一般为20-50吨左右，由于水蒸汽价格不断提高，使生产溴素的成本也逐渐提高；（2）随着原料之一的危化品氯气的强化管理，使提溴的成本进一步增加；（3）大量的冷凝水进入光卤石母液中，使光卤石母液中氯化镁的浓度下降，氯化镁产品生产成本增加；（4）由于目前中低度卤水空气吹溴非常普遍，导致光卤石母液中的溴含量仅为原来的30%左右，溴含量降低后生产溴素的成本会高于产品售价。由于存在上述弊端近十年来基本上不再提取利用光卤石母液中的溴。
但近年来，随着工业溴产品的价格的提高，光卤石母液中的溴资源显得格外珍贵。为了提高卤水综合利用企业的经济效益，降低光卤石母液提溴的生产成本，光卤石母液提溴需要采用新的工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种利用光卤石母液制备溴素的方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种利用光卤石母液制备溴素的方法，包括如下步骤：
S1：向光卤石母液中加入酸调整pH值至0.6-1.6；
S2：向步骤S1处理后的光卤石母液中加入双氧水进行氧化反应；
S3：将氧化反应后的光卤石母液与空气进行逆流吹出，得到含溴空气和吹出后母液；
S4：将步骤S3得到的含溴空气与吸收剂反应得到吸收液和脱溴后空气，得到的吸收液回流与含溴空气循环反应若干次后得到吸收完成液；
S5：将步骤S4得到的吸收完成液与热介质进行热交换以预热吸收完成液；
S6：将预热后的吸收完成液进行蒸馏得到溴化钠溶液和溴蒸气；
S7：将步骤S6得到的溴蒸气经过冷却、分离后得到溴素产品；
所述步骤S5的热介质为步骤S6得到的溴化钠溶液，与吸收完成液热交换后的溴化钠溶液回流至步骤S4中作为吸收剂与含溴空气中的溴反应。
优选地，所述步骤S4中溴化钠溶液的回流量与吸收液的循环量的体积比为1：（10-20）。
优选地，所述步骤S4中的溴化钠溶液的质量浓度为8%-12%，进入步骤S5的吸收完成液的吸收溴量为80-120 g/L。
优选地，所述步骤S5中热交换后的溴化钠溶液温度降低到50-60℃，降温后的溴化钠溶液冷却至20-35℃后返回至步骤S4中与含溴空气反应。
优选地，所述步骤S6在蒸馏塔中完成反应，经过预热的吸收完成液通过蒸馏塔中的间壁换热器加热至105-110℃，生成溴化钠溶液和溴蒸气。
优选地，所述步骤S1使用的光卤石母液含溴量范围为2.5-7.8g/L。
优选地，所述步骤S2的双氧水的加入量为理论用量的100-120%。
优选地，所述步骤S3使用吹出塔进行逆流吹出，氧化反应后的光卤石母液由吹出塔顶部进入，吹出空气与吹出塔底部进入，吹出空气与光卤石母液的气液体积比为（300-700）：1。
优选地，所述步骤S4产生的脱溴后空气自底部通入捕沫塔中，捕沫塔低的排出的液体回收进入到吸收完成液中，经过捕沫塔的脱溴后空气通入步骤S2中循环使用。
优选地，所述步骤S5的吸收完成液预热至50-55℃。
优选地，所述步骤S1使用的酸为盐酸或硫酸。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
（1）本发明所述的方法采用双氧水氧化，空气循环利用密闭吹出法，溴化钠溶液为吸收剂循环吸收，使吸收完成液中吸收的溴量在80-120 g/L，蒸馏过程中的蒸汽采用间壁加热方式对吸收完成液进行加热，蒸馏后产生的溴化钠溶液经过冷却后再返回吸收工序吸收溴，蒸馏所得工业溴产品质量优于行业QB/T2021-1994中规定的各项指标，产品中不含有氯离子，溴含量可达到99.85%以上。
（2）本发明的吸收完成液中溴得到富集，是原料中溴含量的10-20倍，在蒸馏过程中蒸汽的用量降低为1.5-2.0吨，生产过程中无三废排出，是节能环保的项目，该发明的实施充分利用了海水资源，特别对于提升光卤石母液的经济效益具有非常重要的意义。
附图说明
图1为本发明原理示意图。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规化工工业原料；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例1
图1所示，本实施例提供了一种利用光卤石母液制备溴素的方法，包括以下步骤：
（1）调整pH值
向含溴量为2.5 g/L的光卤石母液中加入硫酸调整pH值，控制光卤石母液的pH值在1.4；
（2）氧化
向调整了pH值的光卤石母液中加入双氧水进行氧化，使光卤石母液中的溴离子氧化成游离溴，双氧水的加入量为理论用量的100%。
双氧水与光卤石母液中的溴化钠、溴化镁发生如下反应：
2NaBr+H2O2+H2SO4=Br2+Na2SO4+2H2O
MgBr2+H2O2+H2SO4=Br2+MgSO4+2H2O。
（3）空气吹出
氧化后的光卤石母液送入吹出塔顶部，吹出塔内由上至下设置有分布器、填料和分布板，光卤石母液通过吹出塔内的分布器均匀的分布在吹出塔内的填料上，吹出空气自吹出塔底分布板自下而上，与光卤石母液水逆流流动。光卤石母液中氧化后的游离溴在填料液膜层快速解吸出进入空气中，从吹出塔的顶部排出进入吸收塔中。吹出溴后的光卤石母液水自上而下排出，进入氯化镁生产车间。吹出空气与光卤石母液的体积比即气液比为350：1。
（4）吸收
自吹出塔顶部排出的含溴空气进入吸收塔，加入质量浓度为8%NaBr溶液作为吸收剂，在吸收塔中含溴空气中的溴与NaBr发生如下反应：
NaBr+ Br2= NaBr3
含溴空气中的溴被吸收到溴化钠溶液中，得到含有溴化钠和三溴化钠的吸收液，得到的吸收液再次回流至吸收塔中进行循环，该步骤中的NaBr溶液来自于步骤（7）蒸馏得到的母液，NaBr溶液的回流量与吸收液的循环量的体积比为1：18，检测吸收液中溴含量达标后即得到吸收完成液，吸收完成液经步骤（6）的预热工序后送入步骤（7）的蒸馏工序中。脱溴后的空气进入步骤（5）的捕沫工序中进一步净化。
（5）捕沫
将吸收塔塔底来的脱溴后的空气通入捕沫塔中，在捕沫塔内流速降低到1.0m/s以下，在捕沫塔中将吸收塔中带出的细小液滴，在填料表面聚集成长为较大的液滴，之后下降到捕沫塔底进行回收进入到吸收完成液中。经过捕沫后的空气再进入吹出塔内循环使用。
（6）预热
用蒸馏后的溴化钠溶液与吸收完成液进行热交换，将进入蒸馏塔内的吸收完成液温度提高到51℃，蒸溴后的溴化钠溶液温度降低到55℃，降温后的溴化钠溶液再经过冷却水二次冷却至23℃，进入步骤（4）吸收塔循环使用。
（7）蒸馏
经过预热的吸收完成液进入蒸馏塔中，蒸馏塔中由上至下设置有液体分布器和填料，蒸馏塔的下部外表面设置有夹套换热器，吸收完成液经过液体分布器均匀分布在蒸馏塔填料上，经过下部的夹套换热器加热至105℃，吸收完成液中的三溴化钠经过水蒸汽加热后分解成溴化钠和溴蒸气，溴蒸气与少量水蒸汽将从蒸馏塔塔顶蒸出，蒸馏后的母液为溴化钠溶液，溴化钠溶液经步骤（6）与吸收完成液热交换冷却后返回步骤（4）的吸收工序中作为吸收剂使用，吸收完成液在蒸馏塔中发生如下反应：
（8）冷却
从步骤（7）蒸馏塔蒸出的含有溴和水的气体混合物，经过冷却水冷却后，生成含水较多的粗产品。
（9）分离
利用溴与水的比重不同，粗产品经过分离后，含有少量溴的溴水返回到步骤（7）的蒸馏塔中，溴进入成品罐中。
上述工艺方法中进入步骤S5的吸收完成液中吸收的溴量在82kg/m3，每生产1吨溴素的水蒸汽的用量为1.96吨，每生产1吨溴素的溴化钠的用量为8.24 kg。
将得到的成品溴按照行业标准QB/T2021-1994进行指标检测，检测结果如下表所示：
表1 成品溴指标检测结果
由上表可以看出，达到QB/T2021-1994中的优级指标。
实施例2
图1所示，本实施例提供了一种利用光卤石母液制备溴素的方法，包括以下步骤：
（1）调整pH值
向含溴量为2.7g/L的光卤石母液中加入硫酸调整pH值，控制光卤石母液的pH值在0.6；
（2）氧化
向调整了pH值的光卤石母液中加入双氧水进行氧化，使光卤石母液中的溴离子氧化成游离溴，双氧水的加入量为理论用量的116%。
（3）空气吹出
氧化后的光卤石母液送入吹出塔顶部，吹出塔内由上至下设置有分布器、填料和分布板，光卤石母液通过吹出塔内的分布器均匀的分布在吹出塔内的填料上，吹出空气自吹出塔底分布板自下而上，与光卤石母液水逆流流动。光卤石母液中氧化后的游离溴在填料液膜层快速解吸出进入空气中，从吹出塔的顶部排出进入吸收塔中。吹出溴后的光卤石母液水自上而下排出，进入氯化镁生产车间。吹出空气与光卤石母液的体积比即气液比为500:1。
（4）吸收
自吹出塔顶部排出的含溴空气进入吸收塔，加入质量浓度为9%NaBr溶液作为吸收剂。
含溴空气中的溴被吸收到溴化钠溶液中，得到含有溴化钠-三溴化钠的吸收溶液，得到的吸收液再次回流至吸收塔中进行循环，该步骤中的NaBr溶液来自于步骤（7）蒸馏得到的母液，NaBr溶液的回流量与吸收液的循环量的体积比为1：15，检测吸收液中溴含量达标后即得到吸收完成液，吸收完成液经步骤（6）的预热工序后送入步骤（7）的蒸馏工序中。脱溴后的空气进入步骤（5）的捕沫工序中进一步净化。
（5）捕沫
将吸收塔塔底来的脱溴后的空气通入捕沫塔中，在捕沫塔内流速降低到1.0m/s以下，在捕沫塔中将吸收塔中带出的细小液滴，在填料表面聚集成长为较大的液滴，之后下降到捕沫塔底进行回收进入到吸收完成液中。经过捕沫后的空气再进入吹出塔内循环使用。
（6）预热
用蒸馏后的溴化钠溶液与吸收完成液进行热交换，将进入蒸馏塔内的吸收完成液温度提高到54℃，蒸溴后的溴化钠溶液温度降低到53℃，降温后的溴化钠溶液再经过冷却水二次冷却至28℃，进入步骤（4）吸收塔循环使用。
（7）蒸馏
蒸馏塔中由上至下设置有液体分布器和填料，蒸馏塔的下部外表面设置有夹套换热器，吸收完成液经过液体分布器均匀分布在蒸馏塔填料上，经过下部的夹套换热器加热至105℃，吸收完成液中的三溴化钠经过水蒸汽加热后分解成溴化钠和溴蒸气，溴蒸气与少量水蒸汽将从蒸馏塔顶蒸出，蒸馏后的母液为溴化钠溶液，溴化钠溶液经步骤（6）与吸收完成液热交换冷却后返回步骤（4）的吸收工序中作为吸收剂使用。
（8）冷却
从步骤（7）蒸馏塔蒸出的含有溴和水的气体混合物，经过冷却水冷却后，生成含水较多的粗产品。
（9）分离
利用溴与水的比重不同，粗产品经过分离后，含有少量溴的溴水返回到步骤（7）的蒸馏塔中，溴进入成品罐中。
上述工艺方法中进入步骤S5的吸收完成液中吸收的溴量在100kg/m3，每生产1吨溴素的水蒸汽的用量为1.88吨，每生产1吨溴素的溴化钠的用量为13.21 kg。
将得到的成品溴按照行业标准QB/T2021-1994进行指标检测，检测结果如下表所示：
表2 成品溴指标检测结果
由上表可以看出，达到QB/T2021-1994中的优级指标。
实施例3
图1所示，本实施例提供了一种利用光卤石母液制备溴素的方法，包括以下步骤：
（1）调整pH值
向含溴量为4.5g/L的光卤石母液中加入硫酸调整pH值，控制光卤石母液的pH值在1.0；
（2）氧化
向调整了pH值的光卤石母液中加入双氧水进行氧化，使光卤石母液中的溴离子氧化成游离溴，双氧水的加入量为理论用量的115%。
（3）空气吹出
氧化后的光卤石母液送入吹出塔顶部，吹出塔内由上至下设置有分布器、填料和分布板，光卤石母液通过吹出塔内的分布器均匀的分布在吹出塔内的填料上，吹出空气自吹出塔底分布板自下而上，与光卤石母液水逆流流动。光卤石母液中氧化后的游离溴在填料液膜层快速解吸出进入空气中，从吹出塔的顶部排出进入吸收塔中。吹出溴后的光卤石母液水自上而下排出，进入氯化镁生产车间。吹出空气与光卤石母液的体积比即气液比为600：1。
（4）吸收
自吹出塔顶部排出的含溴空气进入吸收塔，加入质量浓度为11%NaBr溶液作为吸收剂。
含溴空气中的溴被吸收到溴化钠溶液中，得到含有溴化钠-三溴化钠的吸收溶液，得到的吸收液再次回流至吸收塔中进行循环，该步骤中的NaBr溶液来自于步骤（7）蒸馏得到的母液，NaBr溶液的回流量与吸收液的循环量的体积比为1：17，检测吸收液中溴含量达标后即得到吸收完成液，吸收完成液经步骤（6）的预热工序后送入步骤（7）的蒸馏工序中。脱溴后的空气进入步骤（5）的捕沫工序中进一步净化。
（5）捕沫
将吸收塔塔底来的脱溴后的空气通入捕沫塔中，在捕沫塔内流速降低到1.0m/s以下，在捕沫塔中将吸收塔中带出的细小液滴，在填料表面聚集成长为较大的液滴，之后下降到捕沫塔底进行回收进入到吸收完成液中。经过捕沫后的空气再进入吹出塔内循环使用。
（6）预热
用蒸馏后的溴化钠溶液与吸收完成液进行热交换，将进入蒸馏塔内的吸收完成液温度提高到55℃，蒸溴后的溴化钠溶液温度降低到52℃，降温后的溴化钠溶液再经过冷却水二次冷却至30℃，进入步骤（4）吸收塔循环使用。
（7）蒸馏
经过预热的吸收完成液进入蒸馏塔中，蒸馏塔中由上至下设置有液体分布器和填料，蒸馏塔的下部外表面设置有夹套换热器，吸收完成液经过液体分布器均匀分布在蒸馏塔填料上，经过下部的夹套换热器加热至106℃，吸收完成液中的三溴化钠经过水蒸汽加热后分解成溴化钠和溴蒸气，溴蒸气与少量水蒸汽将从蒸馏塔塔顶蒸出，蒸馏后的母液为溴化钠溶液，溴化钠溶液经步骤（6）与吸收完成液热交换冷却后返回步骤（4）的吸收工序中作为吸收剂使用。
（8）冷却
从步骤（7）蒸馏塔蒸出的含有溴和水的气体混合物，经过冷却水冷却后，生成含水较多的粗产品。
（9）分离
利用溴与水的比重不同，粗产品经过分离后，含有少量溴的溴水返回到步骤（7）的蒸馏塔中，溴进入成品罐中。
上述工艺方法中进入步骤S5的吸收完成液中吸收的溴量在105kg/m3，每生产1吨溴素的水蒸汽的用量为1.73吨，每生产1吨溴素的溴化钠的用量为11.52 kg。
将得到的成品溴按照行业标准QB/T2021-1994进行指标检测，检测结果如下表所示：
表3 成品溴指标检测结果
由上表可以看出，达到QB/T2021-1994中的优级指标。
实施例4
图1所示，本实施例提供了一种利用光卤石母液制备溴素的方法，包括以下步骤：
（1）调整pH值
向含溴量为5.0g/L的光卤石母液中加入硫酸调整pH值，控制光卤石母液的pH值在1.4；
（2）氧化
向调整了pH值的光卤石母液中加入双氧水进行氧化，使光卤石母液中的溴离子氧化成游离溴，双氧水的加入量为理论用量的110%。
（3）空气吹出
氧化后的光卤石母液送入吹出塔顶部，吹出塔内由上至下设置有分布器、填料和分布板，光卤石母液通过吹出塔内的分布器均匀的分布在吹出塔内的填料上，吹出空气自吹出塔底分布板自下而上，与光卤石母液水逆流流动。光卤石母液中氧化后的游离溴在填料液膜层快速解吸出进入空气中，从吹出塔的顶部排出进入吸收塔中。吹出溴后的光卤石母液水自上而下排出，进入氯化镁生产车间。吹出空气与光卤石母液的体积比即气液比为650：1。
（4）吸收
自吹出塔顶部排出的含溴空气进入吸收塔，加入质量浓度为10%NaBr溶液作为吸收剂。
空气中的溴被吸收到溴化钠溶液中，得到含有溴化钠-三溴化钠的吸收溶液，得到的吸收液再次回流至吸收塔中进行循环，该步骤中的NaBr溶液来自于步骤（7）蒸馏得到的母液，NaBr溶液的回流量与吸收液的循环量的体积比为1：18，检测吸收液中溴含量达标后即得到吸收完成液，吸收完成液经步骤（6）的预热工序后送入步骤（7）的蒸馏工序中。脱溴后的空气进入步骤（5）的捕沫工序中进一步净化。
（5）捕沫
将吸收塔塔底来的脱溴后的空气通入捕沫塔中，在捕沫塔内流速降低到1.0m/s以下，在捕沫塔中将吸收塔中带出的细小液滴，在填料表面聚集成长为较大的液滴，之后下降到捕沫塔底进行回收进入到吸收完成液中。经过捕沫后的空气再进入吹出塔内循环使用。
（6）预热
用蒸馏后的溴化钠溶液与吸收完成液进行热交换，将进入蒸馏塔内的吸收完成液温度提高到55℃，蒸溴后的溴化钠溶液温度降低到50℃，降温后的溴化钠溶液再经过冷却水二次冷却至25℃，进入步骤（4）吸收塔循环使用。
（7）蒸馏
经过预热的吸收完成液进入蒸馏塔中，蒸馏塔中由上至下设置有液体分布器和填料，蒸馏塔的下部外表面设置有夹套换热器，吸收完成液经过液体分布器均匀分布在蒸馏塔填料上，经过下部的夹套换热器加热至107℃，吸收完成液中的三溴化钠经过水蒸汽加热后分解成溴化钠和溴蒸气，溴蒸气与少量水蒸汽将从蒸馏塔塔顶蒸出，蒸馏后的母液为溴化钠溶液经步骤（6）与吸收完成液热交换冷却后返回步骤（4）的吸收工序中作为吸收剂使用。
（8）冷却
从步骤（7）蒸馏塔蒸出的含有溴和水的气体混合物，经过冷却水冷却后，生成含水较多的粗产品。
（9）分离
利用溴与水的比重不同，粗产品经过分离后，含有少量溴的溴水返回到步骤（7）的蒸馏塔中，溴进入成品罐中。
上述工艺方法中进入步骤S5的吸收完成液中吸收的溴量在110kg/m3，每生产1吨溴素的水蒸汽的用量为1.67吨，每生产1吨溴素的溴化钠的用量为10.08 kg。
将得到的成品溴按照行业标准QB/T2021-1994进行指标检测，检测结果如下表所示：
表4 成品溴指标检测结果
由上表可以看出，达到QB/T2021-1994中的优级指标。
实施例5
图1所示，本实施例提供了一种利用光卤石母液制备溴素的方法，包括以下步骤：
（1）调整pH值
向含溴量为7.5g/L的光卤石母液中加入硫酸调整pH值，控制光卤石母液的pH值在1.4；
（2）氧化
向调整了pH值的光卤石母液中加入双氧水进行氧化，使光卤石母液中的溴离子氧化成游离溴，双氧水的加入量为理论用量的120%。
（3）空气吹出
氧化后的光卤石母液送入吹出塔顶部，吹出塔内由上至下设置有分布器、填料和分布板，光卤石母液通过吹出塔内的分布器均匀的分布在吹出塔内的填料上，吹出空气自吹出塔底分布板自下而上，与光卤石母液水逆流流动。光卤石母液中氧化后的游离溴在填料液膜层快速解吸出进入空气中，从吹出塔的顶部排出进入吸收塔中。吹出溴后的光卤石母液水自上而下排出，进入氯化镁生产车间。吹出空气与光卤石母液的体积比即气液比为680：1。
（4）吸收
自吹出塔顶部排出的含溴空气进入吸收塔，加入质量浓度为12%NaBr溶液作为吸收剂。
含溴空气中的溴被吸收到溴化钠溶液中，得到含有溴化钠-三溴化钠的吸收溶液，得到的吸收液再次回流至吸收塔中进行循环，该步骤中的NaBr溶液来自于步骤（7）蒸馏得到的母液，NaBr溶液的回流量与吸收液的循环量的体积比为1：20，检测吸收液中溴含量达标后即得到吸收完成液，吸收完成液经步骤（6）的预热工序后送入步骤（7）的蒸馏工序中。脱溴后的空气进入步骤（5）的捕沫工序中进一步净化。
（5）捕沫
将吸收塔塔底来的脱溴后的空气通入捕沫塔中，在捕沫塔内流速降低到1.0m/s以下，在捕沫塔中将吸收塔中带出的细小液滴，在填料表面聚集成长为较大的液滴，之后下降到捕沫塔底进行回收进入到吸收完成液中。经过捕沫后的空气再进入吹出塔内循环使用。
（6）预热
用蒸馏后的溴化钠溶液与吸收完成液进行热交换，将进入蒸馏塔内的吸收完成液温度提高到55℃，蒸溴后的溴化钠溶液温度降低到60℃，降温后的溴化钠溶液再经过冷却水二次冷却至25℃，进入步骤（4）吸收塔循环使用。
（7）蒸馏
经过预热的吸收完成液进入蒸馏塔中，蒸馏塔中由上至下设置有液体分布器和填料，蒸馏塔的下部外表面设置有夹套换热器，吸收完成液经过液体分布器均匀分布在蒸馏塔填料上，经过下部的夹套换热器加热至107℃，吸收完成液中的三溴化钠经过水蒸汽加热后分解成溴化钠和溴蒸气，溴蒸气与少量水蒸汽将从蒸馏塔塔顶蒸出，蒸馏后的母液为溴化钠溶液经步骤（6）与吸收完成液热交换冷却后返回步骤（4）的吸收工序中作为吸收剂使用。
（8）冷却
从步骤（7）蒸馏塔蒸出的含有溴和水的气体混合物，经过冷却水冷却后，生成含水较多的粗产品。
（9）分离
利用溴与水的比重不同，粗产品经过分离后，含有少量溴的溴水返回到步骤（7）的蒸馏塔中，溴进入成品罐中。
上述工艺方法中进入步骤S5的吸收完成液中吸收的溴量在120kg/m3，每生产1吨溴素的水蒸汽的用量为1.52吨，每生产1吨溴素的溴化钠的用量为8.21 kg。
将得到的成品溴按照行业标准QB/T2021-1994进行指标检测，检测结果如下表所示：
表5 成品溴指标检测结果
由上表可以看出，达到QB/T2021-1994中的优级指标。
对比例1
一种利用光卤石母液制备溴素的方法，包括以下步骤：
（1）预热
将含溴量为7.5g/L的光卤石母液预热至55℃；
（2）蒸馏
将预热后的光卤石母液通入蒸馏塔的上部，同时在蒸馏塔底部加入溴氧化用的氯气、蒸馏用的水蒸汽。光卤石母液与氯气在蒸馏塔中发生氧化反应，反应方程式如下：
2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
MgBr2+Cl2=Br2+MgCl2。
使光卤石母液中的溴离子氧化成游离溴，随水蒸汽从蒸馏塔的顶部一起蒸出得到溴与水的气体混合物，配氯率为110%。
（3）冷却
从步骤（2）蒸馏塔蒸出的含有溴和水的气体混合物，经过冷却水冷却后，生成含水较多的粗产品。
（4）分离
利用溴与水的比重不同，粗产品经过分离后，含有少量溴的溴水返回到步骤（2）的蒸馏塔中，溴进入成品罐中。
上述工艺方法中每生产1吨溴素的氯气用量为530.50kg，每生产1吨溴素的水蒸汽的用量18.46吨。
将得到的成品溴按照行业标准QB/T2021-1994进行指标检测，检测结果如下表所示：
表6 成品溴指标检测结果
由上表可以看出，达到QB/T2021-1994中的一级指标。
对比例2
一种利用光卤石母液制备溴素的方法，包括以下步骤：
（1）预热
将含溴量为2.5g/L的光卤石母液预热至55℃；
（2）蒸馏
将预热后的光卤石母液通入蒸馏塔的上部，同时在蒸馏塔底部加入溴氧化用的氯气、蒸馏用的水蒸汽。光卤石母液与氯气在蒸馏塔中发生氧化反应，反应方程式如下：
2NaBr+Cl2=Br2+2NaCl
MgBr2+Cl2=Br2+MgCl2。
使光卤石母液中的溴离子氧化成游离溴，随水蒸汽从蒸馏塔的顶部一起蒸出得到溴与水的气体混合物，配氯率为112%。
（3）冷却
从步骤（2）蒸馏塔蒸出的含有溴和水的气体混合物，经过冷却水冷却后，生成含水较多的粗产品。
（4）分离
利用溴与水的比重不同，粗产品经过分离后，含有少量溴的溴水返回到步骤（2）的蒸馏塔中，溴进入成品罐中。
上述工艺方法中每生产1吨溴素的氯气用量为539.64kg，每生产1吨溴素的水蒸汽的用量48.74吨。
将得到的成品溴按照行业标准QB/T2021-1994进行指标检测，检测结果如下表所示：
表7 成品溴指标检测结果
由上表可以看出，达到QB/T2021-1994中的一级指标。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种利用光卤石母液制备溴素的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：向光卤石母液中加入酸调整pH值至0.6-1.6，光卤石母液含溴量范围为2.5-7.8g/L；
S2：向步骤S1处理后的光卤石母液中加入双氧水进行氧化反应，双氧水的加入量为理论用量的100-120%；
S3：将氧化反应后的光卤石母液与空气进行逆流吹出，得到含溴空气和吹出后母液，使用吹出塔进行逆流吹出，氧化反应后的光卤石母液由吹出塔顶部进入，吹出空气与吹出塔底部进入，吹出空气与光卤石母液的气液体积比为（300-700）：1；
S4：将步骤S3得到的含溴空气与吸收剂反应得到吸收液和脱溴后空气，得到的吸收液回流与含溴空气循环反应若干次后得到吸收完成液；
S5：将步骤S4得到的吸收完成液与热介质进行热交换用以预热吸收完成液；
S6：将预热后的吸收完成液进行蒸馏得到溴化钠溶液和溴蒸气；
S7：将步骤S6得到的溴蒸气经过冷却、分离后得到溴素产品；
所述步骤S5的热介质为步骤S6得到的溴化钠溶液，与吸收完成液热交换后的溴化钠溶液回流至步骤S4中作为吸收剂与含溴空气中的溴反应，溴化钠溶液的回流量和与吸收液的循环量的体积比为1：（10-20）；所述步骤S4中的溴化钠溶液的质量浓度为8%-12%，进入步骤S5的吸收完成液的吸收溴量为80-120 g/L。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S5中热交换后的溴化钠溶液温度降低到50-60℃，降温后的溴化钠溶液冷却至20-35℃后循环至步骤S4中与含溴空气反应。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S6的蒸馏过程中的吸收完成液被加热至105-110℃，生成溴化钠溶液和溴蒸气。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S4产生的脱溴后空气自底部通入捕沫塔中，捕沫塔底部的排出的液体回收进入到吸收完成液中，经过捕沫塔的脱溴后空气通入步骤S2中循环使用。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤S5的吸收完成液预热至50-55℃。
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