簡(jiǎn)述溴素生產(chǎn)的工藝流程及過程

1、簡(jiǎn)述溴素生產(chǎn)的工藝流程及過程我化工廠為以生產(chǎn)海水鹽化工產(chǎn)品為主導(dǎo)的化工企業(yè)，主要產(chǎn)品為氯化鉀、氯化鎂、 硫酸鎂、溴素等。其中溴素的年產(chǎn)量約為 550 噸，為我化工廠主要化工產(chǎn)品之一。我廠生 產(chǎn)的溴素產(chǎn)品為一種赤褐色發(fā)煙液體，在室溫時(shí)暴露于空氣中揮發(fā)，生成紅棕色蒸汽，具 有強(qiáng)烈刺激性惡臭味，能引起流淚、咳嗽、喉痛、頭暈、頭痛和鼻出血，濃度較高時(shí)還會(huì) 引起窒息和支氣管炎，甚至引起死亡。溴素的用途廣泛，與許多工業(yè)部門都有關(guān)聯(lián)。大量 的溴用于石油工業(yè)，制造二溴乙烯，作為石油燃料的抗爆劑。在塑料工業(yè)中，溴系列的阻 燃劑日益發(fā)展，使塑料制品的防火性能顯著提高。溴素在工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展中也起到越來 越重要的作

2、用。我廠生產(chǎn)的溴素產(chǎn)品原料為光鹵石母液，其主要的生產(chǎn)原理為氯氣氧化水蒸氣蒸餾法 制取溴素。 其簡(jiǎn)單過程為光鹵石母液和氯氣在蒸餾塔內(nèi)接觸， 氯與溴離子交換， 溴被游離， 再用水蒸氣加熱蒸餾，經(jīng)冷凝、分離精餾得到成品。氯氣氧化水蒸氣蒸餾法用化學(xué)反應(yīng)式 表示為：MgBe+CI 2 MgC2+B2一、工藝流程及過程 提取光鹵石后的母液含溴量一般為 67克/ 升。由于提取光鹵石過程中高溫濃縮，部 分氯化鎂水解，生成的氯化氫溶于鹵水中，使光鹵石母液呈酸性（pH3 5），因此用這種原料，可不必酸化。水蒸氣蒸餾法制溴工藝包括預(yù)熱、氧化、蒸餾、冷凝、分離、精餾、 尾氣吸收等過程。光鹵石母液從光鹵石沉降器上部溢流

3、入光鹵石母液槽。用泵送到高位槽，保持一定的 液位，使流出的鹵水壓力穩(wěn)定，高位槽中的光鹵石母液均勻的通過流量計(jì)進(jìn)入預(yù)熱器，用 生蒸汽加熱。預(yù)熱后自蒸餾塔頂部加入塔內(nèi)，經(jīng)分配板均勻噴淋在填料表面上，向塔的下 部流動(dòng)液氯貯存于鋼瓶?jī)?nèi)。用熱水淋浴在鋼瓶外表，加速汽化。氯氣經(jīng)過氣液分離瓶穩(wěn)定地經(jīng)流量計(jì)進(jìn)入蒸餾塔下部，沿塔上升，與流下的光鹵石母液逆向接觸，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。經(jīng)過減壓后的生蒸汽，從分氣缸的調(diào)節(jié)閥穩(wěn)定均勻地進(jìn)入蒸餾塔下部，加熱光鹵石母 液，并將游離溴汽化。溴蒸汽與水蒸氣和過量氯氣一起加熱后，容重減小，借蒸汽推動(dòng)沿 塔上升，制溴廢液容重較大，沿塔下流由于重力差，在蒸餾塔內(nèi)完成了溴與鹵水的分離。 制溴

4、廢液從塔底排出，供制造氯化鎂。溴與水混合蒸汽由塔的上部蒸餾而出，隨即引入玻璃蛇管冷凝器內(nèi)。蛇管外部用冷水 冷卻，使蒸汽凝結(jié)成液體。 這種液體除了大部分為溴之外， 還有溴水， 一起進(jìn)入分離瓶?jī)?nèi) 因?yàn)殇宓谋戎剌^溴水大 3 倍，溴在底部，溴水在上部，得到分離。溴水回流入蒸餾塔內(nèi)。 分離瓶底部的液溴含氯和有機(jī)物等雜質(zhì)，稱粗溴。粗溴流入一段精餾塔中部，經(jīng)分配板分布在塔內(nèi)的填料上并向塔底流動(dòng)。塔底是帶夾 套的搪瓷加熱釜，用生蒸汽加熱釜內(nèi)的液溴。沸點(diǎn)較高的有機(jī)物殘留于釜內(nèi)，定期排出； 沸點(diǎn)較低的溴和氯，從精餾塔頂部排出，引入玻璃蛇形管內(nèi)，外用水冷卻，重新凝結(jié)為液 體溴，這種溴仍含少量的氯。為了進(jìn)一步提純，從

5、一段精餾塔冷凝器排出的液體溴流入二段精餾塔上部，并分布在 填料表面向塔底流動(dòng)。塔底也是夾套搪瓷加熱釜，用生蒸汽加熱釜內(nèi)的液溴，溴和氯一起 汽化、揮發(fā)，沿塔上升，從頂部排出，在冷凝器內(nèi)被冷卻重新凝結(jié)，并回流入精餾釜內(nèi)。 經(jīng)過反復(fù)蒸發(fā)、凝結(jié)、回流，多次精餾，氯被徹底分離。純度更高的精溴集于釜內(nèi)，連續(xù) 排出，經(jīng)蛇形管冷卻器降溫后進(jìn)入貯溴缸，定期地經(jīng)流量瓶入壇包裝。未被冷凝器凝結(jié)的氣體中，含有溴和氯，引入回收塔下部。未預(yù)熱的光鹵石母液從頂 部加入，兩者在填料表面接觸。大部分溴和氯被鹵水吸收，回流入蒸餾塔內(nèi)。未被吸收的 不凝氣體從回收塔頂部排到大氣中去。二、主要工藝步驟（1）預(yù)熱 進(jìn)入蒸餾塔的鹵水，必須

6、先行預(yù)熱，提高它的進(jìn)塔溫度，目的是防止鹵水進(jìn)塔之后， 把已經(jīng)蒸出的溴蒸汽早期冷凝、重新被鹵水吸收，降低了溴的蒸出率。預(yù)熱的方法，普遍采用塔外預(yù)熱，在預(yù)熱器內(nèi)通過間壁用生蒸汽把鹵水加熱到一定的溫度。預(yù)熱后鹵水溫度控制原則必須高于溴的沸點(diǎn)，低于鹵水的沸點(diǎn)。純溴的沸點(diǎn)588C,光鹵石母液的沸點(diǎn)為124C。如預(yù)熱溫度低于溴沸點(diǎn)，溴蒸汽將被鹵水吸收，大量的溴在 塔內(nèi)循環(huán)，降低溴蒸出率。如預(yù)熱溫度過高，到達(dá)鹵水沸點(diǎn)，則鹵水中大量水分汽化，與 溴蒸汽一起從塔上部出溴口排出，冷凝后形成大量溴水回流，同樣造成大量的溴在塔內(nèi)循 環(huán)，降低溴收率。為了避免預(yù)熱溫度過高或過低，在生產(chǎn)中控制7080 C為宜。（2）氧化

7、氧化是為了使光鹵石母液中的溴從離子狀態(tài)的化合物轉(zhuǎn)化為分子狀態(tài)的溴。 影響氧化率的幾種因素，主要有反應(yīng)溫度、酸度、配氯率、反應(yīng)時(shí)間。在生產(chǎn)實(shí)踐中 證明，配氯率在 1 1 0 1 1 5%適宜，氧化氯可達(dá) 95%。（3）蒸餾 蒸餾的目的是把經(jīng)氧化成分子的溴與鹵水分離。蒸餾效果是影響產(chǎn)品收得率的重要環(huán) 節(jié)。所謂蒸餾就是把兩種以上物質(zhì)組成的液體混合物加熱，利用各組分沸點(diǎn)的不同，即在 相同溫度下蒸發(fā)汽化的能力不同，使混合物得到分離的一種方法。由于溴和鹵水的沸點(diǎn)不 同，當(dāng)加熱到某一溫度時(shí)，沸點(diǎn)較低的溴變?yōu)檎羝?、比重小的溴蒸汽上升，沸點(diǎn)較高的鹵 水仍為液體。再借水蒸氣的推動(dòng)力把溴汽引出，冷凝得到液溴，使溴和

8、鹵水得到了分離， 溴蒸汽冷凝后壓力減小，使混合汽不斷排出。保證溴的高蒸出率應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：出溴口的混合氣溫度、進(jìn)塔鹵溫、出溴口混合蒸 汽排出通暢、進(jìn)塔鹵水流量均勻穩(wěn)定。（4）冷凝 冷凝是采用溫度較低的冷卻劑，通過間壁傳熱方式將溫度較高的蒸汽冷卻降溫，凝結(jié) 成液體的過程。冷凝時(shí)采用的冷卻劑為常溫常壓的水。 從蒸餾塔排出的常壓混合蒸汽 （主要含溴、 水、 氯），引入耐腐蝕的玻璃蛇形管內(nèi)，外部用常溫水冷卻，將80 90C混合氣的熱量吸收，使其逐漸降溫。在冷卻過程中，因水蒸氣冷凝溫度為100C，因此當(dāng)混合氣與冷卻水接觸后，首先大量凝結(jié)的是水。溴蒸汽的冷凝溫度為 58.78 C,當(dāng)混合氣的溫度降到此溫度

9、時(shí)， 溴氣也開始冷凝成液溴。溴的冷凝溫度為 -34.5 C,用常溫水冷卻不凝結(jié)，仍保持氣體狀 態(tài)。液體水和溴的比重均比氣態(tài)氯大， 重的在下、 輕的在上， 實(shí)現(xiàn)了初步分離氯氣的目的。（5）分離 分離是指將互不相溶的兩種以上物質(zhì)分開離析的過程。有液體和固體的分離、液體和氣體的分離、液體和液體的分離、氣體和固體的分離等等。從蒸餾排出的混合汽冷凝后水 和溴均為液體。 開始溴溶解于水， 成為飽和溴水后與液溴形成兩種互不相溶的液、 液體系。 分離操作的目的就是將溴與溴水兩種液體分開離析。（6）精餾 精餾是更復(fù)雜的蒸餾過程。精餾的目的就是使經(jīng)過溴與溴水分離后得到的溴進(jìn)一步提純。分離溴水后的溴，含雜質(zhì)多，稱為

10、粗溴。粗溴含溴9396%，含氯 36%。另有沸點(diǎn)較高的有機(jī)物等。為達(dá)到工業(yè)溴的技術(shù)要求，需采用精餾方法進(jìn)行精制。精餾得到的溴， 稱為精溴。（7）回收從溴水分離排空管和各類冷凝器排出的未凝結(jié)氣體中，含有氯、溴等蒸汽和空氣等不 凝氣，俗稱尾氣?；厥盏姆椒ㄊ遣扇∥?。所謂吸收就是指用液體吸收劑吸收氣體或蒸汽 中某種物質(zhì)的過程，即是物質(zhì)從氣相或蒸汽轉(zhuǎn)入液相的過程?；驹硎抢脷怏w中各種 組分對(duì)液體吸收劑溶解度不同，將其中溶解度大的分離出來。在吸收過程中，溴、氯被吸 收劑吸收，從氣相轉(zhuǎn)入液相，稱可溶氣體；空氣等不凝氣被吸收仍為氣體，又稱惰性氣體, 從排空管排空。吸收結(jié)果不但回收了溴和氯，并使不凝氣得到分離排除，保持了整個(gè)生