一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置的制作方法

1.本技术涉及溴化钠制备技术领域，特别涉及一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置。


背景技术：

2.碱法吸收提溴工艺主要原料为纯碱、尿素和氯气，碱液的利用率一般为80-90％，产品溴化钠含纯80％左右，常用的吸收剂为纯碱、纯化水和尿素，其主要过程如下：
3.氧化：2br-+cl2→
2cl-+br24.吸收：3br2+3na2co3→
nabro3+5nabr+3co25.3br2+3na2co3+nh2conh2→
6nabr+4co2+n2+2h2o
6.碱法吸收工艺成熟可靠稳定，操作过程易于控制，但是碱液的利用率一般为80-90％；实践证明工业化生产过程吸收产品中各组分含量约：溴化钠：70％，溴酸钠8.0％，氯化钠5.0％，碱性物质16％，水分1.0％。
7.生产溴化钠需除去碱法提溴吸收液中的溴酸钠、氯化钠和其他物质。其中，去除溴酸钠主要采用化学反应法：化学法利用酸性环境下溴离子与溴酸根离子发生氧化还原反应生成溴素，进而与还原性物质反应生成氢溴酸，氢溴酸与碱中和生成溴化钠。为了实现上述氧化还原过程所需的酸性环境，在实际生产过程中加入盐酸或者硫酸，不可避免地将盐酸或者硫酸杂质离子引入至体系中，增大溴化钠的提纯难度。该问题亟待解决。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，实现上述氧化还原过程所需的酸性环境，并避免将盐酸或者硫酸杂质离子引入至体系中，影响溴化钠的提纯。
9.为此，本实用新型提供一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其设有酸接收罐、管道混合器、蒸馏浓缩塔、溴素吸收塔、氢溴酸精馏塔、及离心机；酸接收罐的出料管通过氢溴酸输出管道与管道混合器的介质入口管相连通，氢溴酸输出管道上安装连通设有第一液体泵，氢溴酸输出管道上还汇合连通设有碱法提溴吸收液输入管道；管道混合器的介质出口管与蒸馏浓缩塔的入料管通过混合液输出管道相连通，蒸馏浓缩塔的放料管通过浓缩液输送管道与离心机的入料口相连通；蒸馏浓缩塔的出气管通过输溴管道与溴素吸收塔的气体进管相连通，溴素吸收塔的液体出口管通过氢溴酸混合溶液输送管道与氢溴酸精馏塔的进料管相连通，氢溴酸混合溶液输送管道上安装连通设有第三液体泵；氢溴酸精馏塔的气相出口管通过氢溴酸输入管道与酸接收罐的入料管相连通，氢溴酸输入管道安装连通设有冷凝器。
10.优选的，离心机的第一出料口通过离心液回用管道与碱法提溴吸收液输入管道汇合连通，离心液回用管道上安装连通设有第二液体泵。
11.优选的，氢溴酸混合溶液输送管道安装连通设有换热器，换热器安装设置在位于
第三液体泵的输出口端的氢溴酸混合溶液输送管道上。
12.优选的，氢溴酸输出管道上安装设有第一流量计和第一流量调节阀；碱法提溴吸收液输入管道上安装设有第二流量计和第二流量调节阀；混合液输出管道上安装设有氧化还原电位测定仪。
13.优选的，位于蒸馏浓缩塔内的填料层下方的塔身上安装设有玻璃视孔。
14.优选的，溴素吸收塔的塔底设有液位计。
15.优选的，酸接收罐通过第一抽真空管道连通抽真空装置；氢溴酸精馏塔通过第二抽真空管道连通抽真空装置。
16.优选的，蒸馏浓缩塔的放料管与浓缩液输送管道之间还安装设有釜式再沸器；蒸馏浓缩塔的放料管与釜式再沸器的进口管相连通，釜式再沸器的蒸汽出口与蒸馏浓缩塔的水蒸气入口管相连通；釜式再沸器的出口管通过浓缩液输送管道与离心机的入料口相连通，浓缩液输送管道上安装连通设有第四液体泵。
17.本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其结构简单，利用过程产生的氢溴酸调节吸收液氧化还原过程所需的酸性环境，且产生废酸可用于提溴过程，整个过程安全、环保，从而避免加入其他酸(盐酸、硫酸等)引入杂质离子至体系中，实现酸循环利用的同时便于下步溴化钠结晶过程的纯化，可以很好的实现吸收液组分的化学分离，生产出高纯度溴化钠。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型装置实施例1所示的工作流程示意图；
20.图2为本实用新型装置实施例2所示的工作流程示意图；
21.图3为本实用新型装置实施例3所示的工作流程示意图。
22.附图标记：1.酸接收罐；2.管道混合器；3.蒸馏浓缩塔；4.溴素吸收塔；5.氢溴酸精馏塔；6.离心机；7.氢溴酸输出管道；8.第一液体泵；9.混合液输出管道；10.离心液回用管道；11.输溴管道；12.氢溴酸混合溶液输送管道；13.第三液体泵；14.氢溴酸输入管道；15.冷凝器；16.换热器；17.第一流量计；18.第二流量计；19.氧化还原电位测定仪；20.玻璃视孔；21.吸收液入料管；22.残液排料管；23.第二液体泵；24.第一流量调节阀；25.第二流量调节阀；26.水蒸气入口管；27.抽真空装置；28.第一抽真空管道；29.第二抽真空管道；30.排空管；31.浓缩液输送管道；32.第四液体泵；33.釜式再沸器；34.碱法提溴吸收液输入管道。
具体实施方式
23.为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。本实用新型中所使用的方法如无特殊规定，均为常
规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。
24.实施例1：
25.由图1所示，本实用新型提供一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其设有酸接收罐1、管道混合器2、蒸馏浓缩塔3、溴素吸收塔4、氢溴酸精馏塔5、及离心机6；酸接收罐1的出料管通过氢溴酸输出管道7与管道混合器2的介质入口管相连通，氢溴酸输出管道7上安装连通设有第一液体泵8，氢溴酸输出管道7上还汇合连通设有碱法提溴吸收液输入管道34；管道混合器2的介质出口管与蒸馏浓缩塔3的入料管通过混合液输出管道9相连通，蒸馏浓缩塔3的放料管通过浓缩液输送管道31与离心机6的入料口相连通；蒸馏浓缩塔3的出气管通过输溴管道11与溴素吸收塔4的气体进管相连通，溴素吸收塔4的液体出口管通过氢溴酸混合溶液输送管道12与氢溴酸精馏塔5的进料管相连通，氢溴酸混合溶液输送管道12上安装连通设有第三液体泵13；氢溴酸精馏塔5的气相出口管通过氢溴酸输入管道14与酸接收罐1的入料管相连通，氢溴酸输入管道14安装连通设有冷凝器15。
26.本实用新型的工作原理为：酸接收罐1用于收集储存来自氢溴酸精馏塔5的氢溴酸，酸接收罐1内的氢溴酸通过氢溴酸输出管道7与碱法提溴吸收液输入管道34的碱法提溴吸收液汇合后，进入管道混合器2内混合反应后生成溴化钠混合溶液，生成的溴化钠混合溶液内包括溴化钠、溴素、水等物质，碱法提溴吸收液内包括溴化钠、溴酸钠等物质，反应机理为：碱法提溴吸收液内的溴酸钠与氢溴酸汇合后在管道混合器2内混合发生反应生成溴化钠和水，形成上述溴化钠混合溶液；溴化钠混合溶液通过混合液输出管道9进入蒸馏浓缩塔3内。蒸馏浓缩塔3内兼反应、气提、浓缩过程，一方面，蒸馏浓缩塔3产生的水蒸气和溴气一起馏出通过输溴管道11进入溴素吸收塔4内，与从吸收液入料管21进入溴素吸收塔4内的吸收液发生反应生成氢溴酸，该吸收液通常为硫代硫酸钠、草酸等还原性物质水溶液，生成的氢溴酸连同部分水经氢溴酸混合溶液输送管道12进入氢溴酸精馏塔5内进行精馏，产生的溴化氢进入氢溴酸输入管道14，经冷凝器15冷凝为氢溴酸，进入酸接收罐1内，即由酸接收罐1收集储存来自氢溴酸精馏塔5的氢溴酸。然后酸接收罐1内的氢溴酸如上所述再次通过氢溴酸输出管道7与来自碱法提溴吸收液输入管道34的碱法提溴吸收液汇合后进入管道混合器2内混合反应后生成溴化钠混合溶液
……
，整个过程可以连续生产运行，其中，在氢溴酸输出管道7上安装连通设有第一液体泵8，在氢溴酸混合溶液输送管道12安装连通设有第三液体泵13，作为整个过程循环往复的动力，实现本实用新型的连续生产；另一方面，蒸馏浓缩塔3浓缩产生溴化钠混合溶液，浓缩产生的溴化钠混合溶液包括溴化钠和少量氯化钠物质，然后浓缩产生的溴化钠混合溶液通过浓缩液输送管道31进入离心机6内，离心完成后，离心机6的第二出料口得到溴化钠，经烘干得到高纯固体溴化钠。
27.作为优选，氢溴酸混合溶液输送管道12安装连通设有换热器16，换热器16安装设置在位于第三液体泵13的输出口端的氢溴酸混合溶液输送管道12上。使溴素吸收塔4产生的溴化氢连同部分水在进入氢溴酸精馏塔5之前完成进料预热，有助于氢溴酸精馏塔5内的氢溴酸精馏。
28.作为优选，氢溴酸输出管道7上分别安装设有第一流量计17和第一流量调节阀24，其中，第一流量计17用于测量氢溴酸的流量，第一流量调节阀24用于控制氢溴酸的流量；碱法提溴吸收液输入管道34上分别安装设有第二流量计18和第二流量调节阀25，其中，第二流量计18用于测量碱法提溴吸收液的流量，第二流量调节阀25用于控制碱法提溴吸收液的
流量；混合液输出管道9上安装设有氧化还原电位测定仪19，氧化还原电位测定仪19用于测定氢溴酸和碱法提溴吸收液混合反应后的氧化还原电位，氧化还原电位的变化，反映氢溴酸和碱法提溴吸收液混合反应程度，从而便于操作人员根据氧化还原电位测定仪19显示的氧化还原电位的变化情况，分别调节氢溴酸、碱法提溴吸收液的进料流量。
29.作为优选，位于蒸馏浓缩塔3内的填料层下方的塔身上安装设有玻璃视孔20，便于观察塔内溴素蒸馏、以及溴化钠溶液的浓缩状态，进而根据实际情况调节塔底蒸汽流量大小，工艺简单可靠。
30.作为优选，溴素吸收塔4的塔底设有液位计，通过液位调节底部出料量。
31.作为优选，酸接收罐1、氢溴酸精馏塔5分别通过第一抽真空管道28、第二抽真空管道29连通外部抽真空装置27，抽真空装置27包括真空泵。在实际生产前，打开抽真空装置27，先将酸接收罐1、氢溴酸精馏塔5进行抽真空，保持酸接收罐1、氢溴酸精馏塔5内为-0.2mpa至-0.3mpa，然后关闭抽真空装置27；在生产过程中，酸接收罐1、氢溴酸精馏塔5内始终保持负压状态，这种负压状态使内部氢溴酸沸点降低，蒸馏所需能耗降低，从而大大降低蒸馏所需能耗。
32.本实用新型提供一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其结构简单，利用过程产生的氢溴酸调节吸收液氧化还原过程所需的酸性环境，且产生废酸可用于提溴过程，整个过程安全、环保，从而避免加入其他酸(盐酸、硫酸等)引入杂质离子至体系中，实现酸循环利用的同时便于下步溴化钠结晶过程的纯化，可以很好的实现吸收液组分的化学分离，生产出高纯度溴化钠。
33.实施例2：
34.由图2所示，在实施例1的基础上，本实用新型提供一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，在离心机6的第一出料口还通过离心液回用管道10与碱法提溴吸收液输入管道34汇合连通，离心液回用管道10上安装连通设有第二液体泵23。
35.蒸馏浓缩塔3浓缩产生的溴化钠混合溶液通过浓缩液输送管道31进入离心机6内，离心完成后，离心机6的第一出料口向离心液回用管道10排放离心母液，该离心母液在第二液体泵23的动力输送下，离心液回用管道10内的离心母液进入碱法提溴吸收液输入管道34内，与碱法提溴吸收液输入管道34内的碱法提溴吸收液汇合，形成混合溶液。然后，该混合溶液输送至氢溴酸输出管道7内，与来自酸接收罐1的氢溴酸相汇合进入管道混合器2内混合反应后生成溴化钠混合溶液。该离心母液包括溴化钠、氯化钠等物质。
36.作为优选，第二流量计18用于测量离心母液和碱法提溴吸收液的混合液的流量，第二流量调节阀25用于控制离心母液和碱法提溴吸收液的混合液的流量；氧化还原电位测定仪19氧化还原电位的变化反映氢溴酸和离心母液、碱法提溴吸收液混合反应程度，从而便于操作人员根据氧化还原电位测定仪19显示的氧化还原电位的变化情况，分别调节氢溴酸、离心母液和碱法提溴吸收液的混合液的进料流量。
37.实施例2的其他内容与实施例1相同，在此不再累述。
38.实施例3：
39.由图3所示，在实施例2的基础上，本实用新型提供一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，蒸馏浓缩塔3的放料管与浓缩液输送管道31之间还安装设有釜式再沸器33；蒸馏浓缩塔3的放料管与釜式再沸器33的进口管相连通，釜式再沸器33的蒸汽
出口与蒸馏浓缩塔3的水蒸气入口管26相连通；釜式再沸器33的出口管通过浓缩液输送管道31与离心机6的入料口相连通，浓缩液输送管道31上安装连通设有第四液体泵32。使用釜式再沸器33，将蒸馏浓缩塔3浓缩产生的溴化钠混合溶液中的一部分水进一步汽化浓缩，一方面，汽化产生的水蒸气返回蒸馏浓缩塔3内作气相回流；另一方面，进一步浓缩溴化钠混合溶液；进一步浓缩的溴化钠混合溶液在第四液体泵32的动力输送下，通过浓缩液输送管道31输送至离心机6。
40.实施例3的其他内容与实施例2相同，在此不再累述。
41.需要说明的是：
42.(1)蒸馏浓缩塔3内优选设有填料层，材质为耐酸腐蚀材质，且底部通过水蒸气入口管26向蒸馏浓缩塔3内通入水蒸汽，用于为蒸馏浓缩塔3提供热量，其中，部分水蒸气随着蒸馏浓缩塔3产生的水蒸气和溴气一起馏出。
43.(2)溴素吸收塔4内优选设有填料层，材质为耐酸腐蚀材质；塔顶优选设排空管30，平衡塔内压力。溴素吸收塔4塔式吸收过程较为彻底，过程控制简单。
44.(3)氢溴酸精馏塔5内优选设有填料层，材质为耐酸腐蚀材质；塔底蒸馏残液从其残液排料管22连续出液，其中该塔底蒸馏残液包括钠盐、氢溴酸物质。
45.(4)第一液体泵8优选为动力式泵，第二液体泵23、第三液体泵13优选为转料泵。
46.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要说明的是，在上述的实施方式中，所述的“第一”、“第二”和“第三”并不代表结构和/或功能上的绝对区分关系，也不代表先后的执行顺序，而仅仅是为了描述的方便。
47.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其特征在于，其设有酸接收罐(1)、管道混合器(2)、蒸馏浓缩塔(3)、溴素吸收塔(4)、氢溴酸精馏塔(5)、及离心机(6)；所述酸接收罐(1)的出料管通过氢溴酸输出管道(7)与所述管道混合器(2)的介质入口管相连通，所述氢溴酸输出管道(7)上安装连通设有第一液体泵(8)，所述氢溴酸输出管道(7)上还汇合连通设有碱法提溴吸收液输入管道(34)；所述管道混合器(2)的介质出口管与所述蒸馏浓缩塔(3)的入料管通过混合液输出管道(9)相连通，所述蒸馏浓缩塔(3)的放料管通过浓缩液输送管道(31)与所述离心机(6)的入料口相连通；所述蒸馏浓缩塔(3)的出气管通过输溴管道(11)与所述溴素吸收塔(4)的气体进管相连通，所述溴素吸收塔(4)的液体出口管通过氢溴酸混合溶液输送管道(12)与所述氢溴酸精馏塔(5)的进料管相连通，所述氢溴酸混合溶液输送管道(12)上安装连通设有第三液体泵(13)；所述氢溴酸精馏塔(5)的气相出口管通过氢溴酸输入管道(14)与所述酸接收罐(1)的入料管相连通，所述氢溴酸输入管道(14)安装连通设有冷凝器(15)。2.根据权利要求1所述的一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其特征在于，所述离心机(6)的第一出料口通过离心液回用管道(10)与所述碱法提溴吸收液输入管道(34)汇合连通，所述离心液回用管道(10)上安装连通设有第二液体泵(23)。3.根据权利要求1所述的一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其特征在于，所述氢溴酸混合溶液输送管道(12)安装连通设有换热器(16)，所述换热器(16)安装设置在位于所述第三液体泵(13)的输出口端的所述氢溴酸混合溶液输送管道(12)上。4.根据权利要求1所述的一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其特征在于，所述氢溴酸输出管道(7)上安装设有第一流量计(17)和第一流量调节阀(24)；所述碱法提溴吸收液输入管道(34)上安装设有第二流量计(18)和第二流量调节阀(25)；所述混合液输出管道(9)上安装设有氧化还原电位测定仪(19)。5.根据权利要求1所述的一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其特征在于，位于所述蒸馏浓缩塔(3)内的填料层下方的塔身上安装设有玻璃视孔(20)。6.根据权利要求1所述的一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其特征在于，所述溴素吸收塔(4)的塔底设有液位计。7.根据权利要求1所述的一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其特征在于，所述酸接收罐(1)通过第一抽真空管道(28)连通抽真空装置(27)；所述氢溴酸精馏塔(5)通过第二抽真空管道(29)连通所述抽真空装置(27)。8.根据权利要求1-7任一项所述的一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其特征在于，所述蒸馏浓缩塔(3)的放料管与所述浓缩液输送管道(31)之间还安装设有釜式再沸器(33)；所述蒸馏浓缩塔(3)的放料管与所述釜式再沸器(33)的进口管相连通，所述釜式再沸器(33)的蒸汽出口与所述蒸馏浓缩塔(3)的水蒸气入口管(26)相连通；所述釜式再沸器(33)的出口管通过所述浓缩液输送管道(31)与所述离心机(6)的入料口相连通，所述浓缩液输送管道(31)上安装连通设有第四液体泵(32)。

技术总结
本实用新型提供了一种碱法提溴吸收液制备高纯溴化钠的连续化生产装置，其解决了目前去除溴酸钠加入盐酸或硫酸，不可避免地将杂质离子引入至体系中，增大溴化钠的提纯难度的技术问题，其设有酸接收罐，酸接收罐通过氢溴酸输出管道与管道混合器连通，氢溴酸输出管道上安装第一液体泵，氢溴酸输出管道上还汇合连通设有碱法提溴吸收液输入管道；管道混合器与蒸馏浓缩塔通过混合液输出管道连通，蒸馏浓缩塔与离心机连通；蒸馏浓缩塔通过输溴管道与溴素吸收塔连通，溴素吸收塔的通过输溴管道与氢溴酸精馏塔连通，输溴管道上安装第三液体泵；氢溴酸精馏塔通过氢溴酸输入管道与酸接收罐连通，氢溴酸输入管道连通冷凝器，可广泛应用于溴化钠制备技术领域。溴化钠制备技术领域。溴化钠制备技术领域。


技术研发人员：张元磊 汪少峰 邢晓华 杨寒华 朱成才
受保护的技术使用者：山东天一化学股份有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/21