[发明专利]一种含溴卤水短流程制备氢溴酸和溴化钠的方法

说明书

本发明属于盐湖、海水、地下卤水、工业废水等含溴卤水资源化利用领域，具体提供一种含溴卤水短流程制备氢溴酸和溴化钠的方法。该工艺流程主要包括：含溴卤水氧化、碱性溶液吸收、蒸馏制备氢溴酸、结晶制备溴化钠等环节。该技术提供了一种全新的卤水提溴制备氢溴酸和溴化钠的工艺方案，与传统工艺相比，大大缩短了工艺流程，工艺简单，易于工业化，应用前景广阔。

技术领域

本发明属于盐湖、海水、地下卤水、工业废水等含溴卤水资源化利用领域，涉及一种含溴卤水短流程制备氢溴酸和溴化钠的技术。该技术提供了一种全新的卤水提溴制备氢溴酸和溴化钠的工艺方案，主要包括含溴卤水氧化、碱性溶液吸收、蒸馏制备氢溴酸、结晶制备溴化钠等环节。

背景技术

溴素作为重要的化工原料，在精细化工、医药、农业、军工等领域有着广泛的应用，溴素生产原料主要来源于海水、地下卤水及盐湖卤水。目前，溴素的主要生产方法包括：空气吹出法、水蒸汽蒸馏法、空气吹出法、树脂吸附法、液膜法、气态膜法、鼓气膜法、离子交换法等。卤水提溴一般需要，氧化、精馏、冷凝、洗涤等多个单元操作步骤，整体工艺过程复杂，能耗偏高。

氢溴酸和溴化钠是两种重要的溴素下游产品，用途非常广泛。

氢溴酸可以采用溴和不同的还原剂原料进行生产，生产方法较多，各种方法的相同点是先制得氢溴酸半成品，再精制得到氢溴酸成品。目前常用的工业生产方法主要有以下四种：①赤磷法，即红磷在水中与溴作用；②初级酸法，即溴化物(钠或钾盐)与硫酸恒沸点反应；③二氧化硫法，即二氧化硫与溴在低温下反应；④合成法，即氢与溴直接反应；⑤副产氢溴酸，即有溴素参与的一些有机合成反应过程副产溴化氢气体，经水吸收后的副产物就是副产氢溴酸。作为一种具有巨大发展潜力的化工产品，氢溴酸在生产过程中存在一些问题，比如生产过程中原料利用率偏低、节能减排、保护环境等方面都需要进一步完善。

溴化钠的制备方法可分为中和法、还原法与离子交换法等几种方法。根据采用的原料不同，中和法可分为两种：一种工艺是采用氢氧化钠与氢溴酸反应；第二种是采用碳酸钠与氢溴酸反应。还原法采用的还原剂主要有尿素、过氧化氢、铁屑、草酸钠，目前工业上多采用尿素作为还原剂。目前溴化钠的制备工艺主要是中和法和尿素还原法。

本研究提供了一种新的合成HBr和NaBr的工艺流程，采用碱性物质与溴素的直接反应，一步制得两种产物，大大缩短了工艺流程。

发明内容

本发明提供了一种含溴卤水短流程制备氢溴酸和溴化钠的方法，实现含溴卤水的短流程资源化利用。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种含溴卤水短流程制备氢溴酸和溴化钠的技术，其特征在于：含溴卤水经氯气或其它强氧化剂氧化后，溴离子被氧化成溴单质，经空气吹出，溴单质与碱性溶液反应，反应吸收形成NaBr-HBr-H₂O溶液体系，该体系经蒸馏，顶流分离出HBr获得氢溴酸产品，同时NaBr得到浓缩，浓缩后的NaBr溶液再经蒸发结晶，制备NaBr产品。

该技术方案所述的原料为盐湖、海水、地下卤水、工业废水等含溴卤水。含溴卤水在酸性条件下氧化，pH值控制在0-6.5之间。所采用的氧化剂为氯气、次氯酸钠、双氧水或其它强氧化剂氧化，优选采用氯气。

氧化反应原理如下：

NaBr+Cl₂→Br₂+NaCl

溴单质赋存于卤水中，利用溴单质易于挥发的特性，可采用空气吹出。携带有气态游离溴的空气进入到吸收塔中，采用碱性溶液反应吸收。以甲酸钠为例，反应原理如下：

HCOONa+Br₂→NaBr+HBr+CO₂