[发明专利]一种从含溴料液或废水中提取溴素的方法

说明书

本发明公开了一种从含溴料液或废水中提取溴素的方法，步骤如下：（1）将含溴料液或废水酸化，然后通氯气入酸化液将溴离子氧化为游离溴，制得氧化液；（2）将氧化液和萃取剂同时送入离心萃取器进行逆流萃取，获得萃取液和萃余液；（3）将萃取液和反萃剂的水溶液同时送入离心萃取器进行逆流反萃，获得含氢溴酸的吸收液和萃取剂；（4）将吸收液送入蒸馏塔，同时向吸收液中通入氯气，氯气与吸收液中的氢溴酸发生反应，生成氯化氢和游离溴，氯化氢遇水变成盐酸，游离溴在蒸馏过程中被蒸发出来成为最终产品溴素。该方法操作连续，自动化程度高，萃取效率高、相平衡建立时间快、萃取剂用量小。

技术领域

本发明涉及一种从含溴料液或废水中提取溴素的方法。

背景技术

溴，广泛应用于农药、医药、石油、染料等现代化工行业，是生产阻燃剂、灭火剂和感光材料的重要化工原料，由它衍生出来的种类繁多的无机溴化物、有机溴化物在国民经济及科技发展中具有特殊作用。溴主要存在于海洋、油气田水、地下卤水以及盐湖卤水中，也存在于一些化工厂的料液或废水中。

传统的提溴方法为水蒸气蒸馏法和空气吹出法。水蒸气蒸馏法是用氯气将含溴料液或废水中的溴离子氧化成单质溴，再利用溴与水的挥发度不同将溴蒸出。该方法工艺路线简单，操作容易，原材料消耗少，但对原料的品味要求较高。空气吹出法是在溴离子被氧化为游离溴后，根据溴的气、液相浓度之间的平衡关系，利用空气将单质溴从料液中吹出形成料气，再用吸收液吸收料气中的溴素，通过化学反应得到含有不挥发性溴化物的富集液；然后通入氯气氧化或加酸酸化使溴游离出来。该方法是从低度卤水中提取溴素普遍采用的生产方法，对原料含溴量适应性较强，易于自动化控制，但是所需设备庞大，投资大且能耗高，溴收率低。

新型提溴工艺有树脂吸附法、气态膜法、乳化液膜法、溶剂萃取法、沉淀法等。树脂吸附法对原料卤水的溴浓度要求不高，但对树脂的抗物理破解、化学降解及溶解作用要求较高，且该法蒸汽消耗量大，较难大规模工业化应用。气态膜法对膜的持久疏水性、耐氧化性、耐酸碱性具有较高的要求，由于采用膜和膜组件，高含盐量的卤水易对膜及其组件造成污染、结垢、堵塞等现象，生产过程必须经常更换膜材料，这不但增加了产品的生产成本，而且使生产过程无法连续进行。乳化液膜法、沉淀法等目前还处于实验室阶段。溶剂萃取法提溴是利用溴素在有机溶剂中的溶解度比在水中的大的特性，将氧化后卤水与有机溶剂混合，溴素进入有机溶剂与水分离而得到富集。与水蒸气蒸馏法或空气吹出法相比，该方法具有设备小、投资少、操作简单灵活的优点，可以对含溴溶液进行浓缩便于后续处理，对原料含盐量适应性强，同时较低的操作温度、先富集再分离也有利于降低过程的能耗。目前萃取提溴工艺的研究方向主要在于寻找合适的萃取剂、萃取条件以及萃取设备。萃取剂对溴素的萃取能力很大程度决定了萃取过程在技术上的可行性。目前应用最为广泛的萃取剂为卤代烃萃取剂、卤代芳烃萃取剂、烷烃萃取剂；其中烷烃的萃取性能随分子量的减小而增大，但低分子量的烷烃不耐溴素和氯气这样的中强氧化剂的持续性氧化，因此萃取效果不太理想；卤代烃和卤代芳烃相对来说，耐溴素和氯气氧化，在卤水中的溶解度较小，但其饱和萃取容量小和对环境不友好也是目前难以工业应用的主要原因。

目前，采用溶剂萃取法提溴的报道有许多，自20世纪60年代以色列矿业有限公司利用四溴乙烷开展提溴技术研究以来，四氯化碳、二溴乙烯等卤代烃，正己烷、正十二烷等烷烃，溴苯、α-溴萘酚等卤代芳烃、矿物油、惰性硅油等先后用于溶剂萃取法提溴的研究。四氯化碳耐溴素和氯气氧化，但是作为消耗臭氧物质被禁用，其他卤代烃和卤代芳烃毒性强、极易造成环境污染。烷烃、矿物油、惰性硅油不耐溴素和氯气这样的中强氧化剂的持续性氧化，因而烷烃、矿物油、惰性硅油等溶剂不适合用于溶剂萃取法提溴的工业化应用。

综上，现有的溴素萃取中普遍存在萃取剂溶损高、饱和容量低且易乳化等缺陷而导致的成本高、能耗高、环境污染严重等问题。