[发明专利]一种从含溴料液或废水中提取/富集溴素的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种从含溴料液或废水中提取/富集溴素的方法，尤其涉及一种采用气态膜组件提取/富集溴素的方法。

背景技术

溴素（单质溴）是一种重要的基础化工原料，在医药、农药、阻燃剂、灭火剂、制冷剂、感光材料、精细化工、油田开采等领域应用广泛。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。

溴素提取技术是指将溴素以单质的形式分离出来的工艺过程。目前提取溴素的主要方法是水蒸气蒸馏法和空气吹脱-吸收法。

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（或称之为游离溴或溴素），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高；当溴含量低于3g/L时，蒸汽的消耗量很大，并且溴浓度越低蒸汽消耗量越大的同时，伴生的副反应越多，溴素的产出率越低。

空气吹脱-吸收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。国际上广泛采用的吸收液有纯碱或烧碱、二氧化硫等，按其不同空气吹脱-吸收法可分为碱液吸收法和酸液吸收法。

含溴离子料液酸化后，通入氯气氧化的反应式如下：

2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-

烧碱溶液吸收时，溴发生歧化反应：

3Br₂+6OH^-=5Br^-+BrO₃^-+3H₂O

纯碱溶液吸收时，溴发生歧化反应：

3Br₂+3CO₃^2-=5Br^-+BrO₃^-+3CO₂↑

小苏打溶液吸收时，溴发生歧化反应：

3Br₂+6HCO₃^-=5Br^-+BrO₃^-+6CO₂↑+3H₂O

酸液（亚硫酸溶液）吸收时，溴发生氧化还原反应：

Br₂+SO₂+2H₂O=4H⁺+2Br^-+SO₄^2-

单纯以溴离子形式得到富集的吸收液(富集液)再用氯气氧化后精馏得到单质溴：

2Br^-+Cl₂=Br₂+2Cl^-

经歧化反应以溴离子和溴酸根离子形式得到富集的吸收液(富集液)可用加酸酸化后精馏得到单质溴：

5Br^-+BrO₃⁺+6H⁺=3Br₂+3H₂O

空气吹脱-吸收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。乳化液膜法、溶剂萃取法、沉淀法等目前还处于实验室阶段。