專利名稱：一種鹵水提溴方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及溴提取技術(shù)，特別涉及利用有機(jī)溶劑、疏水性微孔膜形成的液膜提取 鹵水中溴的方法。
背景技術(shù)：
溴是常溫下唯一的液態(tài)非金屬元素，具有較強(qiáng)的氧化性，是基本化工原料之一，廣 泛應(yīng)用于清潔劑、阻燃劑、制冷劑、水處理劑和醫(yī)藥中間體等化學(xué)品的合成。溴提取技術(shù)是 將溴以單質(zhì)的形式分離出來的工藝過程，目前主要是從鹵水中提取。工業(yè)化提溴技術(shù)以水 蒸氣蒸餾法和空氣吹出法為主。水蒸氣蒸餾法利用水蒸汽將單質(zhì)溴蒸出，水蒸氣消耗量大， 一般適用于含溴濃度在3g/L以上的高品位含溴原料。空氣吹出法應(yīng)用較廣，其工藝過程是 用氯氣氧化鹵水中的溴離子，變成單質(zhì)溴，再通入空氣將溴吹出，利用吸收液吸收，得到含 有溴化物的富集液。空氣吹出法需要解吸塔，塔內(nèi)設(shè)置有散堆階梯環(huán)填料?？諝庠谒?nèi)與鹵水中的溴 充分接觸以便吹出。為獲得較高的脫溴率，空氣用量和氣速都較大。當(dāng)鹵水含溴濃度降低 時(shí)，空氣用量會(huì)進(jìn)一步加大。此外，含溴鹵水中多含有泥沙等雜質(zhì)，易造成堵塔現(xiàn)象，特別是 當(dāng)鹵水中鈣離子含量較高時(shí)，易形成硫酸鈣結(jié)晶，使堵塔現(xiàn)象更為嚴(yán)重。上述原因使空氣通 過解吸塔的壓降增大，增加了空氣輸送能耗，提高了空氣吹出法的操作運(yùn)行費(fèi)用。另外，空 氣吹出法提溴受溫度影響嚴(yán)重，當(dāng)鹵水溫度較低時(shí)，吹出效果變差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的提溴方法存在能耗高、受溫度影響嚴(yán)重的缺陷，本發(fā)明提供了一 種新的提溴方法，利用非極性有機(jī)溶劑與疏水性微孔膜的親和作用，形成疏水性微孔膜支 撐的有機(jī)溶劑液膜，借助于有機(jī)溶劑對(duì)溴的溶解能力以及溴在有機(jī)溶劑中的擴(kuò)散作用，通 過含溴鹵水與吸收液在液膜兩側(cè)獨(dú)立流動(dòng)的非分散性接觸和同級(jí)傳遞，由堿性吸收液吸收 鹵水中的溴，提高提溴過程的效率，降低能耗。本發(fā)明所涉及的鹵水提溴方法的操作步驟包括有機(jī)液膜制備、鹵水酸化氧化和 溴分離提取。1、有機(jī)液膜制備將疏水性微孔膜浸泡在非極性有機(jī)溶劑中，使微孔膜變?yōu)橥该鳡?，然后取出微?膜并浙干有機(jī)溶劑，制得由微孔膜支撐的有機(jī)液膜。所述的疏水性微孔膜可以為聚丙烯、聚 偏氟乙烯、聚乙烯的疏水性微孔膜。非極性有機(jī)溶劑可以為煤油、四氯化碳、二氯乙烷。2、鹵水酸化氧化在鹵水中通入氯氣，將鹵水中溴離子氧化為游離溴，通入的氯氣摩爾量為鹵水中 溴離子摩爾數(shù)的0. 55倍。在通入氯氣的鹵水中加入硫酸或鹽酸，將PH值調(diào)至3 3. 5。3、溴分離提取將酸化氧化的含游離溴的鹵水與堿性吸收液分別置于有機(jī)液膜兩側(cè)流動(dòng)，堿性吸
3收液連續(xù)吸收鹵水中的溴，得到含溴化物的溴富集完成液。然后，再將溴富集完成液由氯氣 氧化，蒸餾得到單質(zhì)溴。本發(fā)明所涉及的提溴方法采用了支撐液膜法，可以大大提高提溴過程的效率，降 低提溴過程的能耗。
具體實(shí)施例方式通過下述實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明技術(shù)方案的具體實(shí)施方式
。實(shí)施例1取內(nèi)裝聚丙烯微孔膜的中空纖維膜組件，膜面積為lm2(內(nèi)徑計(jì))，內(nèi)徑0.36mm， 膜孔徑0. 05 μ m，加入煤油浸泡24小時(shí)，聚丙烯中空纖維微孔膜變?yōu)橥该鳡?。將Im3溴離 子濃度為201. 23mg/L的鹵水通入IOOg氯氣氧化溴離子為游離溴，測鹵水含游離溴濃度為 183. llmg/L。加入鹽酸調(diào)pH值為3. 5，再取濃度為28g/L的甲酸鈉溶液，將2L甲酸鈉溶液 和3L酸化氧化后的鹵水均以20L/h的速度循環(huán)流經(jīng)中空纖維膜絲外側(cè)和內(nèi)側(cè)，由甲酸鈉溶 液吸收鹵水中的溴，25分鐘后，測鹵水含溴濃度為17. 42mg/L，脫溴率達(dá)到90. 48%。實(shí)施例2取內(nèi)裝聚丙烯微孔膜的中空纖維膜組件，膜面積為lm2(內(nèi)徑計(jì))，內(nèi)徑0. 36mm，膜 孔徑0. 05 μ m,加入煤油浸泡24小時(shí)，聚丙烯中空纖維微孔膜變?yōu)橥该鳡?。將Im3溴離子濃 度344. 43mg/L的鹵水通入170g氯氣氧化溴離子為游離溴，加入鹽酸調(diào)pH值為3. 5，測鹵 水含游離溴濃度為311. 41mg/L。取濃度為40g/L的氫氧化鈉溶液2L和酸化氧化后的鹵水 3L，分別循環(huán)流經(jīng)中空纖維膜絲外側(cè)和內(nèi)側(cè)，氫氧化鈉溶液流量為20L/h，鹵水流量為60L/ h，25分鐘后，測鹵水含溴濃度為11. 09mg/L，脫溴率達(dá)到96. 44%。實(shí)施例3取內(nèi)裝聚偏氟乙烯微孔膜的中空纖維膜組件，膜面積為0.25m2(內(nèi)徑計(jì))，內(nèi)徑 1. 1mm，膜孔徑0. 05 μ m，加入煤油浸泡24小時(shí)，聚偏氟乙烯中空纖維微孔膜變?yōu)橥该鳡?。?Im3溴離子濃度223. 51mg/L的鹵水通入氯氣IlOg氧化溴離子為游離溴，加入鹽酸調(diào)pH值 為3. 0，測鹵水含游離溴濃度為198. 63mg/L。再取濃度為40g/L的氫氧化鈉溶液2L和酸化 氧化后的鹵水2L，分別循環(huán)流經(jīng)中空纖維膜絲外側(cè)和內(nèi)側(cè)，氫氧化鈉溶液流量為10L/h，鹵 水流量為20L/h，30分鐘后，測鹵水中游離溴濃度為18. 57mg/L，脫溴率為90. 65%。
權(quán)利要求
一種鹵水提溴方法，其特征在于操作步驟包括有機(jī)液膜制備、鹵水酸化氧化和溴分離提?。挥袡C(jī)液膜制備，將疏水性微孔膜浸泡在非極性有機(jī)溶劑中，使微孔膜變?yōu)橥该鳡?；鹵水酸化氧化，在鹵水中通入氯氣，將鹵水中溴離子氧化為游離溴，在通入氯氣的鹵水中加入硫酸或鹽酸，將pH值調(diào)至3～3.5；溴分離提取，將酸化氧化的含溴鹵水與堿性吸收液分別置于有機(jī)液膜的兩側(cè)，并在有機(jī)液膜的兩側(cè)循環(huán)流動(dòng)，堿性吸收液連續(xù)吸收鹵水中的溴，得到含溴化物的溴富集完成液，然后，再將溴富集完成液由氯氣氧化，蒸餾得到單質(zhì)溴。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹵水提溴方法，其特征在于，有機(jī)液膜制備步驟中的有機(jī)溶 劑為煤油、四氯化碳、二氯乙烷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹵水提溴方法，其特征在于，有機(jī)液膜制備步驟中的疏水性 微孔膜為聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯的疏水性微孔膜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹵水提溴方法，其特征在于，有機(jī)液膜制備步驟中疏水性微 孔膜在非極性有機(jī)溶劑中浸泡24小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹵水提溴方法，其特征在于，溴分離提取步驟中的堿性吸收 液為濃度28g/L的甲酸鈉溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鹵水提溴方法，其特征在于，溴分離提取步驟中的堿性吸收 液為濃度40g/L的氫氧化鈉溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鹵水提溴方法。利用非極性溶劑與疏水性微孔膜的親和作用，形成微孔膜支撐的有機(jī)溶劑液膜，將含游離溴的鹵水和吸收液分別在液膜兩側(cè)流動(dòng)，借助于游離溴在有機(jī)溶劑中的溶解和擴(kuò)散作用，使游離溴通過液膜被堿性吸收液吸收，以分離富集鹵水中的溴。技術(shù)步驟包括有機(jī)液膜制備、鹵水酸化氧化和溴分離提取。將疏水性微孔膜浸泡在非極性有機(jī)溶劑中制備有機(jī)液膜，將通入氯氣和加酸的酸化氧化鹵水與堿性吸收液分別在有機(jī)液膜的兩側(cè)流動(dòng)。有機(jī)液膜制備步驟中的有機(jī)溶劑為煤油、四氯化碳、二氯乙烷，疏水性微孔膜為聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯的微孔膜。溴分離提取步驟中的堿性吸收液為濃度28g/L的甲酸鈉溶液或濃度40g/L的氫氧化鈉溶液。
文檔編號(hào)C01B7/09GK101880028SQ201010228529
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者劉偉, 姚穎, 張慧峰, 張雨山, 王國強(qiáng), 王穎, 高書寶 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所