低浓度卤水吹溴工艺的研究

摘要

溴素作为重要的化工原料，工业需求量日益增加。目前，利用低浓度卤水或者海水吹溴的工艺方法在国内外被普遍采用。但是，由于低浓度卤水或者海水含溴量偏低，动能及原料消耗大，精确的工艺参数控制对低浓度卤水吹溴极为重要。
　　本文主要分析了低浓度卤水吹溴过程中pH酸化工序、氧化工序、解吸及吸收工序的作用机理，并通过与实验对比，确定了各工序关键控制点。
　　本文通过实验研究了不同卤水酸化pH值对产品提取率的影响，考察了氧化过程中氯气配氯率的高低对卤水酸化pH值的影响，并通过试验及生产数据分析pH值自控系统对生产稳定性及提取率的影响。结果表明：卤水酸化pH值控制的最佳值为3.5；利用酸化pH值自控系统能够更加精确稳定地控制酸化pH值，降低硫酸的消耗，提高产品提取率。
　　对氧化反应机理进行了探讨，发现酸化pH值对反应速率的影响比配氯率更显著。利用亨利定律(Henry)、阿伦尼乌斯方程、范特霍夫方程分析了温度、配氯率对反应速率的影响。实验结果表明：当卤水温度在25℃时对氧化最有利。冬季生产时要得到较好的氧化效果，需要适当提高配氯率。实验对比及生产数据显示：冬季生产氯气配氯率控制在140％，夏季生产氯气配氯率控制在110%～120%最佳。
　　从解吸原理分析了卤水温度、卤水含溴量、气液比以及吸收剂的用量，对解吸效果和提取率的影响。分析表明，卤水含溴量越高对解吸越有利，对于低浓度卤水吹溴，可以通过提高气体流率以及增大气液比来提高吹出率。卤水温度越高，对解吸越有利，为达到较好的解吸效果，温度越低所需气液比越大。但是过高的温度，同样会造成溴水解，反而影响解吸效果，通过实验对比及生产数据分析表明：当卤水温度在25℃左右时，对解吸最为有利。

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前言

第一章 文献综述

1.1溴素的发展历史

1.2溴素的应用及市场

1.3溴素的性质

1.3.1物理性质

1.3.2溴素的化学性质

1.4提溴工艺对比介绍

1.4.1空气吹出法提溴

1.4.2水蒸汽蒸馏法

1.4.3离子交换树脂法

1.4.4气态膜法

1.4.5乳状液膜法

1.4.6沉淀法

1.5低浓度卤水吹溴现状及存在问题

1.6本课题研究的意义

第二章 吹溴工艺机理分析

2.1卤水酸化的作用及机理

2.2卤水氧化工艺机理分析

2.2.1氧化反应机理分析

2.2.2配氯率对氧化过程的影响分析

2.2.3温度对氧化过程的影响分析

2.3解吸工艺的研究

2.3.1解吸过程机理的研究

2.3.2温度对解吸效果的影响分析

2.3.3气液比对解吸效果影响分析

第三章 吹溴工艺实验对比分析

3.1实验装置设备

3.2实验分析方法

3.3酸化工艺的对比

3.3.1酸化pH值对溴素提取率的影响

3.3.2 PH自控系统在酸化工序的应用

3.3.3配氯率对酸化pH值的影响

3.4 氧化工艺的对比

3.4.1配氯率对提取率的影响

3.4.2温度对氧化率影响对比试验

3.5解吸工艺条件试验对比

3.5.1温度与解吸率的关系

3.5.2最小气液比的计算

3.5.3气液比对提取率的影响实验

3.5.4吸收剂用量对提取率的影响

3.5.5吸收夜浓度对提取率的影响

第四章 结论与展望

符 号 说 明

参考文献

致谢