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溴素生产学习材料
一、 溴素的性质
1． 溴的物理性质
溴是盐化工的一种重要的产品，它不是化合物而是单质，溴是由两个溴原子组成，即双原子分子，分子式Br2，分子量159.81。
溴是赤褐色发烟液体。极易在空气中挥发，变成红棕色气体。标准状况下溴蒸汽，密度7.13克/升，是空气重的5.51倍，具有强烈刺激性恶臭味，能使人引起流泪、咳嗽、喉痛、头晕、头痛和鼻出血，浓度较高时还会引起窒息和支气管炎，甚至引起死亡，液体溅到皮肤上，能引起灼伤。溴是剧毒和强腐蚀性物质。溴的比重为3.12g/cm3,比水重，是水的3.12倍，金属光泽的针状结晶，溴的溶点是－7.25℃时，变成红褐色并带有金属光泽的针状结晶，溴的溶点是－7.25℃，沸点是58.78℃,液溴的密度随温度的升高而降低。
溴素易溶于乙醇、乙醚、苯、三氯甲烷、二硫化碳等有机溶剂，是红棕色，易溶于盐酸、氢溴酸和无机盐溶液中。
溴微溶于水，溴的水溶液为溴水，是红棕色。当饱和溴水冷却到5.84℃时，生成Br2•8H2O结晶，继续冷却到0℃时，生成Br2•10H2O结晶，水合物是赤血色晶体从溶液中折出。
2、溴素的化学性质
溴的化学性质非常活泼，在常温下，几乎能与所有元素起化学反应，生成相应的化合物，干燥的溴几乎不与金属起反应，因为在金属表面生成不溶于溴的溴化物保护膜。但当水分存在时，特别是在高温的情况下，除银、铅、铂、钽外极易与其他金属反应，同时放出大量的热量。溴对玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯塑料、辉绿岩、花岗岩等材料腐蚀作用小。溴与其他物质的反应都属于氧化还原反应。
○1溴与铁的反应
Fe＋Br2 40℃→Fe Br2
○2溴与铜的反应
Cu＋Br2 = Cu Br2
○3溴与二氯化硫的反应
Br2 ＋SO2＋2H2O =2HBr＋H2SO4
○4溴与硫化硫酸钠的反应
Br2 ＋Na2S2O3＋5H2O = Na2SO4＋H2SO4＋8HBr
○5溴与铵的反应
8NH3＋3Br2=N2↑＋6NH4Br
○6溴与碱的反应
Na2CO3＋3Br2 常温→5NaBr＋NaBrO3＋3CO2↑
○7溴与苯胺的反应（取代反应）
Br
◇0NH2＋3 Br= Br—◇0 NH2↓＋3H Br
（苯胺） Br
（三溴苯胺）
○8溴与二苯醚的反应
Br Br Br Br
◇0NH2＋3 Br= Br—◇0—0—◇0—Br＋10HBr
（二苯醚） Br Br Br Br
（十溴三苯醚）
二、溴的用途
溴的用途非常广泛是制造各种溴盐和有机溴化物的基本化工原料。广泛用石油作燃料抗爆剂，在制药工业上用于生产溴化钠、溴化胺、溴化钾等镇静剂，以及氢毒素等抗菌素和医药中间体。在塑料工业上用作阻燃剂，还可以制取1211高效低毒灭火剂，在染料工业上作染料中间体，在照相中在量使用的感光材料溴化银。在农药上用作蒸剂、杀虫剂等。还可以作为基准试剂KBrO3用作化学分析，也可以作制冷剂Zi Br 用于空调。溴也用在先矿、冶金、食品等方面。随着工、农业和科学技术的深入发展，溴的新用途将会不断涌现。
三、溴的标准
1、技术标准
工业溴采用中华人民共和国行业标准（QB2021—94）由轻工总会发布，1995年6月1日实施。
化学指标
项目名称 优级 一级 二级
溴（Br2）% ≥ 99.7 99.0 98.5
氢（Cl2）% ≤ 0.05 0.15 0.25
不挥发物% ≤ 0.05 0.1 0.15
2、包装标志
成品溴装于陶瓷坛中，每坛净重25kg或30kg，瓷坛装入木箱后，在木箱上标明生产厂（场）名，产品名称、重量和等级、出厂日期、标准号码，同时在木箱的显著位置用不褪色染料标明“危险物品、小心轻放、切勿倒置”等字样，并贴规定标志。有的用玻璃瓶包装，每瓶3.5kg，然后放入加入加填充物的木箱或带有分格栅的塑料箱内。此外，还采用1吨、4吨等的搪玻璃贮罐进行包装和运输
四、制溴的原料
自然界中溴主要存在于海水、盐湖水、石油产区的矿坑（井）水中，以前我国海盐产区制溴大都以制盐后母液（苦卤），经过提取氢化钾以后的光卤石母液为原料。近年来，以制盐前的中度卤以及地下卤水为原料直接提溴已占主导地位。制盐前的中度卤及地下卤水含溴量在0.25---0.35千克/m3。由于资源来源广泛，生产工艺先进，产量大，收率高，成本低是目前提溴的主流。
五、制溴的方法
1、固体氧化剂法
2、氢气氧化空气吹出法
3、溶剂萃取法
4、树脂吸附法
5、沉淀法
六、氢气氧化空气吹出法制溴
1．基本原理
在酸性条件下，用氢气作氧化剂，溴离子（Br-）被氧化成溴分子(Br2),r反应式如下：
2Br-＋Cl2= Br2＋2 Cl-
游离出来的溴用空气吹出，故称空气吹出法。
酸性制溴是以二氧化硫作吸收剂，加以淡水喷雾辅助吸收空气与溴的混合气，吸收完成液称为初级酸。
Br2 ＋SO2＋2H2O =2HBr＋H2SO4
将初级酸通入氢气氧化，重新游离出溴，并生成盐酸。
2HBr＋Cl2=2HCl＋Br2
最后用水蒸汽将溴蒸馏出来，经冷凝分离，得成品溴。
2． 工艺流程
空气吹出酸法制溴，受气温影响，在北方盐区也可以全年作业，气温低于0℃，仍可正常生产但溴的取得率要低。
海水（卤水）用泵输送到吹出塔，稀酸和氢气加入泵的出口管道内，混合后的酸化氢化卤水吹出塔上部喷淋而下，鼓风机将空气由塔底鼓入，当卤水与空气接触时，使卤水中的游离溴被解析吹出。吹出废液由吹出塔底排出进入盐田晒盐。由吹出塔顶排出的混合气体被二氧化硫、水雾进混合吸收，所形成的液体成为初级酸，汇入贮酸池，经捕沫器净化后的空气经鼓风机鼓动，进入吹出塔底部，在系统内循环使用。
初级酸从蒸馏塔顶部加入，水蒸汽和氢气从塔底通入。初级酸自上而下沿填料流动时与自下而上的氢气、水蒸汽接触，不断被氧化、蒸馏，溴从塔顶排出，经冷凝分离，精确制得。
3． 工艺操作控制的条件
○1酸化
酸化合的卤水酸度PH为3 .5---4.0
○2氧化
配氢率：98---104%
氧化率：85---90%
○3解吸（吹出）
气液比：100：1---150：1
○4吸收
A、 淡水喷淋量，以控制初级酸液含溴量达标为准；
B、 二氧化硫的加入量以吹出颜色为乳白色略带微黄；
C、 初级酸含量在80---120㎏/m3
○5蒸馏
A、 出溴口温度80---85℃
B、 蒸馏度液含溴量<1㎏/m3
溴素生产基本知识
一、开车前的准备
1.1开车前首先检查各种辅助电器及设备是否正常。
1.2检查水泵、风机、酸泵、清水泵、冷却水泵运转是否正常。
1.3检查各管线是否有跑漏现象，各管线阀门是否能正常使用。
二、开车运行
2.1各管道检查合格后，方可启动整套设备开车运行。
2.2点燃硫磺炉，待硫磺燃烧后，启动风机，打开进风阀门。
2.3将硫磺颗粒用送料器送料，把二氧化硫气体送到吸出塔，调节转速表，看净化塔、排空塔尾气由黄转白烟为止。
2.4通知锅炉房操作工送蒸汽。
2.5打开控制汽化阀门，预热汽化器，温度达到60摄氏度-80摄氏度。
2.6关闭大风机风门，启动大风机，运转正常后打开风门。
2.7关闭卤泵出水口阀门，启动真空泵电机，待真空泵运转正常后，打开阀门送水。
2.8启动雾化清水泵，压力表压力控制在0.4MPa。
2.9关闭酸泵出口阀门，启动酸泵电机，用阀门控制转子流量计，把酸度控制ph值在2.8-3.2之间。
2.10打开汽化器进气阀门，打开氯气钢瓶阀门，将液氯汽化，汽化器压力控制在0.4MPa-0.6MPa，再用阀门转子流量计将配氯率控制在103%-108%。
2.11待设备运转正常后，通知化验室进行化验，将PH值控制在2.8-3.2，配氯率控制在103%-108%。
2.12调节淡水上水量，使吹出率在75%-85%。
2.13制成半成品吸收液。
三、蒸馏
3.1打开蒸馏汽化器进蒸汽阀门，将汽化器预热60摄氏度-80摄氏度。
3.2检查打料泵、冷却水泵是否正常运转。
3.3检查各管线是否滴漏，各阀门、转子流量计是否运转正常。
3.4打开冷却水泵，开启冷却水阀门并检查各管线、冷却器是否正常。
3.5关闭料液泵出口阀门，开启转料泵，慢慢打开阀门将半成品吸收液打入高位槽。
3.6打开高位槽出口阀门，再打开蒸出塔进料业阀门，用阀门电子流量计控制半成品，使其慢慢流入蒸馏塔。
3.7开启蒸出塔进蒸汽阀门，将蒸流慢慢进入蒸馏塔预热。
3.8温塔时，慢慢将塔预热，一般预热时间在1小时左右，待塔顶部预热到80摄氏度，开始通入氯气。
3.9打开汽化器进氯气阀门，再打开氯气瓶阀门，将液氯通入汽化器汽化，汽化器压力控制在0.4MPa-0.6MPa。
3.10打开蒸出塔进氯气阀门，通过转子流量计，按需求量通入蒸出塔先将蒸汽加至到蒸出塔不液流，用氯气控制蒸出塔蒸出溴液面在蒸出塔填料高度2m。
3.11蒸出溴蒸汽，进入换热汽进行冷却，用冷却水阀门控制上水量，将溴气全部冷却，再进入分离瓶分离。
3.12待溴气冷却后，打开洗涤液阀门，通入吸收液进行洗涤，将多余氯气消化掉，使产成品含氯低于0.05%。
3.13将分离瓶分离的溴水返回蒸出塔进行蒸馏，溴素进入精馏塔，进行精馏。
3.14将精馏塔上部换热气冷却水阀门打开，再打开精馏塔蒸汽阀门，通入蒸汽将一级精馏溴素全部汽化（温度60摄氏度-70摄氏度），再通过冷却进入二级精馏。一级精馏冷却器冷却面控制在冷却器二分之一处。
3.15二级精馏部分汽化，冷却面在冷却器二分之一处。
3.16精馏合格的溴素，通过溴素管线输送到包装车间储溴灌。
3.17运转正常后，要经常检查调节冷却水是否能全部把溴气冷却，排空管是否畅通，避免引起气爆，造成人身伤害及设备损失。
四、包装存放
4.1产成品溴素通过化验室取样化验，优级溴含溴量>=97%，含氯<=0.05%，不挥发物<=0.05，化验合格对溴素进行包装。
4.2通过计量瓶，按规定量进行包装（每坛30kg），每坛误差不超过+-0.25kg。
4.3放溴前，严格检查空坛有无砂眼、破裂，确保成品溴无益漏，将空坛洗净晾干。
4.4贴好产品包装签，进行产品标识。
4.5严禁溴水入坛，影响成品溴质量。
46成品溴装入坛中，要及时加垫，加盖，坛盖要完好无损。
4.7将溴素坛搬运存放到规定的位置，轻推轻放，摆放整齐，注意通风防晒。
五、溴素生产工艺流程图
工艺说明：
     此工艺采用空气吹出酸法、喷雾吸收尾气闭路循环技术，用泵将11-12度Be'的卤水送至吹出塔顶部。在输送过程中，先加酸，后加氯气，并调节PH值在3.0左右，配氯率在103%左右，将溴离子转化为溴分子，由风机吹入吸收塔内。在进入吸收塔的气体中配入二氧化硫，在吸收塔塔顶部喷入雾化淡水，形成亚硫酸吸收剂与溴发生氧化还原反应，吸收液通过捕沫器实现气体和液体的分离，空气闭路循环入吹出塔。吸收完成液由转料泵进行蒸馏设备，最后通过水蒸汽蒸馏法提取溴素。