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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。