本发明涉及溴化氢合成，具体涉及一种溴化氢合成系统及合成方法。
背景技术：
1、溴化氢用于制造各种溴化合物，可用于医药、染料、香料等工业领域，是制造各种无机溴化物如溴化钠、溴化钾、溴化锂和溴化钙等和某些烷基溴化物如溴甲烷、溴乙烷等的基本原料，医药行业内也用于合成镇静剂和麻醉剂等；溴化氢对蚀刻原料具有高选择性，对蚀刻形貌和角度具备精确控制能力，使得溴化氢成为蚀刻半导体掺磷的n型多晶硅、掺磷的单晶硅或者二维半导体的核心气体之一。
2、现有的溴化氢制备方法：一、采用赤磷法制备溴化氢，该方法杂质组分较多，分离提纯过程复杂，生产过程中大量使用磷，反应存在较大风险，反应过程存在大量亚磷酸和水分，严重腐蚀生产管路，产生较多不利影响；二、采用溴化氢与氢气混合点火燃烧，该方法采用石墨等耐高温材料制成的燃烧炉，利用空气等氧化剂与氢气混合点火燃烧，再利用溴化氢蒸汽取代氧化剂继续与氢气混合燃烧，利用氧化剂与氢气混合点火燃烧再通过溴化氢取代氧化剂，过程复杂，反应过程不易控制，且存在较高的安全风险；三、采用催化剂催化氢气与溴素发生燃烧反应，该方法中通常需要在反应器中大量填充催化剂，催化剂种类主要为co、mo、pt、w等，催化剂受使用寿命的限制，需要经常更换，增加了生产过程的工作量，提高了生产难度，也极大的增加了生产成本。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本发明提供一种溴化氢合成系统，用以解决现有技术中杂质过多，提纯复杂，生产成本过高，存在较高安全风险的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供一种溴化氢合成系统，包括溴素气化器、溴素缓冲罐、溴素电加热器、氢气电加热器和溴化氢合成炉，所述溴素气化器的底部连接有溴素进液管路，所述溴素进液管路上设置有溴素计量泵，所述溴素气化器的顶部通过管路与所述溴素缓冲罐连接，所述溴素缓冲罐的顶部通过管路与所述溴素电加热器的一端连接，所述溴素缓冲罐的底部通过管路连接有冷凝溴储罐，所述溴化氢合成炉的顶端设置有进气口，所述溴素电加热器的另一端通过管路与所述进气口连接；所述氢气电加热器的一端连接有氢气进气管路，另一端通过管路与所述进气口连接；
3、所述溴化氢合成炉的下部侧壁上设置有出气口，所述出气口通过管路连接有溴化氢吸收系统，所述出气口与所述溴化氢吸收系统之间设置有洗涤装置；
4、所述溴化氢合成炉的底端设置有排液口，所述排液口通过管路与所述冷凝溴储罐连接。
5、进一步的，所述溴素气化器外壁的下部和上部分别连接有热水进水管和热水出水管，所述溴化氢合成炉外壁的下部和上部分别连接有冷却水进水管和冷却水出水管。
6、进一步的，所述溴素电加热器与所述氢气电加热器上均设置有温度指示控制器，且所述温度指示控制器均分别与所述溴素电加热器和所述氢气电加热器的电源连锁，用于调节所述溴素电加热器以及所述氢气电加热器的温度。
7、进一步的，所述氢气进气管路上依次设置有氢气流量变送器、氢气流量调节阀和氢气压力变送器，所述氢气流量变送器与所述氢气流量调节阀之间连接有氢气流量控制器；所述溴素缓冲罐与所述溴素电加热器之间设置有溴素流量指示控制器，所述溴素流量指示控制器与所述氢气流量控制器连锁，用于调节溴素与氢气的流量比例。
8、进一步的，所述溴素缓冲罐上设置有溴气压力变送器。
9、进一步的，所述氢气电加热器以及所述溴素电加热器与所述溴化氢合成炉之间的管道上均设置有温度变送器。
10、进一步的，所述溴化氢合成系统还包括氮气进气管路，所述氮气进气管路分别与所述溴素进液管路和所述氢气进气管路连接，所述氢气进气管路上连接有置换氢气排气管路，所述溴素电加热器与所述溴化氢合成炉之间的管路上连接有置换溴素排气管路。
11、进一步的，所述溴化氢合成炉的下部侧壁上设置有防爆口，所述防爆口上设置有防爆膜，且所述防爆口通过管道连接有稀碱池。
12、一种溴化氢合成方法，用于利用溴化氢合成系统进行溴化氢合成，所述溴化氢合成方法的具体步骤如下：
13、s1管道气体置换：通过氮气进气管路分别向氢气进气管路与溴素进液管路中通入氮气，排出管道内残余气体；
14、s2溴素与氢气加热：通过溴素进液管路导入液态溴，液态溴经过溴素气化器气化为溴气，溴气经溴素缓冲罐缓冲和暂存，其中未气化的液态溴由溴素缓冲罐底部排出，溴气通过溴素流量指示控制器监控并调节溴气的流量，溴气经溴素电加热器加热至500～600℃，经过加热的高温溴气由进气口进入溴化氢合成炉；
15、通过氢气进气管路通入氢气，通过氢气流量变送器、氢气流量控制器与氢气流量调节阀调节氢气流量，其中氢气流量控制器与溴素流量指示控制器连锁，共同调节控制氢气与溴气的气体流量比例，氢气经氢气电加热器加热至600～700℃，经过加热的高温氢气有进气口进入溴化氢合成炉；
16、s3溴化氢合成：高温溴气与高温氢气在溴化氢合成炉内混合，高温条件下自燃合成溴化氢，溴化氢气体经过降温后，部分气体凝结为溴化氢液体，溴化氢液体经溴化氢合成炉底部的排液口排出至冷凝溴储罐，溴化氢气体从出气口排出，经洗涤装置洗涤除杂后送入溴化氢吸收系统。
17、本发明的有益效果：
18、本发明利用高温氢气与高温溴气在溴化氢合成炉中自燃合成溴化氢，生产过程明确，生产过程中除氢、溴元素外不引入其它元素，合成产物中不会产生其它杂质，有利于提高产物的纯度；生产过程中仅通过高温溴气与高温氢气的混合自燃，生产过程简单且更易控制，生产风险更小；溴气与氢气的混合自燃过程无需催化剂催化，减少了生产的工作量，降低了生产难度，有利于缩减生产成本；
19、本发明中通过多个温度控制器、流量控制器、压力变送器、温度变送器和流量调节阀等，通过流量控制器控制溴素和氢气的流量，通过温度控制器调节溴素电加热器和氢气电加热器的温度，通过温度变送器监控溴素和氢气的温度，整体调控合成系统的运行过程，提高了系统运行的稳定性和自动化程度，保证了生产效率；
20、本发明中通过溴素流量指示控制器与氢气流量控制器连锁，同时调控溴素和氢气进入溴化氢合成炉内的流量，确保了合成反应进行的准确性和高效性；
21、本发明中溴化氢合成炉下部设置有防爆口，并将防爆口连接至稀碱池中，有利于保证生产的安全性。
1.一种溴化氢合成系统，其特征在于，包括溴素气化器(1)、溴素缓冲罐(2)、溴素电加热器(3)、氢气电加热器(4)和溴化氢合成炉(5)，所述溴素气化器(1)的底部连接有溴素进液管路(6)，所述溴素进液管路(6)上设置有溴素计量泵(61)，所述溴素气化器(1)的顶部通过管路与所述溴素缓冲罐(2)连接，所述溴素缓冲罐(2)的顶部通过管路与所述溴素电加热器(3)的一端连接，所述溴素缓冲罐(2)的底部通过管路连接有冷凝溴储罐，所述溴化氢合成炉(5)的顶端设置有进气口(51)，所述溴素电加热器(3)的另一端通过管路与所述进气口(51)连接；所述氢气电加热器(4)的一端连接有氢气进气管路(7)，另一端通过管路与所述进气口(51)连接；
2.根据权利要求1所述一种溴化氢合成系统，其特征在于，所述溴素气化器(1)外壁的下部和上部分别连接有热水进水管和热水出水管，所述溴化氢合成炉(5)外壁的下部和上部分别连接有冷却水进水管和冷却水出水管。
3.根据权利要求1所述一种溴化氢合成系统，其特征在于，所述溴素电加热器(3)与所述氢气电加热器(4)上均设置有温度指示控制器(17)，且所述温度指示控制器(17)均分别与所述溴素电加热器(3)和所述氢气电加热器(4)的电源连锁，用于调节所述溴素电加热器(3)以及所述氢气电加热器(4)的温度。
4.根据权利要求1所述一种溴化氢合成系统，其特征在于，所述氢气进气管路(7)上依次设置有氢气流量变送器(13)、氢气流量调节阀(15)和氢气压力变送器(16)，所述氢气流量变送器(13)与所述氢气流量调节阀(15)之间连接有氢气流量控制器(14)；所述溴素缓冲罐(2)与所述溴素电加热器(3)之间设置有溴素流量指示控制器(12)，所述溴素流量指示控制器(12)与所述氢气流量控制器(14)连锁，用于调节溴素与氢气的流量比例。
5.根据权利要求1所述一种溴化氢合成系统，其特征在于，所述溴素缓冲罐(2)上设置有溴气压力变送器(18)。
6.根据权利要求1所述一种溴化氢合成系统，其特征在于，所述氢气电加热器(4)和所述溴素电加热器(3)分别与所述溴化氢合成炉(5)之间的管道上均设置有温度变送器(19)。
7.根据权利要求1所述一种溴化氢合成系统，其特征在于，所述溴化氢合成系统还包括氮气进气管路(8)，所述氮气进气管路(8)分别与所述溴素进液管路(6)和所述氢气进气管路(7)连接，所述氢气进气管路(7)上连接有置换氢气排气管路(21)，所述溴素电加热器(3)与所述溴化氢合成炉(5)之间的管路上连接有置换溴素排气管路(20)。
8.根据权利要求1所述一种溴化氢合成系统，其特征在于，所述溴化氢合成炉(5)的下部侧壁上设置有防爆口(54)，所述防爆口(54)上设置有防爆膜，且所述防爆口(54)通过管道连接有稀碱池(11)。
9.一种溴化氢合成方法，用于利用权利要求书1～8中任意一项所述的一种溴化氢合成系统进行溴化氢合成，其特征在于，所述溴化氢合成方法的具体步骤如下：
