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化工原理競賽,指導教師 李冰冰,用于分離丁苯橡膠中苯乙烯的汽提塔設計,,概述,前言 本設計是以年生產8萬噸丁苯橡膠的設備中 汽提塔為目標，即對汽提塔分離苯乙烯和 膠乳以及工藝流程的設計。,概述,汽提塔 簡 介,汽提塔主要用于汽液混合物的分離，液體由塔頂連續(xù)進入，水平流過一塔板后，由溢流管流入下一塔板。蒸汽由塔底上升，頂開塔板上的浮閥，水平方向吹入液體層后，繼續(xù)上升進入上一塔板,汽提塔的原理跟精餾塔原理 一樣，通過塔盤 上氣液兩相的接觸 實現(xiàn)傳質與傳熱， 使不同 揮發(fā)度的組分分離。,工作原理,工藝流程概述,丁二烯和苯乙烯反應后的膠乳中含有未參加反應單體,這些單體必須回收。丁二烯回收采用多級閃蒸回收法,脫除丁二烯后的膠乳經離心泵送入氣提塔,蒸出來的苯乙烯蒸汽和水蒸汽從塔頂引出。脫出的膠乳由塔底經輸送至膠乳貯罐中。為了避免產生凝膠,將閃蒸槽由立式改為臥式,從而避免了蒸汽入口處局部過熱而產生大量的凝膠。同時也將閃蒸槽由過去的直接蒸汽加熱改為濕潤蒸汽加熱。,單體回收技術,工藝流程概述,聚合膠乳在聚合工段被連續(xù)不斷地送到壓力閃蒸槽（V-401）中。流量由（LIC304）控制。進入壓力閃蒸槽（V-401）的膠乳用濕潤蒸汽預熱至33～38℃，由TRC401自動控制壓力閃蒸槽（V-401）的溫度為28～32 ℃，其壓力指示調節(jié)器（PRC401）控制壓力13～27KPa（絕壓）。真空閃蒸后的膠乳依靠壓力差自動流入膠乳粗濾器（V-414）中。經輸送泵（P-311）送入氣提塔（C-401）中。,丁二烯閃蒸,工藝流程概述,脫除丁二烯后的膠乳，由輸送泵（P-311）送入氣提 塔上部，其流量由（FRC405）控制。一般其流量給定值 根據聚合生產能力予以確定，使聚合與單體回收的能力相 應。汽提塔用軟水增濕的低壓飽和蒸汽，由塔底進入。蒸 汽的增濕由壓力指示調節(jié)器（PIC410）和溫度指示調節(jié)報 警器（TICA411）控制，進塔的蒸汽流量由流量調節(jié)器（FR C406）控制。,苯乙烯回收,工藝流程概述,膠乳和蒸汽逆向流經十二塊塔板，脫蒸出來的苯乙烯蒸汽和水蒸汽從塔頂引出。脫出苯乙烯的膠乳在液位調節(jié)器（LCS415）的控制下，從塔底輸出。 塔頂蒸出的蒸汽，首先經過泡沫捕集器（V-408） ,捕集下來的液體回流至氣提塔塔板上。塔頂引出的氣相再經真空冷卻器（E-404）經循環(huán)水冷至35℃。冷凝和未冷凝的液體流入分離器（V-409），經冷卻器冷卻的氣體在V-410分離，V-409、V-410中的液相進入苯乙烯潷析器V-411中，進行苯乙烯回收。,汽提塔設計計算及校核,已知數(shù)據：年產8萬噸丁苯橡膠 混合進料 膠乳量8629.81 kg/h 苯乙烯 2758.68 kg/h 塔頂溫度 40~60℃（50℃） 塔底溫度 50~70℃（60℃） Xw≤0.0005; 操作壓力為 13~26 kpa 加熱方式為濕潤蒸汽加熱；,已知條件,汽提塔設計計算及校核,,汽提塔結構圖,汽液進料示意圖,汽提塔設計計算及校核,,,,汽提塔類似吸收塔，故按吸收塔解析操作計算,,V(y1-y2)=L(x1-x2),,據已知條件 x1=99.9% x2=0.05% y2=0 MF=403.9 Kg/Kmol L=28.196 Kmol/h,,解得 y1=0.044,汽提塔設計計算及校核,板式塔的塔徑依據流量公式計算： 體積流率 氣相Vs=4.424 m3/s 液相 Ls=1.385kg/s,,,由負荷因子C和空塔氣速U得到塔徑,D=2.218m 圓整到2.4m,塔截面積AT=4.5216 m2,實際氣速 u=0.978 m/s,汽提塔計算結果參數(shù),汽提塔負荷性能圖,,,,結語,經過李老師的耐心指導和小組不懈的努力，終于得以完成此作品。 在此，代表全小組向李老師表示衷心感謝 ！ 由于經驗不足和學識有限，作品中不足之處請諸位評委給予批評指導和寶貴意見！,參賽組員,劉青松 佟來旭 孫莉莉 吳文迪 張 也,2012年9月9日,謹以此作品獻于母校六十歲生日禮物 愿母校明天更加美好 謝謝?。?！,熱烈慶祝長春工業(yè) 大學建校六十周年,