Bromin, elemen kimia yang serba guna dan sangat berharga, adalah bahan baku kritis untuk beragam industri. Dari penghambat api dan obat -obatan hingga bahan kimia pertanian, cairan pengeboran minyak dan gas, dan solusi pengolahan air, aplikasinya sangat diperlukan untuk kehidupan modern. Ekstraksi bromin dari sumber -sumber alami utamanya - meringkuk air asin dan air laut - adalah proses industri yang kompleks yang bergantung pada teknologi canggih. Di jantung skala besar, fasilitas produksi bromin modern terletak sepotong peralatan yang sangat penting: menara ekstraksi bromin φ9,5 M. Pendahuluan ini menggali desain, fungsi, dan pentingnya peralatan skala besar khusus ini.

1. Prinsip -prinsip dasar ekstraksi bromin: metode distilasi uap

Sebelum memahami menara itu sendiri, seseorang harus memahami proses kimia dasar yang difasilitasi. Metode yang paling umum untuk ekstraksi bromin adalah proses distilasi uap, seringkali didasarkan pada kimia reaksi di mana air garam kaya bromida diasamkan dan teroksidasi. Langkah kuncinya adalah:

  Pengasaman: Sumber air garam, yang mengandung ion bromida (BR⁻), pertama kali diasamkan, biasanya dengan asam sulfat (H₂SO₄) atau klorin (CL₂), yang dihidrolisis untuk membentuk asam hipoklor. Ini menciptakan lingkungan asam yang penting untuk reaksi selanjutnya.
  Oksidasi: Gas klor (CL₂) dimasukkan ke dalam air garam yang diasamkan. Klorin, menjadi agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada bromin, menggeser ion bromida, mengubahnya menjadi unsur bromin (Br₂).
      Reaksi Kimia: 2br⁻ + Cl₂ → Br₂ + 2Cl⁻
  Pembebasan: Reaksi ini menghasilkan molekul bromin unsur yang hadir dalam larutan air. Namun, bromin memiliki kelarutan yang relatif rendah dalam air, dan langkah penting berikutnya adalah memisahkannya dari campuran air garam.

Di sinilah menara ekstraksi bromin ikut berperan. Menara ini dirancang untuk secara efisien menghapus bromin yang dibebaskan dari larutan air garam menggunakan uap.

2. Anatomi dan fungsi menara ekstraksi bromin.

Penunjukan "φ9.5 m" adalah spesifikasi teknis yang menunjukkan diameter besar menara 9,5 meter. Diameter besar ini merupakan cerminan langsung dari tujuan yang dimaksudkan: memproses volume air garam yang sangat tinggi untuk mencapai skala ekonomi dalam produksi.

Menara ekstraksi standar adalah kolom silindris yang tinggi, sering dibangun dari bahan khusus seperti baja karbon berlapis karet atau plastik yang diperkuat fiberglass (FRP) untuk menahan sifat sangat korosif dari air garam panas, asam dan uap bromin basah. Secara internal, menara disusun untuk memaksimalkan kontak antara tiga fase kunci: air garam cair, uap pengupasan, dan gas brom.

Komponen internal utama meliputi:

  Bahan Pengepakan: Menara diisi dengan bahan pengemasan terstruktur atau acak. Kemasan ini menciptakan area permukaan yang luas di dalam kolom, memaksa air garam cair menyebar ke film tipis di atas permukaan pengemasan saat bergerak ke bawah. Ini secara dramatis meningkatkan efisiensi transfer massa.
  Distributor cair: Di bagian atas menara, distributor khusus memastikan air garam yang masuk tersebar secara merata di seluruh luas penampang pengemasan. Distribusi seragam sangat penting untuk mencegah "penyaluran," di mana air garam mengalir tidak merata, mengurangi efisiensi kontak.
  STEAM INLET: Di dekat bagian bawah menara, uap hidup disuntikkan. Saat uap ini naik melalui kolom, ia memanaskan air garam ke dekat titik didihnya.
  Proses pengupasan: Saat air garam panas mengalir di atas pengepakan, uap yang meningkat menyediakan dua fungsi:
   1. Panas: Panas mengurangi kelarutan bromin dalam air garam.
   2. Keseimbangan uap-cair: uap bertindak sebagai gas pembawa, menciptakan diferensial tekanan parsial yang mendorong molekul brom yang mudah menguap untuk desorb dari fase air garam cair ke dalam fase uap.
  Outlet uap bromine-steam: Di bagian atas menara, campuran uap yang kaya bromin (uap + bromin) keluar. Uap ini kemudian diarahkan ke serangkaian kondensor.
  Outlet air asin yang habis: Air garam yang dilucuti, sekarang secara signifikan menipis dari kandungan bromnya, keluar dari bagian bawah menara untuk pemrosesan lebih lanjut, netralisasi, dan pembuangan atau pengembalian.

3. Pentingnya diameter 9,5 meter

Skala peralatan ini tidak sewenang -wenang; Ini adalah ciri khas produksi tingkat tinggi dan berkapasitas tinggi. Diameter 9,5 meter menandakan menara yang dirancang untuk throughput yang benar -benar monumental.

  Kapasitas volumetrik tinggi: luas penampang skala kolom dengan kuadrat jari-jari (a = πr²). Menara berdiameter 9,5m memiliki luas internal lebih dari 70 meter persegi. Hal ini memungkinkan pemrosesan aliran air garam yang dapat melebihi ribuan meter kubik per jam.
  Efisiensi Produksi: Dengan memusatkan volume produksi yang tinggi menjadi satu unit, operator mendapat manfaat dari efisiensi yang signifikan. Ini mengurangi jumlah unit individu yang diperlukan, menyederhanakan tata letak pabrik secara keseluruhan, meminimalkan biaya pipa dan teknik sipil, dan kegiatan kontrol dan pemeliharaan sentralisasi.
  Stabilitas proses: Peralatan skala besar sering kali menawarkan kontrol proses yang lebih stabil. Volume yang sangat besar di dalam menara dapat bertindak sebagai buffer terhadap fluktuasi kecil dalam aliran atau komposisi umpan, yang mengarah ke output bromin yang lebih konsisten dan andal dan kualitas produk yang lebih tinggi.

4. Ilmu material dan resistensi korosi

Lingkungan operasi di dalam menara sangat agresif. Kombinasi suhu tinggi (seringkali 90-100 ° C), pH asam, ion klorida, dan unsur bromin menciptakan salah satu lingkungan industri yang paling korosif. Oleh karena itu bahan konstruksi dipilih untuk ketahanan korosi tertinggi:

  Tower Shell: Shell utama biasanya dibuat dari baja karbon tebal. Namun, permukaan internal selalu dilindungi oleh lapisan. Ini paling umum merupakan lapisan bata asam multi-lapisan atau lapisan elastomerik tebal (mis., Karet). Lining ini membentuk penghalang kedap antara cairan proses korosif dan baja struktural.
  Komponen internal: Pengepakan, distributor, dan pelat pendukung biasanya dibuat dari plastik canggih seperti polypropylene (PP) atau polyvinyliden fluoride (PVDF), atau keramik. Bahan -bahan ini menawarkan resistensi yang sangat baik terhadap korosi dan degradasi termal.

5. Integrasi ke sirkuit produksi yang lebih luas

Menara ekstraksi adalah inti, tetapi bukan keseluruhan, dari proses. Uap sarat bromin yang dihasilkannya dialihkan ke kondensor cangkang dan tabung. Di sini, campuran didinginkan, meringkas bromin dan mengukus ke dalam campuran cair. Karena bromin dan air tidak dapat dimengerti, mereka membentuk dua lapisan berbeda dalam kapal pemisah. Lapisan yang padat dan lebih rendah dari bromin cair mentah ditarik untuk pemurnian dan finishing lebih lanjut, sedangkan lapisan air sering didaur ulang.

Air garam yang habis keluar dari bagian bawah masih panas dan asam. Ini melewati penukar panas untuk memanaskan air garam pakan yang masuk (meningkatkan efisiensi termal) dan kemudian dinetralkan dengan basis seperti soda kaustik (NaOH) sebelum dikelola secara bertanggung jawab.

Kesimpulan

Peralatan ekstraksi bromin φ9,5 m mewakili puncak skala dan rekayasa dalam industri kimia anorganik. Ini adalah peralatan yang dirancang dengan luar biasa yang mengintegrasikan prinsip -prinsip rekayasa kimia, termodinamika, dan ilmu material canggih untuk melakukan tugas penting memisahkan elemen vital dari sumber -sumber alaminya. Skala besarnya menggarisbawahi permintaan global untuk bromin dan dorongan industri untuk efisiensi dan kapasitas produksi. Dengan menguasai lingkungan internal yang keras melalui desain yang kuat dan bahan tahan korosi, teknologi ini memungkinkan produksi bromin yang aman, efisien, dan berskala besar, memicu aplikasi hilirnya yang tak terhitung jumlahnya yang merupakan bagian integral dari berbagai sektor dunia modern. Operasi dan pemeliharaan unit semacam itu membutuhkan pemahaman yang mendalam tentang rekayasa proses dan mewakili pencapaian yang signifikan dalam pemrosesan kimia industri. Dalam industri brom, promosi peralatan FRP adalah kasus nasional pertama. Pada tahun 2003, berdasarkan menara PVC dan semen asli dengan langkah-langkah anti-korosi, kami berhasil mengembangkan Menara Brom FRP pertama China bekerja sama dengan para ahli teknis dari beberapa unit produksi bromes domestik utama. Itu berhasil dioperasikan pada tahun 2004 di pabrik Changyi Dahai Bromine.