Etanol / Su Ayrılmasının Ekstraktif Damıtma Modellemesi – Ayırma Teknolojisi – Katı Sıvı Ayırma Teknolojisi – Kimya Mühendisliği – Ayırma Teknolojisi Ödevleri – Kimya Mühendisliği Ödev Yaptırma – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri
Çözücü, yüksek kaynama noktalı bileşeni karışımdan çıkarır ve dolayısıyla düşük kaynama noktalı bileşenin saflaştırılmasına yardımcı olur. S / F oranını değiştirerek, kolonun sıyırma bölümündeki çözücünün verimliliği değişecektir. Böylece, kolonun kapasitesi değiştirilebilir: daha düşük bir S / F oranında daha yüksek miktarda kademe gereklidir.
Bununla birlikte, daha yüksek bir çözücü akışı, daha fazla taban akışı oluşturur ve sonuç olarak, sıyırma bölümü için daha yüksek bir kapasite gereklidir. Deneyler sırasında, S / F oranı 0,5 (1,5 kg / saat çözücü) ve 2 (6 kg / saat çözücü) olarak ayarlanır.
Bir damıtma işleminde besleme sıcaklığının belirlenmesi de sütunun kendisinin verimliliği için önemlidir. Sütuna giren yemin sıcaklığının, sütun içindeki sıcaklığa eşit olması gerekmez. Bununla birlikte, sıcaklıkların eşitliği, sürecin enerji verimliliğini (termodinamiğin ikinci yasası) artıracaktır. Bu nedenle pilot tesisteki yem akışları, depolama tanklarında ve taşıma hatlarında önceden ısıtılmaktadır. Karışım (etanol-su) beslemesi önceden 50 ° C’ye ısıtılır ve çözücü 70 ° C’ye beslenir.
Damıtma oranı değiştirilerek ürünün saflığı ve miktarı kontrol edilebilir. Damıtma oranı, geri akış oranını ve bununla birlikte buhar-sıvı oranını etkiler. Damıtma oranındaki bir azalma, geri akış oranında bir artışa neden olur ve bunun tersi de geçerlidir. Reflü oranları azaldıkça saflık azalacaktır. Bu deneylerde damıtma oranı 0,7 ve 0,9 kg / saate ayarlanmıştır. Son damıtma oranı, eklenen etanolün% 100’üdür.
Etanol / Su Ayrılmasının Ekstraktif Damıtma Modellemesi
Ekstraktif damıtma, kolonun performansını tahmin etmek için kütle transfer katsayılarının, ara yüzey alanlarının ve difüzyon katsayılarının güvenilir tahminlerini gerektiren hız tabanlı bir model olan RadFrac kullanılarak Aspen V7.2’de modellenmiştir. Bu süreci modellemek için gerekli bilgi okunun fiziksel özellikleri tarafımızca belirlendi.
Aspen Rate-Based Distillation, kolon performansını tahmin etmek için son teknoloji ürünü kütle ve ısı transferi korelasyonlarını kullanır ve verimlilik faktörlerine veya HETP’ye (teorik bir plakanın yükseklik eşdeğeri) olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Kütle aktarımı korelasyonu, pilot tesiste kullanılan paketleme türüne bağlıdır.
Aspen, paketlenmiş sütunlar için aralarından seçim yapabileceğiniz birkaç korelasyon verir: Bravo, Billet ve Schultes. Kütük ve Schultes korelasyonu yakınsamak için ek kütle aktarımı korelasyon parametrelerine ihtiyaç duyar ve bu nedenle yalnızca Bravo korelasyonu kullanılır.
Bravo, Rocha ve Fair önce paketlenmiş damıtma kolonlarında kütle aktarımı için genelleştirilmiş bir korelasyon ve daha sonra yapılandırılmış paketleme için teorik bir model geliştirdi.
İlk yöntem, yüzeyin tamamen ıslatıldığı ve ara yüzey alanı yoğunluğunun spesifik paketleme yüzeyine eşit olduğu varsayımına dayanır. Sıvı faz kütle transfer katsayıları penetrasyon modeli ile tahmin edilir. Genelleştirilmiş korelasyon, ekstraktif damıtma kolonunu modellemek için kullanılır.
Fraksiyonlu destilasyon
Basit damıtma örnekleri
Azeotrop karışımlar nasıl ayrılır
Azeotrop karışım Nedir
Distilasyonda kullanılan malzemeler
Soğuk damıtma nedir
Damıtma
Azeotrop Nedir
EG ve [emim] [N (CN) 2] ile Ekstraktif Damıtma
Yalnızca etanol ve su ile, üçü EG ile ve üçü de özütleyici çözücü olarak [emim] [N (CN) 2] ile gerçekleştirilen bir çalışma vardır. Etanol ve su ile deney, pilot tesisin test edilmesi ve pilot tesisin performansının kayıt altına alınması için gerçekleştirildi. Ekstraktif çözücülerin kullanılmasıyla ürünün saflığı daha yüksek olmalıdır. Pilot tesisin deneysel performansı, ekstraktif damıtma modelinin sonuçlarıyla karşılaştırılır. İşletme koşulları Tablo 2.2’de özetlenmiştir.
Besleme akışından, numune alma portlarından, damıtma ürününden ve dip akışlarından alınan numuneler analiz edildi. Numunelerin çoğu, su-etanol-çözücünün üçlü karışımlarından oluşuyordu ve karışımlardaki etanol konsantrasyonu, dahili standart olarak 1-bütanol kullanılarak gaz kromatografisi (GC) ile elde edildi.
Su, gaz kromatografında analiz edilemedi ve bu nedenle, su içeriğinin doğru bir analizi için Karl Fischer titrasyonu kullanıldı. İyonik sıvının buhar basıncı olmadığı için GC ile analiz edilemedi ve kolonu korumak için bir ön kolon ve bir kap astarında toplandı. IL konsantrasyonu daha sonra bir kütle dengesi vasıtasıyla hesaplandı. EG konsantrasyonu ayrıca bir kütle dengesi aracılığıyla hesaplandı.
Etanol / su ayırma için kolon yüksekliği üzerindeki konsantrasyonların ve sıcaklıkların profilleri, geliştirilen model tarafından iyi tanımlanmıştır. Çözücü olarak EG ile ekstraktif damıtma olan deney 2.2 kolonunun yüksekliği üzerindeki konsantrasyonların ve sıcaklıkların profilleri Şekil 2.8’de gösterilmektedir.
Bu şekil, modelin deneyleri yeterince tanımladığını göstermektedir. Su içeriği 1,36 m’de% 2,7’den 3,12 m’de% 0,13’e düşer. Kolonun üst kısmındaki sıcaklık 90 ° C civarındadır. Çözücü olarak EG ile yapılan diğer çalışmalar, karşılaştırılabilir sonuçlar göstermektedir.
Çözücü olarak [emim] [N (CN) 2] ile özütleyici bir damıtmanın bileşimleri ve sıcaklık profili Şekil 2.9’da (çalışma 3.2) gösterilmektedir.
Şekil 2.9, çözücü olarak [emim] [N (CN) 2] için de modelin deneyleri çok iyi tanımladığını göstermektedir. Su içeriği 1,36 m’de% 2,3’ten 3,12 m’de% 0,087’ye düşer. Ayrıca çözücü olarak IL için diğer çalışmalar karşılaştırılabilir sonuçlar gösterir. Kolonun üst kısmındaki sıcaklık 85 ° C civarındadır. Kolonun üst kısmındaki sıcaklık, çözücü olarak EG için çözücü olarak IL’ye göre yaklaşık 5 IC daha yüksektir ve bu, EG kullanıldığında daha yüksek karıştırma ısısından kaynaklanır.
Tüm deneylerin ürün saflığı, su içeriği ve geri akış oranı Tablo 2.3’te verilmiştir. Ekstraktif damıtmanın distilatının etanol içeriği su içeriği yoluyla hesaplanır, çünkü% 95’in üzerindeki yüksek etanol konsantrasyonlarında etanol analizi yeterince doğru değildir.
En düşük saflık, beklendiği gibi, etanol / su karışımının normal damıtılması için elde edildi, en yüksek yeniden kazan görevinde% 93.5. Etanol / su karışımlarının özütlemeyle damıtılması, Tablo 2.3’te görülebileceği gibi, 2 S / F oranları ile% 99,92’ye kadar daha yüksek saflık sağlar. Daha yüksek bir damıtma oranı, daha yüksek bir geri akış oranı gerektirir.
IL [emim] [N (CN) 2], etilen glikolden biraz daha yüksek saflıklara ulaşır. Sonuç, pilot tesisin iyi performans gösterdiği ve yüksek bir etanol ürünü saflığının elde edilebileceğidir. Geliştirilen model, hem EG hem de [emim] [N (CN) 2] kuyusu ile ekstraktif damıtma deneylerini açıklamaktadır.
Azeotrop karışım Nedir Azeotrop karışımlar nasıl ayrılır Azeotrop Nedir Basit damıtma örnekleri Damıtma Distilasyonda kullanılan malzemeler Fraksiyonlu destilasyon Soğuk damıtma nedir