IL’yi geri kazanmak için çeşitli seçenekler vardır; örneğin, maksimum 130 ° C sıcaklıkta ve 20 ° C soğutma suyu kullanarak hafif koşullar altında buharlaştırma, P <10 mbar’da hızlı buharlaştırma, buharlaştırma ve ardından N2 ile sıyırma, ardından buharlaştırma sıcak etilbenzen ile sıyırma, bir sülfolan / IL harmanı ile damıtma ve NMP / IL harmanı ile damıtma. IL [3-mebupy] [B (CN) 4] için hafif koşullar altında buharlaşma uygulanabilir.

Bu işlem diğer iki IL için uygulanamadı çünkü gerekli IL saflığı>% 99.6, tek aşamalı buharlaşma ve 130 CC kısıtlı sıcaklık ile ulaşılamadı. Diğer rejenerasyon süreçleri, düşük basınçlarda iki aşamalı buharlaştırma, N2-sıyırma, EB sıyırma, sülfolan / IL (SF) damıtma ve NMP / IL damıtma için ısı görevi gereksinimleri, 24 ile 25 MW arasında karşılaştırılabilirdi.

En iyi seçenekler, iki aşamalı buharlaştırma ve buharlaştırma, ardından Şekil 2.16’da görülebileceği gibi bu rejenerasyon yöntemleri için toplam yıllık maliyetleri gösteren EB sıyırma işlemidir. Şekil 2.17 çözücü olarak IL [3-mebupy] [B (CN) 4] ile toplam özütleyici damıtma işlemini gösterir ve Şekil 2.18, IL’ler [4-mebupy] [BF4] ve [emim] [ SCN].

Tüm süreçler için toplam enerji gereksinimleri ve operasyonel maliyetler (OPEX) sunulmaktadır. Şekil 2.19’dan, tüm ekstraktif damıtma işlemlerinin mevcut damıtma işlemine kıyasla daha düşük enerji gereksinimlerine (% 40-45) sahip olduğu sonucu çıkarılabilir. Bununla birlikte, IL’leri kullanan ekstraktif damıtma prosesleri, sülfolan kullanan ekstraktif damıtma işleminden neredeyse hiç daha iyi performans göstermez.

Sülfolan ile ekstraktif damıtma prosesleriyle karşılaştırıldığında, IL’ler [3-mebupy] [B (CN) 4] ve [4-mebupy] [BF4] enerji gereksinimlerinde sırasıyla yalnızca 􏱓% 1 ve 􏱓% 5 tasarruf sağlarken IL [emim] [SCN], 􏱓% 5 daha yüksek enerji gereksinimine sahiptir. IL [4-mebupy] [BF4], diğer IL’lerden daha iyi performans göstermiştir. [4-mebupy] [BF4] ile işlem, sırasıyla damıtma ve sülfolan özütlemeli damıtma işlemlerine kıyasla% 46.5 ve -% 10 daha düşük OPEX’e sahiptir.

Şekil 2.20’de sunulan farklı süreçler için sermaye harcamaları (CAPEX) de hesaplandı. CAPEX, (özütleyici) damıtma sütunu, solvent geri kazanım ünitesi, ısı eşanjörleri ve solvent yatırımı için yatırım gereksinimlerinin toplamıdır. Şekil 2.20, tüm işlemler için (ekstraktif) damıtma sütunu için en büyük yatırımın gerekli olduğunu göstermektedir.

Ekstraktif damıtma sütunu, boyut olarak açık ara en büyük ekipmandır ve Mellapak 250X yapılandırılmış paketleme maliyetleri, toplam kolon yatırımına önemli ölçüde katkıda bulunur (􏱓% 50). IL işlemleri, 100 ppm’lik bir etilbenzen safsızlık seviyesinde IL [3-mebupy] [B (CN) 4] ile yapılan işlem dışında, mevcut damıtma işleminden daha düşük bir CAPEX gerektirir.

Bununla birlikte, sülfolan ekstraktif damıtma işlemi açıkça en düşük CAPEX’i gerektirir. IL’ler ve sülfolan kullanan ekstraktif damıtma işlemleri arasındaki büyük fark, esas olarak çözücü geri kazanım ünitesi yatırımındaki farktan kaynaklanmaktadır. Solvent geri kazanım ünitesi, IL’ler ile ekstraktif damıtma proseslerinin toplam CAPEX’ine ikinci en büyük katkıyı sağlar.

Cebri sirkülasyonlu buharlaştırıcı (-5.5 MAC) ve düşen film buharlaştırıcı (-0.9 MAC) hem nispeten pahalıdır. IL süreçleri arasındaki CAPEX farklılıklarına, ekstraktif damıtma sütunu için farklı yatırımlar hakimdir.

Sütun yatırımları, IL [emim] [SCN] için açıkça en düşüktür, çünkü bu IL için en düşük aşama miktarı (sütun yüksekliği) ve en düşük geri akış oranı (sütun çapı) gereklidir. Solvent yatırımı, IL’ye bağlı olarak 25 AC / kg IL fiyatıyla ekstraktif damıtma işlemlerinin CAPEX’ine yalnızca% 3–7 katkıda bulunur. 200AC / kg IL fiyatında solvent yatırımı, toplam yatırıma yaklaşık% 23 katkıda bulunacaktır. Son olarak, Şekil 2.21’de gösterilen TAC hesaplandı.

Bu şekilden, tüm ekstraktif damıtma işlemlerinin mevcut damıtma işlemine kıyasla daha düşük TAC’ye sahip olduğu sonucu çıkarılabilir. Bununla birlikte, sülfolan, IL’lerden biraz daha düşük TAC verir. Bu nedenle IL’ler, özütleyici damıtma yoluyla etilbenzeni stirenden ayırmak için sülfolandan daha iyi performans gösteremez.

Etilbenzenden stiren üretimi
Benzen
Benzenden etil benzen eldesi
Benzen üretimi
Benzen kullanım alanları
Stiren üretimi
Etil benzen
Toluenden benzen üretimi

Sonuç

Özütleyici damıtma ile metilsiklohekzan ve toluenin ayrılması için en iyi IL [hmim] [B (CN) 4] idi. Pilot tesiste% 100 MCH saflığı elde edilebilir. Bu IL’yi kullanan ve IL’nin flaş buharlaştırma ve sıcak metilsikloheksan ile sıyırma yoluyla geri kazanılmasıyla ED işlemi, çözücü olarak NMP kullanan ED işleminden daha az enerji gerektirdi. Isı entegrasyonu uygulanırken, enerji gereksinimleri daha da azaltılabilir. IL’yi çözücü olarak kullanan toplam enerji tüketimi, NMP kullanan ED işleminin% 50’si kadardır.

Etanol / suyun ayrılması için en iyi iyonik sıvı, etilen glikol ile karşılaştırılabilir görece etanol / su uçuculuğu gösteren [emim] [N (CN) 2] ‘dir. Pilot tesisteki deneyler, deneysel sonuçların geliştirilen model tarafından çok iyi tanımlanabileceğini gösterdi. % 99.91’lik bir etanol saflığı elde edilebilir. ED kolonundaki performansın yanı sıra, IL kolayca kurtarılabilir olmalıdır.

IL’nin 240 ° C’de flaş buharlaştırma kullanılarak geri kazanımı en düşük enerji miktarını gerektirdi, ancak IL kullanan ekstraktif damıtma işlemi, karşılaştırmalı çözücü EG’den% 11 daha fazla enerji gerektirdi. Isı entegrasyonunu uyguladıktan sonra, her iki prosesin toplam enerji gereksinimleri azaltılabilir ve IL’nin kullanımı daha çekici hale gelir ve ısıyla entegre edilmiş geleneksel prosese kıyasla% 16 enerji tasarrufu sağlar.

Stiren / etilbenzenin ayrılması için tüm ekstraktif damıtma işlemleri, mevcut damıtma işleminden daha iyi performans gösterir, ancak IL’ler çözücü olarak sülfolandan daha iyi performans göstermez. IL [4-mebupy] [BF4], stiren ve etilbenzenin özütleyici damıtma ile ayrılmasında% 11,5’e kadar daha düşük enerji gereksinimi ile [3-mebupy] [B (CN) 4] ve [emim] [SCN] ‘den daha iyi performans gösterdi.

[4-mebupy] [BF4] kullanan ED işleminin işletme giderleri, mevcut damıtma işleminden% 43,2 ve çözücü olarak sülfolan ile özütlemeli damıtmadan% 5 daha düşüktür. Bununla birlikte, ED için sermaye harcamaları, çözücü olarak IL’nin kullanıldığı ED işlemine kıyasla sülfolan işlemi için yaklaşık% 23 daha düşüktü.

Ekstraktif damıtma, 1-heksen ve n-heksanın ayrılması için uygun bir seçenek değildir, çünkü bir IL ile nispi uçuculuktaki artış, kıyaslama çözücüsü NMP ile karşılaştırıldığında sadece% 5 iken, kapasite, uygulanabilir bir çözüm için çok düşüktür. 

Bu dört örneğin genel sonucu, yalnızca bazı özel durumlarda iyonik sıvıların, özütlemeli damıtmada geleneksel çözücülerden daha avantajlı bir şekilde uygulanabileceğidir. Ekstraktif damıtma için temel performans noktaları, solventin geri kazanımı ve tüm süreçte ısı entegrasyonunun yanında yüksek seçicilik ve yüksek kapasitedir.

The post Etilbenzen / Stiren Ayırma – Ayırma Teknolojisi – Katı Sıvı Ayırma Teknolojisi – Kimya Mühendisliği – Ayırma Teknolojisi Ödevleri – Kimya Mühendisliği Ödev Yaptırma – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).

[Emim] [N (CN) 2] kullanan etanol / su karışımının nispi uçuculuğu daha düşük olsa da, genel proses dikkate alındığında bu IL [emim] [OAc] ‘den daha uygun bir çözücüdür. Bu nedenle bu IL, etanol / suyun ayrılması için ekstraktif damıtma pilot tesisimizde seçildi ve değerlendirildi ve kıyaslama solventi EG ile karşılaştırıldı.

Metilsiklohekzan ve Toluenin Ayrılması

Metil-sikloheksan / toluen karışımlarının özütleyici damıtılması için araştırılan birkaç iyonik sıvı vardır ve özütlemeli damıtmada kullanılan en önemli geleneksel çözücü NMP’dir. Bu ayırma için uygun kombinasyonları seçmek için çok sayıda katyon ve anyonu COSMO-RS / COSMOTherm ile taradık.

COSMO taramasının sonuçları deneylerle doğrulanmıştır. Şekil 2.4, metilsikloheksan / toluen ayrımı için seçilen çözücüleri göstermektedir. Bazı IL’ler karşılaştırılabilir ve diğerleri NMP’den daha yüksek görece metilsikloheksan / toluen uçuculuğu gösterir.

Bu şekilden, dört IL’nin NMP’den daha iyi performans gösterdiği anlaşılmaktadır: 1-heksilpiridinyum bis (triflorometilsülfonil) amid ([hpy] [Tf2N]), 1-butil-3-metilimidazolyum bis (triflorometilsülfonil) amid ([bmim] [Tf2N] ), [hmim] [B (CN) 4] ve 1-butil-3-metilimidazolyum tetrasiyanoborat ([bmim] [B (CN) 4]).

IL [hmim] [B (CN) 4], [bmim] [B (CN) 4] ‘ten daha yüksek seçiciliği ve hem toluen hem de metilsikloheksan ile daha yüksek karışabilirliği nedeniyle özütleyici damıtma işleminin simülasyonu için seçildi.

Benzen
Benzenden toluen eldesi
Toluene Nedir
Toluen ne ise yarar
Benzen NEDİR
Toluen tepkimeleri
Benzenden Anilin eldesi
Benzen ve toluen

Etilbenzen ve Stirenin Ayrılması

Seçiciliğin ve kapasitenin alaka düzeyinden dolayı, bu iki özellik LLE ölçümleri kullanılarak 37 IL’lik bir aralık için araştırıldı. Sadece seçicilik (S) VLE deneylerinden belirlenebildiği, ancak kapasite (D) belirlenemediği için LLE ölçümleri yapıldı. Ek olarak, LLE ölçümleri VLE ölçümlerinden çok daha az emek yoğundur.

LLE deneylerinden elde edilen seçicilikler daha sonra üç IL için VLE ölçümleri yapılarak doğrulanmıştır. Literatürde, IL’ler ile yakın kaynama noktalı aromatik karışımların ayrılması için IL’lerin taranması hakkında hiçbir veri bulunmamaktadır. Bununla birlikte, diğer birçok hidrokarbon / hidrokarbon ayrımı için birçok veri zaten bilinmektedir.

Bu ayırmalar için bildirilen çözücü kapasiteleri ve seçicilikleri, gelecek vaat eden katyon-anyon kombinasyonları hakkında bir ilk tahminde bulunmak için kullanıldı. Örneğin, [N (CN) 2] – ve [B (CN) 4] – gibi büyük elektron delokalizasyonu olan anyonları içeren IL’lerin aromatikler için yüksek bir çözücü kapasitesine sahip olduğu bilinmektedir.

Şekil 2.5, göreceli stiren / etilbenzen uçuculuğunu ve etilbenzen / stirenin ayrılması için araştırılan çözücülerin bir seçimi için stiren kapasitesini gösterir. Bu şekilden, karşılaştırmalı çözücü sülfolandan daha yüksek görece uçuculuğa sahip birkaç IL olduğu açıktır. Bununla birlikte, LLE deneylerinin sonuçlarından, kapasite ve seçicilik arasında açık bir değiş tokuş olduğu sonucuna varıldı.

En yüksek bağıl uçuculuğa sahip IL, 1-etil-3-metilimidazolyum metilsülfat ([emim] [CH3SO4]), düşük stiren kapasitesi (Dstiren D 0.086 mol / mol) nedeniyle uygun değildir.

Daha ileri çalışma için üç IL seçildi: 3-metil-N-butilpiridinyum tetrasiyanoborat ([3-mebupy] [B (CN) 4]), [4- mebupy] [BF4] ve 1-etil-3-metilimidazolyum tiyosiyanat ( [emim] [SCN]). IL [3-mebupy] [B (CN) 4], yüksek bir kapasite ve nispeten düşük bir LLE seçiciliği gösterir (Dstiren D 0.592 mol / mol, SS / EB D 1.38); IL [emim] [SCN], yüksek bir LLE seçiciliğine sahiptir, ancak oldukça düşük bir kapasiteye sahiptir (Dstyrene D 0.229 mol / mol, SS / EB D 2.18); ve IL [4-mebupy] [BF4], ortalama bir LLE seçiciliğine ve çözücü kapasitesine sahiptir (Dstiren D 0.414 mol / mol, SS / EB D 1.77).

Ekstraktif bir damıtma işleminde kullanılacak çözücülerden hangisinin en verimli olduğunu belirlemek için bu üç IL ile ve sülfolan ile kavramsal bir işlem tasarımı gerçekleştirildi.

Pilot Tesis

Ekstraktif damıtma pilot tesisi, üç paketlenmiş kolon bölümü, bir yeniden kaynatıcı ve bir kondansatörden oluşur. Pilot tesisteki paketleme Sulzer MellapakTM 750Y-yapısal paketlemedir. 15 m’ye kadar çaplara sahip kolonlardaki mükemmel performans nedeniyle, MellapakTM salmastra dünya çapında en çok kullanılan yapılandırılmış ambalajdır.

Sulzer MellapakTM 750Y ambalajının minimum yükü (ul, min) 0,2 m3 / (m2.h) ve minimum sıvı akışı etanol-su damıtma için 0,28 kg / saat, ekstraktif damıtma için 0,33 kg / saattir. Çözücü olarak EG ve çözücü olarak IL ile 0.31 kg / saat olarak hesaplanır.

Tablo 2.1 Pilot tesis boyutları ve bilgileri

• Pilot tesis sütunu
• Toplam yükseklik
• Bölüm yüksekliği
• Bölüm çapı
• Sütun bölümlerinin sayısı
• Distribütör sayısı
• Feed girişi
• Çözücü girişi
• Yeniden kazanlar görevi (maks.)
• Örnekleme noktaları
• Sıcaklık göstergeleri
• Sulzer MellapakTM 750Y Standart malzemenin ambalaj çapı

Sütuna ilişkin boyutlar ve diğer özellikler Tablo 2.1’de özetlenmiştir. Kolon bölümleri ve yeniden kazan, sıvının bir sonraki bölümde yeniden dağıtılması için dağıtıcılar tarafından birbirine bağlanır.

Şekil 2.7, inşaat sırasındaki pilot tesis sütununu ve sütunun şematik bir çizimini göstermektedir. Besleme, sütunun birinci ve ikinci bölümü arasında, 1.04 m yükseklikte sütuna girer ve çözücü, 3.12 m’de üstte sütuna girer. Düşük kaynama noktalı bileşik, damıtma ürünü olarak yoğunlaştırıcıdan ve alttan çözücü / yüksek kaynama noktalı bileşik karışımı toplanır. Pilot fabrikada besleme, çözücü, damıtma (etanol veya metilsikloheksan) ve ağır ürün için her 100 L’lik dört tank bulunmaktadır.

Deneysel Koşullar

Besleme ve çözücü akımlarının koşulları (konsantrasyon ve sıcaklık) tüm deneyler sırasında sabit tutuldu. Besleme akışı, deney boyunca 3 kg / saatte sabit kaldı ve çözücü akışı, istenen çözücü-besleme (S / F) oranına bağlıdır. Besleme bileşimi,% 70 su ve% 30 etanoldür. Ekstraktif damıtmanın anahtar kısmı çözücünün kullanılmasıdır ve bu nedenle, S / F oranı deneylerde önemli bir parametredir.

The post Metilsiklohekzan ve Toluenin Ayrılması – Ayırma Teknolojisi – Katı Sıvı Ayırma Teknolojisi – Kimya Mühendisliği – Ayırma Teknolojisi Ödevleri – Kimya Mühendisliği Ödev Yaptırma – Kimya Ödev Yaptırma Ücretleri first appeared on Online (Parayla Ödev Yaptırma).