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L'effet du taux de reflux sur l'efficacité de la distillation en plateaux

Vue d'ensemble

Source : Kerry M. Dooley et Michael g. Benton, département de génie chimique, Louisiana State University, Baton Rouge, Louisiane

Plateau et colonne remplie est tous deux couramment utilisés pour la distillation, l’absorption et décapage des opérations de séparation. 1 , 2 l’objectif de cette expérience consiste à distiller un mélange d’alcools (méthanol, isopropanol) et de l’eau dans une colonne de barre d’État du tamis et examiner comment étroitement simples théories de distillation basé sur l’équilibre des hypothèses sont suivies. Plateaux de tamis fournit maximale zone d’interface entre le liquide et la vapeur. Un schéma P & ID du bac tamis (chaque plateau contient des trous dans une plaque de support), système de distillation se trouvent dans l’annexe A.

Dans cette démonstration, l’unité de Distillation de plateau (TDU) est démarré en mode de reflux total. Après qu’un niveau de tambour de reflux constant est atteint, un commutateur pour mode de reflux finis se fait en ajustant les bottoms, régulateurs de taux de débit du distillat et reflux comme nécessaire pour maintenir un niveau constant dans le tambour de reflux et le reboiler et de maintenir un ratio de reflux R D = L/D. Une fois que l’état d’équilibre est atteint (prend au moins 90 min), liquide les échantillons seront prélevés sur le tambour de reflux, rebouilleur et sur chaque plateau et analysés dans un chromatographe en phase gazeuse. Un protocole typique est d’étudier les effets du ratio de reflux sur une large plage. Les analyses de l’échantillon, l’efficacité de la barre d’État peut être déterminée pour chacun des trois composants sur tous les plateaux de six en supposant que le dépassement de capacité constante molaire (méthode de McCabe-Thiele). Les résultats peuvent aussi être simulés à l’aide un simulateur de processus d’équilibre, de si elles sont disponibles. Ces deux méthodes peuvent également servir à déterminer l’efficacité globale de la barre d’État. En outre, conciliation des données des bilans massiques peut être effectuée pour déterminer s’il existe des erreurs de mesure brute. Tout manuel de séparations ou opérations unitaires couvre les éléments fondamentaux de la distillation, y compris les concepts de base tels que le ratio de reflux, l’efficacité Murphree et la méthode de McCabe-Thiele et diagramme. 2

Procédure

La SAB est exploité depuis une interface d’ordinateur d’un système de contrôle distribué. L’interface est entièrement graphique. La colonne contient 6 plateaux et un condenseur total un rebouilleur partiel (annexe A). Le mélange est contenu dans le réservoir d’alimentation, et l’alimentation se compose théoriquement de méthanol (~ 50 wt.%), alcool isopropylique (~ 30 wt.%) et de l’eau (~ 20 wt.%).

1. commencer le Mode Reflux Total

  1. Allumer l’eau de refroidissement. Si le niveau de liq

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Résultats

Le facteur de réponse (RFi) pour chaque composant, ce qui est le rapport entre l’intensité du signal à la quantité de substance injectée et n’est fourni dans le logiciel, sert à déterminer le % en poids de chaque échantillon.

Equation 3(3)

Ratio de reflux (RD = L/D) a un effet éno...

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Applications et Résumé

Colonnes de distillation de bac sont souvent du type tamis, avec de petits trous pour le flux de vapeur et la plus grande downcomers pour acheminer le liquide du bac à bac par gravité. Composantes les plus volatiles sortie pour la plupart dans le distillat, bien que certains la vapeur supérieure est condensée et retourné à la colonne dans le reflux de liquide. Il a été démontré que déterminer la Murphree efficacités de plateau peuvent être importantes en identifiant les problèmes sur des plateaux spécifiqu...

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References
  1. Encyclopedia of Chemical Engineering Equipment. Distillation Columns. http://encyclopedia.che.engin.umich.edu/Pages/SeparationsChemical/DistillationColumns/DistillationColumns.html. Accessed 10/01/16.
  2. W.L. McCabe, J.C. Smith, and P. Harriott, Unit Operations of Chemical Engineering, 7th Ed., McGraw-Hill, New York, 2005, Ch. 21 & 22, C.J. Geankoplis, Transport Processes and Unit Operations, 3rd Ed., 1993, Ch. 12, or J.D.Seader, E.J. Henley, D.K. Roper, Separation Process Principles, 3rd Ed., Wiley, 2010, Ch.6 & 7.
  3. Processing & Refining Crude Oil. Chevron Inc. http://pascagoula.chevron.com/abouttherefinery/whatwedo/processingandrefining.aspx . Accessed 10/01/16.
  4. A Simple Guide to Oil Refining. ExxonMobil Inc. http://www.exxonmobileurope.com/europe-english/files/simple_guide_to_oil_refining.pdf  Accessed 10/14/16.
  5. R. Katzen, P.W. Madson and G.D. Moon Jr, Ethanol distillation: the fundamentals, in The Alcohol Textbook 3rd ed., K. Jacques, T.P. Lyons, and D.R. Kelsall, eds. Nottingham University Press, Nottingham, UK, pp. 269-288 (1999).
  6. History and Technological Progress: cryogenic Air Separation. The Linde Groups. https://www.linde-engineering.com/internet.global.lindeengineering.global/en/images/AS.B1EN%201113%20-%20%26AA_History_.layout19_4353.PDF. Accessed 10/01/16.
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0:07

Overview

0:58

Principles of Distillation

3:35

Distillation Column Operation: Adjusting the Reflux

6:20

Transitioning to Finite Reflux Mode

8:25

Results

9:52

Applications

10:54

Summary

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