Der Einfluss des Rückflussverhältnisses auf die Effizienz der Tray-Destillation

Overview

Quelle: Kerry M. Dooley und Michael G. Benton, Department of Chemical Engineering, Louisiana Landesuniversität, Baton Rouge, LA

Fach und gepackte Säulen werden beide häufig für Destillation, Absorption und stripping Trennoperationen verwendet. ¹ ^, ² das Ziel dieses Experiments ist es, eine Mischung aus Alkoholen (Methanol, Isopropanol) und Wasser in einem Sieb Bodenkolonne zu destillieren und untersuchen, wie eng einfache Theorien der Destillation basierend auf Gleichgewicht, die Annahmen gefolgt sind. Sieb-Trays bieten maximale Grenzflächen zwischen Flüssigkeit und Dampf. Eine P & ID-schematische Darstellung des Sieb-Trays (jedes Fach enthält Löcher in einer Trägerplatte) Destillationsystem finden Sie in Anhang A.

In dieser Demo wird Fach Destillation Unit (TDU) im gesamten Reflux-Modus gestartet. Nach einem stetigen Reflux Trommel Niveau erreicht ist, erfolgt eine Umstellung auf endliche Reflux-Modus durch Anpassung der Böden, Destillat und Reflux Flow Rate Controller als notwendig, um stetige in die Reflux-Trommel und der Reboiler beizubehalten und weiterhin ein Ziel Rücklaufverhältnis R _D = L/D. Steady-State erreicht ist (dauert mindestens 90 min), flüssige Proben werden entnommen der Reflux Trommel Reboiler und auf jedes Fach und in einen Gaschromatographen analysiert. Ein typisches Protokoll soll die Auswirkungen der Rücklaufverhältnis über einen weiten Bereich untersucht. Aus der Analyseergebnisse können die Fach-Wirkungsgrade für alle drei Komponenten auf alle sechs Fächer unter der Annahme konstanten Molaren Überlauf (McCabe-Thiele Methode) ermittelt werden. Die Ergebnisse können auch mit simuliert werden einen Gleichgewicht-Prozess-Simulator, falls vorhanden. Diese beiden Methoden können auch verwendet werden, zu bestimmen, die Gesamteffizienz der Fach. Darüber hinaus kann Datenabgleich von der Massenbilanzen durchgeführt werden, um festzustellen, ob grobe Messung Fehler vorhanden sind. Alle Trennungen oder Grundoperationen Lehrbuch deckt die Grundlagen der Destillation, einschließlich grundlegende Konzepte wie Rücklaufverhältnis, Murphree Wirkungsgrade und die McCabe-Thiele Methode und Diagramm. ²

Procedure

Die TDU wird von einem Computerinterface eine verteilte Steuerung betrieben. Die Schnittstelle ist vollständig grafische. Die Spalte enthält 6 Tabletts, eine totale Kondensator und eine partielle Reboiler (Anhang A). Die Mischung in das Futter Reservoir enthalten ist, und das Futter besteht nominell aus Methanol (~ 50 wt.%), Isopropanol (~ 30 wt.%) und Wasser (~ 20 wt.%).

1. Startmodus Total Reflux

Schalten Sie das Kühlwasser. Wenn der Reboiler Flüssigkeitsstand zu niedrig ist, u...

Results

Die angemessene Reaktion-Faktor (RF_i) für jede Komponente, die das Verhältnis von der Signalintensität auf die Menge des Analyten injiziert und ist in der Software zur Verfügung gestellt, wird verwendet, um die wt % jeder Probe zu bestimmen.

Equation 3 (3)

Rücklaufverhältnis (R_D = L/D) ha...

Application and Summary

Tablett Destillationskolonnen sind oft von der Sieb-Typ, mit kleinen Löchern für den Dampf-Fluss und die größeren Downcomers, die Flüssigkeit durch die Schwerkraft von Fach zu Fach weiterzuleiten. Leichter flüchtige Komponenten meist in das Destillat zu beenden, obwohl einige der oberen Dampf kondensiert und kehrte in die Spalte als flüssige Reflux ist. Es zeigte sich, dass die Bestimmung der Murphree Fach Wirkungsgrade in Ortung Probleme auf bestimmten Schalen in Destillationskolonnen, wie niedrige Masse Übertra...

References

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