Különböző félfolyamatos desztillációs módszerek vizsgálata
Munkám során a diklórmetán(1)-aceton(2) elegy elválasztását vizsgáltam különböző desztillációs módszerekkel, adott tisztasági követelmények eléréséhez. Először a szétválasztandó elegy gőz-folyadék egyensúlyi viszonyait vizsgáltam meg: tangens azeotrópot képez nagy aceton tartalmaknál. Ezután a ChemCAD folyamatszimulátor segítségével folyamatos (CD), szakaszos (BD), valamint háromféle félfolyamatos desztillálási eljárást (SBD1, SBD2, SBD3) modelleztem. A félfolyamatos eljárás során az elegy egy részét nem az üstbe töltjük, mint a szakaszos desztillációnál, hanem folyamatosan tápláljuk be. Így a berendezés működtetése rugalmas marad, de a szétválasztás energiaigénye alacsonyabb lehet, mint a szakaszos desztillációé.
A vizsgált félfolyamatos módszerek a következők voltak:
• SBD1: fix betáplálás a visszaforralóba
• SBD2: fix betáplálás a kolonna egy adott tányérjára
• SBD3: időben változó betáplálási hely
A legkönnyebben megvalósítható eljárás a betáplálás az üstbe (SBD1). Ebben az esetben a rektifikáló oszlop nem tartalmaz alsó (sztrippelő) oszloprészt. Amennyiben a betáplálást az oszlop valamely tányérjára vezetjük be (SBD2), akkor lehetőség van a betáplálási hely (a rektifikáló és sztrippelő tányérok száma arányának) optimális megválasztására. A betáplálási hely időbeni változtatása (fokozatos emelése) még rugalmasabb működtetést tesz lehetővé (SBD3). Ugyanakkor ez a módszer a legbonyolultabb, mind a kialakítás (több betáplálási hely), mind az üzemeltetés szempontjából.
A különböző desztillációs módszereket összehasonlítottam a fajlagos energiafogyasztást figyelembe véve. A félfolyamatos módszereknél az üstfolyadék szintjét állandóan a maximális értéken tartottam. Minden esetben a lehető legalacsonyabb refluxarány elérésére törekedtem.
Az SBD2 és SBD3 félfolyamatos módszerek energiaigénye a szakaszosénál lényegesen alacsonyabbnak, de a folyamatosénál magasabbnak adódott. Az SBD3 és SBD2 közötti különbség viszonylag csekély volt, az SBD3 javára. Az SBD1 módszer a szakaszosnál kedvezőtlenebb eredményeket adott.
szerző
-
Verdon Zita
Gépészmérnöki mesterképzési szak
mesterképzés (MA/MSc)
konzulens
-
Dr. Láng Péter
Egyetemi tanár, Épületgépészeti és Gépészeti Eljárástechnika Tanszék