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L’effet du Ratio de Reflux sur l’efficacité de Distillation de plateau
 

L’effet du Ratio de Reflux sur l’efficacité de Distillation de plateau

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Distillation de plateau est une technique de crucial génie chimique utilisée pour séparer des mélanges composés dans divers milieux industriels. Comme les usines chimiques, raffineries de pétrole et traitement du gaz naturel. Distillation s’effectue dans une colonne avec de nombreux niveaux différents, appelés plateaux. Un liquide feed flux traverse la colonne, et après exposition à la chaleur soit condensée ou vaporisé, ce qui permet le mélange à séparer repose sur la différence des volatilités. Afin de concevoir un appareil de distillation coût-productif, que l’efficacité de la séparation des bacs dans le système est étudiées. Ici, nous étudierons l’efficacité de séparation d’une colonne de barre d’état de tamis utilisée pour séparer un mélange de méthanol, alcool isopropylique et d’eau.

Dans une colonne de distillation, l’aliment liquide est introduit et il coule vers le bas tout en communiquant en même temps avec un courant ascendant de la vapeur. Lorsque le liquide atteint le fond il pénètre dans une nouvelle chaudière et est soit vaporisé et rentre dans la colonne ou reste liquide et quitte le système. Ce flux sortant, appelé le fond, contient les éléments plus lourds. L’ébullition jusqu'à ratio VB, est le rapport du liquide recyclé dans la colonne à la quantité de liquide dans le fond. Le flux de vapeur traverse vers le haut de la colonne et est condensé avant d’entrer dans un tambour de reflux. Il est ensuite divisé en deux volets. Le distillat contenant les composantes les plus volatiles qui quitter le système et le flux de reflux qui passe à la colonne. Le ratio de reflux, qui est le rapport entre taux reflux distillat peut influencer l’efficacité de séparation. En mode de reflux total, 100 % des cours d’eau sont recyclés dans la colonne. Cependant, les distillations pratiques sont exploitées en mode reflux partiel qui permet la séparation économique. Maintenant, nous allons jeter un oeil à l’analyse de McCabe-Thiele pour déterminer le nombre d’étapes nécessaires pour une séparation à l’aide de données VLE pour les deux composants. À partir de la composition de distillat, tracer une ligne d’exploitation avec pente égale à RD sur RD, plus un. À partir de culs composition tracer une ligne d’exploitation avec pente égale à VB plus un marche de VB. vers le bas de la parcelle entre la courbe BLE et d’exploiter des lignes jusqu'à ce que le fond est atteint. Le nombre de minutes de marches pour le reboiler est égal au nombre de bacs nécessaires. Pour évaluer l’efficacité, la méthode Murphree est utilisée. L’efficacité Murphree pour un plateau unique, EML, décrit la modification de la composition du liquide sur le plateau divisé par le changement de la composition liquide sortant, en supposant que c’était en équilibre avec la vapeur sortant. Efficacité faible sur un plateau est souvent associées à la zone interfaciale basse ou faibles vitesses superficielles, permettant aux ingénieurs d’identifier les problèmes dans une colonne et d’améliorer la conception. Maintenant que nous avons discuté comment fonctionne une colonne de distillation et comment le ratio de reflux peut affecter la séparation, nous allons tester et démontrer les effets dans une expérience de laboratoire.

Avant de commencer, familiarisez-vous avec l’appareil de distillation de plateau. L’unité se compose d’une colonne contenant six plateaux de tamis. Le réservoir d’alimentation contient le mélange de méthanol 50 % en poids, alcool isopropylique 30 % en poids et l’eau 20 % en poids. Qui est réalisé par une pompe à flux préchauffeur, puis à la colonne. Le distillat de la colonne est recueilli dans le condenseur total équipé d’une soupape pour recueillir les échantillons. Un tambour de reflux et pompe de reflux préchauffeur sont utilisés pour fournir un reflux continu dont le ratio est ajusté pour une meilleure efficacité. Enfin, le reboiler et la pompe de fond assurent le chauffage du mélange et la vanne de fond sert à obtenir les échantillons pour analyse. La majorité de l’unité de distillation de commerce est exploitée à l’aide d’une interface graphique. Pour lancer le test pour le mode de reflux total, tourner sur l’eau de refroidissement et vérifier le niveau du liquide rebouilleur. Réglez le niveau de chaque ajout d’alimentation liquide ou de la suppression de certains liquides à l’aide de la pompe à fond. Allumez le chauffage principal rebouilleur et l’élément chauffant. Ensuite, via les commandes, définissez le reboiler thermostat manuel et régler la sortie au moins 60 %. Et attendre que la vapeur généraux à se condenser, remplir le tambour de reflux. Une fois le tambour de reflux a atteint un niveau de 50 %, régler le régulateur de débit du reflux j’ai auto avec une consigne de 20 % et de mettre en marche la pompe de reflux. Dès que l'on mesure le débit du reflux sur le contrôleur, diminuer progressivement la valeur de consigne par incréments de 2 % toutes les 20 à 30 secondes jusqu'à ce que le débit du reflux est de 12 à 13 % de l’échelle. Lorsque l’appareil de chauffage rebouilleur a été activée, le système a également commencé le préchauffeur de reflux. Maintenant, placez le contrôleur en mode auto et le préchauffeur de reflux du donner un point de consigne d’environ 65 degrés Celsius. Assurez-vous que le niveau de tambour de reflux est d’environ 50 %, et si nécessaire ajuster manuellement le taux en changeant la valeur de consigne sur le régulateur de débit du reflux d’un reflux constant du tambour de 25 à 75 %. Lorsque tous les flux, niveaux, température et compositions sont proches de leurs valeurs de consigne et ne sont pas changer sensiblement pendant environ deux minutes, on peut dire que l’état d’équilibre du mode reflux total a été atteint.

Maintenant que le système a atteint un état stable, nous allons la transition au mode reflux finis. Régler le régulateur de débit alimentation automatique avec un point de consigne d’environ 120 centimètres cubes par minute. Ensuite mettre en marche la pompe d’alimentation et les aliments pour animaux préchauffeur, placez le contrôleur en mode auto et lui donner un point de consigne d’environ 65 degrés Celsius. Une fois définis les paramètres d’alimentation, mettre le régulateur de vitesse de débit de reflux en auto et défini le point de départ de l’écoulement de reflux sur un point de consigne d’environ 80 %. Commencer à retirer le produit du distillat pour maintenir le niveau de tambour de reflux entre 25 et 75 %. Mettre le régulateur de débit du distillat en auto et ajuster c' est sur un point plus haut débit nul. Commencer à retirer le produit de fond afin de maintenir un niveau constant de 60 à 80 % dans le reboiler. Mettre le régulateur de débit de fond en auto, mettre en marche la pompe à fond et ajuster la valeur de consigne à un débit supérieur à zéro. Répéter l’opération reflux finis à environ trois ratios de reflux différents tout en gardant l’ébullition constante de taux. Ceci est effectué pour s’adapter à différents États d’équilibre dans le mode de reflux finie. Lorsque tous les flux, niveaux, température et la composition sont proches de leurs valeurs de consigne et ne changent pas significativement, alors état de stead est atteint. Après avoir atteint un état de stead, ouvrir les vannes de l’échantillon et flacons à échantillon permet de collecter un ensemble d’échantillons de trois ou quatre millilitre du fond et les produits de distillat à leurs points d’échantillonnage respectifs. À l’aide d’une pipette, insérez-la dans la partie supérieure du réservoir alimentation pour prélever un échantillon d’aliments pour animaux. Ensuite, à l’aide d’une seringue de l’aiguille courbe, l’insérer via le port de cloison de chaque plateau d’acquérir des échantillons de la barre d’État. Sécuriser les échantillons et les analyser à l’aide d’un chromatographe en phase gazeuse après que l’expérience est terminée.

Maintenant que vous avez terminé l’expérience, nous allons mettre l’accent sur l’analyse des résultats. L’analyse de McCabe-Thiele pour ce système montre que 4,5 étapes sont nécessaires pour la séparation. Bien que le système utilise six étapes plus le reboiler. Ensuite, obtenir la fraction massique des échantillons à partir des données de GC. Appliquer l’équation de l’efficacité du plateau Murphree et calculer l’efficacité de chaque plateau. Plateau deux était significativement plus efficace que ses homologues et visual observation a montré qu’il soit très mousseux. Si élevé dans la zone interfaciale. Plateau, on était encore plus mousseux, mais certains entraînement a pu être observée. Ce comportement est la conséquence d’une faible tension superficielle pour un mélange alcoolique. Dans les plateaux de deux albums, la quasi-totalité de l’eau avait été enlevée, laissant derrière eux surtout méthanol avec certains isopropanol. Plateau de trois avait l’efficacité médiocre de méthanol, que l'on observe quand un composé différent, l’eau subit dans ce cas, un changement de concentration profonde sur le plateau. Répétez le calcul pour chaque rapport de reflux déterminer l’effet sur la composition du distillat et semelles extérieures. En général, le taux de reflux réduit la pureté de méthanol du distillat. Un taux plus élevé de reflux améliore la séparation des coûts d’exploitation élevés.

Enfin, nous allons jeter un oeil à quelques demandes de distillation de commerce et en mesurant l’efficacité de la barre d’État dans l’industrie chimique. Raffineries de pétrole séparent les pétroles bruts en produits multiples. Le flux d’alimentation est chauffée du pétrole brut à la pression atmosphérique. Les combustibles, tels que l’huile de carburant pour navires, diesel, kérosène, le naphta et essence sont séparés selon leurs points d’ébullition et donc longueur de la chaîne. Ingénieurs chimistes utilisent des efficacités de plateau pour optimiser les processus de séparation des produits désirés. Pour générer des spiritueux distillés comme la vodka ou de whisky, un mélange de grains produits de fermentation dite de lavage, ce qui est de 10 à 12 % d’alcool par volume est bouilli dans un alambic et de la vapeur a entraîné est séparée par simple ou au commerce de distillation. Cela permet à l’éthanol d’être séparé des autres alcools comme propanol et de l’eau, qui ont des points d’ébullition plus élevé.

Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la distillation. Vous devez maintenant comprendre le processus de distillation, le fonctionnement d’une unité de distillation de plateau et comment évaluer son efficacité. Vous avez également vu plusieurs applications de distillation dans les milieux industriels. Merci de regarder.

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