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Die Wirkung von Rücklaufverhältnis auf Tablett Destillation Effizienz
 

Die Wirkung von Rücklaufverhältnis auf Tablett Destillation Effizienz

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Tablett Destillation ist eine entscheidende Chemieingenieurwesen-Technik verwendet, um zusammengesetzte Mischungen in verschiedenen industriellen Bereichen zu trennen. Wie Chemieanlagen, Öl-Raffinerien und Erdgasverarbeitung. Destillation erfolgt in einer Spalte mit vielen verschiedenen Ebenen Schalen genannt. Eine Flüssigdüngung Stream Reisen durch die Säule und nach Wärmeeinwirkung auf den Unterschied in der Volatilitäten basiert kondensierte oder verdampfte, ermöglicht das Gemisch getrennt werden. Um einen Kosten-produktive Destillation Apparat zu entwerfen, die die Abscheidegrade der Fächer im System untersucht werden. Hier untersuchen wir die Trennleistung einer Sieb-Tablett-Spalte verwendet, um eine Mischung aus Methanol, Isopropanol und Wasser zu trennen.

In einer Destillationskolonne der Flüssigfütterung eingeführt und es fließt nach unten beim kontaktieren gleichzeitig eines steigende Dampf-Streams. Wenn die Flüssigkeit den Boden erreicht einen erneute Kessel und ist entweder verdampft und wieder betritt die Spalte oder flüssig bleibt und nach den das System. Dieses aufregende Stream, genannt die Böden enthält die schwerere Komponenten. Kochen, VB, Verhältnis ist das Verhältnis von Flüssigkeit in der Spalte, um die Menge der Flüssigkeit, so dass in den Böden zurückgeführt. Der Dampf Strom fließt nach oben durch die Spalte und wird vor dem Betreten einer Reflux Trommel kondensiert. Es wird in zwei Ströme aufgeteilt. Das Destillat enthält die leichter flüchtigen Komponenten, die verlassen Sie das System und den Reflux Bach ist radelte in die Spalte. Das Rücklaufverhältnis, ist das Verhältnis der Reflux-Rate Destillat Rate beeinflussen Trennleistung. Im gesamten Reflux-Modus werden die Streams zu 100 % wieder in der Spalte recycelt. Jedoch sind praktische Destillationen in teilweisen Rückfluss-Modus, um wirtschaftliche Trennung zu erreichen bedient. Nun lassen Sie uns einen Blick auf die McCabe-Thiele-Analyse zu bestimmen, die Anzahl der Stufen für eine Trennung mit VLE Daten für die beiden Komponenten benötigt. Ausgehend von der Destillat-Zusammensetzung, zeichnen Sie ein Bearbeitungsstraße mit Steigung gleich RD über RD plus eins. Ausgehend von den Unterseiten Zusammensetzung zeichnen ein Bearbeitungsstraße mit Steigung gleich VB plus eine über VB. Schritt nach unten das Grundstück zwischen der BLE-Kurve und Linien in Betrieb bis die Talsohle erreicht ist. Die Anzahl der Schritte Minuten ist eine für die Reboiler gleich der Anzahl der Körbe benötigt. Um die Effizienz zu bewerten, wird die Murphree-Methode verwendet. Die Murphree Effizienz für ein einzelnes Fach, EML, beschreibt die Änderung der Zusammensetzung der Flüssigkeit über das Fach geteilt durch die Änderung aus der austretenden flüssigen Zusammensetzung, unter der Annahme, dass es im Gleichgewicht mit dem austretenden Dampf war. Niedrige Effizienz auf einem Tablett sind häufig verbunden mit niedrigen Grenzflächen Bereich oder geringen oberflächlichen Geschwindigkeiten ermöglicht Ingenieuren, Probleme in einer Spalte ermitteln und Gestaltung zu verbessern. Nun, da wir besprochen haben, wie eine Destillationskolonne funktioniert und wie das Rücklaufverhältnis die Trennung beeinflussen kann, lassen Sie uns überprüfen und die Auswirkungen in einem Laborexperiment nachweisen.

Bevor Sie beginnen, machen Sie sich vertraut mit den Fach-Destillationsanlage. Die Einheit besteht aus einer Spalte mit sechs Sieb-Trays. Der feed Reservoir enthält die Mischung aus 50 Gewichtsprozent Methanol, Isopropanol 30 Gewichtsprozent und 20 Gew.-% Wasser. Die über eine Pumpe den Feed preheater und dann in die Spalte gerichtet ist. Das Destillat aus der Spalte wird in der gesamten Kondensator mit einem Ventil ausgestattet, um die Proben zu sammeln gesammelt. Ein Reflux Trommel, Reflux Pumpe und Vorwärmer dienen bieten eine kontinuierliche Reflux, von denen das Verhältnis eingestellt ist, für einen besseren Wirkungsgrad. Zu guter Letzt Reboiler und Böden Pumpe bieten Heizung der Mischung und der Böden-Ventil wird verwendet, um die Proben für die Analyse zu erhalten. Der Großteil der Handelseinheit Destillation erfolgt über eine grafische Oberfläche. Um das Experiment für den gesamten Reflux-Modus zu starten, schalten Sie das Kühlwasser und überprüfen Sie der Reboiler Flüssigkeitsstand zu. Passen Sie die Stufe, indem entweder Flüssigkeit zu ernähren oder etwas Flüssigkeit mit der Pumpe von unten entfernen. Die wichtigsten Reboiler Heizung und die Streifen Heizung einschalten. Legen Sie anschließend über die Steuerung der Reboiler Temperaturregler auf manuell und stellen Sie die Ausgabe auf mindestens 60 %. Und warten auf die obenliegenden Dampf zu kondensieren, füllen die Reflux-Trommel. Sobald die Reflux Trommel ein Niveau von 50 % erreicht hat, setzen der Reflux-Regler ich auto mit einem Sollwert von 20 % und die Reflux-Pumpe einschalten. Sobald Sie den Reflux-Fluss auf dem Controller zu messen, abnehmen Sie den Sollwert in Schritten von 2 % alle 20 bis 30 Sekunden, bis die Reflux-Durchflussmenge beträgt 12 bis 13 % der Spanne allmählich. Wenn die Reboiler Heizung aktiviert wurde, begann das System auch den Reflux-Vorwärmer. Jetzt stellen Sie den Regler in Auto und geben Sie dem Reflux-Vorwärmer einen Sollwert von ca. 65 Grad Celsius. Stellen Sie sicher, dass die Reflux Trommel Ebene etwa 50 %, und wenn nötig manuell die Rate anpassen, durch Ändern der Sollwert auf der Reflux-Regler bieten eine konstante Reflux Trommel von 25 bis 75 %. Wenn alle Ströme, Ebenen, Temperatur und Kompositionen in der Nähe ihrer Sollwerte sind und sind nicht wesentlich für etwa zwei Minuten ändern, kann man sagen, dass stationären Zustand des gesamten Reflux-Modus erzielt wurden.

Nun, da das System einen stabilen Zustand erreicht hat, lassen Sie uns zu den endlichen Reflux-Modus übergehen. Den feed-Regler mit einem Sollwert von ca. 120 Kubikzentimeter pro Minute automatisch eingestellt. Nächsten Einschalten der Förderpumpe und der feed Vorwärmer, stellen Sie den Regler in Auto und geben ihm einen Sollwert von ca. 65 Grad Celsius. Sobald der feed-Einstellungen festgelegt sind, der Reflux-Rate-Regler in Auto und bilden Sie den Ausgangspunkt der Reflux Strömung auf einen Sollwert von ca. 80 %. Mit dem beginnen Sie Abzug des Destillat Produkts um den Reflux Trommel zwischen 25 und 75 % gewährleisten. Setzen Sie der Destillat-Regler im Auto und stellen Sie Sollwert über Null Strömung. Mit dem beginnen Sie Abzug der Böden-Produkt um ein konstantes Niveau von 60 bis 80 % in der Reboiler beizubehalten. Setzen Sie der Böden-Regler im Auto, schalten Sie die Pumpe unten, und stellen Sie den Sollwert auf einen Durchfluss größer als Null. Wiederholen Sie finite Reflux bei etwa drei verschiedene Reflux Verhältnisse beim Kochen bis Rate konstant zu halten. Dies erfolgt auf stationären Zustände im endlichen Reflux-Modus einstellen. Wenn alle Flüsse, Ebenen, Temperatur und Zusammensetzung in der Nähe ihrer Sollwerte sind und sind nicht erheblich verändert, ist statt Zustand erreicht. Sobald ein Stelle Zustand erreicht ist, öffnen Sie die Beispiel-Ventile und verwenden Sie Musterflaschen, um einen Satz von drei bis vier Milliliter Proben der Böden und Destillat Produkte an ihren jeweiligen Probe sammeln. Mit einer Pipette, fügen Sie es durch das obere Ende der Vorlagebehälter Futter Probe zu sammeln. Als nächstes fügen Sie es mit einer gebogenen Nadel Spritze, durch das Septum Port jedes Fach Fach Proben zu erwerben. Sichern Sie die Proben und analysieren sie mit Hilfe einen Gaschromatographen, nachdem das Experiment beendet ist.

Nun, da Sie das Experiment beendet haben, konzentrieren wir uns auf die Analyse der Ergebnisse. Die McCabe-Thiele-Analyse für dieses System zeigt, dass 4,5 Phasen für die Trennung erforderlich sind. Obwohl das System sechs Stufen plus der Reboiler verwendet. Als nächstes erhalten der Massenanteil der Proben mit den GC-Daten. Murphree Fach Effizienz Gleichung anwenden und die Effizienz der einzelnen Fächer zu berechnen. Fach zwei war deutlich effizienter als ihre Pendants und visuelle Beobachtung zeigte es sehr schaumig sein. So hoch in Grenzflächen Bereich. Fach eine war noch schaumig, aber einige Entrainment konnten beobachtet werden. Dieses Verhalten ist eine Folge von einer niedrigen Oberflächenspannung für eine alkoholische Mischung. In den oberen zwei Tabletts hatte fast das gesamte Wasser entfernt, hinterlässt meist Methanol mit etwas Isopropanol. Fach 3 hatte schlechte Methanol Effizienz, die beobachtet wird, wenn eine andere Verbindung, Wasser in diesem Fall eine tiefe Konzentration-Änderung auf dem Tablett erfährt. Jetzt wiederholen Sie die Berechnungen für jedes Rücklaufverhältnis zu bestimmen, die Auswirkungen auf die Zusammensetzung des Destillats und Böden. In der Regel reduziert die unteren Rückfluß der Methanol-Reinheit des Destillats. Eine höhere Rate der Rückfluss verbessert die Trennung bei hohen Betriebskosten.

Zu guter Letzt werfen wir einen Blick auf ein paar Anwendungen der Handel Destillation und der Messung der Fach-Effizienz in der chemischen Industrie. Öl-Raffinerien trennen Rohöle in mehrere Produkte. Der Zuführungsstrom ist beheizten Rohöl bei atmosphärischem Druck. Brennstoffe wie Heizöl für Schiffe, Diesel, Kerosin, Naphtha und Benzin sind basierend auf ihren Siedepunkten getrennt und somit Kettenlänge. Chemieingenieure verwenden Fach Effizienz der Trennung Prozesse der gewünschten Produkte zu optimieren. Um Spirituosen wie Wodka oder Whisky zu erzeugen, ist eine Mischung aus Getreideprodukten Gärung bekannt als laviert, die 10 bis 12 % Alkoholgehalt ist in einem noch gekocht und der entstandenen Dampf wird durch einfache getrennt oder Destillation zu handeln. Dies ermöglicht das Ethanol auf von anderen Alkoholen wie Propanol und Wasser, die höheren Siedepunkte haben getrennt werden.

Sie habe nur Jupiters Einführung in die Destillation beobachtet. Sie sollten nun das Destillationsverfahren, wie ein Fach-Destillationsanlage betreiben und wie seine Effizienz bewerten verstehen. Sie haben auch mehrere Anwendungen der Destillation im industriellen Umfeld gesehen. Danke fürs Zuschauen.

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