Transcript Dagens föreläsning

Studiebesök på onsdag !!
Grupp 1-8
Avfärd från KC ingång E kl. 8.00
Medtag labrock och skyddsglasögon !!
Åter ca 10.00
Grupp 10-17
Avfärd från KC ingång E kl. 10.00
Medtag labrock och skyddsglasögon !!
Åter ca 12.00
OBLIGATORISKT !!
Dagens föreläsning
Why not distillation ?
Exempel på några industriella destillationsprocesser
Produktion av etylenglykoler
Återvinning av juicearom
Återvinning av bensinångor
Framställning av etanol från skogsråvara
Absolutering av etanol – azeotrop destillation
Återvinning av etylacetat från luft
Upprening av indunstarkondensat
Separation av kvävgas, syrgas och argon
Energieffektivitet
Batchdestillation
Ex. 1 Produktion av etylenglykoler
Problem:
Vatten och etylenoxid får
reagera för att bilda mono,
di- och trietylenglykoler.
Hur skall separation av
dessa utformas ?
2-4 Indunstning
5-8 Vacuum destillation
Ex. 2 Återvinning av juicearom
Problem:
Indunstning
Vid koncentrering av
fruktjuicer drivs smakämnen av.
(etanol, butanol, hexanol,
butylacetat etc.
Hur skall dessa återföras
till produkten ?
Destillation
Ex. 3 Återvinning av bensinångor på bensinmackarna
Problem:
Bensinångor från biltanken återvinns med
ett muffsystem.
Hur skall dessa
bensinångor
återvinnas ?
Absorption
Destillation
Ex. 4 Framställning av etanol från skogsråvara
Problem:
Etanol kan framställas
från skogsavfall.
Hur skall etanolen
koncentreras ?
Enzymes
Nutrients
Water
Ethanol
Solid residue
Wood
Distillation
Pretreatment
SSF
Steam
Evaporation
Drying
Steam generation
Ex. 4 Framställning av etanol från skogsråvara, forts
Avdrivare
Ethanol
(94% w/w)
HX6
Förstärkare
Stripping
Indunstning
Rectification
To drying
Evaporation
5 % etanol
From SSF
Ex. 5 Absolutering av etanol, extraktiv destillation med
heterogen azeotrop
Problem:
Etanol-vatten har en
azeotrop vid 89/11 mol-%.
Hur kan ren etanol
produceras ?
Ex. 5 Absolutering av etanol, forts
Koncentrationsprofiler
i den första kolonnen.
Ex. 6 Återvinning av etylacetat vid tillverkning av
förpackningsmaterial, heterogen azeotrop
Problem:
Co ol in g
wa te r
Stea m
Etylacetat är ett
vanligt lösningsmedel vid laminering.
So lvent
ric h ai r
Hur skall den
återvinnas från
luften ?
Ad sorbi ng u ni ts
De can ti ng ves sel
Orga ni c pha se
Etyl acet.
Ethyl ac etate
to la min ator
Water pha se
Stea m
Stea m
Pu re wa ter
Vatten
Ex. 6 forts, Jämviktskurvan för etylacetat - vatten
Vattenfas
destilleras:
Organfas
destilleras:
Vatten i
botten och
azeotropen i
toppen
Etylacetat i
botten och
azeotropen i
toppen
X1 = etylacetat
Ex. 7 Separation av metanol, furfural och vatten från
indunstarkondensat, heterogen azeotrop
Problem:
Vid indunstning av
svartlut erhålles
flyktiga ämnen (som
metanol och furfural)
i kondensatet.
Metanol
> 99.5 % H2O
Hur skall dessa ämnen
uppkoncentreras ?
Kokpunkter:
Vatten 100 °C
Metanol 65 °C
Furfural 162 °C
Vatten
Furfural
Ex. 8 Separation av kvävgas, syrgas och argon
Problem:
Luft innehåller kvävgas,
syrgas, argon m.m.
Hur kan man separera
dessa gaser ?
Kokpunkter:
Kvävgas
Argon
Syrgas
-196 °C
-186 °C
-183 °C
Ex. 9 Energieffektiva kopplingar
Trad. kolonn
Kokande kondensor
2-stegs koppling
Värmepump
på ÅK
Direkt värmepump
utan köldmedie
Problem:
Energi tillförs i ÅK.
Hur kan denna mängd
minskas ?
Qåk Qkond
Värmepump med
köldmedie
Ex. 10 Batch-destillation
Används då:
- Behovet varierar över tiden
- Anläggningen behöver användas
för flera produkter
- Feeden innehåller komponenter
som leder till beläggningar vid
kontinuerlig drift
Två vanliga fall:
- Konstant destillathalt
- Konstant återflöde
Konstanta molära ångbildningsvärmen ??
McCabe-Thieles metod antar konstanta molära ångbildningsvärmen
Vatten
40.6 kJ/mol
Etanol
39.0 kJ/mol
Ammoniak
18.7 kJ/mol !!
Använd Ponchon-Savarits
method eller simuleringsprogram
typ Aspen
Dagens aha …
’’Why not distillation’’ har ersatts av flera
valmöjligheter !!
1 kolonn separerar två komponenter, 2
kolonner separerar 3 komponenter osv…
Dock undantag om inte rena strömmar krävs !!
Utnyttja heterogena azeotroper
Energimängden i ÅK och TK ungefär lika stora
Är de molära ångbildningsvärmena konstanta ?