SPRAWKO PTCH rektyfikacja.docx

1.      Przebieg ćwiczenia:

W programie można dobierać następujące parametry procesowe:

a)      Miejsce zasilania kolumny surówką pierwszą i drugą.

b)     Natężenie przepływu surówek.

c)      Ilość dostarczanego ciepła do kotła w kolumnie.

d)     Stężenie surówek.

e)      Refluks

2.Reakcja przebiegająca w kolumnie:

CH3COOH  + C2H5OH-> CH3COOC2H5 + H2O

3.Wykonanie ćwiczenia:

Kwas 90%      Etanol 83%

1)     Obliczyć ułamki molowe:

MCH3COOH = 60g/mol

MC2H5OH = 46g/mol

a)      ułamki molowe kwasu:

100% à78g/mol

10%   àxg

x= 7,8g H20

1mol H2O à18g/mol

xmoli       à7,8g

x= 0,43mola H2O

1mol-0,43mola=0,57mola CH3COOH

b)     ułamki molowe etanolu:

100% à64g/mol

17%   àxg

x=10,88g

1mol  à 18g/mol

xmoli à 10,88g

x= 0,604mola

1mol-0,604mola=0,396mola C2H5OH

Celem przeprowadzonego ćwiczenia było takie dobranie parametrów procesu aby wydajność reakcji była jak największa czyli jak największe stężenie estru w destylacie i jak najmniejsze w odparowanym wywarze oraz analiza wpływu tych parametrów na proces rektyfikacji.

a) Symulacje rozpoczęliśmy od zasilania półki 2 i 4 przy temperaturze 1000°C, refluks 15 i natężenie przepływu surówki 0,8 i czasie symulacji 10 000s. Następnie zmieniałyśmy temperaturę co 200°C i ilość zasilanych półek co jedną.

b) Symulację rozpoczęliśmy od zasilania półki 10 przy temperaturze w zakresie: 1000°C-10 000°C a następnie zasilaliśmy różne półki z zakresu od 5 do 30 przy stałej temperaturze 1000°C

6.Wnioski:

- przy zasilaniu kolejnych półek  z zakresu od 5 do 30 i zmianie temperatury co 200°C od 1000°C zauważono, że stężenie estru zamiast rosnąć malało a potem utrzymywało się na stałym poziomie 0,03, co było nieekonomiczne i nie przynoszące pozytywnego rezultatu

- przy zasilaniu jednej półki w różnych temperaturach w zakresie od 1000°C do 10 000°C stężenie estru również utrzymuje się na poziomie 0,03 a przy około połowie przeprowadzonych pomiarów otrzymano błędny komunikat systemu związany z temperaturą

- dopiero przy zasilaniu przy tej samej temperaturze rzędu 1000°C dla półek z zakresu od 5 do 30 zmieniając co jedną uzyskano dobre wyniki, w których stężenie estru wzrasta

- parametru refluks nie zmieniano przy pomiarach

- najbardziej optymalne i ekonimicznie opłacalne wyniki dla których stężenie estru wzrasta, ilość etanolu jest najniższa w porównaniu z ilością kwasu otrzymano dla ostatniej próby zmieniania ilości półek co jedną przy stałym ogrzewaniu kotła nie powodującego strat cieplnych

- zwiększenie temperatury tj. dostarczonego ciepła do kotła wpływa na obniżenie ilości etanolu i kwasu w destylacie jednak takie rozwiązanie jest niekorzystne ekonomicznie, ponieważ trzeba zastosować kotły o większych osiągach co wiąże się z wyższymi kosztami aparatury