Zastosowanie symulatora ChemCAD do modelowania osuszania n-butanolu poprzez destylację heteroazeotropową

Abstract

Zastosowanie symulatora ChemCAD do modelowania osuszania n-butanolu poprzez destylację heteroazeotropowąPrzedstawiono symulacje osuszania n-butanolu poprzez destylację heteroazeotropową przy użyciu: toluenu, p-ksylenu, cykloheksanu i n-heksanu oraz bez użycia składnika trzeciego. Zastosowano do tego celu symulator ChemCAD, wybierając jako opcję termodynamiczną do obliczania równowag fazowych równanie NRTL. Do rozpatrywanych mieszanin współczynniki tego równania dopasowano osobno, wykorzystując dane równowagi ciecz-ciecz-para (VLLE) oraz równocześnie dane równowagi ciecz-para (VLE). Obliczono, z jaką dokładnością parametry modelu (zwanego dalej NRTL-VLL) opisują VLLE, VLE oraz równowagi ciecz-ciecz (LLE) układu powstałego w rozdzielaczu. W przypadku toluenu i p-ksylenu wykonano również symulacje z użyciem oryginalnych współczynników równa-nia NRTL z bazy danych ChemCAD. Okazały się one znacznie mniej dokładne od symulacji przy wykorzystaniu parametrów modelu NRTL-VLL. Dla każdej symulacji obliczono wymagania energetyczne związane z odbiorem ciepła w skraplaczach kolumn i chłodnicach oraz z dostarczeniem ciepła w wyparkach kolumn i podgrzewaczach.Słowa kluczowe: osuszanie n-butanolu, destylacja heteroazeotropowa. Application of the ChemCAD simulator for modeling of n-butanol dehydration via heterogeneous azeotropic distillationThe paper presents the simulations of n-butanol dehydration via heterogeneous azeotropic distillation using: toluene, p-xylene, cyclohexane and n-hexane as well as without the use of entrainer. Calculations were performed with the ChemCAD simulator using the NRTL equation for phase equilibria computation. The NRTL equation coefficients of the considered ternary mixtures were fitted to the vapour-liquid-liquid equilibrium data (VLLE) and simultaneously to the vapour-liquid equilibrium data (VLE). The accuracy of description of the VLLE, the VLE by the model hereinafter referred to as NRTL-VLL has been presented. The compatibility of the concentrations of the liquid phases formed in the decanter with the experimental liquid-liquid equilibrium data (LLE) was shown on the graphs. The simulations using the original NRTL coefficients from the ChemCAD database were performed for toluene and p-xylene. The results of these simulations were far less accurate than those using the NRTL-VLL model parameters. For each simulation the energy requirements were calculated. They take into account separately, the heat duties in the column condensers and the cooler and the heat duties in the column reboilers and heaters.