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Design criteria for a batch distillation column for water/ethanol.



  1. #1
    dalevequ

    Design criteria for a batch distillation column for water/ethanol.


    ------

    Bonjout tout le monde.
    Actuellement en stage je dois concevoir une unité de distillation discontinue d'un mélange éthanol eau. Voici le détail


    Background.
    In the pectin extraction unit the pectin is precipitated from warm water using ethanol. In order to recover this ethanol a batch rectification process is performed. In addition this batch distillation plant can be used separately for ordinary exercises in unit operation courses.

    Objective.
    To design, construct, supervise the erection and commission the entire distillation plant in cooperation with the workshop.

    Process requirements.
    Batch size: 50 liter of water-ethanol mixture, appr. 50 vol%. soit 0.24 en fraction molaire d'éthanol
    Yield of ethanol: 85% of input (~ 15% loss with bottom fraction) soit 0.05 fraction d'éthanol dans le résidu
    Purity of top product: > 90 vol-% of ethanol. soit 0.74 en fraction d'éthanol
    Time for completion of separation: < 2 hours

    Operation conditions.
    Atmospheric pressure in condensor.
    Cooling water: Appr. 30 oC.
    Boiler heating: Saturated steam at about 1 barg or electric heating elements.
    Manually controlled process.
    Analysis of ethanol-concentration in solution: Densitometer

    Construction suggestions.
    Rectification in packed column, probable made of QVF glass pipe, for instance Ø 100 mm.
    Boiler: Stainless steel or QVF glass reactor.
    Condensor construction: QVF glass cooler
    Instrumentation: As necessary

    Je me pose 2 questions
    - pour le bouilleur faut-il utiliser de l'acier inoxydable ou du verre?
    -quelle courbe d' équilibre liquide vapeur dois-je utiliser? Dans les bouquins, j'en ai plusieurs faites pour T égale à 50, 55... 80degrés celsius. Je pense utiliser celle à T 80 car Teb éthanol est de 78degré mais j'aimerais votre avis.

    Je suis un peu perdu car c'est une nouvelle facon de travailler pour moi. En cours on nous donne toujours les conditions opératoires et les courbes d'équilibre nécessaires et on reste dans la théorie(style construction de Mc Cabe et thiele). Dans le cas présent je dois décider des choses qui me sont habituellement données et donc j'ai un peu de mal.

    Merci pour vos réponses

    -----

  2. #2
    invite2313209787891133
    Invité

    Re : Design criteria for a batch distillation column for water/ethanol.

    Bonjour Dalevequ

    Pour le bouilleur: Il faut choisir en fonction du cout et de l'utilisation; en regle generale on utilise plutot un bouilleur verre pour une unité pilote et inox pour de la production.

    Pour la courbe d'equilibre: Il ne faut pas choisir une courbe isotherme mais isobare, dans l'énoncé on fixe une pression (P atmosphérique); cette pression reste constante (aux pertes de charges près) et c'est la temperature qui vas varier entre le bas et le haut de la colonne.

    Pour les parametres de fonctionnement tu peux choisir tout seul. Tu connais la pureté voulue en tête et dans le residu.
    Pour optimiser l'energie tu peux partir sur un TR de 2 avec recuperation de l'energie du residu pour prechauffer l'alimentation.

    Avec ces données tu as assez pour faire ton diagramme de Mac Cabe et Thiele.

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