Springen naar inhoud

Capaciteit destillatiekolom berekenen


  • Log in om te kunnen reageren

#1

yoz

    yoz


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 02 september 2010 - 13:35

Beste mensen,

ik zit met het volgende probleem waar ik zelf niet echt informatie over kon vinden.
ik ben bezig met het ontwerpen van een biodiesel installatie, nou moet ik uit een van de waterige reststromen de methanol halen om opnieuw te kunnen gebruiken, waarbij (vacuum)destillatie mij de beste oplossing lijkt.

Ik weet alleen dat de toren maximaal 2.0 m hoog mag zijn en dat de massa fracties van de ingaande stroom als volgt zijn.
0,023 Methanol
0,021 Triglyceride(oil)
0,009 Glycerol
0,002 NaOCH3
0,945 H20

Ik verwacht dat 96% van de methanol uit de stroom gehaald moet kunnen worden en het topproduct pure methanol is.
Ik weet alleen totaal niet waar ik moet beginnen, ik hoef het geeneens heel exact te berekenen, maar kan nergens op internet zelfs maar vuistregels vinden voor dit soort zaken!

Ik hoop dat iemand me op weg kan helpen!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 03 september 2010 - 10:49

Is dit een schoolopdracht? Of een stageopdracht? Of is dit een hobbyding dat thuis moet werken?

Ik weet alleen totaal niet waar ik moet beginnen, ik hoef het geeneens heel exact te berekenen ...

En wat wil je nou precies berekenen? Kortom: wat is eigenlijk de vraag?

... maar kan nergens op internet zelfs maar vuistregels vinden voor dit soort zaken!

If you want to find something on the internet, google in English.
Hydrogen economy is a Hype.

#3

yoz

    yoz


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 september 2010 - 11:21

Het is voor een project voor mijn studie..
Ik wil berekenen wat het maximale debiet is van een destillatie toren die maximaal 2 m hoog is.. en die moet werken met de massa fracties zoals aangegeven.. Uiteraard heb ik het ook in engels geprobeerd, maar dat mocht helaas ook niks opleveren..

#4

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8933 berichten
  • VIP

Geplaatst op 03 september 2010 - 12:19

Heb je ook al in het Engels gezocht naar "distillation column"?
De eerste hit is een Wiki-pagina met een schat aan informatie, en een paar links naar nóg meer informatie, zelfs precies de informatie die je nodig hebt.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#5

yoz

    yoz


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 03 september 2010 - 13:09

Uiteraard heb ik dat soort zaken al doorzocht en met McCable-Thiele of Fenske zou ik het aantal theoretische platen kunnen berekenen. Alhoewel ik niet zeker ben hoe ik in het eerste geval een operating line zou moeten trekken. Dan weet ik het aantal trays, en de hoogte per tray natuurlijk. maar het probleem is dat ik dan niks kan vinden over de optimale hoogte breedte verhouding en wat voor invloed dat heeft op de capaciteit en de efficientie per plaat

Veranderd door yoz, 03 september 2010 - 13:13


#6

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8933 berichten
  • VIP

Geplaatst op 03 september 2010 - 13:59

Uiteraard heb ik dat soort zaken al doorzocht en met McCable-Thiele of Fenske zou ik het aantal theoretische platen kunnen berekenen.


Jij noemt het "uiteraard" maar uit je vraagstelling uit je eerste post volgde dat totaal niet:

Ik weet alleen totaal niet waar ik moet beginnen, ik hoef het geeneens heel exact te berekenen, maar kan nergens op internet zelfs maar vuistregels vinden voor dit soort zaken!


Hoe dan ook, begin daar eerst maar eens mee.

Alhoewel ik niet zeker ben hoe ik in het eerste geval een operating line zou moeten trekken.


Dat is deels een ontwerpkeuze. Hij volgt uit de refluxratio die je kiest. Andersom kun je de refluxratio zo kiezen dat er een hoogte van ongeveer 2 m uitrolt, mits je de HETP weet.

Dan weet ik het aantal trays, en de hoogte per tray natuurlijk. maar het probleem is dat ik dan niks kan vinden over de optimale hoogte breedte verhouding en wat voor invloed dat heeft op de capaciteit en de efficientie per plaat


Dat is van later zorg. Je kunt er ook een paar naast elkaar zetten, zodat je per kolom de juiste hoogte/breedte-verhouding krijgt. Maar over die details van het ontwerp kan Fred je denk ik meer vertellen.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#7

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 03 september 2010 - 16:45

Het is voor een project voor mijn studie..

Hoef je alleen theoretische berekeningen te doen of moet het ding ook daadwerkelijk gebouwd worden en werken?

Ik verwacht dat 96% van de methanol uit de stroom gehaald moet kunnen worden en het topproduct pure methanol is.

Om pure methanol te maken zou je een kolom met een oneindig aantal theoretische schotels nodig hebben dus dat gaat niet. Je moet weten wat werkelijk nodig is. Is dat 99,9 mol%? Of 99 mol%? Of is zelfs 95 mol% goed genoeg?
Als je 96 % van de methanol uit de waterige stroom wilt halen, terwijl er nauwelijks water uit de bodem verdwijnt, dan is de massafractie methanol in de bodem overblijft nog maar (1 - 0,96) * 0,023 = .... en dat omgerekend naar molfractie is .....
Nadat je de molfractie methanol in zowel destilaat als bodemprodukt vastgesteld hebt kun je met McCabe- Thiele bepalen wat het minimum benodigde aantal theoretische schotels is en ook wat de minimum reflux ratio is. Doe dit eerst maar eens.

Je kolom mag maar 2 meter hoog zijn? En hoeveel van die hoogte is daadwerkelijk beschikbaar voor schotels of pakking? Hoeveel theoretische schotels denk je dat die hoogte oplevert? Dat hangt natuurlijk af van wat voor echte schotels of wat voor pakking je gaat gebruiken.

... het probleem is dat ik dan niks kan vinden over de optimale hoogte breedte verhouding en wat voor invloed dat heeft op de capaciteit en de efficientie per plaat

De capaciteit van de kolom wordt bepaald door de diameter van de kolom in combinatie met de gebruikte soort schotels of pakking. Er is niet zoiets als een optimale hoogte breedte verhouding om de benodigde diameter te bepalen. De schotelefficientie wordt voornamelijk bepaald door de fysische eigenschappen van de vloeistof- en dampstromen door de kolom, vooral viscositeit. De HETP van een pakking is afhankelijk van de fysische eigenschappen maar ook pakkingtype en pakkinggrootte. Kleine pakkingdelen hebben een kleinere HETP dus daarmee kun je de meeste theoretische schotels maken in je kolom met maximale hoogte.
Hydrogen economy is a Hype.

#8

yoz

    yoz


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 06 september 2010 - 10:12

Heel erg bedankt allemaal!
Ik ga er mee aan de slag! Ik vroeg me alleen af of er niet ook iets van vuistregels zijn, ik hoef het geheel inderdaad niet dusdanig te ontwerpen dat het gebouwd moet worden. Ik moet er vooral achter komen welk apparaat in mijn installatie de bottleneck is voor de capaciteit.
In een ander onderzoek dat ik heb gevonden was deze distillatie toren 10 meter hoog en verwerkte zo'n 1450 l/uur(+/- 1300 kg/h) feed-in. Zou ik dit voor een grove schatting zomaar door 5 mogen delen, of zijn er nog wat belangrijke haken en ogen waar ik rekening mee moet houden? Ook hier weet ik fracties in en uit.

#9

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8933 berichten
  • VIP

Geplaatst op 06 september 2010 - 10:21

In een ander onderzoek dat ik heb gevonden was deze distillatie toren 10 meter hoog en verwerkte zo'n 1450 l/uur(+/- 1300 kg/h) feed-in. Zou ik dit voor een grove schatting zomaar door 5 mogen delen, of zijn er nog wat belangrijke haken en ogen waar ik rekening mee moet houden? Ook hier weet ik fracties in en uit.


Nee, dat mag zeer zeker niet. De hoogte bepaalt het aantal schotels; delen door 5 betekent 5 keer minder schotels.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#10

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 06 september 2010 - 16:34

Zoals ik al eerder schreef is het de diameter van de kolom die, in combinatie met het gebruikte type pakking of schotels, de capaciteit bepaalt.

Om in een kolommetje van slechts 2 meter hoogte de gewenste scheiding tussen methanol en water/glycerol te bereiken zul je, om genoeg theoretische schotels te verkrijgen, een heel kleine pakkinggrootte moeten gebruiken, of schotels die heel dicht op elkaar geplaatst worden. Maar het gevolg van elk is een kleinere capaciteit voor een gegeven kolomdiameter, bijvoorbeeld: pakking met ringetjes van 5 mm heeft een kleinere HETP maar ook een kleinere capaciteit dan pakking van 10 mm in dezelfde kolomdiameter.
Hydrogen economy is a Hype.

#11

yoz

    yoz


  • 0 - 25 berichten
  • 7 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 28 september 2010 - 15:51

Ik heb mijn aanpak iets gewijzigd en weet nu ook het debiet van de ingaande stroom. Ik moet momenteel uit een paar verschillende capaciteiten en designs kiezen. De toren mag niet al te hoog zijn, er laag zelfs +/- 2.5 m. Evt. kunnen er meerdere achter elkaar geplaatst worden, of een deelbare toren gebruiken.
Waar ik nu naar opzoek ben is een hele grove afschatting van de hoogte van zo'n toren, ik kon dit eigenlijk nergens vinden
Capaciteit 1 heeft een ingaande stroom van ongeveer 200 liter per uur
Capaciteit 2 heeft een ingaande stroom van ongeveer 60 liter per uur.

Die laatste lijkt mij sowieso wel haalbaar, maar bij de eerste heb ik zo mijn twijfels. Ik denk dat ik maximaal ruimte heb om 3 columns in serie te zetten.

#12

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 02 oktober 2010 - 15:51

Waar ik nu naar opzoek ben is een hele grove afschatting van de hoogte van zo'n toren, ik kon dit eigenlijk nergens vinden

Dat hangt af van het aantal theoretische schotels dat nodig is om de gewenste scheiding te bereiken. Heb ik dat al niet eerder geschreven?

Om pure methanol te maken zou je een kolom met een oneindig aantal theoretische schotels nodig hebben dus dat gaat niet. Je moet weten wat werkelijk nodig is. Is dat 99,9 mol%? Of 99 mol%? Of is zelfs 95 mol% goed genoeg?
Als je 96 % van de methanol uit de waterige stroom wilt halen, terwijl er nauwelijks water uit de bodem verdwijnt, dan is de massafractie methanol in de bodem overblijft nog maar (1 - 0,96) * 0,023 = .... en dat omgerekend naar molfractie is .....
Nadat je de molfractie methanol in zowel destilaat als bodemprodukt vastgesteld hebt kun je met McCabe- Thiele bepalen wat het minimum benodigde aantal theoretische schotels is en ook wat de minimum reflux ratio is. Doe dit eerst maar eens.

Hydrogen economy is a Hype.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures