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蒸留装置のエンジニアリング

製品名 蒸留装置、精留装置
適用分野 化学、石油、繊維、食品、発酵、医薬

エンジニアリング

当社の蒸留装置のエンジニアリングに関しまして、以下に説明いたします。

1.バッチ蒸留ビーカーテスト

お客様よりテスト液(20L程度)をご送付いただき、下図のようなテスト装置を用いて、実験室にてバッチ蒸留ビーカーテストを行います。

濃縮液及び留出液組成や物性は、当社の分析センターにて測定いたします。

当社の分析センターでは、下記の精密な分析計器を保有しております。

 

ICP分析装置

 

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2.バッチ蒸留ビーカーテスト結果の気液平衡解析

実際のテスト液によるバッチ蒸留ビーカーテストにより得られた気液平衡データを自社製の蒸留シミュレーターにより解析することで、実機の設計に反映させることが可能となります。

また、当社の保有する気液平衡物性データ集(DECHEMA等)に該当する成分であれば、下図のような自社製気液平衡相関プログラムにより解析することで、実機の設計が可能となります。

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3.蒸留パイロットテスト

お客様よりテスト液(400L~600L)をご送付いただき、下図に示す当社の蒸留パイロットテスト装置を用いて、連続操作による蒸留テストを行います。 

蒸留パイロットテスト機は、蒸留塔内部に規則充填物を内蔵しており、実液による連続蒸留操作での運転データを得ることが可能です。

得られたテストデータから、自社製蒸留シミュレーターを駆使することにより、蒸留効率であるHETP(1理論段当りの充填高さ)を解析することが可能となります。

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4.蒸留装置のエンジニアリング

4-1.蒸留テスト結果の解析

バッチ蒸留ビーカーテスト、蒸留パイロットテスト及び気液平衡文献データ、熱物性データをもとに、蒸留装置の設計に必要となるデータを解析します。

4-2.蒸留計算ソフトによる設計

当社が所有する以下のシミュレーターを駆使して、最適な蒸留装置を設計いたします。

・自社製連続蒸留シミュレーター

・自社製バッチ蒸留シミュレーター

・PROⅡ(蒸留解析ソフト)

4-3.省エネルギー性の検討

蒸留装置は、気液接触により成分の分離を行うために、塔頂ベーパーの一部を還流液として系内に戻す必要があります。そのため、蒸留は大きなエネルギーを消費する化学装置となっております。当社では、処理液の特性により、以下のような省エネルギー提案を行うことが可能です。

・最小還流比での設計

・熱回収フローの提案

・多重効用蒸留塔の提案

・蒸留+MVRハイブリッドシステムの提案 (MVR:Mechanical Vapor Recompression)

4-4.蒸留塔内部構造の選定

処理液の性状により、最適な蒸留塔のタイプを提案させていただきます。

規則充填物

通常は、気液接触効率が高く低コストである規則充填物タイプを推奨いたします。規則充填物は蒸留塔内のベーパー速度を大きく取れることから、塔径を小さく設計することが可能です。

さらに、少ない液負荷で運転操作可能であることから、省エネルギー性に優れております。

②不規則充填物

スケール性がある場合には、内部の分解・洗浄が可能である、不規則充填物を推奨いたします。不規則充填物は、マンホール等から容易に取り出すことができるため、スケールや堆積物が懸念される場合には優位性がありますが、ある程度の液負荷量を必要とするため、規則充填物タイプに比べるとエネルギー消費量は多くなります。

③段塔(シーブトレイ、泡鐘トレイ)

スケール性がある場合には、シーブトレイや泡鐘トレイといわれる段塔タイプを推奨いたします。このタイプの蒸留塔は、内部の洗浄が可能であり、付着したスケールをジェット洗浄等により除去可能です。

また、耐食金属材料であるチタンやハステロイ、二相ステンレス合金等の高級金属で蒸留塔を製作する必要がある場合には、段塔タイプを推奨いたします。

その理由としましては、充填物製作メーカーでは、製作可能な材質は標準的に決められており、高級金属材料での製作に対応困難であることが挙げられます。

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