Conception des procédés de distillation extractive continue basée sur des critères de faisabilité thermodynamique de la distillation extractive discontinue

摘要

Nous étudions la faisabilité du procédé de distillation extractive continue pour séparer des mélanges azéotropiques A-B à température de bulle minimale ou maximale, avec un tiers corps E lourd ou léger. Les mélanges ternaires A-B-E appartiennent aux classes 1.0-1-a et 1.0-2 qui se subdivisent chacune en deux souscas selon la position de la courbe d'univolatilité. La colonne de distillation a trois sections, rectification, extractive, épuisement. Nous établissons les équations décrivant les profiles de composition liquide dans chaque section en fonction des paramètres opératoires: pureté et taux de récupération du distillat, taux de reflux ratio R et rapport des débits d'alimentation FE/F dans le cas d'un tiers corps lourd ; pureté et taux de récupération du produit de pied, taux de rebouillage S et rapport des débits d'alimentation FE/F dans le cas d'un tiers corps léger. Avec un tiers corps lourd alimenté comme liquide bouillant au dessus de l'étage d'alimentation du mélange A-B, nous identifions le distillat atteignable et les plages de valeurs faisables des paramètres R et FE/F à partir du critère général de faisabilité énoncé par Rodriguez-Donis et al. (Ind. Eng. Chem. Res, 2009, 48(7), 3544 3559). Pour la classe 1.0-1a, il existe des rapport FE/F et reflux ratio minimum. Le rapport FE/F est plus important pour le procédé continu que pour le procédé discontinu parce que la faisabilité du procédé continu nécessite que les profils d'épuisement et extractifs s'intersectent. Pour la classe 1.0-2, les deux constituants A et B sont des distillats potentiels, l'un sous réserve que le rapport FE/F reste inférieur à une valeur limite maximale. Le procédé continu exhibe également une valeur minimale de FE/F à un taux de reflux ratio donné, contrairement au procédé discontinu. Avec un tiers corps léger alimenté comme vapeur saturante sous l'étage d'alimentation du mélange A-B, nous identifions le produit de pied atteignable et les plages de valeurs faisables des paramètres S et FE/F à partir du critère général de faisabilité énoncé par Rodriguez-Donis et al. (Ind. Eng. Chem. Res, 2012, 51, 4643 4660). Comparé au cas des tiers corps lourds, le produit principal est obtenu en pied. Autrement, les comportements des classes 1.0-1a et 1.0-2 sont analogues entre les tiers corps léger et lourd. Avec un tiers corps léger, le procédé continu ajoute la contrainte que les profils de rectification et extractifs s'intersectent. La contrainte d'intersection des profils d'épuisement et extractif est partagée par les deux modes opératoires continu et discontinu. Ce travail valide la méthodologie proposée pour évaluer la faisabilité du procédé de distillation extractive continue et permet de comparer les tiers entre eux en termes de taux de reflux ratio minimum et de rapport de débit d'alimentation minimal