先端化学工学ジャーナル

概要

充填塔蒸留における相間物質移動をモデル化するための制御体積アプローチ

西村五郎、片岡國男、野田英雄、大村直人

充填蒸留塔用に提案された制御容積法によって、三成分理想溶液の簡略化された物質移動モデルが構築された。モデリングのコンセプトは、実際の塔の蒸留実験と理想塔のコンピュータ支援プロセスシミュレーションとをどのように橋渡しするかということであった。実験によって決定された HETP のローカル値を使用する制御容積アプローチは、気相および液相の物質移動係数のローカル値を段階的に決定するために考案された。金網波形構造充填物の 3 層を備えた高さ 5.5 m の商用規模の充填塔をテスト塔として使用した。実験は、メタノール、エタノール、およびイソプロパノールの三成分系について、全還流条件下で常圧で行われた。理想的な平衡段塔のプロセスシミュレーション分析は、実際の塔による蒸留実験と比較するために行われた。実験的に得られた HETP を考慮した制御体積法によって、気相と液相における物質移動の体積膜係数を段階的に評価しました。実験による物質移動相関の局所的変動は、局所的挙動の影響とレイノルズ数依存性に分け、無次元形式で一般化されました。