Ich habe gerade erst mit dem Lernen von *Aspen begonnen und bin auf ein Übungsaufgabe gestoßen. Ich hoffe, dass Experten mir bei der Lösung helfen können.
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Im Produktionsprozess entstehen organische Abwässer mit hohem Gehalt an Isopropyläther, Isopropanol und Wasser. In den Abwässern eines bestimmten Unternehmens macht Isopropyläther 7 % des Gesamtgewichts aus, Isopropanol 13 % und Wasser 80 %. Entwerfen Sie einen geeigneten Destillationsprozess zur Rückgewinnung von Isopropyläther und Isopropanol aus diesem Abwasser. Konstruktionsbedingungen: (1) Eine Fabrik produziert jährlich 100.000 Tonnen Isopropanol. Dadurch entsteht bei Normaltemperatur und Normaldruck ein Abwasserfluss von 1 t/Stunde. (2) Die vorhandenen Wärmeversorgungssysteme nutzen Dampf mit einem Druck von 0,5 MPa (Nenndruck). (3) Die Kälteversorgung besteht aus zirkulierendem Wasser (30 °C). Anforderungen: (1) Kontinuierliche Bedienung. (2) Der Gehalt an Isopropanol im Wasser beträgt weniger als 20 ppm, der Gehalt an Isopropyläther weniger als 100 ppm. (3) Zudem wird eine Konzentration von Isopropyläther von ≥98 Gew.-% sowie eine Konzentration von Isopropanol von ≥99 Gew.-% gefordert. (4) Die Betriebskosten sollten so gering wie möglich sein.
Siedepunkt von Isopropyläther (°C): 68,5. Siedepunkt von Isopropanol (atm, °C, 101,3 kPa): 82,45. Ihre Siedepunkte sind niedriger als der des Wassers. Es ist daher wichtig, Isopropyläther und Isopropanol zunächst aus dem Wasser zu entfernen. Prüfen Sie, ob sie mit Wasser Azeotropen bilden. Nach der Entwässerung werden die beiden Stoffe anschließend durch Destillation voneinander getrennt.
Der Schlüssel ist, dass ich mit Aspen simuliert habe, dass der Alkoholgehalt im Kolben nachher nicht den Anforderungen entspricht, daher geht das nicht. Ich habe auch versucht, mit Aspen zu erreichen, dass das Äther aus der Oberseite des Turms austritt und Wasser sowie Alkohol aus der Unterseite – doch auch das hat nicht zum gewünschten Ergebnis geführt. Die drei Stoffe können Azeotropen bilden, daher ist unklar, in welcher Reihenfolge sie getrennt werden sollten.