メタノール精留塔
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メタノール蒸留回収塔で、なぜ冷却水ポンプの循環水量を増やすと塔頂が負圧になり、循環水量を調整すると再び正圧に戻るのか？
メタノールの飽和蒸気圧が低いため。水冷器の循環水が多くなると、メタノールは十分に液体状に凝縮され、リターンタンク内のメタノール温度は低くなる。精留塔内に送られたメタノールによって塔頂の物質が激しく冷却され、液体成分が多くなることで、塔頂が負圧となる
凝縮負荷が大きくなると、リフラックスタンク内のメタノールが過冷却され、リフラックスタンクに熱蒸気による加圧がない場合、負圧になってしまいます。
水冷器の循環水が多く流れると、メタノールが十分に凝縮して液体になり、体積が急激に減少して負圧が発生する
冷却水を流し始めたばかりの頃は温度が低く、メタノールが多く凝縮されて一時的に負圧が生じる。メタノールの蒸発量が増えるにつれて温度も徐々に上昇し、正圧が生まれる。
循環水の量が多すぎると、メタノール蒸気が急激に凝縮し、塔頂に負圧が生じます
塔頂の冷却効果が高いため、塔頂のガスが液化し体積が急激に減少し、塔頂に負圧が生じる。そのため、循環水を調整して再び正圧に戻す。
負圧はあまり良くなさそうで、空気を吸い込むと危険があるため、窒素呼吸バルブを設置して保護する必要があります
上記の答えはすべて正しく、追加する必要は全くありません
主に蒸留缶のヒーターと精留塔の塔頂冷凝器の設計が不合理だからです。塔頂の凝縮冷却器によってメタノール蒸気が常圧の沸点以下まで凝縮冷却され、塔頂には負圧が生じる。
リターンタンクの温度変化は比較的遅く、リターンによって塔圧がマイナスになると、プロセスに時間がかかります。そのため、オペレーターも十分注意を払えません。メタノール塔はもともとわずかに正圧で運転されており、循環水の温度も十分に低いため、瞬間的に循環水量を大幅に増やすと負圧になる可能性もあります。
つまり、タワーの頂部にはほとんど気相がなく、ほとんどが液相になっているということですか？
ええ、普段は密閉されていて、排気はたいてい開けません
水冷器の後ろの温度が1、2度上がったけど、そんなに影響あるの？
根本的な原因は、戻り液の温度が低すぎるため、塔頂の蒸気温度が常圧下での沸点を下回ってしまうことです。塔の頂上に負圧が生じる。
メタノールの飽和蒸気圧は低く、塔頂の凝縮負荷の影響を受ける
あなたの言う通りです。塔底から出てくる蒸気は、凝縮器に入る前に過冷却された戻り液によって液体に凝縮されてしまいます。沸点以下の蒸気がわずかでも凝縮器に入るだけで、塔頂は負圧となります。しかし、この状態は長く続かず、戻り液が減少するにつれて塔頂の温度は再び上昇し、頂圧も正圧になり、最終的にはわずかな正圧の状態で平衡に達する。理論上はそうです。もし都合がつくなら、実際に試してみると、より深く理解できると思います。