化学プラントの塔設備：【毎週のテーマ】蒸発の原理と石油化学業界での応用について説明してください（2011.07.17-07.30）

スチームストリッピング法とは、一定の温度で系内圧力を下げ、同じ温度において各成分の気化率が異なる性質を利用して、大量の炭素数1～4の軽質炭化水素を気化させ、それらを原油から分離する方法である。 　　蒸発法は負圧で行うことができる。原油を脱水した後は、一般的に0.06～0.08メガパスカル（絶対圧）、55℃～65℃で負圧フラッシュ蒸留が行われる。加熱蒸発でもよい。一般的には0.25～0.3メガパスカル（絶対）、120℃でフラッシュ蒸発させる。

返信 1# wu_pb ヘンリーの法則P=EXによれば、異なる温度や分圧下では、気相中の溶質の液相溶媒中での溶解度が異なります。溶媒の圧力が下がると、溶媒中の溶質は急速に脱着して自動的に放出され、フラッシュが発生する。蒸発のエネルギーは溶媒自体が供給するため、蒸発過程で溶媒の温度は低下する。より高い一定の圧力からより低い一定の圧力まで、脱着平衡に達したときの脱着される溶質量は一定であり、対応する溶媒中に残存する溶質量も一定である。したがって、スチーム化の制御目標は一つだけで、それはスチーム化の圧力です。ヘンリーの法則　ヘンリーの法則とは、物理化学の基本法則の一つで、1803年にイギリスのW・ヘンリーが気体の液体中での溶解度の規則性を研究して発見したものです。これは「一定の温度において、ある気体の溶液内での濃度は、その気体の液面上での平衡圧力と正比例する」と表現されます。”実験によると、この法則が成り立つのは、気体の液体中での溶解度がそれほど高くない場合のみであり、このときの気体は実質的に希薄溶液内の揮発性溶質であり、気体圧力はその溶質の蒸気圧である。したがって、ヘンリーの法則は次のようにも表せる。一定の温度において、希薄溶液内の溶質の蒸気分圧は溶液濃度に比例する：　　pB＝kxB　ここで、pBは希薄溶液内の溶質の蒸気分圧である；xBは溶質の物質量分率です； kはヘンリー定数であり、その値は温度、圧力、および溶質と溶媒の性質に依存する。希薄な溶液では各濃度が比例するため、上式のxBはmB（質量モル濃度）やcB（物質量濃度）などにもなり得、この場合k値はそれに応じて変化する。 　　溶質の気相と液相における分子状態が同じである場合にのみ、ヘンリーの法則が適用される。もし溶質分子が溶液中で解離や会合などを起こす場合、上式のxB（またはmB、cBなど）は、気相における分子状態と同じものの含有量を指すべきである；全圧がそれほど高くない場合、複数の気体が同じ液体に同時に溶解しているとき、ヘンリーの法則はそれらのうちの任意の1つの気体に対して別々に適用できる；一般的に、溶液が希薄であるほどヘンリーの法則はより正確になり、xB→0のときに溶質は厳密にこの法則に従うことができる。 原理：主に加圧によって蒸気の分圧が下がり、より多くの溶媒（一般的には水）が気化して蒸気となることで、濃縮を図るものです。 構造：とてもシンプルです。直径はもう少し大きくして、サイクロンセパレーターのような感じにしたい。もちろん、一定の高さを保つ必要があります。そうでなければ液体も漏れ出してしまいます。 スチーム化とは、高圧の飽和水が比較的低圧の容器内に入ると、圧力が急激に低下することで、その飽和水が容器内の圧力下での飽和水蒸気と飽和水に変わる現象です。 形成原因：大気圧の下で水が加熱されると、100℃はその圧力下で液体の水が保持できる最高温度です。再加熱しても水の温度は上がらず、水を蒸気に変えるだけです。水が沸点に達するまでの過程で吸収する熱を「顕熱」といい、飽和水の顕熱とも呼ばれる。同じ大気圧の下で飽和水を蒸気に変えるのに必要な熱のことを「潜熱」と呼びます。しかし、ある程度の圧力下で水を加熱すると、水の沸点は100℃よりも高くなるため、より多くの顕熱が必要になる。圧力が高くなるほど、水の沸点は上昇し、熱量も高くなる。圧力が下がると、一部の顕熱が放出され、この余分な熱は潜熱として吸収され、その結果、水の一部が「スチーム化」して蒸気になる。 実際の状況：配管システム内で発生するスチームエマルジョンは、バルブにキャビテーション損傷を引き起こしやすい。そのため、圧力差を複数回に分けて負担させる機能を持つ逆キャビテーション高圧バルブを選択することができる。また、キャビテーションによる侵食に耐えられる材料を使用することも可能だ。 スチームトラップはエネルギー源としても利用でき、火力発電所におけるボイラー排水の回収や地熱発電に用いられる。 スチームトラップを使用する際には、スチームトラップの蒸気にも注意が必要です。では、スチームトラップの蒸気とは何でしょうか？ 一定の圧力下にある熱凝縮水やボイラー水が減圧されると、一部の水が再び蒸発し、得られた蒸気がフラッシュ蒸気となる。 なぜ蒸発蒸気は重要なのでしょうか？ 工場を経済的に稼働させるのに必要な熱が含まれているため、それを活用しなければエネルギーが無駄になってしまいます。 蒸発蒸気はどのようにしてできるのか？ 大気圧下で水が加熱されると、100℃はその圧力下での液体水が許容される最高温度です。再加熱しても水の温度は上がらず、水を蒸気に変えるだけです。水が沸点に達するまでの過程で吸収する熱を「顕熱」といい、飽和水の顕熱とも呼ばれる。同じ大気圧の下で飽和水を蒸気に変えるのに必要な熱のことを「潜熱」と呼びます。しかし、ある程度の圧力下で水を加熱すると、水の沸点は100℃よりも高くなるため、より多くの顕熱が必要になる。圧力が高くなるほど、水の沸点は上昇し、熱量も高くなる。圧力が下がると、一部の顕熱が放出され、この余分な熱は潜熱として吸収され、その結果、水の一部が「スチーム化」して蒸気になる。 フラッシュ蒸発には、フラッシュ凝縮技術など、優れた応用価値もあります。これは真空を引いて沸点を下げ、100℃未満で沸騰させた後、凝縮水を除去するものです。 利点は、材料が高温によって破壊されないことで、主に食品や医薬品に使用されます。 動作原理：液体混合物中の各成分の揮発性の違いを利用し、熱エネルギーを媒体としてそれらを部分的に気化させることで、気相には軽い成分が、液相には重い成分が濃縮され、分離される方法です。 実際、塔の蒸留計算においては、各理論段ごとにこのようなスチーム化計算を行う必要がある。ただし、この場合一般的には「平衡段」計算と呼ばれ、理論的にはより厳密なものであるが、計算内容自体は全く同じである。厳密な「スチーム化」計算であれ「平衡段」計算であれ、質量平衡、エネルギー平衡、相平衡という3つの平衡条件を満たさなければならない。したがって、標準的な「スチーム化」計算モジュールは、圧力の変化（上昇または下降）だけでなく、熱交換や仕事の交換も扱うことができる。内部および外部の仕事の交換や熱交換は主にエネルギー平衡に反映され、質量平衡と相平衡は主に気化分率や気液相の組成を決定する。さらに、「スチーム化」計算には、指定された状態が気液二相状態なのか、単なる気相または単なる液相なのかを判断するという、非常に重要かつ難しい課題もある。また、液液平衡の計算も一般的には「スチーム化」計算が担うが、計算の難易度が高いため、別途専用のソフトウェアが用いられることもある。以上の「スチーム化」に関する説明は一つの見解に過ぎず、非常に厳密なものではないが、比較的より正確である。要するに、PROII、ASPEN、HYSISのいずれを使用しても、「スチーム化」計算はその最も基本的な核心部分である。

スチーム化とは、高圧の飽和水が比較的低圧の容器内に入ると、圧力が急激に低下することで、その飽和水が容器内の圧力下での飽和水蒸気と飽和水に変わる現象です。

スチーム化とは、高圧の飽和水が比較的低圧の容器内に入ると、圧力が急激に低下することで、その飽和水が容器内の圧力下での飽和水蒸気と飽和水に変わる現象です。

高圧高温の蒸気が空のタンクに入る過程は、成分の一部が分離される過程であり、これはヘンリーの法則という理論則に従います！