2018 Fiscal Year Research-status Report
Simulation Algorithms for Membrane+Distillation Hybrid Processes for Multicomponent Azeotropic Mixtures
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17K06890
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
森 秀樹 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70166370)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 膜分離 / 蒸留 / 複合化プロセス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蒸留と膜分離の複合化プロセスによる共沸混合物を含む多成分系分離の可能性，プロセスの分離特性および有効な適用範囲（分離系，原料組成）を解明するために，蒸留と膜分離複合プロセスの解析プログラムをプログラミング言語FORTRANを用いて作成した。
１）塔頂に膜分離モジュールを適用した複合化プロセス（VP膜，PV膜）について，前年度に開発した解析プログラムを多成分系混合物にも対応できるように改良し，水ーiPAに最低共沸混合物を持つアセトン+水+iPA系およびアセトンーメタノールに最低共沸混合物を持つびアセトン+水+メタノールの2つの分離系について，アセトンを回収する目的の例題で原料条件を変えたシミュレーションを行い，分離膜の違い（PV膜，VP膜）による共沸物の分離の可能性および複合プロセスの分離特性について検討した。蒸留塔内の組成分布により，共沸組成を超えて分離が可能となること，PV膜においては，操作温度が分離特性に大きく影響することが確認できた。（分離技術会年会2017, S2-P6），（化学工学会第50回秋季大会，PA302）
２）PV膜モジュール計算プログラムをベースに，原料タンクと膜モジュールで構成されるバッチ式PV膜分離プロセスの解析プログラムを作成し，３成分系膜分離における原料液組成および透過蒸気組成の経時変化の計算を行った。組成を三角線図上にプロットし，成分のパーミアンスが組成変化の軌跡に及ぼす影響を視覚的に確認できるようにした。（分離技術会年会2018，S7-P15）
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度十分に達成できなかった，「汎用プロセスシミュレータによる膜＋蒸留複合プロセスの解析」については，汎用プロセスシミュレータ(PRO/II)に標準装備されている膜モジュールモデルによるシミュレーションが可能となった。膜モジュール計算については本研究室で作成した膜モジュール解析プログラムによる計算結果を比較し，モデルの違いを確認し，整合性を取ることが可能となった。
「膜モジュール解析モデルの改良」については，多管式膜モジュールに適用される，クロスフロー＋プラグフローモデルの多成分系への改良が達成できていない。
多成分系に対応したPV膜，VP膜と蒸留複合プロセスのシミュレーションが可能となり，汎用シミュレータとの比較が可能となった。
以上総合すると，「やや遅れている」と判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
複合化プロセスを効果的に適用できる範囲を明らかにするために，気液平衡関係が異なる他の分離系について広く分離特性を検討する。
汎用シミュレータ(PRO/II)にはUser Added Subroutineの機能があり，研究室で作成した膜モジュール計算プログラムの導入を試みる。
バッチ式PV膜分離プロセスの計算プログラムについては，最適化手法と組み合わせて実験結果からパーミアンスを決定できるように改良する。
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| Causes of Carryover |
ほぼ予定通りの支出ができたが，1万円未満の残額が生じた。次年度は国際会議での発表があり，その旅費等に充足する。
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