2019 Fiscal Year Annual Research 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 |
FORTRANによりパーミアンスを決定するプログラムを作成し，汎用プロセスシミュレータ(PRO/II)を用いて複合プロセスのフローを作成し，共沸系2成分，3成分混合物分離の可能性を検討した。
１）バッチ式PV膜分離プロセスの解析プログラムと多変数最適化アルゴリズムを組み合わせて，各成分のパーミアンスを最適化変数として，実験値と計算値との絶対誤差の平均値を最小化するアルゴリズムにより，各成分のパーミアンスを決定するプログラムを作成した。シミュレーションにより得られた仮想実験データをもとに，作成したプログラムの有用性を確認した。（分離技術会年会2019，S7-P8）
２）最低共沸混合物を持つ２成分系分離に対して，VP膜＋蒸留複合プロセスの２つのプロセス構成（高性能膜＋蒸留塔１本，低性能膜+蒸留塔２本）による，分離の可能性を検討した。選択率が小さい低性能分離膜を用いても，膜分離により共沸組成を越え，２本の蒸留塔により成分分離が可能となることを示した。さらに，３つの２成分最低共沸を持つアセトン＋IPA＋水系分離に対して，高性能膜＋蒸留塔１本により脱水した後，低性能膜＋蒸留塔２本によりアセトンとIPAをの分離するプロセス構成により，3つの成分を分離できる可能性を示した。(APPChE2019, PJ301)
３）２成分最低共沸，２成分最高共沸，３成分鞍点共沸を持つアセトン＋クロロホルム＋メタノール系分離に対して，最高共沸混合物の分離に対応させるために蒸留塔の塔底に膜モジュールを配置した，高性能膜＋蒸留塔１本と低性能膜＋蒸留塔２本の２つの構成と先の最低共沸混合物に対する２つの構成の中から，２つを組み合わせたプロセス構成の適用可能性を検討し，その際に多成分系での成分間の相対揮発度の評価が重要となることを示した。(化学工学会第85年会，PE306)
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