| 研究課題/領域番号 |
03650776
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
宗像 健 九州大学, 工学部, 教授 (00037714)
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| 研究分担者 |
本田 克美 九州大学, 工学部, 助手 (80038108)
宮崎 則幸 九州大学, 工学部, 助教授 (10166150)
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| キーワード | 脱水蒸留 / 蒸留効率 / 炭化水素-水系 / 気液平衡関係 / 段塔 |
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| 研究概要 |
炭化水素-水系の脱水蒸留効率は著しく低いと言われているが、本研究は、この低い蒸留効率の原因解明を目的として行ったものである。
昨年度行った単一段段塔による脱水蒸留実験においては、水の濃度の高い領域では炭化水素同士の混合物と同程度の高い段効率(約70%)を示したが、低濃度領域では段効率は著しく低下した。また、5段の段塔による実験では、上から3段目あたりで分離の限界に達し、それ以下の段では濃度はほぼ一定となった。ここでは段効率の計算において高濃度領域で実測した気液平衡関係を原点を通る直線で近似したものを用いていたが、上述の実験結果から、この効率低下の原因は水の低濃度領域で気液平衡比が極端に低下するからではないかと考えられた。
この点を明らかにするために、本年度は主に水の低濃度領域を対象として、気液平衡関係の測定と単一段段塔による蒸留実験を計画した。気液平衡測定に用いた低濃度領域の試料は5段の段塔の塔底液及びそれをさらにモレキュラーシーブで脱水したものであり、水分濃度が2wt-ppm程度までの実験を可能とした。実測したベンゼン-水、ヘキサン-水系の気液平衡関係は、いずれも液組成が約100wt-ppm以上の領域ではその気液平衡比はほぼ一定値を示したが、それ以下の濃度になると気液平衡比は徐々に小さくなり、液組成が約5wt-ppm以下では激減し1に近づいた。トルエン-水系の場合、低濃度領域でのデータはばらつきが大きく、まだ安定なデータを得るに至っていない。次に、低濃度領域までの実測した気液平衡データをもとに単一段段塔の段効率の整理を行ったが、この場合にも低濃度領域では濃度の減少とともに段効率は小さくなり、気液平衡関係からだけでは低濃度領域での段効率の低下を説明することはできなかった。したがって、この点を明らかにし、脱水蒸留における蒸留効率の定量的な評価法を確立することを今後の課題としたい。
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