Azeotropik Distilasyon | CeReZFoRuM
bölümünden bize ulaşmaları durumunda ilgili şikayet incelenip gereği 1 (bir) hafta içinde gereği yapılacaktır. Azeotropik Distilasyon
Azeotropik distilasyon endüstride sıkça kullanılan özel bir distilasyon işlemidir. Azeotropik distilasyon işleminin ilk görüldüğü seneler yirminci yüzyılın başlarıdır. İlk olarak etanol'ün dehidrasyonu işleminde kullanılmıştır. Bu işlemde üçlü bir azeotrop olan benzen-etanol-su sisteminde kullanılmıştır. Azeotropik distilasyon su içermeyen zor ayrılan karşımlar için de kullanılır. Örneğin benzenin; metanol, nitrometan, kullanılarak parafinlerden ayrılmasında, amonyak ayırma ajanı kullanılarak bütadienden bütan ve bütenin ayrılması işleminde de kullanılır.
Azeotropinin görülmesi için, sıvı karışımlarda sıvı ve buhar fazın konsantrasyonlarının eşit halde bulunması gerekir. Böyle bir karışımı kısmi buharlaştırma yöntemleriyle ayırmamız mümkün değildir. Azeotroplar literatürde iki şekilde sınıflandırlır. "Minimum kaynayan" ve "maksimum kaynayan" azeotroplar olmak üzere iki ayrı şekilde isimlendirilir. Minimum kaynayan azeotroplar, azeotrop oluşturan sıvıların saf haldeki kaynama noktalarından daha düşük sıcaklıklarda kaynayan karışımlara denir. Maksimum kaynayan azeotroplar ise azeotrop oluşturan sıvıların saf haldeki kaynama noktalarından daha yüksek kaynama noktasına sahip karışımlardır. Bilinen azeotropların %90'ı minimum kaynama gösteren azeotroplardır.
ØHidrokarbonlar içinde çözünebilmeli.
ØAzeotrop içinden kolayca ayrılabilmeli.
ØUcuz ve kolay bulunabilir olmalı.
ØDistilasyon süresince kararlı olmalı.
ØAyrılacağı hidrokarbonun kaynama noktasında farkı 0-30 oC olmalı.
ØHidrokarbonda ayrılırken ve içine konulduğu sistemin konstrüksiyonuyla reaksiyon vermemeli.
i."Entrainer" sisteme distilasyon işlemi başlamadan önce eklenir.
ii.Tepe ürün olarak, ikili ya da üçlü azeotrop karışımdan, "entrainer" içeren bir veya iki komponent birden alınır. Azeotrop karşımının daha iyi ayrılabilmesi için riflaks kullanılabilir.
iii.Komponentlerin daha etkili ayrışabilmesi için, kondense olmuş artıklar dekante edilir.
iv."Entrainer" olarak zengin olan faz distilasyon kolonuna riflaks olark geri beslenir.
v.Diğer faz ise, bir veya daha fazla yardımcı distilasyon kolonuna beslenerek yüksek uçuculuğa sahip "entrainer" dekantere geri gönderilir.
vi.Düşük uçuculuğa sahip komponent ise saf olarak ana kolondan alınır.
Günümüzde kullanılan azeotrpik distilasyona uyan en genel örneklerden biri Etanol -
Su - siklohekzen örneğidir. Bu örneğe kısaca bir göz atarsak :
1 ile gösterilen kolon beslemenin yapıldığı kolondur. Etanol yüzdesi distilasyon sırasında arttırılmıştır. 2 numaralı kolon ise siklohekzanın içinde bulunduğu azeotropik distilasyonun gerçekleştiği kolondur. Bu kolonda istenilen ürün olan etanol elde edilir. 3 numaralı kolon ise siklohekzan stripper'dır. Siklohekzan ayırma ajanı olarak sisteme tekrar tekrar beslenir.
Azotropik distilasyon kolonunu dizayn ederken göz önüne alınacak noktalardan biri sisteme eklenen "entrainer" , sistemdeki buhar-sıvı dengesini nasıl etkilediğidir. İdeal olmayan bazı ikili ve üçlü sistemler çok karışık sonuçlara sebep olabilir. Bu duruma en tipik örnek asetonitril-trikloroetilen-su sistemidir. Bu tip sistemlerin dataları belli olmasına rağmen, deneysel olarak eşitliklerin çıkarılması gerekebilir. Üçlü azeotrop sistemler için belli datatlar bulunması rağmen bu veriler sınırlıdır. Bu eşitliklerin bulunası için Azeotropik distilasyon kolonu için gerekli minimum riflaks oranı ve gerekli plaka miktarı, ideal olmayan çoklu komponent sistemleri için gerekli eşitliklere bağlı olan datalar kullanılarak plaka-plaka hesap edilmelidir. Bir ürün miktarı varsayılırak, sondan en alttan başlayarak en üst plakaya kadar hesap edilmelidir.
Bunlara ek olarak, gerçekten yaklaşık sonuçlar verebilen McCabe-Thiele diagramı da azaeotropik distilasyon kolnu hesaplama da kullanılabilir. Ancak bunun için "entrainer" oranı, su içeren ikili ya da üçlü azeotrop sistemin oranına eşit olmalıdır. Bu şekilde su ve "entrainer" tek bir komponent gibi davranım gösterir. McCabe-Thiele diagramında, operasyon doğrsunun eğimi, tepe ürün olarak alınan azeotrop karışımın riflaks oranını verir. Bununla beraber, zenginleşmenin meydana geldiği plaka ( giriş ) sayısı arttıkça operasyon daha az etkili olmaktadır. 16 Aralık 2011