Журнал передовой химической инженерии

Абстрактный

Измерение фазового равновесия системы н-бутан/вода/н-бутанол для разработки энергосберегающего процесса извлечения биобутанола

Хироши Мачида, Акио Ватанабэ и Хиротоши Хоризоэ

Применение биобутанола в качестве альтернативного топлива имеет многочисленные преимущества по сравнению с биоэтанолом, такие как высокая теплотворная способность, низкое влагопоглощение и низкая коррозия, хотя биобутанол требует высокой энергии дегидратации из-за его низкой начальной концентрации (приблизительно 1-3 мас.%). Для разработки энергосберегающего процесса дегидратации с использованием экстракции легких углеводородов в качестве подходящего растворителя был выбран бутановый растворитель из-за его свойств, таких как отсутствие азеотропной точки или высокая растворимость бутанола. Данные о фазовом равновесии системы н-бутан/вода/н-бутанол были определены с использованием аппарата для измерения фазового равновесия высокого давления, и были регрессированы параметры модели NRTL. Предлагаемый процесс дегидратации бутанола состоит из экстракционной колонны и дистилляционной колонны. В экстракционной колонне бутанол концентрируется до 90%, после чего бутан и бутанол разделяются в дистилляционной колонне. Для рекуперации тепла была введена система рекомпрессии пара. Безводный бутанол извлекается из нижней части дистилляционной колонны. Энергозатраты процесса дегидратации биобутанола были оценены с использованием разработанной модели и показывают 5 МДж/кг биобутанола от начальной концентрации н-бутанола 2% масс. до конечного извлечения 99,9% масс. биобутанола.