วันพุธที่ 12 ตุลาคม พ.ศ. 2559

ทำความรู้จักกระบวนการผลิตเอทิลีน ตอนที่ ๑๙ ผลของความดันต่อจุดเดือดของไฮโดรคาร์บอน C2-C3 MO Memoir : Wednesday 12 October 2559

จากที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้เรื่องผลของความดันต่อการออกแบบหอกลั่นว่า ความดันที่สูงขึ้นทำให้จุดเดือดของของเหลว (หรือจุดควบแน่นของไอ) เพิ่มสูงขึ้น ถ้ามองจากเครื่องควบแน่นยอดหอ (overhead condenser) จุดควบแน่นที่สูงขึ้นนี้ทำให้ไม่ต้องใช้ระบบทำความเย็นอุณหภูมิต่ำในการทำให้ไอระเหยจากยอดหอควบแน่น แต่ถ้ามองจากหม้อต้มซ้ำ (reboiler) จุดเดือดที่สูงขึ้นจะทำให้ต้องใช้สายให้ความร้อนที่มีอุณหภูมิสูงขึ้นในการทำให้ของเหลวเดือดเป็นไอ
  
ในกรณีของการกลั่นแยกสารผสม เช่นการกลั่นแยกสารผสม ๒ องค์ประกอบออกจากกัน คำถามหนึ่งที่เกิดขึ้นก็คือความดันที่เปลี่ยนไปนั้นทำให้จุดเดือด (รวมทั้งจุดควบแน่น) ของสารแต่ละชนิดเปลี่ยนแปลงในสัดส่วนเดียวกันหรือไม่ ถ้าการเปลี่ยนความดันนั้นทำให้ผลต่างระหว่างจุดเดือดของสารแต่ละตัวนั้นแตกต่างกันมากขึ้น การกลั่นแยกสารออกจากกันก็จะทำได้ง่ายขึ้น (หอกลั่นไม่จำเป็นต้องมี tray จำนวนมาก ทำให้ความสูงของหอลดต่ำลงไปด้วย) เพื่อให้เห็นภาพจะลองยกตัวอย่างความดันกับจุดเดือดระหว่างคู่สาร อีเทน-เอทิลีน และ โพรเพน-โพรพิลีน ที่เป็นคู่สารที่มีการกลั่นแยกกันในโรงงานผลิตโอเลฟินส์มาให้พิจารณากัน
 
ข้อมูลในตารางที่ ๑ และ ๒ นำมาจากหนังสือ "Perry's Chemical Engineering Handbook", 6th ed., McGraw Hill (1984) กราฟในรูปที่ ๑-๔ ก็ใช้ข้อมูลในตารางที่ ๑ และ ๒ นี้





จะเห็นนะครับว่าเมื่อเพิ่มความดันสูงขึ้น ผลต่างระหว่างอุณหภูมิจุดเดือดของคู่สาร อีเทน-เอทิลีน นั้นจะเพิ่มมากขึ้น จาก 15.1ºC ที่ 1 atm เป็น 25.1ºC ที่ 40 atm (เพิ่มขึ้น 10ºC) แต่ในกรณีของคู่สาร โพรเพน-โพรพิลีน นั้น ผลต่างระหว่างอุณหภูมิจุดเดือดมีการเปลี่ยนแปลงไม่มากนัก คือเพิ่มจาก 5.6ºC ที่ 1 atm เป็น 9.8ºC ที่ 40 atm หรือเพียงแค่ 4.2ºC เท่านั้นเอง (ขอทบทวนนิดนึงว่าอุณหภูมิจุดเดือดคืออุณหภูมิที่ของเหลวมีความดันไอเท่ากับความดันเหนือผิวของเหลว)
 
ที่ยกเอาเรื่องนี้ขึ้นมาคั่นตรงนี้ก็เพราะ ในตอนต่อไปของบทความชุดนี้ที่เป็นเรื่องการกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนออกจากกัน จะได้ไม่แปลกใจว่าทำไมหอกลั่นแยกโพรเพน-โพรพิลีนจึงต้องสูงมาก (มี tray จำนวนมาก) มากจนกระทั่งต้องแยกออกเป็นสองหอ

ปิดท้ายด้วยรูปถ่ายที่ถ่ายเอาไว้เมื่อปีที่แล้ว สัปดาห์หน้าก็คงจะได้มาถ่ายรูปร่วมกันใหม่พร้อมหน้าพร้อมตากันอีกครั้งนะ :) :) :)


ไม่มีความคิดเห็น: