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:
แสดงความคิดเห็น