蒸留の基礎とExcelによる計算実習

本講では蒸留の基礎と同時にExcelの蒸留技術計算への応用を解説・実習します。Excelのゴールシークやソルバーを使えば、全くプログラムを作らずに問題を解決できます。例えば気液平衡計算の沸点計算や,状態方程式を解いて実在気体の圧縮係数を求めるのにも使います。 　蒸留技術計算では多くの実験式を使いますが、Excelには最小自乗法の関数が用意されていますので、容易に実験式を決定することができます。さらに、行列演算の関数を使えば、連立方程式を解くことができるので、2次以上の高次の実験式の係数も決定できます。 　Excelにおけるマクロの記録という便利な機能を使えば、様々な問題を解決するマクロ (VBA) を作成できます。このマクロに改良を加えて、蒸留技術計算の効率を飛躍的に増大できます。Excelの機能を知って活用できるか否かは大きな差が生じます。 持参物:USBメモリをご持参ください。 (当日演習で使用したファイルをお持ち帰りいただけます。)

1. 蒸留技術計算に効果的なExcelの機能
   1. Excelの仕組み,表計算利用上の留意点
   2. Excelツールの活用:方程式の解法,非線形問題の最適化
   3. Excel関数の活用:連立方程式の解,最小自乗法
   4. Excelマクロの効率的な活用方法
      • A.VBAの効率的な活用方法
      • B.マクロを自作VBAにより統合し、効率を大幅にアップする
2. Excelによる蒸留塔の設計に必須の物性計算
   1. 理想気体の密度の計算
   2. 実在気体の密度の計算
      • ソアベ・レドリヒ・クオン式 (SRK式)
   3. 比熱 (熱容量) 計算式の定数決定
   4. 蒸発潜熱計算式の定数決定
   5. 蒸気圧計算式の定数決定
   6. アントワン式の定数決定
   7. アントワン式定数の推算
   8. 沸点データのみから蒸気圧を推算する方法
3. Excelによる気液平衡計算
   1. 理想溶液 ラウールの法則 相対揮発度による簡易計算法 沸点計算法 露点計算法
   2. 非理想溶液
      • ウィルソン式による多成分系の推算
      • ウィルソン式の定数決定法
      • NRTL式による計算
      • 完全不溶解系の計算
      • 気液平衡における塩効果の計算
4. Excelによる蒸留塔の理論段数計算
   1. フラッシュ蒸留
   2. 水蒸気蒸留
      1. 成分系連続蒸留における埋論段数
         • マッケーブ・シール法
   3. 最小還流比の決定法
   4. 全還流と最小埋論段数
   5. 最適還流比の決定法
5. Excelによる蒸留塔の設計
   1. 棚段塔の設計法
      • フラッディング・ポイントの計算
      • 塔径の決定法
      • 飛沫同伴量の計算
      • 圧力損失計算
      • 棚段塔の効率 オコンネルの相関
   2. 充填塔の設計
      • フラッディング・ポイントの計算
      • 圧力損失の計算法
      • 充填塔の高さ HETP
   3. 蒸留塔の設計に必要な数値
      • 講師の経験と理論に裏打ちされた数値
• 質疑応答・名刺交換