蒸留技術の基本知識と蒸留塔設計・最適化のポイント

蒸留は液体混合物を各成分に分離する単位操作であって、アルコール工業、石油工業をはじめ多くの化学工業で古くから用いられている重要な単位操作である。 　本講座では、蒸留の原理、連続蒸留塔の理論段の求め方からエネルギー収支およびコスト計算について学ぶ。企業における最適化は、目的組成や収率を得るだけではなく、消費エネルギーの観点から最適なコストで得られることが重要である。企業技術者として必要な経済性評価を含めた蒸留塔の設計に主眼をおき、日常の業務遂行の一翼を担えればと思う。

1. 蒸留の原理および各種蒸留装置の構造と特徴
   1. 蒸留とは,蒸留の原理
   2. 沸点組成線図
   3. ラウールの法則
   4. x – y線図
   5. 減圧系のx – y線図と沸点組成線図
   6. 精留の原理
   7. 連続精留塔の理論段数
   8. マッケーブ・シールの図解法
   9. 演習
   10. 還流比の理論段数への影響
   11. 原料供給状態の理論段数への影響
   12. 最小還流比
   13. 最小理論段数
   14. 段効率
   15. 塔高と塔径の求め方
   16. 多成分,非理想系の計算
2. 蒸留塔の物質収支および熱収支とコスト
   1. エネルギー収支
      1. ヒートバランス表
      2. リボイラー加熱量と凝縮器持ち出し熱量
   2. 原単位とコスト計算
   3. 損益分岐点
   4. 演習
   5. 投下資本回収期間
   6. 最適還流比の求め方
      1. 逐次段計算にて留出組成を求む
      2. 還流比を変化させた時の留出液組成を求む
      3. 還流比の留出液組成への影響をコストで表す
      4. 還流比の最適条件を経済性から求める
      5. 最適条件における総コストを計算する
      6. 合理化実施時の投下資本回収期間を求める