省エネ蒸留技術の基礎・適用と蒸留のトラブル対策

蒸留分離は、産業界では依然として分離操作の中心的な存在であるが、大学における研究は盛んとはいえず、知識の空洞化が懸念されている。世界的に省エネルギー化やGHGs排出削減が叫ばれるなか、蒸留操作が担う責任は極めて重い。 　本講義では蒸留技術の基礎理論をおさらいし、実践的な設計やトラブルシューティング、省エネルギー技術について解説する。省エネルギープロセスについては、講師が開発、商業運転で実績もあり、多くの学協会賞を受賞した省エネ装置“SUPERHIDIC”についても他のヒートポンプ技術と比較しながら、実際の運転状況を紹介する。更に、プロセス系・用役系の全体を俯瞰し、数理最適化技術を用いて効果的に省エネ案を提示するサービスについても紹介する。

1. 蒸留の基礎理論
   1. 蒸留が何故いまでも重要なのか
   2. 蒸留の原理～なぜ蒸留が広く利用されるのか～
   3. 蒸留塔の構造
2. 蒸留プロセスの設計
   1. 塔内部品ハイドロリクス
   2. 塔内部品選定 ～トレイ or 充填物～
   3. 蒸留プロセスの図解法
      1. McCabe – Thiele法
      2. Ponchon – Savarit法
   4. 三角線図を用いた分離計画
      1. Residue Curve Map
      2. Distillation Boundary Diagram
      3. 蒸留分離計画
3. 運転解析とトラブルシューティング
   1. 運転データと解析アプローチ
   2. 運転トラブルと対応例
      1. マランゴニーフォーム
      2. ロスフォーム
      3. 固形物析出
4. 省エネルギー蒸留プロセス
   1. ペトリューク塔・Divided Wall Column
   2. 改良形ペトリューク塔
   3. 塔頂ガス再圧縮型蒸留塔
   4. SUPERHIDIC vs 従来型HiDiC (内部熱交換型蒸留塔)
   5. SUPERHIDIC vs 自己熱再生塔
      ～なぜ「SUPERHIDIC」の方が「自己熱再生塔」よりも優れているのか～
   6. 「SUPERHIDIC」の商業運転
5. 数理最適化技術を応用した省エネルギー検討
   1. プロセス系・用役系を同時に最適化する意義
   2. プロセスにおけるモデリング例
   3. 用役系におけるモデリング例
   4. 検討結果例示
   5. 検討のながれ