Fusel rút ở đĩa 38 là tối ưu nhất
5.1.2.2. Chưng cất đẳng phí
Nguyên tắc của phương pháp này là ta đưa vào cồn công nghiệp một chất mới (cấu tử thứ 3-entrainer) làm thay đổi độ bay hơi tương đối của các cấu tử trong hỗn hợp, tạo hỗn hợp đẳng phí mới gồm ba cấu tử: cấu tử mới, nước, ethanol có nhiệt độ sôi thấp hơn hỗn hợp đẳng phí ban đầu. Nhờ vậy có thể tách nước khỏi ethanol.
Yêu cầu của dung môi mới thêm vào:
- Có độ bay hơi lớn hơn các cấu tử trong hỗn hợp
- Tạo hỗn hợp đẳng phí với cấu tử cần tách (hoặc tạo hỗn hợp đẳng phí ba cấu tử) ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ của hỗn hợp đẳng phí ban đầu
- Không hòa tan cấu tử cần tách, dễ dàng thu hồi - Rẻ tiền, dễ kiếm
Trong chưng cất cồn để phối trộn vào xăng, thường chọn cấu tử thêm vào là n-C7, cyclohexane hay benzen tuy nhiên n-C7 có ưu điểm trội hơn là nó không độc hại bằng benzen khi có mặt trong xăng.
66
____________________________________________________________________
Bảng 5.2 Tính chất của hỗn hợp đẳng phí ethanol – benzen - nước [19]
Nhiệt độ sôi, 0C % khối lượng trong hỗn hợp đẳng phí
Ethanol Nước Benzen Hỗn hợp đẳng phí mới Ethanol Nước Benzen
78,3 100 80,2 64,85 18,5 7,4 74,1
- Ưu điểm:
Công nghệ tương đối đơn giản
Dễ vận hành
- Nhược điểm:
Tốn dung môi
Tốn nhiệt để làm bay hơi dung môi trong quá trình chưng cất
Trong một số trường hợp sử dụng dung môi có tính độc nên nếu thất thoát sẽ gây ô nhiễm môi trường.
Hình 5.1 Sơ đồ đơn giản của chưng cất đẳng phí
Trong đó: 1: Tháp chưng đẳng phí 2,5,6,7 Thiết bị ngưng tụ, làm lạnh Hơi Nước thải Nước thải C6H6 và cồn 95.57% Nước Cồn 99.5% 1 4 3 2 6 5 7 TO ATM
67
____________________________________________________________________
3: Thiết bị phân ly 4: Tháp thu hồi ethanol
Cồn công nghiệp có nồng độ 95.57% cùng với benzen được tính toán trước đi vào tháp 1 được đun bằng hơi gián tiếp ở đáy. Hỗn hợp ba cấu tử bay lên kéo theo lượng nước chứa trong cồn và benzen đưa vào, sau khi ngưng tụ và làm lạnh ở 2, hỗn hợp đi vào bình phân ly 3. Ở đây benzen được phân lớp và quay lại tháp 1, Phần còn lại hồi lưu vào 4 và chảy dần xuống đáy thành nước thải ra ngoài.
Cồn ở tháp 1 chảy xuống đáy không còn nước và benzen được làm lạnh ở 7 ta thu được cồn khan.
Tiêu hao hơi cho 1 lít cồn khan vào khoảng 1,5÷2 kg, tiêu hao nước khoảng 25÷30 lít còn benzen mất mát do bay hơi khoảng 0,001÷0,002 kg/lít.