research centers


Search results: Found 1

Listing 1 - 1 of 1
Sort by

Article
Hydrodynamics, Mass and Heat Transferin Reactive Distillation
دراســــة سلوكيــــة وانتقال الكتلة والحرارة في أعمدة التقطـــير ذات المفاعـــل

Loading...
Loading...
Abstract

The ethyl acetate synthesis via heterogeneous reactive distillation is studied experimentally using ethanol and acetic acid. Three types of cation exchanging resins were used as catalysts: Zerolit 225, Zerolit 226 and Ambylite 400. Experiments were carried out in two units of the same dimensions. Each unit consisted of three sections: rectifying, reactive and stripping sections of heights (60+25+20) cm respectively and 2.5cm column diameter. The first unit (column-A-) was a fractionation type and the second unit (column-B-) was packed column. The packing type was hollow glass cylinders with 10 mm height, and 4, 5 mm inner and outer diameter respectively.
The experiments were carried out by using two operation modes. The semi-batch and continuous operation mode. In the first part of present investigation, the semi-batch mode was used to evaluate the catalyst type and to evaluate the performance of reactive distillation unit configuration (Fractionation and packed column). Results show that, the column-B- gave higher conversion rates than column-A-. This is attributed to the high surface area available for liquid vapour contact in packed type column, which leads to increasing mass transfer rates. On the other hand, Ambylite 400 catalyst showed higher activity for esterification reaction than other two types of catalysts.
The second part of work continued with column -B- only. It is well known that, the esterification process is regarded one of exothermic reactions. Therefore, the monitoring of the temperature distribution along column axial for all three types of catalysts showed that the temperature distribution was essentially the same due to steady state operation in continuous operation mode. On the other hand, the effect of reflux ratio on temperature distribution was clearly noted, that is as the reflux ratio increased the temperature distribution along the column was reduced for each type of catalysts.
On the other hand, the experimental results point that, as a reflux ratio increases the conversion rates of acetic acid is increased too because such increasing is related to high mass transfer rates between vapour and liquid along reactive distillation column.

في هذا البحث تم دراسة عملية تحضير خلات الاثيل Ethyl Acetate باستخدام تقنية المفاعل ذو التقطير Reactive Distillation باستخدام الايثانول وحامض ألخليك كمواد أولية للتفاعل واستخدام العوامل المساعدة الصلبة. حيث تم استخدام ثلاثة أنواع مـن العـوامل المساعدة Cation Exchanging Resins والتي هي: Zerolit 225, Zerolit 226 , and Ambylite 400. خلال البحث تم بناء منظومتين رياديتين بأبعاد موحدة لإجراء التجارب. كل منظومة تتكون من ثلاث مناطق هي Rectifying, Reactive and Stripping section بأرتفاعات (60+25+20) سم على التوالي و2,5 سم قطر للعمود. اعتمدت المنظومة الأولى (Column-A-) في تصميمها كونها تحتوي على صواني نوع (Trays (Fractionation, أما المنظومة الثانية (Column-B-)فصممت على أنها عمود تقطير محشو ((Packed Distillation Column تحتوي على حشوات زجاجية اسطوانية الشكل بطول 10ملم وقطر داخلي 4 ملم وقطر خارجي 5 ملم. أجريت التجارب باستخدام نمطين من التشغيل على أساس مرور المواد الأولية: النمط الأول هو عمل نصف الوجــــبةSemi-batch والنمط الثاني هو الأسلوب المستمرContinuous . حيث استخدم النمط الأول لغرض تقييم كفاءة العوامل المساعدة المستخدمة وتحليل وتقييم أداء التصميمين للمنظومتين (Fractionation and packed column) الأتي استخدمن في البحث. حيث أظهرت النتائج أن المنظومة الثانية Column-B- أعطت معدلات كفاءة وتحول عالية نحو النواتج المرغوب بها أكثر من المنظومة الأولى Column-A-. وهذا في حقيقة الأمر يعود إلى المساحة السطحية العالية للحشوات والتي توفر مساحة تلامس جيدة بين البخار الصاعد والسائل الذي ينزل من أعلى البرج, والذي يؤدي بطبيعة إلى زيادة معدلات انتقال الكتلة. من ناحية أخرى أظهرت النتائج أن العامل المساعد نوع Ambylite 400 أعطى فعالية أعلى في تفاعل الاسترة من النوعين الآخرين. من ناحية أخرى تم اعتماد العمل باستخدام المنظومة Column-B-فقط وبالأسلوب التشغيلي المستمر. حيث تعد تفاعلات الاسترة من التفاعلات الباعثة للحرارة, ولهذا متابعة توزيع درجات الحرارة على طـــول البرج وللأنواع الثلاثة من العوامل المساعدة أظهرت النتائج بان التوزيع الحراري تقريباً متساوي لجميع العوامل المساعدة, وهذا يعزى إلى حالة الاستقرار التشغيلي في أسلوب التشغيل المستمر. ومن خلال دراسة تأثير نسبة الراجع Reflux Ratio على توزيع درجات الحرارة في البرج, أظهرت النتائج انه كلما زادت معدلات الراجع كلما انخفضت معدلات توزيع الحرارة داخل البرج ولجميع الأنواع من العوامل المساعدة. أشارت النتائج العملية إلى لا انه بزيادة قيم الراجع فان معدلات تحول حمض ألخليك سوف تزداد , حيث يمكن تفسير مثل هذه الزيادة على أساس التحسن الحاصل بمعدلات انتقال الكتلة بين البخار الصاعد والسائل النازل في برج التقطير ذو المفاعل.

Listing 1 - 1 of 1
Sort by
Narrow your search

Resource type

article (1)


Language

Arabic and English (1)


Year
From To Submit

2008 (1)