Studio del processo di separazione per distillazione in colonna a riflusso interno

The objective of this thesis work is the analysis and modeling of the distillation separation process in an internal reflux column, in which the condensation occur by heat exchange inside the column, thus avoiding the presence of the external condenser and of the reflux accumulator. In this way it is possible remove the condensate hold-up at the head of the column. In order to test the feasibility and the advantage of using the internal reflux distillation, some tests have been carried out on a pilot plant consisting of a batch distillation column. The study has, then, concerned the analysis of the collected experimental data, and the development of a simulation in a commercial software for the analysis of the continuous distillation process. Therefore, the first part of the work has dealt with the study of the new distillation column configuration applied to batch distillation as the pilot plant available is constituted by a discontinuous distillation column with the possibility of being operated both with internal reflux and in a traditional manner with an external condenser. In this way, it was possible to evaluate the performance of the column operating with internal reflux and to compare it with the same column operated with external reflux. The second part of the work has concerned the study of the feasibility of the application of internal reflux to a continuously operated distillation column. To evaluate the performances and compare them with those of a traditional column, a model was developed for the simulation of an internal reflux column with the commercial software Aspen Plus®.

Il lavoro ha come obiettivo l’analisi e la modellazione del processo di separazione per distillazione in colonna a riflusso interno, prevedendo cioè la condensazione mediante scambio termico all’interno della colonna, evitando in questo modo la presenza di condensatore e accumulatore di riflusso esterni e conseguente rimozione dell’hold-up di condensato in testa alla colonna. Per testare la fattibilità ed il vantaggio dell’utilizzo della distillazione a riflusso interno è stata condotta una campagna di prove su un impianto pilota costituito da una colonna di distillazione batch, procedendo poi sa all’analisi dei dati sperimentali raccolti sia allo sviluppo di una simulazione di processo mediante un software commerciale per l’analisi del processo di distillazione in continuo. Pertanto, la prima parte del lavoro ha riguardato lo studio della nuova configurazione applicata alla distillazione batch, in quanto l’impianto pilota a disposizione è costituito dal una colonna di distillazione discontinua con la possibilità di essere eserciata sia a riflusso interno che in maniera tradizionale attraverso l’installazione di un condensatore esterno. In questo modo, è stato possibile valutatre le prestazioni della colonna operante a riflusso interno e di confrontarle con la medesima colonna operata a riflusso esterno. La seconda parte del lavoro ha riguardato lo studio della fattibilità dell’applicazione del riflusso interno anche ad una colonna di distillazione operante in continuo. Per valutare le prestazioni e confrontarle con quelle di una colonna tradizionale è stata sviluppata la simulazione di una colonna a riflusso interno con il software commerciale Aspen Plus®.