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化学工学

【手動/自動】2回分液を行う時の装置構成例

2回分液 化学工学
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分液を化学プラントで行う場合の装置構成は、結構複雑になります。

1回分液でも設備数は増えてきますが、2回分液を実施するとなると結構大変。

分液効率を重視するために仕方ないとはいえ、何とかできないものかと考えることはたまにあります。

手動分液と自動分液の2パターンについて、2回分液の基本を考えてみましょう。

手動分液

手動分液では、撹拌機付き容器を使った分液で撹拌や静置による抽出を行います。

設備構成のフローとしては以下のような形になります。

手動分液

1回目の分液はシンプルです。

1つ目の撹拌機で水と油を混ぜて、静置します。

別に2つの撹拌機を準備して、水と油をそれぞれ分けて送ります。

これが1回目の分液。

2回目の分液では、目的物が油側の方に多く溶けていて、水側にも多少溶けている目的物を、油でもう一度取り出そうとします。

水側の撹拌機内に油を投入して、撹拌静置をします。

2回目の分液で得られる油は目的物となるので、1回目の分液で得られた油が入っている撹拌機に送ります。

2回目の分液で得られる水は、目的物はもうほとんど残っていないので、後は廃棄なり再利用なりの別の用途に使います。

1回の分液をするだけで撹拌機が3つ・ポンプは最低1つ必要となり、2回目の分液をするためには合計で撹拌機が4つ・ポンプが2つは必要となります。

付帯設備として熱交換器やシールポットも必要になるので、設備は複雑になっていきますね。

自動分液

自動分液では、撹拌やポンプなどの動力は使わず、自重だけで分液しようとします。

設備構成フローは例えば以下のようなものになります。

連続分液

1回目の分液では、1つ目のタンク内に入っている水と油を自重で分離させて、上層と下層からそれぞれ配管で別のタンクに導きます。

水が下層、油が上層というよくあるケースを想定しています。

水側には手動分液と同じで目的物が一部残っています。

2回目の分液として、手動分液と同じように油を足して、再度分液します。

油は1回目と2回目の両方を受け入れるタンクを設けます。

この例ではタンク5個の構成にしていますが、手動分液と同じで4つのタンクにすることは可能です。

すなわち、1回目の分液の油と、2回目の分液の油を同じタンクに集めてしまうという方法です。

分液のタンクは縦型で書いていますが、実際には横型の方が多いです。

というのも分液速度とタンク長さは関係があるからですね。

2回目の油を足しながら分液するというのは少し難しく、2回目の油を入れた後に、横型タンクを足してそこで分液する方が良いかもしれません。

タンク数は5個・ポンプは不要・シールポットは1個にまとめることが可能、と設備構成が楽になります。

代わりに自重で落とすための設備高さが必要になるので、投資としては手動でも自動でも変わらない可能性があります。

それでもポンプが少ない分だけメンテナンスが少なくて、自動分液の方が楽だと思います。

参考

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最後に

2回分液を行う時の、手動と自働の2パターンの設備構成を考えました。

目的物を効率的に得るために2回分液をするときに、分液回数が増えるほど撹拌機・タンク・ポンプなどの設備が多くなってきます。

設備の構成はプラント建設そのものにも関係します。

特に分液関係の構成はバッチだと大きな変更要素となるでしょう。

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