분리벽형 증류탑의 구조 설계를 위한 shortcut 방법으로서 기존의 Fenske-Underwood 식을 3기 일반 증류탑 배열에 확장 적용하는 방법을 제안하였다. 제안된 방법으로 초기 설계 단계에서 분리벽형 증류탑의 공급단 위치, 분리벽 구간, 중간 제품 생산단의 위치를 간편하면서도 효과적으로 결정할 수 있는 것을 확인하였다. 제안된 방법에 의하여 구조 설계가 이루어진 분리벽형 증류탑과 기존의 연속 2기 증류공정 간의 분리 효율을 비교하기 위해 HYSYS를 사용하여 다양한 원료 조건에 대하여 전산모사 실험을 수행하였다. 그 결과 제안된 분리벽형 증류탑이 기존 연속 2기 증류공정 대비 16％에서 65％까지 에너지를 절약할 수 있음을 확인하였다. 또한 분리벽형 증류탑에 의한 분리 성능 향상 정도는 중간 비점 물질의 조성에 크게 의존하며 중간비점 조성이 우세할수록 유리함을 확인하였고, 최적 에너지 분포 영역 경향은 원료 혼합물의 ESI 값에 의하여 결정됨을 알 수 있었다.

This paper proposed a shortcut method for the structure design of dividing wall column based on the Fenske-Underwood equation by applying it on three conventional simple column configuration. It is shown that the proposed shortcut method can design the column structure including the feed tray, dividing wall section, and side-stream tray in a simple and efficient way in the initial design stage. Simulation study using HYSYS to compare the energy saving performance between the conventional sequential two column system and the dividing wall column designed by the proposed method shows that the proposed dividing wall column system saves from 16％ to 65％ more over the conventional one. It is also illustrated that the degree of energy saving improvement by the divided wall column mainly depends on the composition of intermediate component while the optimal energy consumption pattern to internal flow distribution on the dividing wall section is characterized by the ESI factor of the feed mixture.

Dividing Wall Column Internal Flow Structure Design Energy Saving Thermally Coupled Distillation

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