Destillationstechnik Dehydrierung und Reinigung

Um Konzentrationen oberhalb des azeotropen Punkts zu erreichen wendet GEA drei unterschiedliche Technologien an.

Wenn höhere Produktkonzentrationen erforderlich sind, als durch Gegenstromdestillation gewonnen werden kann, kommen folgende Technologien zum Einsatz: Molekularsiebtechnik, Destillation mit Schleppmittel und Pervaporation durch hydrophile Membranen.

GEA Molekularsieb- oder Adsorptionstechnik ist ein Niedrigenergieverfahren zur Dehydrierung von z. B. Ethanol.

Das überhitzte Alkohol/Wasser-Gemisch wird durch ein Zeolith-Bett geleitet, welches die kleinen Wassermoleküle zurückhält und die größeren Alkoholmoleküle passieren lässt.

GEA setzt standardmäßig drei Adsorptionskolonnen ein, die in einem kontinuierlichen Chargenmodus betrieben werden. Die erste Kolonne arbeitet im Adsorptionsmodus, während die zweite Kolonne regeneriert. Die dritte Kolonne ermöglicht ein nahtloses Umschalten zwischen den beiden ersten Kolonnen, um eine lange Lebensdauer des Zeoliths zu gewährleisten. Ein weiterer Vorteil der dritten Kolonne ist der konstante Strom der dehydrierten Ethanoldämpfe in Richtung der Destillationsanlage. Dies ermöglicht einen konstanten Energieeintrag zu einem der Reboiler indem der Dampf kondensiert.

Das Konzept mit zwei Kolonnen hat sich in einer mehrstufigen Destillationsanlage ebenfalls bewährt, erreicht jedoch nicht die konstanten Bedingungen wie ein Betrieb mit drei Kolonnen.

 

Die GEA Destillation mit Schleppmittel ist die zweite Technologie, um Konzentrationen über dem azeotropen Punkt von Mischungen oder zwei Verbindungen mit sehr ähnlichen physikalischen Verhalten zu erreichen.

Ein Beispiel ist die azeotrope Destillation von IPA/Wasser-Mischungen. Dabei wird Cyclohexan dem Gemisch hinzugegeben und bildet mit dem Wasser ein neues azeotropes Gemisch. Dieses neue Azeotrop wird rektifiziert und dann als Kopfprodukt ausgeschleust. Das dehydratisierte IPA wird aus dem Kolonnensumpf ausgetragen. Bei der sog. Schleppmittelrückgewinnung wird z.B. Wasser vom Cyclohexan abgetrennt. Die zweite Anwendung der Schleppmitteltechnik ist die Extraktivdestillation. Entsprechend der zu trennenden Stoffgemische muß das adäquate Verfahren und Schleppmittel definiert werden.

Das Kernstück der GEA-Pervaporationstechnik ist die hydrophile Membran. Auf einer Seite der Membran wird ein Vakuum erzeugt.Dabei sind unterschiedlichen Diffusionswiderstände der Medien durch die Membran und deren Partialdrücke die Basis für die Trennung.