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Vertiefung: Heuristische Regeln zur Auswahl der Rektifikationssequenz

Wenn ein Mehrkomponentengemisch durch Rektifikation getrennt wird, so sind auch bei einfachen Trennprozessen mit mehr als zwei Komponenten mehrere Kolonnen notwendig. Diese Kolonnen lassen sich in verschiedener Weise verschalten, wobei die Anzahl der möglichen Schaltungen mit der Anzahl der Komponenten stark zunimmt. Sie kann mit der folgenden Formel ermittelt werden:

S n = T n 1 [ 2 ( n 1 ) ] ! n ! ( n 1 ) !
Tab.1
Legende
SymbolBedeutung
S Anzahl der möglichen Schaltungen
T Anzahl der betrachteten Trennprozesse
n Anzahl der Komponenten

So gibt es für einen betrachteten Trennprozess (Rektifikation) und drei zu trennende Komponenten nur zwei Schaltungsmöglichkeiten, bei sieben zu trennenden Komponenten aber schon 132, wozu sechs Kolonnen notwendig sind.

Eine große Anzahl der Schaltungsmöglichkeiten scheiden aber aus der Auswahl aus, da ihre Realisierung im Vergleich zu anderen Schaltungsmöglichkeiten energetisch ungünstig ist.

Um hier einen ersten Überblick zu gewinnen, welche Schaltungsmöglichkeiten zu bevorzugen sind, gibt es heuristische Regeln, anhand derer eine Vorauswahl getroffen werden kann. Einige davon sind:

  • Entferne die im Überschuss vorhandene Komponente zuerst
  • Führe die schwierigen Trennungen am Ende durch (ungünstiger Trennfaktor, sehr reine Produkte usw.)
  • Bevorzuge Destillat-zu-Sumpf-Mengenverhältnisse von eins
  • Entferne thermolabile und korrosive Komponenten möglichst frühzeitig
  • Entferne zunächst die Komponente, für die hohe oder niedrige Temperaturen erforderlich sind
  • Führe immer die leichteste Trennung im nächsten Schritt durch