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Rektifikationsverfahren

Extraktive Rektifikation

Wenn die Trennfaktoren für die Trennung eines Gemisches nahe eins liegen, ist eine Trennung mittels einfacher Rektifikation nicht oder nur unter hohen Investitons- und Betriebskosten, d.h. Kolonnen mit vielen Böden und sehr hohem Rücklaufverhältnis, möglich.

Die Einführung einer weiteren Komponente kann hier die Trennung erleichtern, auch wenn die zusätzliche Komponente einen weiteren Trennschritt nötig macht, der im Abtrennen dieser Komponente besteht.

Wenn die zusätzlich eingeführte Komponente die Kolonne mit dem Schwersieder verlässt, spricht man von Extraktiv-Rektifikation. Die zusätzliche Komponente extrahiert den Schwersieder aus dem Gemisch heraus.

Bei der Auswahl der Zusatzkomponente ist zu beachten, dass der Siedepunkt dieser Komponente mindestens 40 K über denen der beiden zu trennenden Komponenten liegt, damit sie leicht wieder abgetrennt werden kann. Auch sollte eine Komponente gewählt werden, die keine Trennprobleme, wie zusätzliche Azeotrope, verursacht.

Um eine selektive Wirkung der Zusatzkomponente zu erzielen, muss in der gesamten Kolonne eine hohe Konzentration dieser Komponente vorliegen. Dazu wird die Zusatzkomponente in Kopfnähe auf die Kolonne gegeben. Der Einsatz der Zusatzkomponente führt zu einem wesentlich höheren Energieverbrauch, da bei diesem Trennverfahren eine weitere, im Vergleich zu den beiden anderen Komponenten, hochsiedende Komponente im Kreis geführt wird. Damit nehmen die Stoffströme im Vergleich zur Destillatmenge zu, und auch die benötigten Temperaturen zum Verdampfen des Gemisches steigen.

Abb.1
Das Schema einer Extraktiv-Rektifikationsanlage

Siedepunkte: Tiefsieder < Hochsieder < Zusatzkomponente

Typische Trennprobleme, die sich mit Hilfe der extraktiven Rektifikation lösen lassen, sind:
  • Aliphaten-Aromaten-Gemische mit engen Siedebereichen Zusatzkomponenten: N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylformamid (DMF), Anilin, Phenol usw.
  • Alkohol-Wasser-Gemische Zusatzkomponente: 1,2-Ethandiol
  • Aufarbeitung des C4-Schnittes in der Petrochemie Zusatzkomponenten: N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylformamid (DMF) usw.
  • Aceton-Methanol Zusatzkomponente: Wasser
  • Salzsäure-Wasser, Salpetersäure-Wasser Zusatzkomponente: Schwefelsäure

Vertiefung: Verfahren zur Trennung von Benzol und Cyclohexan mit Anilin als Zusatzkomponente

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