Destillering med vakuum

Destillering är den process som används för att separera beståndsdelar eller ämnen från en vätskeblandning.
Processen baseras på skillnader i den relativa flyktigheten hos olika komponenter.
Vid vakuumdestillering används vakuum för att sänka kokpunkten för ämnena som ska separeras.

Vissa föreningar har mycket höga kokpunkter. Då kan vakuum användas för att sänka kokpunkten i stället för att öka temperaturen. När trycket har sänkts till ångtrycket för föreningen kan destilleringsprocessen starta. Den här tekniken kallas för vakuumdestillering.

Kokpunkten för ämnet som ska separeras är lägre i vakuum.
Därför är vakuumdestillering den prioriterade processen om föreningarna som ska separeras normalt har hög kokpunkt eller är explosiva.

Användning av vakuum i destilleringsprocesser har flera fördelar:

De vakuumpumpar som oftast används för destillering är torra skruvvakuumpumpar. Tack vare deras torra driftsprincip kontamineras inte processgaserna.

Vätskeringvakuumpumpar kan också vara lämpliga. Genom att använda den destillerade produkten som driftsvätska sker kondensering inuti vätskeringen, som exempelvis vid regenerering av monoetylenglykol (MEG).

Oljesmorda lamellvakuumpumpar med enkel genomströmning är de prioriterade produkterna när en process är korrosiv eller kan polymerisera. Oljesmorda lamellvakuumpumpar är en enastående lösning för lätta tillämpningar.

Vakuumboosters kan också användas för att öka pumphastigheten och/eller nå ett lägre driftstryck.

Vakuumdestilleringssystem är ofta en kombination av en volymvakuumpump (till exempel COBRA, DOLPHIN, HUCKEPACK eller R5) och en kondensor som används för att samla upp värdefulla föreningar. Kondensorn kan installeras uppströms eller nedströms från vakuumpumpen, beroende av processkraven.

Ett vakuumdestilleringssystem består vanligtvis av följande kärnkomponenter:

Vakuumsystemet tar bort det som inte kan kondenseras och fraktionen. Resultatet är ett lägre tryck i systemet. Detta leder, i sin tur, till en lägre koktemperatur (kallas för sensibel värme) vilket går hand i hand med energibesparingar och högre avkastning.

Det finns ingen lösning som passar alla när man ska köpa ett vakuumdestilleringssystem. Man måste ta hänsyn till olika parametrar för att få den effektivaste lösningen.

En trygg lösning

Det bästa vakuumsystemet är det som du aldrig behöver bekymra dig om. Det ska leverera nödvändig prestanda. Det ska köra utan stopp och tillförlitligt. Detta uppnås genom en kombination av rätt teknologi integrerat i en lämplig skid. Kombinerat med nödvändigt skydd och säkerhetssensorer. Rätt driftsprocedur inklusive uppvärmnings- och nedstängningscykler är också viktiga faktorer för problemfri drift. Ett vakuumdestilleringssystem kan även omfatta redundans. För att öka systemets tillförlitlighet och minska driftstörningarna genom att möjliggöra underhåll utan att processtillestånd.

Säkerhet

Ett vakuumdestilleringssystem ska aldrig utgöra en fara för dina medarbetare. Detta är särskilt viktigt vid hantering av explosiva, lättantändliga och giftiga föreningar. I det här fallet måste vakuumsystemet uppfylla de lokala explosionsbestämmelserna som exempelvis ATEX, IECEX, Ex-Proof eller KOSHA. Rätt nivå på läcktäthet är också viktig för att förhindra läckage av giftiga föreningar. I det här fallet rekommenderas specifika tillval som dubbla mekaniska tätningar och barriärgaser.

Ägandekostnad

Det är oftast inte tillräckligt att fokusera på nyinvesteringskostnaderna för att optimera den totala ägandekostnaden för ett vakuumdestilleringssystem. Man måste ta hänsyn till flera andra parametrar. För att å ena sidan välja rätt teknologi och för att å andra sidan anpassa systemdesignen. De viktigaste punkterna att ta i beaktande är förbrukningen av kylvatten, driftsvätska, spolvätska med mera. Men även kostnaderna för avfallshantering, till exempel behandling av vatten som kontaminerats av driftsvätskan. Frekvens och kostnad för underhåll ska också tas i beaktande. Slutligen är det viktigt att få en holistisk överblick över vakuumsystemet. För smala rör kan till exempel inverka negativt på systemets prestanda.

Energieffektivitet

Energiförbrukningen för ett vakuumdestilleringssystem är en viktig urvalsfaktor. Beroende av driftstrycket kan man ta olika teknologier i beaktande. För lågtrycks- och högvolymflöden kan en flerstegsdesign inkluderat vakuumboosters vara en kostnads- och energieffektiv lösning. Dessutom är regleringen av vakuumbehovet en viktig faktor. Idag kan de flesta system drivas med en drivenhet med variabelt varvtal för att minska strömförbrukningen när vakuumbehovet är lågt.

Utökad livslängd

För att öka vakuumsystemets livslängd ska man ta flera parametrar i beaktande. En av dem är användningen av rätt teknologi och rätt pumpkonfiguration. Detta inkluderar lämplig tätningsvätska, konstruktion och tätningsmaterial för de kemikalier som kommer i kontakt med vakuumsystemet. En annan är korrekt användning av systemet. I de flesta fall krävs uppvärmnings- och nedstängningscykler, inkluderat CIP (Clean-in-place) för att hålla prestandan på fabriksstandarden.

Spara pengar genom systemuppgradering

Din process, inkluderat vakuumbehovet, kan ha ändrats. Detta leder till frågan om ditt system fortfarande är anpassat till dina behov. Och om det fortfarande kör så energieffektivt som möjligt. När det är dags att uppgradera eller byta ut ett vakuumsystem är det meningsfullt att titta på hela installationen. För att identifiera eventuella optimeringspotentialer. Moderna teknologier kan göra det möjligt att spara pengar genom att minska driftsvätskorna och energiförbrukningen. Till exempel genom att växla från ångejektorer till torra lösningar.

Processgas

Beroende av processgasens sammansättning kan det vara värdefullt att återvinna eller neutralisera den. En torr lösning möjliggör till exempel återvinning av icke-kontaminerad processgas vid utblåset från vakuumpumpen. Om det körs med rätt driftsvätska kan en vätskeringsvakuumpump vara ett effektivt neutraliseringssystem. APOVAC, till exempel, har designats speciellt för detta syfte.

Valet av vakuumpump beror på respektive processkrav. De lämpligaste produkterna är COBRA, DOLPHIN, HUCKEPACK eller R5 vakuumpumpar och vakuumboosters.

Busch lösningar används i de flesta vakuumdestilleringsprocesser.
Från råoljedestillering i raffinaderier till förberedelse av API (Active Pharmaceutical Ingredients) i läkemedelsindustrin. De används även frekvent i agrokemisk industri samt för extrahering och förberedning av smaker och aromer.

Råolja måste delas upp i sina beståndsdelar för att producera bensin, diesel, flygbränsle eller eldningsolja. Denna process utförs i oljeraffinaderier med hjälp av destillering.

Eftersom råolja innehåller tyngre och lättare kolväten med olika kokpunkter krävs två destilleringsprocesser. Efter atmosfärsdestillering utförs en andra destillering under vakuum. I det här fallet gör vakuumdestilleringen det möjligt att separera tunga kolväten vid bara något högre temperaturer. Detta minskar, i sin tur, sprickor i komponenterna och förhindrar att oönskade biprodukter bildas.