結果與討論

Entrainer Glycerol

optimization, with HX

[EMIM][Cl]

optimization, with HX Unit Configuration EDC WC EDC Flash Condenser duty (kW) -1300 -194 -1192 0 Reboiler duty (kW) 1306 174 1338 0 Bottom temperature (^oC) 185 195 261 223 Total reboiler duty (kW) 1480 1338

(Lower 9.59%)

*HX= heat integration

由此離子液體與甘油之比較可歸納出幾項離子液體於萃取蒸餾系統之優缺點 優點：

1. 離子液體於萃取蒸餾系統中之應用，即可作為許多系統之夾帶劑，因離子液體 由陰陽離子組合而成，因此可經由置換陰陽離子而產生許多不同離子液體，也就 是說潛藏許多可作為良好夾帶劑之離子液體可供選擇，且作為夾帶劑提升相對揮 發度之效果很好，以本研究來說，[EMIM][Cl]提升相對揮發度之能力較甘油為佳。

2. 在廣泛之溫度範圍皆以液相存在，因此做為夾帶劑夾帶物質向下，而不會形成 氣相向上汙染產物。

3. 具有可忽略之低蒸氣壓，因此相當容易分離，僅需數板之氣提塔即可分離出高 純度之離子液體，且因為其與其他物質之揮發度差異甚大，故幾乎不會汙染產物，

亦可採用驟沸分離器分離。

缺點：

1. 離子液體通常都具有高液相定壓熱容，因此在溫度變化時，吸放熱會相當顯著，

而能夠作為一良好之熱儲存裝置(heat storage)，但於蒸餾系統中須提供再沸器熱負 載與冷凝器熱移除使之作氣液平衡分離，因此此一高液相定壓熱容反倒會造成再 沸器熱負載提高，增加能耗。

2. 離子液體因為極低之蒸氣壓所造成離子液體在廣泛之溫度區間存在，使得離子 液體具有高沸點，因此在由蒸餾塔分離時離子液體會往塔底走，而當離子液體於 塔底呈現高純度之狀態時，則會造成高溫，高溫則進料與出料之溫度差大，再沸 器熱負載自然提高許多。

3. 以離子液體作為夾帶劑，在萃取蒸餾塔塔底溫度達 261 ^oC，即是因為離子液體

純度較高因此達高溫，此高溫甚至是 600 psig 蒸氣(飽和溫度 254 ^oC)無法達到之範 圍，必須使用燃油作為熱負載之來源，理所當然成本亦會提高。

4. 離子液體於萃取蒸餾塔後，需經過一下游之分離系統，雖說離子液體可簡單的 經由數個板的氣提塔或驟沸分離器分離，但仍舊會於塔底造成高溫，提高熱負載 與熱來源(以高壓蒸氣或燃油)的成本。

雖說以[EMIM][Cl]作夾帶劑，提升相對揮發度之能力較甘油為佳，設計流程 中以萃取蒸餾塔搭配後段絕熱低壓驟沸分離器並以熱整合之方式能夠逐步減小再 沸器熱負載，甚至較以甘油作夾帶劑低 9.59%，但萃取蒸餾塔須以燃油為熱源，因 此若考量能源成本以[EMIM][Cl]作夾帶劑未必較佳。這也顯示一件事情，傳統上 提升相對揮發度較佳之夾帶劑於再沸器熱負載上會較小具有優勢，但因為離子液 體高純度時造成之高溫，搭配上高液相定壓熱容，即便是提升相對揮發度能力較 佳，於熱負載及能源價格上未必會比傳統之夾帶劑有優勢。