Thermal integration in a reactive dividing wall column (RDWC) can dramatically reduce energy consumption. This study, however, addresses unfavorable energy integration of the concurrent esterification of butyl, amyl, and hexyl alcohols in the RDWC. The reaction kinetics and vapor-liquid-liquid equilibrium of reactive mixtures are utilized in order to assess the feasibility of energy integration in a multi-partitioned RDWC. The thermal integration effect of a RDWC is elucidated by comparing its energy efficiency with that of the direct sequential configuration of a reactive distillation column followed by a non-reactive distillation column. The unfavorable thermal integration in the RDWC originates from the large internal flow to satisfy the product purities. Therefore, a single RDWC sequence showed higher energy consumption and total annual cost than the direct RD sequence for the simultaneous triple esterification.
본 연구에서는 부틸, 아밀, 헥실알코올 다중 에스터화 반응에서 분리벽형 반응증류탑의 비효율적인 열 통합 현상을 설명한다. 여러 개의 분리벽을 포함하는 분리벽형 반응증류탑에서 에너지 통합의 타당성을 평가하기 위해 반응성 혼합물의 반응 역학 및 증기-액체-액체 평형 열역학 데이터를 활용했다. 분리벽형 반응증류탑의 열 통합 효과는 해당 시퀀스를 반응증류탑과 증류탑으로 구성되어 있는 직접 시퀀스와 에너지 효율을 비교하여 분석하였다. 에너지 비효율성은 제품 순도를 충족시키기 위한 큰 환류와 기체 및 액체 흐름이 원인임을 확인하였다. 결과적으로 단일 분리벽형 반응증류탑 시퀀스는 동시 삼중 에스테르화를 위한 직접 시퀀스보다 높은 에너지 소비와 총 연간 비용을 보였다.
