LSU Chemical Engineering afslører nye destillationskolonner

LSU Cain Department of Chemical Engineering afsluttede for nylig en rejse på flere år med installationen af ​​sine nye destillationskolonner. Den tårnhøje struktur forbruger to etager i Patrick F. Taylor Hall og giver eleverne mulighed for at arbejde på en ægte kommerciel analog af det samme udstyr, som det forventes at betjene, når de kommer ind i arbejdsstyrken som kemiingeniører.

"Dette er det største og mest avancerede destillationssystem, jeg nogensinde har set på et universitet, "sagde John Flake, formand for Cain Department of Chemical Engineering. "Vi har to diameter på 6 tommer, 20 fod høj pakket, glasvægssøjler, der kan arrangeres i avancerede konfigurationer. Eleverne kan helt sikkert læse om destillation i en lærebog og arbejdsproblemer, men oplevelsen af ​​at køre en dampkoger og adskille produkter i denne skala er en meget mere meningsfuld oplevelse. Glasvæggene er også meget vigtige for at visualisere, hvad der sker inde i søjlen. "

Mange af forstadierne til almindelige produkter kommer gennem destillationskolonner - plastemballage, rygsække, vaskemidler, kølemidler, selv forstadierne til at lave LED -lys, for at nævne et par eksempler. Dette skyldes, at kemiske reaktioner typisk producerer mere end et produkt, som derefter skal adskilles eller renses, og destillation er den mest almindelige separationsproces.

Stort set enheden - som er placeret i Dow Unit Operations Laboratory i Patrick F. Taylor Hall - adskiller komponenter, vand og en række glycoler, i rene eller nær rene komponenter ved forskellene i deres damptryk. For eksempel, hvis en blanding af 50 procent vand og 50 procent glycol føres ind i enheden, en strøm af "næsten" rent vand dannes fra toppen af ​​tårnet og ren glycol fra bunden. Dette opnås ved at opvarme og fordampe materialet i tårnets bund og returnere en del af det tilbage ned i tårnet, efter at det er afkølet og kondenseret.

"Denne enhed ville ikke være malplaceret på en kommerciel farmaceutisk eller kemisk specialfacilitet, der opererer i den kommercielle verden, "sagde John Pendergast, professional-in-residence i Cain Department of Chemical Engineering. "Det er bygget efter disse specifikationer og designkriterier. Meget få elever vil have evnen til at lære om, operere, og studer svaret på en facilitet [som den vi har her], der er meget tæt på destillationsenheden, der dominerer separationslandskabet i vores industri. "

Pendergast, der sluttede sig til kollegiet i 2018 efter en 40-årig karriere hos Dow Chemical, var hoveddesigner af destillationskolonnerne og lagde sine mange års ekspertise hos Dow ind i dette projekt. Han tjente tidligere virksomheden som projektleder eller ledende procesingeniør på flere processer og anlæg i verdensplan, og det meste af hans karriere involverede forskning i separationsmetoder og implementering af avancerede separationer, der reducerer energiforbrug eller kapitalforbrug eller begge dele.

"Det primære designkriterium for enheden var/er elevernes sikkerhed og indbyggerne i PFT, "Pendergast sagde." De avancerede funktioner i denne enhed er, at den kan bruges uafhængigt af to bachelorgrupper på samme tid, kører realistiske destillationseksperimenter, der ville ses i industrien.

"Ud over det, denne enhed kan kombineres til avancerede destillationssekvenser, der er mere energieffektive. Enhederne kan bruges til forskning for at studere metoder, der forbedrer vores forståelse af disse avancerede sekvenser og muliggør en bedre forståelse og vedtagelse af destillationsmetoder, der kan reducere energiforbruget i vores industri. "

Søjlerne blev fremstillet i udlandet af det franske firma Pignat, der bygger uddannelsesudstyr, samt større udstyr til virksomheder som L'Oreal og Michelin. De skulle oprindeligt ankomme til PFT til samling i april i år; imidlertid, COVID-19-pandemien bidrog til forsinkelser i forskellige faser af processen. Til sidst, Pignat -repræsentanter Regis Rodriguez og Mathias Fragola, sammen med virksomhedens amerikanske repræsentant Harold Sheppard, var i stand til at komme til campus og begynde det sidste arbejde med enheden.

"At arbejde med et internationalt team har sine udfordringer, især under COVID, "sagde Thomas Schroeder, der overvåger driften af ​​spalterne som forskningsspecialist i Dow Unit Operations Laboratory. "Forsendelse af udstyr til dem (dvs. computere, sensorer, osv.) var særlig vanskelig, da lockdowns [begyndte], da vi forsøgte at skaffe dem det udstyr, vi købte til projektet. Vi var nødt til at lave [Factory Acceptance Test] over Zoom i stedet for personligt, på grund af rejsebegrænsninger. Det sagt, vi fastholdt kommunikationen og sørgede for, at kolonnerne blev lavet til vores specifikationer. "

Fremadrettet, Pendergast sagde, at planen for enheden er at bruge udstyret i bachelorlaboratorier i efteråret; udvikle projekter, der kan understøtte bachelor- og kandidatforskningsarbejde; og søge partnere fra industrien, samt andre kilder, at indsamle finansiering til kandidatforskning, der vil støtte forskning og publikationer, der fremmer studerende på bachelor- og kandidatniveau.

The distillation columns were made possible, delvis, by the Bert S. Turner Endowment for Excellence in Engineering Education, Valero, and other donors and individuals.