화공시스템실험 에탄올개질

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목차

1.1 촉매의 정의
1.2 촉매의 특성
1.2.1 촉매의 형태
1.2.2 촉매의 비활성화
1.2.3 활성점(active sites) or 활성중심(centers)
1.3 촉매의 분류
1.4 촉매반응단계
1.4.1 촉매반응의 속도식 유도
1.5 촉매가 이용되는 공정 3가지

2. PBR과 PFR의 차이

3. PID 제어의 개념과 종류
3.1 Feed-back Control
3.2 PID (proportional-Integral-Differential Controller)
3.2.1 Proportional Control(비례 제어)
3.2.2 Proportional Integral Control(비례 적분제어)
3.2.3 Derivative Control(미분 제어)
3.2.4 PID Control

4. 실험의 변수와 예상결과
4.1 실험변수
4.2 결과
4.2.1 압력의 영향
4.2.2 온도의 영향

본문내용

1. 촉매란 무엇인지 설명하고, 촉매가 이용되는 공정 3 가지를 조사하시오.

1.1 촉매의 정의

촉매(catalyst)란 반응 속도에는 영향을 주지만 공정을 변하시키지 않는 물질이다. 촉매는 일반적으로 반응에서 다른 분자경로(반응 메커니즘)을 촉진시킴으로써 반응속도를 변화시킨다. 일반적으로 우리가 촉매에 대해서 이야기할 경우에는 반응을 빠르게 하는 것을 의미하지만, 엄밀히 말하자면 촉매는 특정 생성물 성분의 생성속도를 빠르게(정촉매) 또는 느리게(부촉매) 할 수 있다. 즉, 촉매는 단지 반응속도만을 변화시키고 그 평형에는 영향을 미치지 않는다. 일반적인 발열반응에서의 촉매의 기능을 Fig.1에 나타내었다.

㉠ 균일 촉매반응(homogeneous catalysis)

균일 촉매반응은 촉매가 적어도 반응물 중의 한 성분과 용해상태가 되는 공정을 의미한다.
배위자의 배위와 해리, 산화적 부가와 환원적 탈리, 분자의 삽입과 역삽입 등 기본반응 몇 가지를 조합시켜 반응이 진행된다.

㉡ 불균일 촉매공정(heterogeneous catalytic process)

불균일 촉매반응은 2개 이상의 상이 수반되며, 일반적으로 촉매는 고체이고 반응물은 액체 또는 기체 형태인 것이 보통이다. 대부분 촉매들이 상당히 비싸고 재사용이 요구되기 때문에 고체촉매로부터 유체인 생성혼합물을 간단하고도 완전하게 분리할 수 있다는 것이 불균일 촉매반응을 경제적으로 유리하게 만든다.

1.2 촉매의 특성

1.2.1 촉매의 형태

촉매반응은 유체-고체 계면에서 일어나기 때문에 계면의 면적을 크게 하는 것이 반응속도를 상당한 수준에 이르게 하는 데 꼭 필요하다. 여러 가지 촉매들의 경우에 있어서 이 면적은 다공성 구조에 의해서 제공된다. 여기서 ➀ 다공성 촉매(porous catalyst)란 세공에 의해 큰 면적을 가지는 촉매를 말한다. 경우에 따라 세공이 매우 작은 경우에는 작은 분자들만 통과시키고 큰 분자들이 세공으로 들어가는 것을 막을 수 있다.

참고 자료

H.Scott Fogler, Elements of chemical reaction engineering, 2006, protect media
LG화학 기술연구원
http://www.rnd.lgchem.com/mobileKr/lgchem/areasofexpertise/Functional-Polymer02
촉매의 종류와 특성에 따른 적용분야, 한국과학기술정보연구원 전문연구위원 김기수
Serborg 외 3명, process dynamics and control techniques 4th edition, 2017, wiley
Kelvin D.Dahm and Donald P.Visco, Jr. Fundamentals of Chemical engineering Thermodynamics, 2016, CENGAGE Learning