[반응현상실험] 증류탑(Distillation Tower) 결과레포트/고찰문제 4개 포함

소개글

안녕하세요 화학공학과 재학생입니다.
올리는 모든 자료는 직접 작성하여 제출했던 자료들이며
4년동안 실험과목 모두 A+ 성적을 받은 레포트입니다.
감사합니다:)

반응현상실험 커리큘럼 중 증류탑에 해당하는 결과레포트 결과물입니다.
페이지는 총 12페이지이며 4개의 고찰문제가 포함되어 있습니다.
실험 과정 중 기계의 과열로 인해 0~30분 사이의 데이터만 존재하는 점 유의바랍니다.
이외에 McCabe-Thiele법에 의한 이론단수를 구하기 위한 그래프도 작성되어 있습니다!
*본 실험에 대한 예비레포트도 따로 판매중입니다.*

목차

1. 실험방법

2. 실험결과

3. 결과값의 고찰
1) Raw Data를 제시하고 설명하시오.
2) Mccabe-Thiele method를 적용하기 위한 가정을 작성하시오.
3) Mccabe-Thiele method를 사용하여 이론 단수를 계산하고, 실험을 통해 얻어진 데이터를 참고하여 실제 단수와 비교 분석 하시오.
4) 화학공학산업에서 증류탑을 사용한 공정을 조사하시오.

4. 참고문헌

본문내용

50mol%, 10mol%의 C2H5OH 10L, 2L를 제조한다. 장치의 모든 밸브가 잠겨있는지, 모든 스위치가 OFF로 되어있는지 확인한다.
장치의 Main S/W를 ON으로 하고 각 지시계가 정상적으로 작동되는지 확인한다.
공급액 탱크(Feed Tank)에 50mol% C2H5OH 10L를 주입한다.
재비기에 10mol% C2H5OH 1L를 만들어 넣는다.
냉각수의 연결부위를 확인하고 이상이 없을 시 응축기로 냉각수를 보낸다. (싱크대 호스 연결, 냉각수의 유량은 크게 관계없음)
공급액 펌프를 가동시켜 column으로 진입하는 유량을 조절한다. (결과 도출 및 Steady-State 유지를 위해 매우 중요한 값. 실험 진행 때마다 수시로 체크, 값을 적을 필요는 없음)
장치가 끓기 시작하여 응축액 받이에 응축액이 모이는 것을 확인하고, 응축액 받이로 들어가는 유입유량과 reflux pump에서 나와 column으로 유입되는 응축액의 유량을 각각 측정한다. 이때, 유량 측정은 초시계와 매스실린더를 이용한다. (reflux ratio 계산하기 위함)
환류 펌프를 작동하고 이때의 환류비는 x로 조절한다. 환류 펌프의 유량조절은 펌프에 부착되어 있는 조절 손잡이를 이용한다. 세밀한 조정을 위해 오랫동안 공급을 중단하는 일이 없도록 한다.
Steady-state 상태를 확인하기 위해 모든 column의 온도가 50mol% 73.1℃ 정도까지 되도록 공급펌프 유량, 재비기의 가열세기를 조절하여 맞춘다. (Steady-state 판별 전까지 product tank(top/bottom)에 채워진 응축액은 모두 폐기한다.) 또한, 응축액받이의 수위가 변하지 않을 때를 Steady-state로 판단한다.
Steady-state 판단 완료시 top/bottom product tank에서 50ml를 추출하고 실험을 종료한다.

※주의사항
1) 공급액이 부족할 경우 혹은 너무 오랫동안 공급액을 공급하지 않으면 재비기 내부의 모든 액체가 증발하여 과승방지 장치가 작동을 멈추게 된다. (물리적 파괴의 위험)

참고 자료

2019년도 단국대학교 화학공학과 반응현상실험 실험실습 교안 ver 1.4
“석유산업”, 대한석유협회, 2003년 08월 22일 작성, 2020년 11월 17일 접속, http://www.petroleum.or.kr/ko/industry/industry4.php?mode=read&id=16
“대한민국의 기술력 바이오에너지”, 대학생신재생에너지기자단, 2018년 3월 16일 작성, 2020년 11월 19일 접속, https://renewableenergyfollowers.org/2456
김성태, 조정호, 박상진, (1995), 열역학적 관점에서 본 국내 공정산업계의 기본 설계 능력 향상, Chemical Industry and Technology, Vol.13, No.1, p.77-87
윤문규, 이문용, (2008), LCD 제조공정에서의 폐용매 분리처리를 위한 공정 설계, CLEAN TECHNOLOGY, Vol.14, No.14, p.275~280