다단식연속증류 결과레포트

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목차

1. 실험 목표

2. 실험 이론
2.1 증류
2.2 증류탑
2.3 환류비
2.4 전환류
2.5 McCabe-Thiele법
2.6 단효율

3. 실험 장치 및 재료
3.1 실험장치
3.2 실험재료

4. 실험 방법

5. 실험결과
5.1 검량선 Data
5.2 최소환류비
5.3 연속증류 실험결과
5.4 이론 단수 계산
5.5 단 효율 계산
5.6 최소 환류비

6. 토의

본문내용

1. 실험 목표
이 실험에서는 물과 에탄올 혼합물을 순수한 성분들로 분리하기 위해 증류탑을 설계하는 과정에 대해서 알아보기로 한다. 다단식 연속 증류 실험장치를 이용하여 정류의 원리를 이해하고 McCabe-Thiele법을 이용하여 분리에 필요한 최소이론단수와 최소 환류비, 이론단수 및 단 효율을 계산하는 것이 이 실험의 목적이다.

2. 실험 이론

2.1 증류
증류란 상대 휘발도(끓는점)의 차이를 이용하여 액체 상태의 혼합물을 분리하는 방법이다. 두 혼합물의 화학 반응 없이 물리적인 분리가 이루어진다. 영리적인 목적의 증류는 석유를 증류하여 휘발유, 경유, 등유와 같은 여러 종류의 연료로 분리하는 데에서부터, 공기를 증류하여 아르곤과 같은 특수한 기체를 얻는 데 이르기까지 광범위하게 사용된다. 이번 실험에서는 연속증류탑을 사용하는데, 연속증류 시 탑정에서 물질을 환류시키고 reboiler 되면서 혼합물의 분리가 더 효율적으로 이루어진다.

2.2 증류탑
증류탑은 여러 개의 트레이로 구성된 단과 응축기 및 재비기로 구성되어 있다. 증류탑의 각 단(stage)이 증발기의 역할을 수행하며, 증류탑 내부의 각 단은 위로부터 응축된 액체는 흘러내리고 아래로부터 기화된 기체는 상층부로 올라갈 수 있도록 설계되어 있다. 따라서 과정에서 열이 물질을 통해서 직접 전달이 되기 때문에 증발기를 차례로 연결하는 것보다 훨씬 에너지가 소비가 줄어드는 장점이 있다. 각각의 단은 아래쪽으로 내려갈수록 증기압이 낮은 물질이 많아지고 위쪽으로 올라갈수록 증기압이 높은 물질이 많아지는데, 따라서 공비 혼합물이 아니라면 단의 개수가 많을수록 보다 순수한 물질로 분리가 가능하다.

2.3 환류비
증류 조작에서 증류탑의 탑정에서 나오는 증기의 일부 또는 전부가 응축기에서 응축되어 액체가 되고, 액체의 일부는 다시 탑정에서 환류액으로 돌려지고, 나머지는 유출물로 배출된다. 이 때 유출 물량에 대한 환류 액량의 비를 환류비(R)라 한다.

참고 자료

증류https://en.wikipedia.org/wiki/Distillation
환류비 https://terms.naver.com/entry.naver?docId=611765&ref=y&cid=50314&categoryId=50314
전환류 https://terms.naver.com/entry.naver?docId=609361&cid=50314&categoryId=50314
mccabe-thiele법
https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=narenturm&logNo=80153191631
McCabe-Thiele, 증류탑을 만드려면 몇개의 단이 필요할까?
https://sml2756.tistory.com/211?category=805622
https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=narenturm&logNo=80153191631
Amir shafeeq, “Effect of variable reflux ratio on binary distillation in a laboratory scale distillation column, University of the Punjab(ICBEE2010), pp.37