아세톤생성공정설계 양론

소개

화공양론 팀플과제였음

목차

우선, 필요한 반응기의 온도를 구하기 위해 이소프로판올이 아세톤
이 되는 반응에 필요한 엔탈피를 계산하였다.
1. 반응이 흡열반응인지, 발열반응인지를 알아보기 위해 아세톤의 생성 엔탈
피를 구해보았다.
2. 반응기에 가해주어야 할 에너지를 계산해 보았다
3. 각 경로에 따른 엔탈피 구하기

두 번째로, 반응기에 유입되는 이소프로판올을 5atm, 887.37K 로 만들어주기 위한 공정을 계산하였다.
1. 100mol/s 의 속력으로 유입되는 1atm 25℃의 이소프로판올을 1atm 614.22oC (887.37K) 로 만들어주기
2. 100mol/s 의 속력으로 유입되는 1atm 614.22℃의 이소프로판올을
5atm 614.22oC 로 만들어주기

세 번째로, 반응기에서 나온 후의 분리공정을 설계해 보았다,
1. 아세톤과 수소의 물성

본문내용

아세톤 생성공정 설계
이소프로판올으로부터 아세톤을 생성하는 공정을 제작하려 한다.
이 때, 25℃, 1atm 조건에서 이소프로판올이 100mol/s 의 속도로
유입되고, 반응은 5atm에서 300 ℃이상의 온도로 진행 되야 한다.
이를 위해 필요한 합리적인 공정 흐름도를 제시하고 각 공정의
흐름의 온도와 유속을 지정하는 것이 목적이다.
본론
우선, 필요한 반응기의 온도를 구하기 위해 이소프로판올이 아세톤
이 되는 반응에 필요한 엔탈피를 계산하였다.
1. 반응이 흡열반응인지, 발열반응인지를 알아보기 위해 아세톤의 생성 엔탈
피를 구해보았다.
(흡열반응일 경우 반응이 진행되면 열을 흡수하므로 반응에 필요한 온도인 300 ℃보다 떨어
진다. 때문에 300 ℃이상의 온도를 가해주어야 한다. 반대로, 발열반응일 경우 열을 방출하
므로 300 ℃보다 더 낮은 온도에서 반응을 진행시켜도 된다.)
Isopropanol(l)( C3H8O) : Hf = -3.1066 x 10



네 번째로, 아세톤의 수율을 높이기 위해 두 가지 방법을 생각해
보았다.
(1) 25도씨 이하로 응축시킨다.
위 식을 이용해 온도에 따른 기상의 아세톤 양과 수율을 구해보면 다음과 같다.
(2) 응축되는 기압을 높인다.
냉각제로 사용될 수 있는 물질은
15.56도씨 냉각수와 -23.33도씨 액체 암모니아 냉매이다.
15.56도씨 냉각수로 위 식을 이용해 20 도씨까지 냉각시킬때 압력의 변화에 따른 기상의 아
세톤 양과 수율을 구해보면 다음과 같다.
아세톤의 수율을 95% 이상 얻어야 한다고 가정할 때,
온도를 낮추는 방법은 냉각수와 액체 암모니아를 모두 사용하여, -9도씨 까지 냉각하여야 하
고,
압력을 높이는 방법은 19atm으로 압축 후 냉각수를 이용하여 20도씨까지 냉각하여야 한다.
암모니아를 사용하는 것보다 압축 후 냉각수만을 이용하여 분리하는 것이 경제적이라고 생
각된다.
Acetone
수율
압력(atm)
압력을 높인 후 Condensation 공정흐름도
H2 100mol/s
Acetone(g) 4.94mol/s

참고자료

· 없음