반응공학-반응기설계

소개

바이오 오일 반응기 설계

목차

1. 설계 문제
2. 설계 목표
3. 설계 요소
4. 반응기 설계
4. 결과 도출

본문내용

1. 설계 문제
원자재 값의 상승으로 석유화학 원료로 사용하는 우리나라는 에너지원의 확보가 대단히 어려운 형편이다.
대체 에너지의 수단으로 바이오 연료를 사용하고자 한다. 위 대학에서 사용하는 자동차가 바이오 오일을 사용한다고 가정하고 그 자동차의 수가 1000이고 한 대당 하루 사용하는 기름이 5L이다. 오일 반응기를 이상반응기라 생각하고 이를 설계하라.
2. 설계 목표
하루에 1000의 자동차가 사용하는 기름 5000L를 생산해야한다.
5000L의 바이오 연료를 생산할 수 있는 원료의 양을 계산해 보자.
3. 설계 요소
1) 바이오 디젤 합성과정
위 반응에서 보는 바와 같이, 동식물성 오일과 알코올을 반응시켜 글리세린과 바이오 디젤을 얻는다.
위 반응은 바이오 디젤을 추출하는 과정에서 수율이 떨어지게 되는데, 그래서 나는 초임계 공정이라는 과정으로 바이오 디젤을 얻는 방법을 택하였다.
초임계공정은 메탄올을 임계온도, 임계압력 이상의 조건에서 폐식용유동식물오일을 반응시키는 반응이다. 이 반응은 비교적 짧은 반응시간에 촉매를 사용하지 않고 바이오디젤을 얻어낼 수 있다는 장점이 있으나 고온, 고압을 사용하여야 하며 반응시스템의 설비투지비가 많이 드는 단점이 있다. 촉매를 사용하지 않기 때문에 반응공정 후 분리/정제공정에서 중화공정, 비누제거공정인 세척공정, 건조공정, 폐수처리공정 등이 없는 단순한 프로세스를 구성할 수 있기 때문에 반응시스템의 설비투자를 감수할 수 있게 한다.
2) 최적의 바이오 디젤을 얻을 수 있는 조건
바이오 디젤의 원료로 쓰이는 오일은 rapeseed, soybeen, parm oil등이 있다. rapeseed, 대두유 등은 우리나라에서 쉽게 구할 수 있지만, 가격이 상대적으로 비싸다는 단점이 있다. 설계 제한 요소에서 원료의 종류는 우리나라가 생산가능 한 것으로 제한 되었기 때문에 비교적 생산이 쉬운 Soybeen(대두유)를 원료로 쓰겠다.

참고자료

· 없음