증류(distillation)를 이용한 메탄올의 분리

소개

증류를 이용한 메탄올과 물 혼합물의 분리.

목차

1. 목적

2. 이론
2.1 증류의 종류
2.1.1 단증류(simple distillation)
2.1.2 플래시 증류 (Flash Distillation)
2.1.3 분별증류 (Fractional Distillation)
2.2 증류탑의 기본이론
2.2.1 Total balance
2.2.2 Balance of Rectifying Section
2.2.3 Balance of Stripping section
2.2.4 Operating line
2.2.4.1 rectifying section의 operating line
2.2.4.2 Stripping section의 operating line
2.2.4.3 feed line의 operating line
2.3 McCabe-Thiele Method

3. 실험방법
3.1 장치구성 및 사양
3.2 실험방법
3.2.1 실험 준비물
3.2.2 실험 순서
3.2.2.1 연속공급상태 실험
3.2.2.2 Total reflux 실험
3.2.3 시약조사
3.2.3.1 증류수 (H2O)
3.2.3.2 메탄올

4. 참고문헌

본문내용

1. 목적

증류는 화학물질의 분리를 위하여 가장 많이 사용하는 분리공정이며, 이론으로 배운 증류(distillation)의 기본원리를 실험을 통하여 확인하고 실험결과를 분석하는 것이 목적이다. 본 실험을 통하여 reflux ratio에 따른 product 조성의 변화, McCabe-Thiele method를 이용한 이론 단수의 계산 및 단효율 계산을 수행한다.

2. 이론

2.1 증류의 종류
2.1.1 단증류(simple distillation)

간단한 증류방법의 하나로 일정량의 원액을 가열하여 발생시킨 증기를 직접 냉각시켜 분리하는 방법으로 증류하는 동안에 증기의 조성은 계속 변화한다. 이것을 단증류(simple batch distillation)또는 미분증류(differential distillation)이라고 한다. 이때의 유출액의 양과 온도와의 관계가 Rayleigh에 의하여 계산되었다.

W : 임의의 시간 후에 관내에 남아있는 액체량
Y : 액체와 평형인 증기의 몰분율

위의 식에서 2차미분항을 무시하면

형태가 되며, 이 식을 W1, X1부터 W2, X2까지 적분하면

이런 형태가 되며 이 식이 Rayleigh 식으로 알려져 있다.

2.1.2 플래시 증류 (Flash Distillation)

플래시 증류는 원액을 연속적으로 공급하는 단증류 방법이다. 실제로는 증류조작보다도 그의 보조 조작으로 사용되는 경우가 많다. 석유 공업에서는 증류탑에 보낼 때까지 원유를 가열하여 감압 밸브를 통해 연속적으로 분리기에 보내서 순간적으로 저비점 성분이 풍부한 혼합물의 증기로 만들어 이와 평형 상태에 있는 액체를 분리하는데 사용한다. 이처럼 평형상태에 있는 증기와 액체를 분리한다고 해서 평형증류라고도 한다.

참고자료

· http://en.wikipedia.org/wiki/McCabe%E2%80%93Thiele_method
· http://blog.naver.com/h8708910?Redirect=Log&logNo=120021908850
· W.L.McCabe / Unit operation (7th Ed.) / McGraw-Hill / 2005