공정모사 결과보고서

목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험결과 분석 및 고찰

본문내용

1. 실험 제목
공정 모사를 통한 증류탑 설계 (Process Simulation – Distillation Tower Design)

2. 실험 목적
두 가지 성분이 섞인 혼합물을 분리하는 증류탑을 UniSim simulation program을 사용하여 설계하는 방법을 배운다.
McCabe-Thiele Method를 사용하여 이상단수를 구하고, Simulation 결과 값과 서로 비교해본다.

3. 실험 이론
(1) 공비혼합물 (Azeotrope)
두 가지 또는 두 가지 이상의 물질이 섞여 있는 혼합물에서, 어떤 특정한 조성을 이룰 때, 이 혼합물을 가열해서 나오는 Vapor상태의 조성과 Liquid상태의 조성이 같은 경우, 이 혼합물을 공비혼합물 이라고 한다.
이러한 경우, Vapor-Liquid 평형상태에서 두 상의 조성이 같기 때문에, 아무리 이를 다시 응축시키고 기화시켜도 섞여있는 성분을 서로 분리 할 수가 없다.
즉, 증류공정이 진행되지 않는다. 이때의 끓는점은 공비점이라 하며 공비혼합물인 상태를 공비상태라고 한다.

<중략>

증류탑의 단수는 Component Material Balance를 기반으로한 조작선 으로 구하는 방법과 Enthalpy Balance를 기반으로 구하는 방법 또한 존재한다.
Enthalpy Balance는 위에서 Benzene과 Toluene의 Latent heat을 고려하는데, 이때에는 Component Material Balance를 가정하지 않기 때문에 V와 L 아래첨자를 제거하지 않는다.
Enthalpy Balance를 세워서 Rectifying section과 Stripping section에서의 Vapor, Liquid flow rate를 구하면 전체적으로 Constant molal overflow를 가정하여 나온 결과보다 작아짐을 알 수 있다.
Rectifying section의 조작선의 기울기는 기본적으로 L / V 값을 갖는다.
따라서 Enthalpy Balance 에의한 Rectifying section조작선의 기울기는 Constant molal overflow일 때 보다 작아지게 된다.

참고자료

· 이화영 외 2인, 단위조작, 제 7판, McGraw-Hill Education Korea, 2008, pp. 546, 548~549, 560
· 최홍권 (2000) 『투과증발법에 의한 물-IPA혼합물의 분리에 관한 연구 = (A) Study on the separation of water-isopropyl alcohol mixture by pervarporation process』, 호서대학교 석사학위논문, pp. 3, 11, 12, 28
· 이준만 외 1인, 『Acetone/Methanol계 공비물의 추출증류를 위한 최적 Entrainer 선정』, Vol.19 No.5 [2008] pp.540,541