[인하대 A+ 실험보고서] 화학공학실험 공정모사 예비보고서

소개

인하대 화학공학과 공업화학실험 보고서입니다.

공업화학실험 학점은 A+를 받았습니다.

예비보고서는 책이나 온라인 상에 있는 내용을 저만의 언어로 바꾸어 정리하는 방식으로 작성하였습니다.
기존의 족보와는 다르기 때문에 내용은 그대로 복붙하여도 괜찮을지 모르나 되도록 참고하는 방향으로 사용하는 것이 좋을 것 같습니다.

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
(1) EOS(Equation of State)
(2) VLE
(3) McCabe-Thiele Method
(4) Degree of Freedom
(5) Distillation Column

본문내용

1. 실험목적
① UniSim Hysys simulation program의 사용법을 익히고, 주어진 조성의 top & bottom product를 얻기 위한 증류탑 설계 조건을 결정한다.
② McCabe-Thiele method의 작도를 수행하여 증류탑의 이상단수를 구해보고, 그 결과를 공정모사 결과와 비교한다.

2. 실험이론
(1) EOS(Equation of State)
EOS란 평형상태에서 물체의 압력, 온도, 부피, 내부에너지 등의 변수를 통해 물질의 상태를 나타내는 식을 의미한다. 가장 단순한 형태의 상태방정식은 이상기체 상태방정식 PV=nRT이다. 이러한 상태방정식을 실제 기체에 적용될 수 있도록 많은 학자들에 의해 실험적으로 도출된 여러 상태방정식들이 존재한다. 대게 이러한 상태방정식은 특정 온도나 물질의 종류, 압력에 따라 달라진다.
- SRK equation
1972년 Soave가 Redlich-Kwong Equation을 보완한 상태방정식이다. 주로 탄화수소 계열의 상평형 추산에 가장 흔히 사용되는 상태방정식이다. Soave에 의해 RK Equation에 편심인자를 도입하여 액체의 증기압 추산의 정확성을 개선한 식이다.

<중 략>

(2) VLE
기-액 평형이란 기상과 액상이 평형상태에 존재하는 것을 의미한다. 이 때의 평형은 동적인 평형으로 기상의 응축속도와 액상의 기화속도가 같음을 의미한다. 일정한 온도나 압력에서 기상에서의 조성과 액상에서의 조성은 라울의 법칙이나 헨리의 법칙 등으로 나타낼 수 있으므로 이를 이용하여 특정 조건에서 어느 한 가지 상에서의 조성이 결정되면 나머지 상에서의 조성을 구할 수 있음을 의미한다.

(3) McCabe-Thiele Method
- McCabe-Thiele Method의 가정
첫번째 : 탑 벽에서의 열손실은 0이며, 혼합열은 무시한다.
두번째 : 각 성분의 증발 잠열 및 액체의 엔탈피는 탑 내부에서 같다.

참고자료

· McCabe의 단위조작 McCabe 外 2인, McGrawHill, 2017년, p.475~487
· 물리화학, Atkins 外 1인, OXFORD, 2014년, p.167~170, p.187~188