[반응현상실험] 증류탑 예비레포트

소개

안녕하세요 화학공학과 재학생입니다.
올리는 모든 자료는 직접 작성하여 제출했던 자료들이며
4년동안 실험과목 모두 A+ 성적을 받은 레포트입니다.
감사합니다:)

반응현상실험의 커리큘럼 중 증류탑 실험에 대한 예비레포트입니다.
분량은 총 8페이지 이며, 작성된 수식 모두 이미지 파일이 아닌 직접 타이핑하여 작성했습니다.
*본 실험에 대한 결과레포트는 별도로 판매중입니다.*

목차

1. 실험목적

2. 실험이론
1) 증류
2) Mccabe-Thiele method
3) 이론적 단수의 계산
4) 원료 공급단의 위치
5) 환류비
6) 단효율

3. 실험방법

4. 실험장치 및 준비물

5. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
연속 분별 증류탑의 조작법을 이해하고, 실험을 통한 증류의 기본원리를 습득한다. McCabe-Thiele 법을 이용한 이론단수 계산 및 단효율을 계산하고 최적 환류비를 토대로한 실제 조업조건을 이해한다.

2. 실험이론
1) 증류
액체에서 기체로 전환되고, 다시 액체로 재응축 되는 과정을 말한다. 서로 다른 끓는점을 이용하여 둘 이상의 액체를 분리할 때 이용된다. 정량의 혼합물의 증류기에 넣고, 열을 가해 비등시켜 발생하는 증기를 응축기로 냉각시켜 유출액을 얻는 단증류(또는 미분 증류)와 끓는점이 유사한 액체 혼합물을 분리하는데 효과적으로 사용할 수 있는 분별증 류의 방법이 있다.
실험에서 사용할 증류탑의 구조는 Fig 1처럼 간략하게 도식도를 그려볼 수 있다. 이때 F는 원료 공급량[kg-mol/h], D는 유출액량[kg-mol/h], x와 y는 액상 및 증기상의 저비점 성분의 몰분율, Qs는 재비기에 가하는 열량[kcal/h], Qc는 응축기에서 제거되는 열량[kcal/h], L과 V는 농축부에서의 상승 증기 및 강하 액량[kg-mol/h], V’과 L’d은 회수부에서의 상승 증기 및 강하 액량[kg-mol/h], H와 h는 증기 및 액체의 엔탈피[kcal/kg-mol]를 의미한다.
2) Mccabe-Thiele method
증류탑의 상부에서부터 아래로 n번째 단에서 두 성분중 상대적으로 저비점 성분을 살펴보기로 한다. 여기서 x를 액체상의 저비점 성분의 몰분율이라 하고, y를 기체상 중의 저비점 성분의 몰분율이라 한다. 탑의 상부에서는 위로부터 아래로 액체상의 흐름이 있고 탑의 하부에서는 반대로 아래로부터 위로의 기체상의 흐름이 있다. 이 때 (n-1)단으로부터 내려오는 액체상은 (n+1)단으로부터 상승하는 증기와 접촉하여 가열되며 저비점 성분의 일부가 증발한다. 이와 동시에 상승하는 증기상은 액체상과 접촉해서 냉각되며 고비점 성분의 일부는 액화한다. 이렇게 접촉된 2개의 서로 다른 상은 평형점에 도달하게 되고 이것은 아래 그림과 같이 나타낼 수 있다.

참고자료

· 2019년도 단국대학교 화학공학과 반응현상실험 실험실습 교안 ver 1.4