distillation(증류) - McCabe-Thiele method를 이용한 이론 단수의 계산 및 단효율 계산 - 분리정제

소개

분리정제 중 대표적인 증류-distillation을 이용하여 혼합물을 분리한다. 증류에 관한 이론부터 실험방법까지 체계적이고 상세하게 정리되어있다.

목차

1. 목적
<증류 소개>

2. 이론
2-1. 증류방법
2-2. 정류의 원리
2-3. 정류과정
2-4. 환류비(reflux ratio)
2-5. 정류장치의 구성
2-6. The McCabe / Thiele Method법의 이론

3. 실험방법
3-1. 실험장치
3-2. 시운전 점검
3-3. 실험 준비물
3-4. 실험순서

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.

<증류 소개>
증류 방법은 액체 혼합물을 여러 성분으로 분리하거나 혼합물을 초기의 혼합물과는 다른 조성을 가진 혼합물로 분리하는데 사용된다. 증류는 화학 산업 중에서 가장 주요한 분리공정중의 하나이고 원유정제의 주요공정이다.
휘발성은 혼합물 조성의 비휘발도의 차이를 기본으로 하고 있다. 이와 같이 정류방법을 이해한다는 것은 혼합물의 열역학 거동 지식을 필요로 한다. 즉 기체-액체평형, 온도조성도표, 비휘발성 등, 이러한 이론의 기본 요소들은 물리화학에서 배웠으며 특히 기체-액체 평형 실험을 수행 할 때 알 수 있다.
2성분계의 다른 혼합물이 끓게 되었을 때 결정되어진 액체와 기체의 조성을 얻을 수 있을 것이다. 그림 1 과 그림 2는 온도조성 그림과 상대적으로 세 개의 다른 이성분계의 평형곡선을 보여준다.
일반적인 경우에 있어서 어떤 액체 조성 x에 대하여 형성된 증기는 휘발성 조성이 훨씬 더 풍부 되어진다는 것을 볼 수 있다. (여기에서 x는 액체에 있는 휘발성 조성의 몰분율이고 y는 기체에 있는 몰분율이다) 그림 1의 b와 c는 임계조성xg를 포함하는데 여기서는 기-액상의 조성이 동일하며 끊는 현상의 변화가 없는 것처럼 보인다. 이러한 임계 혼합물을 azeotropes라 부르며 분리를 위한 특별한 방법을 필요로 한다.

참고자료

· 단위조작/이화영 외/Mc Graw Hill/2004. 6.12/p683~
· http://blog.naver.com/sesamei?Redirect=Log&logNo=130010764055
· http://blog.naver.com/indigowyvern?Redirect=Log&logNo=70004757390
· http://cafe.naver.com/oilenjoy.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=107