[화학공학과 화학공학 실험] 증류의 원리 및 종류와 정류

소개

제 2 장 증 류
몇 개의 성분으로 이루어진 액체 혼합물을 분리해내는 방법은 여러 가지가 있는데 일반적으로 화학공장과 정류산업에 있어 가장 대표적이고 또 널리 사용되는 조작이 증류(distillation)이다. 증류는 혼합물에서 생성된 증기의 조성은 원액의 조성과 다르다라는 것이 그 근본 원리인데 2종이상의 휘발성분이 포함된 액체 혼합물을 가열하면 그 증기의 조성은 액체일 때 보다 휘발성이 높은 성분의 함량이 훨씬 많은데 이와 같이 휘발성의 차이를 이용하여 액체 혼합물로부터 각 성분을 분리하는 조작이다.
그러나 한 성분은 휘발성을 가지고 응축된 액체 중에는 휘발성 이외의 것은 포함되어 있지 않는 증발과는 구별된다. 즉 혼합물을 가열하면 휘발성이 낮은 것부터 기화하여 증기가 되고 이 증기를 응축시켜 액화하여 분리해내는 조작이다. 따라서 각 성분의 증기압이 증류에 있어 분리의 척도가 된다. 이 글에서는 증류를 위한 증류이론과 증류방법을 알아보고 증류탑내의 단수 계산을 비롯한 증류탑 설계 등을 다루고 있다.

목차

제 2 장 증 류
2-1. Raoult의 법칙과 단 공정의 원리
1. Raoult의 법칙
2. 단 공정의 원리
2-2. 기체-액체의 평형
1. Henry의 법칙과 비휘발도
2. 증기압곡선과 휘발도
3. 비점도표
4. 기-액 평형도표
2-3. 증류조작 방법
1. 단증류 (simple distillation)
2. 평형증류
3. 수증기 증류
4. 공비혼합물의 증류
(1) 추출증류
(2) 공비증류
5. 정류
(1) 정류의 원리
(2) 정류장치의 구조
2-4. 정류탑의 설계(design of column)
1. 물질수지식(mass balance)
2. 조작선(operating line)
3. 엔탈피(Enthalpy)수지식
4. 정류탑의 단수 계산(calculation of the number of plates)
(1) 조건
(2) 농축부(rectifying section)에서의 조작선의 방정식
(3) 회수부(stripping section)에서의 조작선의 방정식
(4) 원료선(feed line)의 방정식
(a)포화 액체(saturated liquid)원료
(b)포화 증기(saturated vapor)원료
(c)부분적으로 기화된(partially vaporized)원료
(d)차가운(subcooled)액체 원료
(e)과열(superheated)증기 원료
(5) 이론적 단수의 계산
(6) 원료 공급단의 위치
(7) 환류비(reflux ratio)
(8) 단효율(stage efficiency)
2-5. 증류의 응용

본문내용

제 2 장 증 류
2-1. Raoult의 법칙과 단 공정의 원리
1. Raoult의 법칙
2. 단 공정의 원리
2-2. 기체-액체의 평형
1. Henry의 법칙과 비휘발도
2. 증기압곡선과 휘발도
3. 비점도표
4. 기-액 평형도표
2-3. 증류조작 방법
1. 단증류 (simple distillation)
2. 평형증류
3. 수증기 증류
4. 공비혼합물의 증류
(1) 추출증류
(2) 공비증류
5. 정류
(1) 정류의 원리
(2) 정류장치의 구조
2-4. 정류탑의 설계(design of column)
1. 물질수지식(mass balance)
2. 조작선(operating line)
3. 엔탈피(Enthalpy)수지식
4. 정류탑의 단수 계산(calculation of the number of plates)
(1) 조건
(2) 농축부(rectifying section)에서의 조작선의 방정식
(3) 회수부(stripping section)에서의 조작선의 방정식
(4) 원료선(feed line)의 방정식
(a)포화 액체(saturated liquid)원료
(b)포화 증기(saturated vapor)원료
(c)부분적으로 기화된(partially vaporized)원료
(d)차가운(subcooled)액체 원료
(e)과열(superheated)증기 원료
(5) 이론적 단수의 계산
(6) 원료 공급단의 위치
(7) 환류비(reflux ratio)
(8) 단효율(stage efficiency)
2-5. 증류의 응용

참고자료

· 1. Laidler.Meiser, 물리화학, 제2판, 자유아카데미, 서울, 1025～ 1034P
· 2. http://100.naver.com/100.php?id=135503
· 3.http://kin.naver.com/browse/db_detail.php?d1id=11&dir_id =110204&docid=322783
· 4.http://kin.naver.com/browse/db_detail.php?d1id =11&dir_id=110202&docid=737706
· 5. http://che.snut.ac.kr/sub/cyber/lhkim/tranfer/visco/visco.htm
· 6. Rovert H. Perry, Perry`s Chemical Engineers` Hand Book,
· 6th edition, Mc Graw-Hill, singapore, 1985
· 7. Walter J.Moore,기본물리화학, 採求堂, 서울, 642～647P
· 8. 김영득, 김성도, 이재우, 조일영 共著, 유체역학, 동명사,
· 서울특별시, 35P
· 9. 신형식, “화학공학 기초실험(Laboratory Manual)”,
· 전북대학교 화학공학부, (2000); 실험1.
· 10. David R. Lide, Handbook of Chemistry and Physics, 78th Edition, CRC,