분리정제 증류 (결과)

소개글

분리정제 증류 (결과)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험과정
4. 실험결과 및 과제
5. 토의 및 결론
6. 참고문헌

본문내용

정류부에 속하며, 공급단 그 자체를 포함한 공급단 이하의 모든 단들은 탈거부에 속한다. 공급원료는 탈거부 아래로 흘러 탑 바닥까지 내려간 뒤 여기서 액체는 일정한 액위로 유지된다. 액체는 중력에 의해 되끓이개 B로 흘러간다. 되끓이개는 증기르 ㄹ만들어서 이것을 탑 바닥으로 되돌려 보내는 일종의 수증기로 가열되는 기화장치이다. 증기는 탑 전체를 통과한다. 되끓이개의 한 쪽 끝에는 물넘이둑이 있따. 탑바닥 제품은 물넘이둑 너무에 이쓴 액체 풀(pool)에서 회수되어 냉각기 G를 통해 흘러간다. 이 냉각기는 더운 탑바닥 제품과 열교환함으로써 공급원료를 예열시키기도 한다. 정류부를 통해 올라가는 증기는 응축기 C에서 완전히 응축되고, 응축물도 일정 액위가 유지되는 저장기 D에 포집된다. 환류펌프 F가 저장조에서 액체를 뽑아 탑의 맨 윗단으로 이 액체를 보낸다. 이 액체흐름을 환류라고 한다. 환류는 정류부에서 아래로 흐르는 액체흐름이 되며, 이 액체는 위로 올라가는 증기에 여러 가지로 영향을 미치게 된다. 환류가 없다면 정류부에서는 정류가 일어날 수 없고, 탑위제품의 농도는 공급단에서 올라오는 증기의 농도보다 더 높아질 수 없게 된다. 환류펌프에 의해 탑으로 되돌아가지 않는 응축액은 제품냉각기라고 하는 열교환기 E에서 냉각되어 탑위 제품으로 회수된다. 공비물이 되지 않고 충분한 단수와 적절한 환류를 해준다면 탑위제품과 탑밑 제품들은 어떤 원하는 순도라도 얻을 수 있게 된다. 그림의 장치는 작은 시설로 간단하게 할 수도 있다. 되끓이개 대신 탑 밑부분에 가열코일을 설치하고 그곳의 액체 풀에서 증기를 만든다. 응축기를 탑의 꼭대기보다 더 위에 설치하여 환류펌프와 저장조를 없앨 수 있다. 그렇게 되면 환류는 중려에 의해 탑 상단으로 되돌아간다. 환류분리기라고 하는 특별한 밸브를 사용하여 환류량을 조절하며, 나머지 응축액은 탑위제품이 된다.
판형탑에서의 물질수지
2성분계에 대한 총괄 물질수지 - 그림은 전형적인 연속증류장치에 대한 물질수지 설명도이다. 탑에는 농도가 인 탑위제품이 Dmol/h로 배출되며, 농도가 인 탑밑제품이 Bmol/h로 나간다. 2개의 독립적 총괄 물질수지식을 쓸 수 있다. 총괄물질수지식은 F=D+B이고, A성분의 수지는 이다. 이 식들에서 B를 소거하면 가 된다. D를 소거하면 가 된다. 이 두식은 탑 내부의 모든 액체및 증기의 어떤 유량에도 성립한다.
알짜유량 - 탑 맨 윗단을 나가는 흐름의 유량과 맨 윗단으로 들어가는 유량의 차이가 D의 양이다. 그림의 응축기와 저장조를 포함하는 물질수지는 , 탑상부의 어느 곳에서나 증기와 액체간의 유량 차이는 그림에 보인 고려대상 면 I로 둘러싸여진 장치의 일부를 고려해 볼때 D와 같음을 알수 있다. 이 고려대상 면은 응축기와 제 n+1단이상의 모든 단을 포괄한다. 이 고려대상 면에 대한 총 물질수지는 로 된다. 그러므로 D의 양은 탑 상부에서 위로 향하는 알짜 유량이다. V와 L의 변화에 관계없이 그들의 차이는 일정하며 D와 같다. A성분에 대하여 이와 유사한 물질수지를 세우면 다음식과 같이 된다. . 량은 탑 상부에서 위로 향하는 성분 A의 알자 유량이다. 이것 역시 장치의 상부 전체를 통해서 일정하다. 탑하부에서도 알짜 유량이 일정하지만, 아래쪽으로 내려간다. 총 물질의 알짜 유량은 B이고, A성분의 알짜 유량은 이다. , 같은 식이 성립한다. 하첨자 m은 탈거부에서 임의의 단을 표시하기 위해 n대신 사용된 것이다.
조작선 - 탑에는 두부분이 있으므로, 2개의 조작선이 있다. 하나는 정류부에 관한것이고, 다른 하나는 탈거부에 관한 것이다. 정류부에 대한 식은 이고, 탈거부에 관한 식은 이다. 정류부의 조작선의 기울기는 항상 1보다 작으며 또한 탈거부에서는 기울기가 항상 1보다 크다.
이상단수 : McCabe-Thiele법
환류비 - 분별증류탑 해석은 환류비라고 하는 양으 사용함으로써 편리해 진다. 두가지 양이 이용된다. 하나는 환류와 탑위제품의 비이고, 다른 하나는 환류와 증기의 비이다. 두 비가 모두 정류부의 양과 결부되어 있다. 환류비를 식으로 표시한다. 및 이다. 정류부의 조작선식을 D로 나누면 이다. 조작선의 기울기는 이다. 이것은 L/V와 같다. 이 선의 y절편은 이다. 농도는 설계조건으로 정해지며, 환류비 는 환류와 탑위제품을 분리할 때 그 유량을 조정하거나 탑위제품의 유량을 일정하게 놓고, 되끓이개에서 생성된 증기량을 변화시킴으로써 마음대로 조절될 수 있다. 정류부의 조작선은 y=x대각선과 점(, )에서 교차한다. 이것은 부분응축기나 완전응축기 모두에 해당한다.
응축기와 맨 윗단 - McCabe-Thiele법에 의한 맨 윗단의 작도는 응축기의 작용에 따라 달라진다. 그림은 맨윗단과 응축기에 대한 물질수지 선도이다. 맨 윗단으로부터 나오는 증기의 농도는 이고, 맨윗단으로 들어가는 환류의 농도는 이다. 조작선들의 일반적인 성질에 따르면 선의 위 끝은 (, )이다. 환류와 액체 제품을 얻는 가장 간단한 배열이면서 자주 쓰이는 것은 그림과 같은 한 개의 완전응축기인데, 이것은 탑에서 나오는 모든 증기를 응축시켜서 환류와 제품을 공급하는 것이다. 이와 같은 단일 완전응축기를 사용하면, 맨 윗단으로부터 나오는 증기의 농도, 맨 윗단으로 가는 환류의 농도 및 탑위제품의 농도가 같으며, 모두 로 표시할수 있다. 따라서 조작선의 끝은 점 (, )가 되며, 이 점이 조작선과 대각선이 만나는 점이다. 그리고 그림의 삼각형 abc는 탑의 맨 윗단을 나타낸다. 부분응축기를 사용하면 액체 환류는 탑위제품과 같은 조성을 가지 않는다. 즉, 이다. 때때로 두응축기를 직렬로 연결해서 사용하는데, 먼저 부분응축에서 환류를 만들고 최종 응축기로 액체 제품을 만든다. 이런 배열은 그림에 나타나 있다. 부분응축기를 나가는 증기는 조성을 갖는데, 이것은 와 같다. 이런 조건하에서는 그림의 선도를 적용한다. 조작선은 대각선상의 점(, )를 통하지만, 탑과 관련해서 보면 조작선은 점 에서 끝나는데 이점은 물론, (, )좌표를 갖는다. 그림의 삼각형 은 이 탑의 맨 윗단을 나타낸다. 부분응축기를 나가는 증기는 보통 액체 응축물과 평형을 이루기

키워드

분리정제,   증류탑,   연속공급상태 실험