분야
hwp2-1. Raoult의 법칙과 단 공정의 원리
2-2. 기체-액체의 평형
2-3. 증류조작 방법
2-4. 정류탑의 설계(design of column)
2-5. 증류의 응용
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.
2-1. Raoult의 법칙과 단 공정의 원리
2개 또는 그 이상의 증기혼합평형을 이룬 이상용액에 대해 증류탑내의 단수 계산을 하는 절차를 요약하면 다음과 같다. 우선 Raoult의 법칙에 의해 각 성분의 증기압 데이터로부터 x-y평형곡선을 구하고 단 공정에 대한 물질수지로부터 조작선을 구한 다음 평형곡선과 조작선 사이의 작도에 의해 분리공정에 요구되는 이론 단수를 구한다.
Raoult의 법칙과 단 공정, Henry의 법칙과 비휘발도,
증기압곡선과 휘발도, 물질수지식(mass balance) , 엔탈피(Enthalpy)수지식 , McCabe-Thiele 방법 ,환류비(reflux ratio), 단효율(stage efficiency) 등등을 정리하였다
