[화학공학] 에탄에틸렌 혼성 분리 시스템

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레포트 > 공학계열
2011.12.05
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소개글

[화학공학] 에탄에틸렌 혼성 분리 시스템에 대한 자료입니다.

목 차

0. List of Figure

1. 서론
2. 본론2. 2-1 공정설명 2-2 핵심 Unit 설명 2-2-1 증류 2-2-1-1 증류의 정의 2-2-1-2 단 공정의 원리 2-2-1-3 환류비(Reflux Ratio) 2-2-1-4 단효율(Stage Efficiency) 2-2-2 Facilitated transport membrane technology 2-2-2-1 사용배경 2-2-2-2 장점 2-2-2-3 작동기작 2-2-2-4 이론적 배경 2-3 각 Unit별 설정 조건 2-4 Data 정리
3. 결론

본문내용

조작선의 평형선의 아래에 위치하는 증류의 경우와 반대로 흡수조작의 경우에는 조작선이 평형선 위에 위치한다. 흡수는 불용성 기체와 섞여 있는 가용성 기체가 V상으로부터 L상으로 전달되는 경우로서 조작선은 그림 1-2의 (b)와 같이 평형선 위에 놓여 있어야 한다. 이 경우 물질전달의 구동력은 yn+1-ye이거나, 또는 탑 속에서 어느 위치에 있는 액체와 평형에 있는 증기의 조성과 실제 증기조성의 차이가 된다.이것은 증류가 액상에서 기상으로 물질전달이 이뤄지므로 평형일 때와 비교하여 액상성분의 몰분율이 기상성분의 몰분율보다 크다는 것을 보여준다.
기체의 한 성분을 비휘발성 용매에 흡수시키는 경우 두 상이 탑을 통과함에 따라 기체의 총 유량은 감소하는 반면, 액체의 총 유량은 증가한다. L과 V는 둘 다 탑 밑 부분에서 제일 크고 꼭대기에서 가장 작기 때문에 조작선의 기울기, 즉 L/V의 변화율은 L 또는 V 의 변화 그 자체만큼 크지는 않지만 조작선은 보통 곡선이 된다.
이상단 수의 결정에 있어서 전반적인 중요 문제는 실제 증류탑에서 원하는 농도범위, 즉 xa에서 xb 또는 ya에서 yb를 달성하는데 필요한 이상단의 수를 구하는 것이다. 이 수를 알 수 있고, 또한 단 효율을 안다면 실제단의 수를 계산할 수 있다.
a
n
m
o
조작선
●
평형선
yn
yn+1
yn+2
xn+1
xn
xn-1
y
x
●
b

정류탑의 조작선 선도

각 상에 두 성분만 있을 때 이상단 수를 결정하는 간단한 방법은 조작선을 이용하는 도해적 작도법이다. 그림 1-3은 증류탑에 대한 조작선과 평형곡선이다. 탑의 상부에서는 위로부터 아래로 액체상의 흐름이 있고 탑의 하부에서는 반대로 아래로부터 위로의 기체상의 흐름이 있다. 이때 (n-1)단으로부터 내려오는 액체상은 (n+1)단으로부터 상승하는 증기와 접촉하여 가열되며 저비점성분의 일부가 증발하게 된다. 이와 동시에 상승하는 증기상은 액체상과 접촉해서 냉각되며 고비점성분의 일부는 액화된다. 액체상의 저비점 성분은 a점에서 m점까지 진행하게 되고, 결국 몰분율이 xn-1에서 xn으로 감소하며 증기상의 성분은 n점에서 m점까지 진행하여 몰분율이 yn+1에서 yn으로 증가된다. 이것을 조작선에서 보면 n단에서 액체상의 저비점 성분은 a에서 m으로 이동한 것이고, 증기상의 경우는 n에서 a로 이동했다고 볼 수 있다. 그리고 이러한 두 상간의 작용이 각 단마다 이루어진다고 볼 수 있다. 점 a, m및 n으로 이루어진 계단 또는 삼각형은 한 개의 이상단을 표시하며, 이 탑에서는 첫 번째 단이다. 두 번째 단은 같은 작도를 반복함으로써 선도 상에 도식적으로 구할 수 있다. 즉, 수평으로 점 o 위치의 평형곡선까지 가서, 다시 수직적으로 조작선 상의 점 b까지 가면 된다.
기체흡수, 증류, 침출 또는 액체추출 중 어느 다단식 반응기에서나 이상단수를 구하는 데는 같은 방법을 이용할 수 있다. 이상단 수를 알기 위해 조작선과 평형선을 교대로 이용하면서 도식적으로 계단 하나하나를 그려나가는 법은 증류탑 설계에 처음 이용되었고, 이 방법을 McCabe-Thiele법이라고 한다. 그 작도는 탑 양끝의 어느 한 쪽에서 시작하며, 일

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