[분리공정] 물과 공비혼합물을 형성하기 위한 Entrainer로 n-butyl acetate를 사용하여 물로부터 acetic acid를 분리하는 방법

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목차: Contents

1. Introduction

2. Entrainer selection

3. 개괄적인 공비증류 공정

4. 조작 조건 효과

5. 최적의 공정 설계에 대한 논의

6. 결론

7. References

본문내용: 1. Introduction

Acetic acid와 물은 공비혼합물을 형성하지는 않지만, 간단한 증류공정을 사용하면 이 두 성분을 분리해내는데 많은 평형단(equilibrium stage)이 요구되므로 비실용적이다. 그 이유는 Fig. 1에서 보는 바와 같이 VLE에서 원으로 표시한 부분이 거의 접하고(tangent pinch) 있기 때문이다. VLE그래프에서는 x=y인 점이 있으면 그 점에서 공비물이 형성되는데, 이 조성에서는 끓는 액체가 정확히 같은 조성의 증기를 생성한다. 따라서 액체는 증발함에 따라 그 조성이 변하지 않는데, 이러한 일정비등 용액은 증류에 의해 분리가 되지 않는다. 그런데 원으로 표시한 부분이 x=y에 가까우므로 간단한 증류로는 분리가 어렵고, 따라서 entrainer에 의한 공비증류법을 이용하는 것이다.
공비 증류는 제 3의 물질, 즉, 첨가제(entrainer)를 가해 평형을 조절하여 증류하는 방법으로 첨가제가 혼합물의 한 성분과 또 다른 공비점을 형성하게 하여 증류 분리하거나 첨가제의 다른 선택도에 의해 분리시키기도 한다. 후자의 경우에 사용되는 첨가제는 혼합물의 한 성분에 선택적으로 끌리어 혼합물의 공비 현상을 제거하고, 선택된 한 성분과 함께 증류탑의 상부나 하부로 분리되어진다. 첨가제는 분리되어지는 성분들과의 끓는점 차이로 인하여 각 성분의 휘발성을 변화시켜서 증류를 통해 제거가 가능하게 한다.
Heterogeneous 공비 증류 column은 일반적으로 상대휘발도가 비슷한 혼합물을 분리하거나 공비물 형성을 방해할 때 이용된다. 이번 project에서는 acetic acid-물 혼합물에서 물과 공비점을 형성하는 첨가제를 사용하여 분리시키는 공비증류 방법을 사용하였다, 공비증류 system은 탈수 column과 decanter, 그리고 acetic acid와 물을 분리하기 위한 water column을 포함한다.

참고문헌: (1) Warren L. Mccabe, " unit operations of chemical engineering", Edition
(2) J.D Seader Ernest J Henley "seperation procrss pricples" , Edition
(3) http://www.cheric.org/kdb/
(4) 김형규 이정석 한충 나병기 정연수 송형근 “MEK - 물 공비혼합물의 공비증류에 관한 이론적 연구” 화학공학 제33권 제2호 1995
(5) I.Lung chien,Kai-Luen Zeng, Huan-Yi Chao and Jun hong Liu "desigh and control of acetic acid dehydration system via heterogeneous azeotropic distillation"

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