[화학공학설계] 에틸렌 옥사이드(ethylene oxide)를 이용한 에틸렌 글라이콜(ethylene glycol)의 공정 설계
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- 목차
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요약
서론
본론
1. 반응물과 생성물의 화학적, 물리적 성질
1) 기본적인 성질
2) 온도에 따라 변하는 중요한 물성
2. 공정도와 설명
1) 공정도
2) 공정설명
3. 반응 메커니즘
1) 반응에 대한 가정
2) 반응 메커니즘과 반응 속도 상수
3) 물과 EO의 비율에 따른 MEG, DEG 그리고 TEG 변화
4.이상 반응기
1) 반응기의 종류
2) 반응기 선택
3) CSTR의 예
4) 실제 EG 생산 공정의 예
5. MATLAB 결과 계산
1) Single CSTR Flow rate, T and Yield vs Tau
2) Flow rate of MEG, T and Selectivity vs Tau at T(200K,300K,325K,
3) Flow rate and Selectivity vs Tau at T(200K,300K,325K,400K,500K)
4) Flow rate and Selectivity vs Tau at T(300K,325K,350K,375K,400K)
5) Single CSTR, Flowrate and Selectivity vs Tau at 325K
6) Flow rate of MEG, T and Selectivity vs Tau at T
7) Flow rate of MEG, T and Selectivity vs Tau at T
6. 참고 문헌
- 본문내용
-
요약
에틸렌 옥사이드와 물의 수화 반응을 이용하여 에틸렌 글리콜을 생산할 수 있는 반응기를 설계하는데 목적이 있으며, 그에 앞서서 그 각각의 물리 화학적 성질들을 파악하여 보고, 그 반응의 메커니즘을 문헌으로부터 조사하였다. 그리고 주반응 부반응 엔탈피등 화학반응에 필요한 여러 가지 변수들을 고려하여 그 조건에 적합한 반응기(CSTR)를 선택하여 선택도를 높이기 위한 최적의 온도를 찾아서 얻고자 하는 에틸렌 글리콜의 생산량을 설계하는데 그 목적이 있다.
서론
Ethylene Glycol은 2004년 EG 생산량이 88만 2100여 톤으로 2003년 대비 1.6% 증가했으며, 2004년 EG 수입은 59만 8000여 톤으로 17.4% 감소했다. 이는 국내 수요가 12만 9500여 톤으로 5.2% 감소한 것으로 추정된다. 이러한 국내 EG 수요 감소는 폴리에스터 섬유기업들이 수익성 악화 등의 영향으로 가동중단 및 가동률 조정 등의 영향이 주요한 원인이라고 생각된다.
비록 국내수요는 위와 같이 위축되어 있지만, 폴리에스텔수지, 섬유 및 Film의 원료, 자동차 부동액, 냉매, 동결방지제 등의 다양한 용도로 EG가 사용되고 있기에 아직도 경제성이 충분하다고 판단된다.
EG의 반응은 중간체인 에틸렌 옥사이드의 수화 반응을 주반응으로 하기 때문에 학부생이 충분히 다룰 수 있는 주제라고 판단되어 이 보고서에서는 EG의 공정도와 그에 필요한 반응메커니즘, 각 반응물과 생성물의 물리적, 화학적 정보, 공정에 가장적합한 반응기의 선택, 에너지수지, 최적반응온도와 선택도를 찾고 matlab을 통한 실제 반응기의 설계 하여 직접설계한 반응기에서 얼마만큼의 생산량을 얻을 수 있는 지를 설계 할 것이다.
본론
1. 반응물과 생성물의 화학적, 물리적 성질
1) 기본적인 성질
Ethylene glycol (EG, 에틸렌글리콜) 화학공학정보연구센터 http://www.cheric.org/
◆ 별명
- Ethanediol, 1,2-Dihydroethane, Ethylene alcohol glycol
◆ 화학식
- C2H6O2, 분자량 62.07g/mol-1
◆ 물성
- 녹는점 : -13℃
- 끓는점 : 197.39℃
- 비중 : 1.1254 (측정온도 20℃)
- 열화학적 성질
ΔHf˚gas -394.4 kJ/mol
ΔHf˚liquid -460 kJ/mol
- 물, 에탄올, 메탄올, 아세톤, 글리세롤, 아세트산, 피리딘과 잘 섞이며, 클로로폼, 에테르, 벤젠, 이황화탄소에는 잘 섞이지 않는다. 염화나트륨, 염화 아연, 탄산칼륨, 수산화칼륨, 수산화칼슘 등의 무기화합물을 녹일 수 있다.
- EG는 고압, 고온에서 에틸렌옥사이드를 수화시켜 제조한다.
- 참고문헌
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한강엔지니어링 http://www.hkcne.co.kr/
ILSUNG corporation http://www.ilsung.com/new/index.php?sub=sub02_m01_c01-2
화학공학정보연구센터 http://www.cheric.org/
Scientific Design Company, Inc. http://www.scidesign.com/
The Dow Chemical Company http://www.dow.com/ethyleneglycol/about/properties.htm
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Fogler, Scott. Elements of Chemical Reaction Engineering 4th edition, New Jersey: Prentice-Hall, 2005.
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