다단식연속증류 실험레포트

본문내용

ium line을 정확히 알지 못해 다른 조에서 사용한 equilibrium line을 빌려왔다. 이를 한글에서 그리기 위해 격자를 설정하고 그 거리를 재어 상부, 하부 생성물의 농도, 조작선의 y절편을 구해 단을 그렸다. 실험 결과에 따른 단수는 5단이 나왔지만 실제 사용된 컬럼은 7개로 7단이다. 그래서 단 효율이 71.4%가 나왔다.
효율이 생각보다 많이 나오지 않은 이유에 대해서 생각해 보았다. 먼저, 이론 단수를 구하기 위한 equilibrium line 모양이 실험 책과 정확히 일치하지 않는다. 하지만 이는 단수를 구하는 데 아주 큰 영향을 미치지 않으리라 생각된다. 다른 이유들은 실험하는 도중에 있는 것으로 생각된다.
실험의 초기에 reboiler와 feed tank에 공급 액을 채우고 가열을 하였다. 이 때 reboiler의 밸브를 잠그지 않아 컬럼으로 가야 할 공급 액이 증기로 새어 나와 버렸다. 그리고 feed pump를 환류 비를 계산하여 환류 유량을 맞춘 후 틀었어야 하는데 처음부터 틀고 시작하였다. 게다가 pump의 유량 조절 스위치가 고장이 나 나가는 유량보다 공급되는 유량이 많아 맨 위쪽의 컬럼에 반만 차야하는 공급 액이 거의 차 pump를 끄고 그 수면이 낮아지길 기다려야 했다. 하지만 기다리고 있는 동안 reboiler의 공급 액이 모두 공급이 되어 그 수면이 갑자기 낮아졌다. 이 때문에 온도와 유량에서의 정상 상태를 유지하지 못하였다.
응축액을 받는데 응축액이 거의 나오질 않는 것이었다. 알고 보니 실험을 마친 다른 조가 나가면서 냉각수의 밸브를 잠그고 나갔는지 냉각수가 공급이 안 되어 응축액이 나오지 못하고 바로 증기가 상부 생성물 탱크로 들어갔다. 그 압력으로 탱크의 상단에서 증기가 발생하였다.
환류 량을 구하는 과정에서 환류 펌프 조절이 쉽지가 않았다. 이론적인 환류 량과 실제로 나온 환류 량에는 큰 차이가 없었으나 그 작은 차이가 환류비의 차이를 만들었다. 그리고 환류 량을 조절하는 과정에서 feed tank의 공급 액이 모두 사용되어 공급 액을 다시 넣어야 했다. 이 때 온도에 있어서 변화가 생겼으리라 생각된다.
하지만 시행착오를 겪고 상부 생성물의 무게(농도)를 재었을 때 농도가 80%가 넘었다. 이는 실험을 시작한지 2시간이 넘어서 농도를 재었기 때문에 정류를 시작한지 충분한 시간이 지나서 한 두 번의 농도 측정으로 마칠 수 있었다. (상부 생성물을 받는데 상부 생성물 탱크에서 받는 것보다 증기가 응축액이 되어 나오는 것을 받는 것이 더 효율적인 것임을 알고 다시 받아서 농도를 재었다. 그래서 데이터를 한 개로 나타내었다.)
이번 실험은 실험 기구의 조작에 있어서 공급 액이 모자라지 않게 하면서 온도도 변하지 않게 해 정상상태를 만들어야 하고 온도도 체크하면서 유량도 체크해야 하는 동시에 봐야할 것들이 많아 복잡하였다. 하지만 간단히 정류의 원리를 알 수 있는 실험이었다.
6.참고 문헌
화학공학실험
단위조작 (신성, 1997)
화학공정설계 (Smith Robin, 아진, 1999)

키워드

화학공학,   화학공학실험,   화공실험,   다단식 연속증류,   환류비,   정류,   단효율