반응기의 효율을 높이기 위한 설계 방법

소개글

이번 설계의 목적은 촉매의 양의 변화에 따른 반응속도의 변화와 다른기타반응(반응물의 유속, 온도, 농도)에 따른 반응속의 변화를 알아보고 반응기의 효율을 높이기 위해서는 어떤 설계를 해야 하는지에 대해서 알아보는 것이다.

목차

1.서 론

2.이 론
2-1농도와 반응속도와의 관계
2-2온도와 반응속도와의 관계
2-3 촉매의 양과 반응속도와의 관계
2-4 유속과 반응속도와의 관계

3. 실험장치 소개 및 실험방법
3-1 실험장치 소개
3-2 실험방법
① 반응기 실험
② GC 분석

4. 결과 및 토론
4-1 촉매의 무게와 기타반응조건의 변화에 따른
반응속도의 변화
①촉매의 무게를 변화 시킨다
②온도를 변화 시킨다.
③ 유속을 변화시킨다. (유속이 변하면 농도도 변한다)
4-2 제시안의 문제점 및 해결방안

5. 결론

6. 참고 문헌

본문내용

같은 촉매를 사용했을 때에는 촉매의 양이 많아지면 반응속도가 느려지는 것을 알 수 있었고 반응온도가 올라가면 반응속도가 증가하는 것을 알 수 있었고 농도 및 유속이 증가가여도 반응속도가 증가하는 것을 알 수 있었다.그 이유를 살펴보면 촉매의 양이랑 농도의 증가에 반응속도가 빨라진다는 생각은 반응물이랑 반응하는 면적을 증가시킨다고 생각할 수 있고 반응온도가 높아질 때 반응속도가 빨라지는 것은 활성화 에너지를 낮춰서 속도가 빨라진다고 생각할 수 있다. 유속이 빨리 지면 경계층의 두께를 감소시켜 물질이 촉매 내부로 잘 침투하여 반응속도를 높인다고 생각할 수 있다.

사이클로 헥산은 벤젠의 촉매 수소화 반응으로부터 생성된다. 미국의 DuPont이 기상 수소화 반응을 사용하긴 했으나 일반적으로 반응은 액상에서 수행되며 수율은 화학양론과 밀접한 관계가 있다. 기상에서의 운전은 현탁된 니켈촉매를 생산물로부터 분리해내는 복잡한 과정이 필요 없으므로 좀 더 유리하거나 기상 반응기술은 커다란 장치, 특히 촉매재고탱크를 가지고 있는 반응기를 필요로 한다. 공정은 반응열을 제거하기 위하여 사용하는 방법에 따라 차이가 난다. UOP공정에서는 액상 수소화 반응이 벤젠에 대해 실질적으로 0차 반응이기 때문에 반응속도의 영향 없이 많은 양의 벤젠을 순환시켜 이뤄진다. IFP공정은 반응기를 연속적으로 사용하는데 첫 번째의 반응기는 액상에서, 그리고 두 번째는 기상에서 운전된다. 첫 번째의 반응기에서 전환되지 않은 벤젠은 트림(trim) 반응기에서 수소화된다. 또 다른 공정은 더욱 복잡한 반응기를 이용하지만 낮은 촉매는 재고탱크를 수반하는 냉각 튜브를 사용하며 Raney Nickel이 일반적인 촉매로 사용된다. Cyclohexane의 다른 중요한 공급 원료로 두 가지가 있는데, 첫 번째는 베네수엘라 조나프타와 천연가솔린을 이용하여Phillips가 대규모로 생산하는 것으로 Cyclohexane의 함량이 약 85%정도이다. 이 제품은 중압 PE 생산을 위한 용매로 사용되며 또한 사이클로 헥산올-사이클로 헥사논 공정에 주입될 수도 있다. 두 번째로 미국의 한 생산기업은 톨루엔을 사용하여 동시에 일어나는 이중결합 수소화 반응에 의하여 사이클로 헥산올을 생산한다. 위와 같이 사이클로 헥산은 벤젠의 수소화 반응을 통해 얻을 수 있기 때문에 벤젠의 수소화 반응에 대해서 알아 볼 필요가 있다.

참고 자료

화학공정설계, 도서출판 아진, 이문용외 1명, 1999년
화학공장설계, 교보문고(주), 여영구외 6명, 2003년
화학반응공학, 도서출판 아진 ,송승구외 10명, 2000년
반응공학, 대영사, 설수덕 편역, 1993년