[화공장치설계]일반 증류탑의 전산 모사

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[화공장치설계]일반 증류탑의 전산 모사

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벤젠과 톨루엔이 각각 50 mole%씩 함유되어 있는 이성분계 혼합물을 증류를 통해서 분리하여 각각의 순도가 95 mole%인 제품을 얻고자 한다. 원료의 유량은 100 Kmole/hr이며, 공급액의 압력은 1.5 bar이며 공급액의 상태는 증기의 분율이 ‘0’이다. 이때 다음 물음에 답하라. 단, 벤젠과 톨루엔의 Antoine Vapor Pressure Correlation은 다음과 같다.

<중 략>

8) 최적의 환류비를 최소환류비의 2배로 한다고 하였을 때, 계단작도를 통해서 이론단수를 결정하라.

정류부 조작선의 방정식의 x값에 0.5를 대입하면, y는 0.6382이 된다. 따라서 두선의 교점의 좌표는 (0.5, 0.6382)이 되고, 이를 정류부 (0.95, 0.95)와 연결해서 직선을 그려주고, 회수부 (0.05, 0.05)와 연결해서 직선을 그려주면 그림 4와 같이 만들어 진다.
최소환류비의 2배를 최적의 환류비로 정하였을 때 이론단수는 10단을 조금 벗어나므로 11단으로 최적화할 수 있다.

<중 략>

5) 공급액의 열적 조건이 포화액체, 포화기체, 증기상의 분율이 0.5, 과열증기(f=2) 및 과냉각 액체상태 (f=-1)일 때, 최소환류비를 각각 결정하라.

Thermal Condition에서 First Specification은 Pressure로 선택하고 1.5 bar로 입력한다. Second Specification에서는 포화액체일 때는 Bubble Point로 선택하고,
포화기체일 때는 Dew Point, 증기상의 분율이 0.5일 때는 Liquid Mole Fraction으로 선택해서 0.5를 입력하고, 과열 증기일 때는 Temperature를 선택하고 300 ℃ 입력, 과냉각 액체상태일 때는 Temperature를 선택하고 20 ℃를 입력하였다.

참고 자료

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