공비증류 관련 기출 · 풀이
130회 3교시 2번6. 화학공학개론
46 mol% 메탄올(Methanol)과 54 mol% 메틸아세테이트(Methyl-Acetate, MA) 혼합물을 공비제(Entrainer)로 헥산(Hexane)을 이용하여 순도 99.99%로 분리하는 증류공정을 설계하고자 한다. 다음 삼각도표(Ternary Plot)의 증류영역 곡선(Distillation Boundary Curve)을 활용하여 다음을 답하시오. (1) 해당 증류공정도를 간략히 제시하시오. (2) 각 증류탑의 탑정(Top)과 탑저(Bottom) 흐름의 성분(mol%)을 구하시오.
본 문제는 3성분계 혼합물의 증류 분리 공정 설계에 관한 것이다. 헥산을 공비제로 사용하여 메탄올과 메틸아세테이트 혼합물을 분리하는 공정의 개략적인 흐름도를 제시하고, 각 증류탑의 탑정 및 탑저 유출물의 조성(mol%)을 결정한다. 증류 영역 곡선을 활용하여 공정의 타당성을 검증하고, 실제 공정 설계 시 고려해야 할 추가적인 요소들을 제시한다.
전체 해설 보기127회 2교시 3번6. 화학공학개론
저농도의 IPA(Isopropyl alcohol) 수용액을 원료로 99.9%의 순수한 IPA를 생산하려고 한다. 공비점 분리제(entrainer)로 벤젠을 사용하는 3기의 증류탑으로 구성된 공비증류(azeotropic distillation) 공정의 개요도(schematic diagram)를 그리고, 개요도에는 각 증류탑의 상부, 하부 흐름(stream)의 주성분을 표시하시오.
본 답안은 저농도 이소프로필알코올(IPA) 수용액으로부터 벤젠을 공비 분리제로 사용하여 3개의 증류탑으로 구성된 공비 증류 공정을 설계하는 내용을 다룬다. 각 증류탑의 상부 및 하부 흐름의 주성분을 명확히 제시하고, 공정의 작동 원리 및 각 탑의 역할을 상세히 설명하여 고순도 IPA 생산 공정을 제시한다.
전체 해설 보기연관 출제 키워드
공비증류와(과) 같은 회차·문항에서 함께 출제된 키워드입니다. 연계 학습 시 효율이 높습니다.