다 성분 증류 란?

다 성분 증류는 휘발성 화합물의 혼합물이 비점을 기준으로 분리되는 화학 공정입니다. 이 공정은 증류탑에서 발생하며, 액체 및 증기상의 성분이 공존하는 트레이 또는 스테이지의 수직 적층입니다. 혼합물이 컬럼 위로 올라감에 따라, 고비 등 화합물은 더 낮은 단계에 집중되는 반면, 저비 등 화합물은 더 높은 단계에 집중된다.

증류탑은 액체 증기 평형 혼합물의 기본 원리를 사용합니다. 액체에 열이 가해 짐에 따라 액체의 온도는 비점 (BP)에 도달 할 때까지 상승합니다. BP에서 추가 에너지는 온도 상승을 유발하지 않습니다. 오히려, 분자는 이것을 사용하여 액상을 빠져 나와 기체가됩니다.

새로운 가스 분자에 흡수 된 에너지는 더 이상 다음 액체 분자를 가열하는 데 사용할 수 없습니다. 액체가 비등함에 따라, 가스 분자를 기상으로 유지하는 에너지의 부재로부터 냉각된다. 이 냉각은 일부 기체 분자가 다시 액체로 응축되어 기화 에너지를 방출합니다. 방출 된 에너지는 액체를 재가열 할 수 있습니다. 평형 조건에서, 증발 속도는 응축 속도와 같습니다.

다 성분 증류 칼럼에서, 평형 혼합물이 각 단계에서 확립된다. 기둥의 맨 아래에는 일정한 양의 새로운 에너지가 공급됩니다. 이 열로 인해 각 단계에서 가장 휘발성이 높은 화합물의 기상 분자 중 일부가 BP가 가장 낮은 기상 분자가 다음 단계로 올라갑니다. 이 높은 단계에서 혼합물은 다시 평형을 이루려고 시도합니다. 아래에서 나오는 분자는이 단계에서 기화하기에 너무 높은 BP를 가질 수 있으므로 액체상에 축적됩니다.

결국, 각 단계의 액체는 하나 이상의 성분에 집중된다. 측면 스트림은 하나 이상의 단계에서 제거 될 수있다. 액체 스트림은 하나 이상의 성분으로 농축 될 것이고, 추가적인 증류 단계가 필요할 수있다.

석유는 전형적으로 다 성분 증류를 통해 분획으로 증류된다. 분획은 단일 화합물로 취급 될 수있는 가까운 BP를 갖는 유사한 화합물의 범위이다. 가솔린이 예입니다. 낮은 BP 가스는 컬럼의 상단에서 배출 될 수 있으며 추가 처리가 필요하지 않습니다.

다 성분 증류의 설계에는 복잡한 계산이 필요합니다. 컬럼 설계 파라미터에는 스테이지 수, 원료의 공급 스테이지, 제품 스트림이 제거되는 스테이지 및 컬럼을 구동하는 데 필요한 열 지정이 포함됩니다. 특수 다 성분 증류 컴퓨터 프로그램은 이러한 계산을 수행하지만 엔지니어는 프로세스를 이해하기 위해 그래픽 솔루션 방법을 계속 배웁니다.