압력은 액체의 끓는점과 증류가 일어나는 속도를 변경하여 증류에 큰 영향을 미칩니다.
압력이 낮을수록 액체의 끓는점이 낮아져 더 낮은 온도에서 더 빠르게 증류할 수 있습니다.
이는 높은 열 노출로 인한 성능 저하 위험을 줄여주므로 온도에 민감한 구성 요소에 특히 유용합니다.
압력이 증류에 미치는 영향을 설명하는 4가지 주요 요인
1. 낮은 압력 및 낮은 끓는점
이 효과의 원리는 액체의 끓는점이 액체에 가해지는 압력과 반비례한다는 것입니다.
예를 들어 진공 증류에서는 증류 시스템 내의 압력을 낮추기 위해 진공 펌프가 사용됩니다.
이렇게 압력을 낮추면 액체가 일반 대기압에서보다 낮은 온도에서 끓을 수 있습니다.
예를 들어, 해수면에서는 물이 212°F(100°C)에서 끓지만 콜로라도주 덴버에서는 대기압이 낮기 때문에 203°F(95°C)로 더 낮은 온도에서 끓습니다.
2. 증류 속도 증가
압력을 낮추면 끓는점이 낮아질 뿐만 아니라 증류 속도도 빨라집니다.
끓는점이 낮아지면 동일한 열을 투입해도 액체가 더 빨리 증발할 수 있기 때문입니다.
석유 정제소에서 사용되는 진공 증류탑에서는 10~40mmHg(대기압의 약 5%)의 낮은 절대 압력에서 작동하면 작동 온도를 370~380°C 미만으로 제한하여 잔류 오일 분리를 용이하게 할 수 있습니다.
3. 온도에 민감한 부품에 대한 이점
저온에서 증류하는 기능은 온도에 민감한 부품의 무결성을 보존하는 데 매우 중요합니다.
온도가 높으면 이러한 성분의 화학적 특성이 원치 않게 저하되거나 변경될 수 있습니다.
감압 증류를 통해 이러한 성분은 손상 가능성이 있는 고온에 노출되지 않고 분리 및 정제할 수 있습니다.
4. 산업 환경에서의 실제 적용
석유 정제소의 대형 진공 증류탑과 같은 산업 응용 분야에서 감압을 사용하면 저온에서 다양한 성분을 분리할 수 있으며, 이는 원유와 같은 복잡한 혼합물을 효율적이고 효과적으로 처리하는 데 필수적입니다.
이러한 컬럼은 직경이 최대 15미터 이상일 정도로 거대할 수 있으며 하루에 많은 양의 사료를 처리할 수 있어 증류 공정에서 압력 조작의 규모와 중요성을 강조합니다.
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