진공 증류는 다양한 산업, 특히 석유 정제 및 분자 증류에서 중요한 공정입니다.
진공 증류의 압력 범위는 일반적으로 특정 용도에 따라 다릅니다.
석유 정제 공정의 경우 압력 범위는 일반적으로 10~40mmHg입니다.
이 범위에서는 370~380°C 이하의 온도에서 증류할 수 있습니다.
압력을 낮추면 액체 부피당 증기 부피가 증가합니다.
이렇게 증기량이 증가하면 증가된 증기 공간을 수용하기 위해 매우 큰 직경의 컬럼을 사용해야 합니다.
분자 증류의 경우 압력은 일반적으로 0.01토르(1.3Pa) 미만으로 훨씬 더 낮습니다.
이러한 고진공은 공정이 자유 분자 흐름 체제에서 작동하는 데 필요합니다.
이 체제에서는 유체 역학이 아닌 분자 역학에 의해 질량 수송이 지배됩니다.
진공 증류의 4가지 주요 압력 범위
1. 석유 정유 공장의 진공 증류(10~40mmHg)
석유 정제소에서는 대기 증류에서 얻은 잔류 오일을 추가로 처리하기 위해 진공 증류를 사용합니다.
압력은 대기압의 약 5% 수준인 10~40mmHg로 감소합니다.
이렇게 압력을 낮추면 증류가 더 낮은 온도, 특히 370~380°C 이하에서 이루어질 수 있습니다.
이렇게 낮은 온도에서 작동하면 더 무거운 탄화수소의 열 균열을 방지할 수 있습니다.
열 균열은 바람직하지 않은 제품의 형성으로 이어질 수 있습니다.
또한 낮은 압력은 액체 부피당 형성되는 증기의 양을 증가시킵니다.
이러한 증가는 매우 큰 직경의 증류탑을 사용해야 합니다.
2. 분자 증류(<0.01 torr 또는 1.3 Pa)
분자 증류는 석유 정제를 위한 진공 증류에 사용되는 압력보다 훨씬 낮은 압력에서 작동합니다.
일반적으로 고진공으로 간주되는 0.01토르(1.3Pa) 이하에서 발생합니다.
이러한 압력에서 분자의 평균 자유 경로는 장비의 크기와 비슷합니다.
기체 상태는 더 이상 증발되는 물질에 큰 압력을 가하지 않습니다.
이 체제를 자유 분자 흐름 체제라고 합니다.
이 체제에서 증발 속도는 압력과 무관합니다.
이 프로세스는 뜨거운 표면과 차가운 표면 사이의 짧은 경로에 의존합니다.
따라서 가열 시간이 최소화되고 열에 민감한 재료의 열 손상이 줄어듭니다.
분자 증류는 오일 및 기타 민감한 물질의 정제에 특히 유용합니다.
이러한 다양한 압력 범위는 처리되는 물질의 특정 요구 사항과 증류 공정의 목표를 반영합니다.
석유 정제에서 중질 탄화수소의 열 분해를 방지하거나 분자 증류에서 오일과 같은 민감한 물질을 정제하는 데 사용됩니다.
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