증류(Distillation)의 분류

 

증류(Distillation)는 혼합물에 포함된 성분들의 휘발도(Volatility) 차이를 이용하여 물질을 분리하는 공정이다.

증류는 조작 방식과 압력 조건에 따라 분류하고 있고 이에 대해 공유하고자 한다.

 

 

 

증류(Distillation)의 분류

증류(Distillation)는 증류탑 등을 이용하여 혼합물에 포함된 성분들의 휘발도(Volatility) 차이를 이용하여 물질을 분리하는 공정이다.

 

증류탑의 구성 및 운전 방법에 대해서는 다음 링크 포스팅 자료 참조

https://sec-9070.tistory.com/1798

증류탑(Distillation Column) 구성 및 운전

 

 

 

증류는 조작 방식과 압력 조건에 따라 다음과 같이 분류한다.

조작 방식에 따른 분류

혼합물을 한 번에 끓여 분리하는지, 혹은 지속적으로 공급하는지에 따라 구분한다.

• 단증류(Simple Distillation): 일정량의 혼합 용액을 가열하여 발생하는 증기를 즉시 냉각시켜 액체로 회수한다. 분리 효율이 낮아 성분 간의 끓는점 차이가 큰 경우에 사용한다.
• 분별 증류(Fractional Distillation): 증류탑(Fractionating Column) 내에서 기화와 응축이 반복적으로 일어나게 하여 순도가 높은 성분을 얻는다. 원유(Crude Oil) 분리에 주로 사용한다.
• 연속 증류(Continuous Distillation): 원료를 탑 중간에 지속적으로 공급하고, 상부와 하부에서 제품을 끊임없이 인출한다. 대규모 산업 공정에 적합하다.
• 회분 증류(Batch Distillation): 원료를 한 번 투입한 후 시간에 따라 온도나 조성을 변화시키며 운전한다. 소량 다품종 생산에 유리하다.

 

 

압력 조건에 따른 분류

성분 물질의 열적 안정성이나 끓는점 높이에 따라 운전 압력을 조절한다.

• 상압 증류(Atmospheric Distillation): 대기압(1 atm) 상태에서 수행하는 일반적인 증류 방식이다.
• 감압 증류(Vacuum Distillation): 압력을 낮추어 성분의 끓는점을 강하시킨다. 고온에서 분해될 우려가 있는 물질이나 끓는점이 매우 높은 물질 분리에 사용한다.
• 가압 증류(Pressure Distillation): 압력을 높여 성분의 끓는점을 상승시킨다. 상온에서 기체 상태인 저비점 성분을 액화하여 분리할 때 적용한다.

 

 

특수 증류 (Special Distillation)

일반적인 증류로 분리가 어려운 공비혼합물(Azeotrope) 등을 분리하기 위해 제3의 물질을 첨가하거나 특수한 설비를 사용한다.

• 공비 증류(Azeotropic Distillation): 공비점을 깨기 위해 제3의 성분인 공비제(Entrainer)를 첨가하여 휘발도를 변화시킨다.
• 추출 증류(Extractive Distillation): 용제(Solvent)를 사용하여 특정 성분의 용해도를 변화시켜 분리 효율을 높인다. 용제는 증류탑 하부에서 회수한다.
• 수증기 증류(Steam Distillation): 물과 섞이지 않는 고비점 유기 화합물에 수증기를 불어넣어 낮은 온도에서 함께 증발시킨다. 열에 민감한 향료나 정유 추출에 사용한다.