분별증류의 원리에 대해 설명해 주세요.

Question

분별증류는 끓는점 차이를 이용하여 혼합액을 여러 성분으로 분리하는 대표적인 방법인데요. 분별증류의 원리에 대해 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

분별증류는 둘 이상의 액체 혼합물을 끓는점 차이를 이용해 분별증류관 내부에서 증발과 응축을 연속적으로 반복시켜 순수한 성분들로 분리하는 기법입니다. 단순 증류와 달리, 끓는점 차이가 크지 않은 액체 혼합물도 높은 순도로 분리할 수 있으며 그 원리에 대해 자세히 설명해 드릴게요.

서로 다른 액체가 섞여 있을 때 이 혼합물을 가열하면, 끓는점이 낮아 휘발성이 높은 성분이 끓는점이 높은 성분보다 더 먼저, 더 많이 기화합니다. 이때 생성된 기체 증기 속 끓는점이 낮은 성분의 비율은 원래 액체 상태일 때보다 항상 높아집니다. 가열되어 올라오는 기체 증기는 증류관을 타고 상승하다가 온도가 낮아지면서 관 벽이나 내부 충전물 표면에서 응축액화되고, 아래에서 계속 올라오는 뜨거운 증기가 이 응축된 액체에 열을 전달하면, 액체는 다시 증발합니다. 이 액체가 다시 증발할 때는 끓는점이 낮은 성분의 비율이 이전보다 훨씬 더 높아진 상태가 됩니다. 이 관에서 증발과 응축 과정이 수없이 반복되면서, 단순 증류를 수십 번 연속으로 거치는 것과 동일한 정제 효과를 얻게 됩니다.

즉, 분별증류는 단순한 끓는점 차이뿐만 아니라 증류관 내부에서 일어나는 수많은 응축과 재증발의 반복을 통해 끓는점이 낮은 성분을 상부로 집중시켜 분리해 내는 원리입니다.

Answer 2

안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

분별 증류는 서로 다른 끓는 점을 가진 액체 혼합물을 가열하여 각 성분의 기화 온도 차이를 통해 분리해내는 공정입니다.

증류탑 내부를 따라 기체가 올라가면서 액체로 응축되었다가 다시 기화하는 과정이 수없이 반복되며 분리의 효율이 오라갑니다.

기화와 응축이 반복될수록 탑의 상부에는 끓는점이 가장 낮으면서 휘발성이 가장 큰 성분이 높은 순도로 농축되어 먼저 나오게 됩니다.

정밀한 제어를 통해 하나의 혼합물에서 여러 성분을 동시에 나눌 수 있어 원유 정체 에 필수적으로 사용되는 공정입니다.

그럼 답변 읽어주셔서 감사드립니다:)