
컬튜쇼(불량배가 시켜준 성형수술 4분 1초

(1) 공정도

(2) 총괄 물질 수지



그림 1-6 농축기의 물질 수지

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지난 1주동안 정유 회사의 저장 탱크에 10,000배럴의 원유를 저장한 후 7,500배럴의 원유를 선적하였다. 처음에 300배럴의 원유가 들어 있었다면 남아 있는 원유는 몇 배럴인가?
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[도입 질량] + [초기 질량] = [배출 질량] + [잔류(축적) 질량]
10,000(배럴) + 300(배럴) = 7,500(배럴) + [잔류(축적) 질량]
∴ [잔류(축적) 질량] = 2,800(배럴)

지난 1주일 동안에 프로판 탱크에 20kg의 프로판 가스를 주입하고 14kg을 사용하였다. 처음에 5kg이 들어 있었다면, 그 주말에는 얼마나 남아 있는가?

도입 질량 + 초기 질량 = 배출 질량 + 축적 질량
20kg +5kg = 14kg + 축적 질량
∴ 축적 질량 = 11kg
(3) 성분 물질 수지
예 를 들어 아래의 그림과 같이 야구공과 테니 스공이 섞여 있는 두 개의 바구니를 하나 의 큰 바구니에 넣어서 섞였다고 생각해 보자.



50 wt%의 벤젠 (B)과 50 wt%의 톨루엔 (T)을 포함하는 혼합물이 1,000 kg/h의 질량 유속 으로 증류탑으로 유입되어 두 흐름으로 분리된다. 증류탑의 윗부분으로 나오는 흐름에 서 툴루엔의 질량 흐름은 모르지만 벤젠의 질량 흐름은 450 kg/h이라고 확인되었고 아래 쪽으로 나오는 벤젠의 질량 흐름은 모르지만 톨루엔의 질량 흐름은 475 kg/h이라고 확인 되었다고 하자. 이 공정이 정상 상태라고한다면 위 공정에서 알려지지 않은 성분들의 질 량 흐름은 물질 수지를 통해서 계산할 수 있다.

그림 Ⅰ-10 증류 공정의 공정도






그림과 같은 증류 공정에서 정상 상태로 공정이 이루어질 때 벤젠과 톨루엔의 양을 구하여라.


정상 상태의 공정이므로 축적량은 0이다.
벤젠 수지 : 500kg/h = 400kg/h + 배출량(
)
= 100kg/h
톨루엔 수지 = 500kg/h = 450kg/h + 배출량(
)
= 50kg/h
※ 검산 : 총괄 물질 수지 = 톨루엔 배출량 + 벤젠 배출량
1,000kg/h = (450kg/h + 50kg/h) + (100kg/h + 400kg/h)
∴ 1,000kg/h = 1,000kg/h

물질량 기준으로 벤젠 30%, 톨루엔 70%인 원료를 100kmol/h로 증류탑에 도입하여 연속 증류한다. 탑 위 생성물의 조성은 벤젠 95%, 탑 밑 생성물의 조성은 톨루엔 90%로 할 때 각 흐름의 유량과 벤젠의 회수율을 구하여라.

계산 기준을 100kmol/h로 하고 증류탑 공정을 간단히 나타내면 다음 그림과 같다.

여기서 n은 시간당 증류탑을 출입하는 물질량이다. 이 공정은 물리적 공정이므로 이 공정에 관하여 물질량 수지를 쓰면 다음과 같다.
총괄 물질량 수지 :
①
성분 물질량 수지 : 벤젠 수지
②
톨루엔 수지
③
식 ①을
로 이항하여 식 ②에 대입하면
④

의 값을 ①식에 대입하면

벤젠의 회수율은 다음과 같이 구한다.
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20%의 황산 100L에 50% 황산을 혼합하여 30% 황산을 만들려고 한다. 필요한 황산의 양을 얼마인가?

황산 혼합기의 공정은 다음과 같다.

총괄 물질 수지
①
성분 물질 수지
황산 수지 :
②
물 수지 :
③
식 ①을 식②에 대입하면

= 50L
의 값을 식 ①에 대입하면
= 150L
여기서 30% 황산 150L을 만들기 위해 50% 황산 50L가 필요함을 알 수 있다.

A통에는 30% 메탄올을 함유하는 수용액 500kg이 들어 있고 B통에는 70% 메탄올을 함유하는 수용액 200kg이 들어 있다. A, B 2통의 수용액을 혼합하면 최종 용액의 질량과 조성은 어떻게 되겠는가?

메탄올 수용액의 혼합 공정을 그림으로 나타내면,

① 총괄 물질 수지
도입량(A+B) = 배출량(P)
(500 + 200)kg = 700kg
∴ 최종 용액 = 700kg ①
② 성분 물질 수지
i) 메탄올 :
(30% 메탄올 수용액 중의 메탄올 량) + (70% 메탄올 수용액 중의 메탄올량) =
(최종 용액 중의 메탄올량)
ⅱ) 물 :
(30% 메탄올 수용액 중의 물의 양) + (70% 메탄올 수용액 중의 물의 양)
= (최종 용액 중의 물의 량)
최종 용액의 질량 및 조성은
최종 용액의 질량 : 700kg
메탄올의 양 : ![]()
물의 양 : ![]()
(4) 화학 반응과 물질 수지




다큐 오늘 - 필리핀 금광 07분 54초