[화공열역학] Analysis of VLE(Cyclohexane, Ethanol)

1. 서론

액체-증기 평형(VLE, Vapor-Liquid Equilibrium)은 여러 산업 분야에서 핵심적인 역할을 하는 중요한 열역학 현상이다. 특히 증류, 농축 및 분리 공정에 있어서 VLE 데이터는 효율적 공정 설계와 최적 운전 조건 설정에 필수적이다. 본 연구에서는 사이클로헥세인과 에탄올의 VLE 성질을 분석함으로써 혼합물의 상평형 특성을 이해하고, 이를 바탕으로 실제 산업 현장에서의 적용 가능성을 모색하고자 한다. 사이클로헥세인은 분자량 100.16 g/mol인 고리형 알케인으로서, 주로 화학합성, 용제, 그리고 폴리머 제조에 사용되며, 증류 과정에서 상당히 중요한 역할을 담당한다. 한편, 에탄올은 분자량 46.07 g/mol인 알코올로서, 식품산업과 의약품 제조, 생물학적 용매 등 다양한 분야에 널리 이용된다. 이 두 성분은 상대적으로 극성과 비극성의 성질 차이로 인해 친화력과 상호작용이 다양하게 나타나며, 이로 인해 혼합물의 VLE 특성도 복잡하게 나타난다. 특히, 산-염기 반응, 용매 선택, 농축 및 정제 과정에서 이들 혼합물의 분리 효율은 매우 중요하다. 통계 자료에 의하면, 한국의 정제 및 증류 설비는 연평균 2.5%씩 성장하며, 가공능력이 2023년 기준으…