에너지저감신공정기술 - cheric · 2008. 6. 3. · c4 ac conv b-1 rev lpg alkylation...

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지식경제부, 에너지자원기술개발 (중대형연구사업)

에너지 저감 신공정기술

� C4 부산물의 고부가화 기술

� 자일렌 및 의약품 생산을 위한 에너지절약형 정밀화학 SMB 분리공정

� 분리벽형 고효율 증류탑

� 에너지 절약형 결정화 분리기술

한국에너지기술연구원, 김종남

Administrator

Theories and Applications of Chem. Eng., 2008, Vol. 14, No. 1 1926

1석유화학/정유산업의 에너지 특징

산업부문 업종별 에너지 사용량(원료용 소비 포함)

84,843계

...

2.42,029섬유제품

3.52,943펄프,종이

7.26,094비금속 광물

20.517,4381차금속

1.31,099고무,플라스틱

19.816,770코크스, 정유

29.224,744화학제품 등

비 중 (%)에너지 사용량

(천 TOE)업 종

[2002년도 에너지총조사보고서, 산업자원부]

� 석유화학/정유 분야

� 산업부문에너지의 50.3%

� 에너지절감

�공정 에너지절감

�원료절감

에너지 비용 (석유화학)

매출액 대비 에너지 비용: 7.1%

석유화학업계의 평균 순이익률: 2 ~ 4%

Administrator


2

C4 부산물 고부가화 기술 개발

� 총괄주관: 한국에너지기술연구원 (김종남)

� 연구기관: SK에너지기술원 (김용승), 화학연구원 (장종산)

고려대(강상욱), 공주대(전종기), 서울대(송인규), 성균관대(김지만)

� 참여기업: SK에너지주식회사

Administrator


3

환경변화의 시사점

� BD 함유 C4 혼합물 공급

부족 예상

� PE Co-Polymer 용 Butene-1,

Octene-1 수요증가

� 에너지원단위 개선

� 에너지 절약형 공정기술

� 연료용 C4 LPG 고부가화

� C4 혼합물 (R-III)을 BD,

Butene-1, Octene-1,

Heavy Alkylate 로 고부가화

필요

� BD 함유 C4 혼합물 공급

부족 예상

� PE Co-Polymer 용 Butene-1,

Octene-1 수요증가

� 에너지원단위 개선

� 에너지 절약형 공정기술

� 연료용 C4 LPG 고부가화

� C4 혼합물 (R-III)을 BD,

Butene-1, Octene-1,

Heavy Alkylate 로 고부가화

필요

• 국외 환경

1. Gas Cracker 및 FCC 신증설

- Ethylene/Propylene 공급부족 해소

� C4 Olefin / BD공급부족

2. 중국의 Polymer 시장 급성장

- Butadiene Rubber 수요 지속적 증가

- PE 관련 Alpha Olefin 수요 급증 예상(Butene-1, Hexene-1, Octene-1)

국내 환경

1. 국내 정유/석유화학업체 FCC 도입 준비

- Propylene / C4 부산물 증가 (BD 함량 낮음)

2. Heavy Alkylate용제 수요 증대

3. Co-Polymer 합성수지 증가

4. Octene-1 전량수입

5. C4 혼합물 (R-III)을 LPG로 사용

6. C4 분리공정: 아세틸렌 제거문제 (BD 분리공정),

부텐-1 증류시 에너지 다소비

7. 에너지 다소비산업: 기후변화협약 대처 기술 개발

• 국외 환경

1. Gas Cracker 및 FCC 신증설

- Ethylene/Propylene 공급부족 해소

� C4 Olefin / BD공급부족

2. 중국의 Polymer 시장 급성장

- Butadiene Rubber 수요 지속적 증가

- PE 관련 Alpha Olefin 수요 급증 예상(Butene-1, Hexene-1, Octene-1)

국내 환경

1. 국내 정유/석유화학업체 FCC 도입 준비

- Propylene / C4 부산물 증가 (BD 함량 낮음)

2. Heavy Alkylate용제 수요 증대

3. Co-Polymer 합성수지 증가

4. Octene-1 전량수입

5. C4 혼합물 (R-III)을 LPG로 사용

6. C4 분리공정: 아세틸렌 제거문제 (BD 분리공정),

부텐-1 증류시 에너지 다소비

7. 에너지 다소비산업: 기후변화협약 대처 기술 개발

연구 필요성

Administrator


4개발 대상 기술 구성도

BEU

C4 AcConv

B-1Recovery

DeepHDGN

Raw C4

1,3-BD

Alkylation Alkylate

LPG

LPG

MTBE

B-1

MTBE

MTBE

BEU

C4 AcConv

B-1 Rev

LPG

Alkylation Alkylate

Ole./Para.Separation

1,3-BD

B-1

1,3-BDBy Oxy. Dehy.

LPG

MTBE

B-2Isomerization

Raw C4

B-1 Dim.B-1 + C2=

Octene-1

i-dodecane

isobutylene

Naphtha

Cracker

C4

mixture

R-1

stream

R-2

stream

H2, CH4 ethane/

ethylene

propane/

propylene

C4+

C5+butadiene MTBE

iso-butylene1-butene

R-3 Stream

(C4 LPG)

기존기술 개발기술

Administrator


5

고가의 원료 사용으로 제조원가 경쟁력 없음Isomerization of Internal Olefins

고가의 원료 사용으로 제조원가 경쟁력 없어가동 중지

Dehydration of Alcohols (Archer Daniels Midland Co.)

기술은 경쟁력이 있으나, Coal Gasification Plant에 국한 됨

Extractive Distillation of Fischer-Tropsch Effluent (Sasol)

제품 Spectrum 다양화로 On-purpose 공정대비 경쟁력 낮음 (수율 낮음)많은 증류탑을 요구

C2 Oligomerizaiton(BP, CP, Shell, Exxon 등) 1-Butene에 Etylene

첨가반응 촉매 개발

추출증류를 이용한공정개발

고가의 원료 사용으로 제조원가 경쟁력 없음Telomerization of BD & R-H (Shell, Dow 등)

1-Butene 으로부터1-Octene 제조공정개발

연구단계

열적안정성은 뛰어나나 수율은 21.39%로 낮음aAl2O3•bSiO2•MexOy (Snamprogetti catalyst)

고 선택성 촉매개발촉매 열적안정성 확보열역학적 수율증대

열적안정성은 저조고온의 반응조건

Na2-modified alumina (SZKFI catalyst)

기초단계연구로 촉매기준으로 설명(공정개발은 별도)2-Butenes 이성화를 통한1-Butene 제조공정개발

연구단계

촉매반응시 많은 산소와 스팀을 요구함 -> 투자비 과다 및 에너지 다소비미량의 불순물 생성

Oxo-D Process(Texas Petrochemicals)- 가동중단

촉매성능 개선을 통한스팀 사용량 절감

효율적 불순물제거공정 개발 필요

고온흡열 반응으로 공정효율이 낮음(680C, 수율 19%)촉매재생 주기 매우 짧음 (Cycle<20분)

Dehydrogenation(ABB Lumus 등)

n-Butenes로부터1,3-Butadiene 제조공정개발

상용화, 개선

전환율은 높으나 BD loss가 큼SK Process

전환율은 높으나 BD loss가 큼Axens Process촉매 선택도 개선촉매 안정성 확보

촉매 재생주기가 짧고(<1개월), 재생이 어려움KLP Process (UOP)Acetylene Converter 공정개발

상용화, 개선

개발/개선 필요사항기술의 문제점기술현황관련 공정

기술 현황 및 핵심개발 기술

Administrator


6

투자비가 낮고 운전효율이

우수한 신 분리공정 개발

(PSA+증류 혼성공정)

투자비 과다하여 상용화 되지 못함SMB 공정 : Sorbutene(UOP)

Butene-1 생산 공정

에너지 절약형 C4

올레핀 분리공정 개발

기존기술: 증류

단수 200단 이상으로 투자비 및

운전비 과다함

Superfraction (IFP, Sulzer Chemitech, Snamprogetti)

부산물 생성 (C6+ 10%)Ethylene Dimerization(IFP)

개발/개선 필요사항기술의 문제점기술현황관련 공정

경제적인 흡착제의 개발이 필요desorbent, 공정 구성 등의최적화가 필요

흡착제의 단가가 비쌈.흡착제 양산 기술의 확보가 미흡진공탈착시 대용량화 어려움

흡착 분리기술

삼량화 선택도 제고

활성 및 안정성이 우수한

고체촉매 및 공정개발

빠른 촉매 비활성화, 이량화가 주로일어남

올리고머화 공정고체산 촉매 공정(Snamprogetii)

기술이 오래되고 개선 가능성이별로 없음

수율이 낮음부식 및 환경오염

알킬화 공정황산/불산 공정(UOP 등)

고 비 점 알킬레이트제 조 용 촉 매 / 공 정개발

기존기술: 황산/불산공정

기술 현황 및 핵심개발 기술

Administrator


7

• 이소부텐의 올리고머화화에 의한 경쟁력 있는 heavy alkylates 생산공정개발(수율 50%, 촉매 예상수명 1년)

고급 용제인고비점 알킬레이트

제조 공정 개발

• C4 파라핀 제거율: 99% • C4 올레핀/파라핀 흡착분리공정 개발, 10만톤/년 설계• 기존의 Superfractionation 대비 40% 에너지 절감

C4 올레핀 흡착분리공정 개발

• 기존공정(C2-Oligomerization) 대비 50% 에너지 절감• 에틸렌 및 부텐을 원료로 수율 50%이상인 촉매개발

C4 부산물을 이용한Octene-1

생산공정 개발

• 부텐-2에서 부텐-1 촉매 및 공정 개발: 촉매수율 27%, 공정수율 50% 이상(Snamprogetti, Philips, 21%)

• 부텐-2에서 isobutylene 제조 촉매 개발: 수율 37.8% (CDTECH IsomPlus 유사)

부텐-2 이성화공정 개발

• 촉매개발: n-Butenes 전환율 84%, 1,3-Butadiene 선택도 97%• 기존 Oxo-D Process 대비 30% 에너지 절감

C4 부산물을 이용한1,3-BD 생산 공정 개발

• 아세틸렌 전환율 99.5% 이상• 1,3-Butadiene손실 1% 미만• 재생주기 6개월 이상• 2009년 하반기, 상용화

C4 Acetylene 전환촉매공정 개발

개발 결과세부기술명

기술 개발 결과

Administrator


Dept. of Chemical Engineering, Yonsei University http://sepapuri.yonsei.ac.kr

에너지 자원 기술개발

중대형 기술개발사업

자일렌자일렌 및및 의약품의약품 생산을생산을 위한위한 총괄총괄 연구연구 책임자책임자

에너지절약형에너지절약형 정밀화학정밀화학 SMB SMB 분리공정분리공정 개발개발 연세대학교연세대학교 화공과화공과 이창하이창하

Construction of

standard SMB

model

Development of

SMB strategy for

efficiency

improvement

Development

of SMB

simulator

P-xylene

SMBManagement of

overall project

General subjectGeneral subject

Sugarester

SMB

SMB separation for L-ribose

New adsorbent for chiralseparation

Development of energy saving SMB separation process

Subject 1Subject 1

Subject 2Subject 2

Subject 3Subject 3

Subject Subject 44

•Yonsei Univ.(Prof. Chang-Ha Lee)

Must Must

be solvedbe solved

SimulatorSimulator’’ss

DevelopmentDevelopment

EstablishmenEstablishment of original t of original technologytechnology

Development Development of various of various processesprocesses

Establishment Establishment of scaleof scale--up up technologytechnologyDevelopment Development

of various of various functional functional stationary stationary

phasephase

Development Development of SMB Processesof SMB Processes

for Productionfor Productionofof XyleneXylene &&

Drug ProductsDrug Productsas an Energy Savingas an Energy Saving

ProcessProcess

Must Must

be solvedbe solved

Administrator





pp--xylene xylene 생산을생산을 위한위한 SMB SMB 공정공정 개발개발주관기관주관기관: : 삼성토탈삼성토탈, , 위탁기관위탁기관: : 한국화학연구원한국화학연구원, , 서울대서울대, , 연세대연세대

SMB SMB 공정공정 실험실험

SMB SMB 공정공정 최적화최적화

SMB bed dynamicsSMB bed dynamics

SMB SMB 흡착제흡착제 개발개발

국내국내 pp--xylene xylene 생산생산 SMB SMB 공정공정 에너지에너지 절감절감 효과효과: 25: 25만만 TOE/TOE/년년

Administrator





Stearic Sugar Ester 생산 SMB 공정 개발 주관기관주관기관: : 한국에너지한국에너지 기술기술 연구원연구원참여기업참여기업: : ㈜㈜ 지코지코

국내국내 SearicSearic Sugar Ester Sugar Ester 생산생산 SMB SMB 공정공정 에너지에너지 절감절감 효과효과: 440: 440 TOE/TOE/년년

+ CH3(CH2)16COOCH3 ↔ Stearic Sugar Esters

+ Methanol

Methyl Stearate

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0 0.05 0.1

Concentration(g/cm3)

Adsorbed Amount(g/cm3) Sugar

Ester

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 3 6 9 12

Column Number

Concentration(g/cm3)

C1(Exp, t=t0/2)

C1(t=0)

C2(t=0)

C1(t=t0/2)

C2(t=t0/2)

C1(t=t0)

C2(t=t0)

Extract Feed Raffinate EluentDesorbent Extract

FeedRaffinate

vc 1

Administrator





SMB 공정을 이용한 의약 원료로서의 L-ribose 생산주관기관주관기관: : 인하대인하대위탁기관위탁기관: : 충남대충남대, , 참여기업참여기업: : 세신㈜세신㈜

국내국내 의약품의약품 분리정제분리정제 전반전반 SMB SMB 공정공정 에너지에너지 절감절감 효과효과: 28: 28만만 TOE/TOE/년년

Feed

Raffinate

Extract

Desorbent

4-way T-joint

Pump

Column

Multi-position valve

11 22 33 44

II IIII IIIIII IVIV

Elution volume (ml)

0 50 100 150 200 250 300

L-sugar concentration (g/l)

0

20

40

60

80

100

120

140

L-arabinose (simualtion)

L-ribose (simulation)

L-arabinose (experiment)

L-ribose (experiment)

Extract history

Time (min)

0 120 240 360 480 600 720


0

20

40

60

80

100

120



L-arabinose (simulation, average)

L-ribose (simulation, average)

L-arabinose (simulation)


Raffinate history

Time (min)

0 120 240 360 480 600 720


0

20

40

60

80

100

120



L-arabinose (simulation, average)

L-ribose (simulation, average)

L-arabinose (simulation)


Frontal AnalysisFrontal Analysis

SMB SeparationSMB Separation

Administrator





제올라이트제올라이트 기반의기반의 SMBSMB용용키랄분리키랄분리 흡착제흡착제 개발개발

주관기관주관기관: : 연세대연세대, , 참여기업참여기업: : ㈜㈜이큐스팜이큐스팜위탁기관위탁기관: : ㈜㈜카이로라이트카이로라이트, (, (사사))분자설계연구소분자설계연구소

(R)1a2P

(S)1a2P

OH

H

(R)

(S)

키랄 이성질체 분리(Selina)

Feed length [%]

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Purity [%]

86

88

90

92

94

96

98

100

(a)

Ext. (partial-feed)

Raf. (partial-feed)

Raf. (total-feed)

Ext. (total-feed)

흡흡착착제제

설설계계

공공정정설설계계

분분리리

국내국내 의약품의약품 분리정제분리정제 전반전반 SMB SMB 공정공정 에너지에너지 절감절감 효과효과: 28: 28만만 TOE/TOE/년년

Administrator





선진선진 기술의기술의 국산화국산화 ((수입대체수입대체 및및 국제국제 경쟁력경쟁력 강화강화))

생산성생산성 증대증대 ((에너지에너지 절감절감, , 경제적경제적 파급효과파급효과 ))

용매용매 절약절약 효과효과 ((에너지에너지 절감절감 및및 환경환경 오염오염 완화완화))

고순도고순도 분리분리 정제정제 기술기술 ((고부가가치의고부가가치의 식품식품, , 의약품의약품 생산생산 기초기초 확립확립))

고성능고성능 흡착제흡착제 제작제작 ((수입대체수입대체 및및 수출수출 수익수익 창출창출))

기술 개발 기대 효과기술 개발 기대 효과

재료산업재료산업

석유화학산업석유화학산업

정밀화학산업정밀화학산업

제약산업제약산업환경산업환경산업

식품산업식품산업

SMBSMB

Administrator


DWCC

총괄 : LG화학 (연구책임자 이종구 박사)세부주관 : LG화학 , 금호석유화학연구소

참여기관 : 우보엔지니어링 , 에이엠티퍼시픽 , 에이드 , 하니웰 , 금호석유화학

위탁기관 : 영남대 , 충남대 , 동아대 , 한국에너지기술연구원

에너지자원기술개발사업

차세대 증류공정 :

분리벽형 고효율 증류탑 개발

차세대 증류공정 :

분리벽형 고효율 증류탑 개발

Administrator


DWCC

증류공정 - 기술 특성증류공정 - 기술 특성

- 산업에너지 소비의 19% 점유- 이중 30%이상이 과잉 소비- 배열의 80%이상 대기방출

물질의 휘발도 차이를 이용하여 혼합물을 분리

석유화학산업에서의 모든 분리수단의90~95%를 차지하는 대표적 분리공정

국내 - 3,000기 이상 조업 중

일본 - 3,500기 이상 조업 중 (‘97)

미국 - 40,000기 이상 조업 중 [’95]

관련비용 년 80억$ 이상산업적 강점

- 설계와 운전용이

- 구조 단순 유연

- 저렴한 투자비용

- 낮은 운전위험도

- 분리매개체 불필요

- 대량분리에 적합

단점

- 낮은 에너지 효율성

- 높은 에너지 소모량

- 타 분리기술로의 대체매우 한정적

- 기존 에너지 절감방법에의한 개선여유 제한적

증류기술의 기본을 유지하면서 에너지 효율성과 분리성능을근본적으로 향상시킬수 있는 새로운 접근방법 필요

Administrator


DWCC

증류공정 – 고효율 신증류기술 개발 필요성증류공정 – 고효율 신증류기술 개발 필요성

(2003. %)

증류

11.0

증류공정 : 대표적 에너지 다소비 공정

- 산업부문 에너지 총소비의 19% 소요

- 국가 에너지 총소비의 11% 소요

< 에너지 1670만TOE, 탄소배출1460만TC >

자동차 1000만대 에너지 소비량에 해당. 단위공정으로는 최대의 에너지 소비원.

2020년 지속가능한 화학산업 목표

- 투입 에너지 30% 절감

- 이산화탄소 배출 30% 축소

차세대 신증류기술 : 분리벽형 증류탑

30~40% 에너지 절감, 20~30% 투자비용 감소, 광범위한 적용범위

Administrator


DWCC

분리벽형 증류탑 (DWC) - 기본개념분리벽형 증류탑 (DWC) - 기본개념

No remixing

Reducing feed mismatch

Thermal efficiency benefit

Only one column

Reduced energy (30%)

Capital saving (30%)

Improved yield/quality

Smaller plot area (40%)

- 예비분리기 설치에 의한 재혼합 현상 제거 !!

Administrator


DWCC

연구개발 목표 및 내용연구개발 목표 및 내용

기존의 증류탑과 동등 수준의 운전유연성과안정성을 유지하면서

30% 이상의 에너지 절감을 실현하는 분리벽형증류탑의 설계 및 운전 핵심기술 확보

실증용 파일럿 분리벽탑

개발 및 운영

분리벽형 증류탑

최적 설계

분리벽형 증류탑

최적 운전전략

분리벽형 추출증류

공정기술 개발

Administrator


DWCC

제1세부과제 : 연구개발 목표 및 내용제1세부과제 : 연구개발 목표 및 내용

기존의 증류탑과 동등 수준의 운전유연성과 안정성을유지하면서 최소 30% 이상의 에너지 절감을 실현하는

분리벽형 증류탑의 설계 및 운전 핵심기술 확보

실증용 파일럿 분리벽탑 제작 운영

- Bench 및 파일럿 분리벽탑 설계제작

- BTX 분리, 알코올 혼합물에서 n-부탄올 분리 실증운전

- scale-up 기술 개발

- 2세대형 분리벽탑 기술 개발

분리벽형 증류탑 최적 설계

- 정상상태 정밀 전산모사기술

- 분리벽 전열특성/분리특성 예측

- 분리벽 내부구조 최적 설계

- 분리벽탑 최적 기본설계 기술

- 상용급 분리벽탑 License

분리벽형 증류탑 최적 운전전략

- Dynamic 정밀 전산모사 기술

- 분리벽탑 동특성 연구

- 최적 시운전/정상운전 전략

- 최적 Regulatory 제어시스템

- 운전원 training system

Administrator


DWCC

제2세부과제 : 분리벽형 추출증류공정 개발제2세부과제 : 분리벽형 추출증류공정 개발

A+B

A

BA+B

A

B

일반적인 추출증류공정 분리벽형 추출증류공정

- 분리벽형 THF/MeOH 추출공정 개발 (추출제 EG)

-추출증류공정은 기존의 공비 증류공정에 비하여 20 - 30% 에너지 절감-분리벽형 추출증류공정은 일반 추출증류 공정에 비하여 약 20% 에너지 절감 기대-장치 compact화 효과

- 1,3-부타디엔 추출증류공정 적용시 연간 약 400 TOE 절감 기대- 국내 가동 공비증류 혹은 추출증류 공정의 1% 대체 시 연간 10만 TOE 절감 기대

Administrator


DWCC

파급효과 – 에너지절약, 산업경제, 기술적측면파급효과 – 에너지절약, 산업경제, 기술적측면

분리벽형 증류탑30% 이상의 에너지 절감

20% 이상의 투자비용 절감

210만 TOE/년 에너지 절감176만 TC/년 CO2 배출 저감

산업경제적 측면-국내 석유화학산업의 국제 경쟁력 향상-국내 엔지니어링기술의 경쟁력확보/기술수출-분리수율 및 순도향상에 따른 경제적 이득-CO2 배출저감에 따른 지구 환경보전에 기여-기술 자립에 따른 효율적 유지와 보수, 개선-외국 license 기술 수입 비용 절감.

기술적 측면- 차세대형 증류탑 설계 및 운전기술 확보- 증류관련 요소기술의 기반 강화- 분리벽형 증류탑 내부구조 설계 기술- 고효율 구조화 최적 충진구조 설계기술- 분리벽형 증류공정 정밀모사 기술- 분리벽형 증류공정 regulatory제어기술

분리벽탑 : 증류공정 사용에너지 16,720천toe/년×보급가능율 25% ×에너지절약율 30%충진재 및 최적화 : 16,720천toe/년×보급가능율 60% ×에너지절약율 6%

Administrator


주관주관 기관기관

연구연구 목표목표

기대기대 효과효과

•• 주관책임자주관책임자 : : 김우식김우식 교수교수 ((경희대학교경희대학교))

•• 세부세부11과제과제 : : 고효율고효율 연속식연속식 DrowningDrowning--out out 결정화결정화 분리공정기술개발분리공정기술개발

•• 세부세부22과제과제 : : 고품질고품질 염료제조용염료제조용 저에너지저에너지 염석결정화염석결정화 분리공정기술분리공정기술 개발개발

•• 세부세부33과제과제 : : 초고순도초고순도 전자소재용전자소재용 저에너지저에너지 냉각결정화냉각결정화 분리공정기술개발분리공정기술개발

•• 결정화결정화 공정공정 생산성생산성 향상향상 및및 제품제품 고부가가치화고부가가치화

•• 결정화결정화 공정공정 에너지에너지 절약절약

•• 지속지속 가능한가능한 청정생산기술로의청정생산기술로의 활용활용

•• 에너지에너지 절약형절약형 국가국가 산업기반산업기반 구축구축

사업단사업단 과제명과제명

•• 에너지에너지 과소비과소비 분리공정분리공정 대체용대체용 결정화결정화 공정기술공정기술 개발개발

•• 다품종다품종 소량생산소량생산 방식을방식을 위한위한 결정화결정화 분리공정분리공정 개발개발 및및 상용화상용화

•• 국가국가 산업경쟁력산업경쟁력 향상을향상을 위한위한 에너지에너지 절약절약 결정화결정화 기술개발기술개발

결정화결정화 분리분리 기술기술 사업단사업단

분자인식분자인식 및및 자기조립에자기조립에 의한의한 분자분리분자분리

Administrator


수행수행 기관기관


연구연구 결과결과


•• 주관주관 및및 참여기업참여기업 : KDT&I: KDT&I㈜㈜

•• 연구책임자연구책임자 : : 이의종이의종 사장사장(KNDT&I(KNDT&I㈜㈜))

•• 위탁연구자위탁연구자 : : 김우식김우식 교수교수 ((경희대학교경희대학교))

•• 위탁연구자위탁연구자 : : 이종휘이종휘 교수교수 ((중앙대학교중앙대학교))

•• 쿠에트쿠에트--테일러테일러 흐름을흐름을 이용한이용한 신신 개념의개념의 결정화기결정화기 개발개발

•• GMP GMP 생산용생산용 연속식연속식 drownigdrownig--out out 결정화결정화 공정공정 개발개발 및및 상용화상용화

•• 연속식연속식 결정화기결정화기 내내 결정화결정화 현상현상 모델링모델링

•• 연속식연속식 결정화기결정화기 조업조건조업조건 최적화최적화

•• GMP GMP 생산성생산성 향상향상 ((약약 100100배배 향상향상) : ) : 10.7 kg/hr10.7 kg/hr--mm33�� 1048 kg/hr1048 kg/hr--mm33

•• GMP GMP 상전이상전이 현상현상 규명규명 및및 제어제어

•• GMP GMP 결정화결정화 공정공정 설비설비 축소축소 : : 회분식회분식 ((21 m21 m33) ) �� 연속식연속식((0.24 m0.24 m33))

•• GMP GMP 고품위화고품위화 : : 결정화도결정화도 ((100%100%), ), 순도순도 ((99%99%이상이상), ), 회수율회수율 ((99%99%이상이상))

•• 결정화결정화 공정공정 에너지에너지 절감절감 ((36%36%이상이상) : ) : 31,464 TOE/yr 31,464 TOE/yr 절약절약

•• 정밀화학정밀화학, , 의약산업의의약산업의 다품종다품종 소량생산소량생산 결정화결정화 공정공정 상용화상용화

기술명기술명 •• 쿠에트쿠에트--테일러테일러 흐름흐름 고효율고효율 연속식연속식

drowningdrowning--out out 결정화결정화 분리공정분리공정 개발개발

세부세부11과제과제 : : 고효율고효율 연속식연속식 DrowningDrowning--out out 결정화결정화 분리공정기술분리공정기술 개발개발

Administrator






•• 주관주관 및및 참여기업참여기업 : : 생기원생기원, Q, Q--BioTechBioTech•• 연구책임자연구책임자 : : 김상용김상용 박사박사((생기원생기원))•• 위탁연구자위탁연구자: : 한현각한현각 교수교수 ((순천향대학교순천향대학교))

•• 에너지에너지 및및 자원자원 절약형절약형 세척공정세척공정 개발개발•• 최적최적 염투입법에염투입법에 의한의한 신염석결정화신염석결정화 공정기술공정기술 개발개발•• 열역학적열역학적//속도론적속도론적 해석을해석을 통한통한 결정화결정화 분리공정분리공정 최적화최적화•• 합성공정과합성공정과 연계된연계된 복합복합 결정화결정화 공정공정 시스템시스템 기술개발기술개발

•• 염료염료 결정화결정화 기초기초 현상현상 규명규명 및및 제어제어•• 염료의염료의 염석결정화염석결정화 분리공정분리공정 최적화최적화•• 복합복합 결정화결정화 공정공정 시스템시스템 설계설계 기법기법 확립확립

•• 염료염료 염석결정화염석결정화 에너지에너지 효율향상효율향상 ((30%30%이상이상) : ) : 0. 5 TOE/ton0. 5 TOE/ton•• 제품품질제품품질 및및 생산성생산성 향상향상 ((20% 20% 이상이상))•• 부산물로부터부산물로부터 자원자원 재활용재활용 ((20% 20% 이상이상))•• 환경배출물환경배출물 감소감소 ((20%20%이상이상), CO), CO22 배출배출 저감저감, , 친환경친환경 공정개발공정개발 기여기여

기술명기술명 •• 염료염료, , 정밀화학산업의정밀화학산업의 에너지에너지 절약형절약형 복합복합

고효율고효율 염석결정화염석결정화 분리공정기술분리공정기술

세부세부22과제과제 : : 고품질고품질 염료제조용염료제조용 저에너지저에너지 냉각결정화냉각결정화 분리공정분리공정 개발개발

색소제조 및 정재

중간체 염료합성 여과 건조 제품

신공정 적용대상

분리공정(자원재순환)

신염석결정화 공정 N O 2

O

N

N

S O 3H

O H N

S O 3H

C r2

N

NN

C l

N H 2

Reactive Blue

49

Reactive

Black 8

Administrator






•• 주관주관 및및 참여기업참여기업 : : 고려대학교고려대학교, , 미원상사미원상사㈜㈜•• 연구책임자연구책임자 : : 양대륙양대륙 교수교수((고려대학교고려대학교))•• 위탁연구자위탁연구자: : 이광순교수이광순교수 ((서강대학교서강대학교))

•• 광활성물질광활성물질 제조의제조의 원료인원료인 3HBP, 4HBP, 3HBP, 4HBP, NAC5NAC5의의 고순도고순도 정제정제 냉각냉각 결정화결정화 공정공정 개발개발•• 고순도고순도 원료원료 정제용정제용 냉각냉각 결정화결정화 공정의공정의

엔지니어링엔지니어링 패키지패키지 개발개발

•• 시료의시료의 상평형상평형 자료자료 및및 열역학열역학 모델링모델링

•• 준안정준안정 영역을영역을 고려한고려한 결정결정 성장성장 최적화최적화

•• 회분식회분식 결정화기결정화기 운전을운전을 위한위한 제어기법제어기법 개발개발

•• 정제정제 및및 세척세척 공정시간공정시간 축소축소 ((60% 60% 감소감소): ): 48 48 시간시간 이내이내•• 순수순수 에너지에너지 절감절감 효과효과 ((33% 33% 절감절감) : ) : 3,200 TOE/yr3,200 TOE/yr•• 초순수초순수 절감량절감량 ((33% 33% 절감절감) : ) : 1,600 TOE/yr1,600 TOE/yr•• 공정당공정당 총총 에너지에너지 절감량절감량 ((30% 30% 절감절감) : ) : 4,800 TOE/yr4,800 TOE/yr

현현 공정공정 제품제품 결정결정 냉각냉각 결정화결정화 온도온도 프로파일프로파일 개선된개선된 공정공정 결정결정

기술명기술명 •• 냉각냉각 결정화결정화 공정을공정을 이용한이용한 에너지에너지 절약형절약형

초고순도초고순도 분리분리 기술기술 개발개발

세부세부33과제과제 : : 초고순도초고순도 전자소재용전자소재용 저에너지저에너지 냉각결정화냉각결정화 분리공정분리공정 개발개발

Administrator


에너지저감신공정기술 - cheric · 2008. 6. 3. · c4 ac conv b-1 rev lpg alkylation...

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