• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권3호
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• pp.387-392
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• 2005

Dimethyl carbonate(DMC)는 낮은 독성과 빠른 생분해성으로 인해 MTBE(methyl tert-butyl ether)를 대체할 수 있는 무연가솔린의 첨가제로 주목받는 물질로, 주로 methanol의 carbonylation에 의해 합성되고, 원가절감을 위해 methanol을 출발물질로 한 새로운 DMC 제조공정의 개발이 진행 중에 있다. 이에 필요한 다양한 조건하의 DMC 관련 혼합계의 상평형 자료 및 물성은 Dortmund Data Bank(DDB)검색 결과, 매우 부족하며 무한희석 활동도계수에 대한 자료는 전무한 것으로 나타났다. 이 글에서는 methanol+DMC계의 333.15 K에서의 이성분계 등온 기-액 평형과, 혼합물성으로써 methanol+DMC계의 과잉부피 및 점도편차를 298.15 K에서 측정하였다. 또한, 무한희석상태에서 DMC 용매에서의 methanol의 무한희석 활동도계수를 303.15, 313.15, 323.15 K에서 각각 측정하였으며, 측정값은 modified UNIFAC(Dortmund)식에 의한 계산 값과도 비교하였다.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제25권6_3호
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• pp.1275-1284
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• 2022

This study provides an investigating the electrolyte reaction characteristics during thermal runaway of a lithium-ion battery(LIB). Dimethyl carbonate(DMC) is known as the main substance that makes up the electrolyte. The mono-molecular decomposition characteristics of DMC were derived through numerical analysis. Cobalt oxide can release oxygen under high temperature conditions. Also, DMC is converted to CH₄, H₂, CO, and CO₂. Especially, it was found that the decomposition of the DMC begins at a temperature range of 340-350℃, which dramatically increases the internal pressure of the LIB. In the by-products gases, the molar ratio of CO and CO₂ changed according to the molecular structure of DMC and temperature conditions. The correlation of the [CO]/[CO₂] ratio according to the temperature during thermal runaway was derived, and the characteristics of the reaction temperature could be estimated using the molar ratio as an indicator. In addition, the oxidation and decomposition characteristics of DMC according to the residence time for each temperature were estimated. When DMC is exposed to low temperature for a long time, both oxidation and decomposition may occur. There is possibility of not only increasing the internal pressure of the LIB, but also promoting thermal runaway. In this study, internal environment of LIB was identified and the reaction characteristics between the active materials of the cathode and electrolyte were investigated.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.416-420
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• 2018

A comprehensive kinetic study has been conducted on dimethyl carbonate synthesis by transesterification reaction of ethylene carbonate with methanol. An alkali base metal (KOH) was used as catalyst in the synthesis of DMC, and its catalytic ability was investigated in terms of kinetics. The experiment was performed in a batch reactor at atmospheric pressure. The reaction orders, the activation energy and the rate constants were determined for both forward and backward reactions. The reaction order for forward and backward reactions was 0.87 and 2.15, and the activation energy was 12.73 and 29.28 kJ/mol, respectively. Using the general factor analysis in the design of experiments, we analyzed the main effects and interactions according to the MeOH/EC, reaction temperature and KOH concentration. DMC yield with various reaction conditions was presented for all ranges using surface and contour plot. Furthermore, the optimal conditions for DMC yield were determined using response surface method.

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.124-129
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• 2015

본 연구에서는 5~30 bar의 이산화탄소에 대한 DMPEG250 (dimethyl ether of polyethylene glycol), DEC (diethyl carbonate), DMC (dimethyl carbonate), 그리고 TAT (triacetin)의 용해도를 측정하기 위해 일정 부피법에 따른 용해도 측정 장치를 사용하였다. 이들에 대한 이산화탄소 용해도는 측정된 부피와 압력을 Peng-Robinson 방정식에 대입하여 얻은 이산화탄소의 몰수로부터 얻어졌다. 이산화탄소에 대한 물리 흡수제의 용해도는 같은 온도에 대해 DMPEG250 > TAT > DEC > DMC 순으로 나타났다. DMPEG250에 DEC를 혼합한 물리 흡수제를 사용할 경우 이산화탄소에 대한 용해도는 DMPEG250 단독에 의한 경우보다 높은 값을 가지는 것으로 확인되었다. 그러므로 DEC가 혼합된 DMPEG250/DEC 혼합 물리 흡수제는 기존의 DMPEG250이 가지는 높은 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 용해도 향상까지 거둘 수 있어 향후 연소 후 이산화탄소 포집 공정에 효과적인 적용을 기대할 수 있다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권6호
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• pp.1834-1838
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• 2012

A facile route for the synthesis of dimethyl glutarate (DMG) from cyclobutanone and dimethyl carbonate (DMC) in the presence of solid base catalysts has been developed. It was found that the intermediate carbomethoxycyclobutanone (CMCB) was produced from cyclobutanone with DMC in the first step, and then CMCB was further converted to DMG by reacting with a methoxide group. The role of the basic catalysts can be mainly ascribed to the activation of cyclobutanone $via$ the abstraction of a proton in the ${\alpha}$-position by base sites, and solid bases with moderate strength, such as MgO, favor the formation of DMG.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.550-554
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• 2008

메탄올과 초임계 이산화탄소를 이용하여 $K_2CO_3/ZrO_2$ 촉매상에서 디메틸 카보네이트(dimethyl carbonate, DMC)를 합성하였다. $K_2CO_3$를 함침법으로 지르코니아에 담지시켜 촉매를 제조하였다. 673 K에서 소성했을 때, 칼륨 성분이 지르코니아 표면에 최대한 고르게 분산되었다. 단사정계(monoclinic)의 결정 구조를 갖는 지르코니아 자체는 DMC 생성에 대한 활성이 없었지만 $K_2CO_3$를 담지시켰을 경우 촉매 성능이 향상되었다. 촉매 외에 촉진제로 $CH_3I$를 사용하였다. 촉매와 촉진제의 사용은 DMC 생성을 향상시키는데 중요한 역할을 하였다. 촉매와 촉진제를 적정량 사용하였을 경우 DMC 생성량을 향상시킬 수 있었지만 과량으로 사용했을 경우 DMC 생성 외에 다른 부반응에도 영향을 미쳤다. 메탄올과 초임계 이산화탄소로부터 DMC 생성에 대한 촉매와 촉진제의 영향 및 그 반응 메카니즘을 제시하였다.

• 청정기술
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• 제22권3호
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• pp.196-202
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• 2016

DMC (dimethyl carbonate)를 합성하기 위하여 ceria 계열의 촉매를 이용하여 반응 조건을 확인하는 연구를 수행하였다. 촉매의 합성 조건을 찾기 위하여 소성 온도와 Cu(II)의 함량을 조절하였고, 완성된 촉매는 NH₃-TPD를 이용하여 반응성(산점)을 확인하였다. DMC를 합성하기 위하여, 산화카르보닐화법(oxidative carbonylation, 일산화탄소와 산소를 메탄올과 반응)과 직접합성법(direct synthesis, 이산화탄소를 메탄올과 반응)을 적용하였다. 르샤틀리에의 원리에 따라, 반응 중 생성되는 물을 제거하여 반응성(메탄올 전환율)을 향상시키고자 하였으며, 이를 위해 화학적 탈수제(chemical dehydration agent)인 2-cyanopyridine를 사용하였다. 화학적 탈수 반응을 산화카르보닐화법에 적용하였을 경우, 메탄올 전환율은 15.1%에서 38.7%, DMC 선택도는 0%에서 98.8%까지 향상되었다. 이를 직접합성법에 적용하였을 경우, 메탄올 전환율은 1.0%에서 77.8%, DMC 선택도는 41.2%에서 100.0%까지 향상되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제24권4호
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• pp.383-392
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• 2007

This paper is studied on the efficient purification process of dimethyl carbonate (DMC) from the melt layer crystallization combining crystallization process, sweating process and distillation recovery process. Purity and yield of DMC crystal depended mainly on the crystallization temperature, cooling rate, sweating termperature sweating rate. Through the optimization of crystallization and sweating operation, DMC crystal can be upgraded to very high purity over 99.9% and high yield over 85%.

• 청정기술
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• 제14권3호
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• pp.160-165
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• 2008

Semi-batch 고압반응기에서 구리촉매를 이용한 디메틸카보네이트(DMC) 합성에 대하여 연구하였다. DMC는 메탄올을 일산화탄소와 산소로 직접 산화성 카르보닐화하여 합성되었다. 부식속도는 반응기에 스테인레스스틸 시험 조각을 미리 넣어서 반응하는 동안 그 무게 변화를 측정하여 구하였다. DMC의 수율을 크게 낮추지 않고 부식속도를 낮추기 위하여 아민, 올레핀, 다른 금속염과 같은 첨가제를 사용하였다. 1-메틸이미다졸을 첨가제로 사용하면 부식 없이 18.6%의 DMC 수율을 얻을 수 있었다. DMC의 사용량을 줄이면 0.5%의 낮은 부식속도로 33.2%의 DMC 높은 수율을 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.554-559
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• 2007

본 연구에서는 메탄올과 이산화탄소를 이용한 디메틸카보네이트(dimethyl carbonate, 이하 DMC) 의 직접 합성에서 수율 증대를 위하여 주입된 다양한 첨가제의 영향을 살펴보았다. 그리고 첨가제의 주입과 동시에 반응조건을 달리하여 얻어진 반응특성을 살펴봄으로써 필요한 반응조건의 최적화를 살펴보았다. Citric complexation method에 의해 제조된 복합금속산화물 $Ce_{1-x}Zr_xO_2$ 촉매들 가운데, 가장 높은 성능을 지니고 있는 $Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ 촉매가 DMC 합성에서 사용되었다. 황산염(sulfate) 계열, 질산염(nitrate) 계열, 인산염(phosphate) 계열 및 제올라이트 등의 다양한 첨가제가 사용된 가운데 DMC 생성량의 변화가 관찰되었다. 그 결과, $-SO_4$를 지니는 황산염 계열의 $K_2SO_4$ 및 $Na_2SO_4$ 등의 첨가제가 $Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ 촉매와 함께 사용됨으로써 가장 높은 DMC 생성량을 얻었다. 기존의 첨가제 없이 $Ce_{0.8}Zr_{0.2}O_2$ 촉매가 사용된 경우, 약 0.6 mmol의 DMC 생성량을 얻을 수 있었으며, $K_2SO_4$ 첨가제가 동시에 주입된 경우 가장 높은 0.91 mmol의 향상된 DMC 생성량을 얻었다.