• 공업화학
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• 제19권6호
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• pp.645-651
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• 2008

본 연구에서는 30, 40, 50 wt% MDEA (N-methyldiethanolamine) 수용액을 이용하여 0~50 bar, $40{\sim}80^{\circ}C$의 조업조건에서 이산화탄소 흡수평형실험을 수행하여 연소전 이산화탄소 포집에 적용 가능한 고압조건에 대한 정보를 알고자 하였다. 또한 MDEA의 반응 속도를 증가시키기 위하여 piperazine 5.0~10.0 wt%를 첨가한 후 이산화탄소 흡수실험을 수행하였다. 그 결과 수용액 상 MDEA의 농도, 반응 온도가 증가함에 따라 평형 압력이 증가하였으며 반응온도가 높을수록 흡수속도가 증가하였다. Piperazine을 첨가한 MDEA 수용액은 MDEA 40 wt% 단독 흡수제에 비해 초기 반응에서 2.5배에 가까운 반응속도와 16% 가량 증대된 흡수능을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.204-211
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• 2018

Water+N-Methyldiethanolamine (MDEA), Water+2-Amino-2-Methyl-1-Propanol (AMP), MDEA+AMP의 이성분계, Water+MDEA+AMP의 삼성분계에서 밀도를 Anton Paar DMA4500 밀도계를 이용하여 303.15 K에서 333.15 K의 온도범위에서 10 K 간격으로 혼합물의 전체 조성에서 측정하였다. 과잉부피 실험값은 실험적으로 측정된 밀도결과로부터 얻어졌고 Redlich-Kister-Muggianu 식으로 상관하였다. 이성분계로부터 얻은 매개변수를 이용하여 삼성분계에 대한 계산을 수행하였다. 삼성분계의 계산에는 하나의 추가적인 매개변수를 필요로 한다. 검토한 모든 이성분계와 삼성분계는 측정된 조건에서 과잉부피가 음의 값을 가지므로 완전히 섞임을 알 수 있다.

• 공업화학
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• 제1권1호
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• pp.52-62
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• 1990

폴리카보네이트 폴리올, MDI 및 N-methyldiethanolamine(MDEA)로부터 폴리카보네이트형 우레탄 수지를 합성하고, MDEA의 4차 암모늄염화 반응에 의해서 양이온성 폴리카보네이트 우레탄 수지를 제조하였다. 우레탄 연쇄내 이온기의 함량이 증가함에 따라 인장강도 탄성율은 현저하게 증가되었으나 내가수분해성등은 저하되는 경향을 표시하였다. 에탄올/물 혼합용액 분리실험에서 양이온성 폴리카보네이트형 우레탄 막의 선택도는 20정도였으며, 이때의 분리기구는 carrier mediated transport mechanism을 따른 것으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.198-204
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• 2019

화학공정에서 발생되는 이산화탄소의 제거를 위하여 대표적으로 화학적흡수법이 산업적으로 사용된다. 화학적흡수법에 의한 이산화탄소의 제거를 위한 신공정의 개발을 위하여 다양한 흡수제를 복합적으로 사용하는 신흡수제가 개발되고 있다. 하이브리드 형태의 신흡수제를 이용한 신공정설계에 흡수제 혼합물의 열역학적 데이터는 공정의 설비비용과 운전비용 절감에 필수적이다. 본 연구에서는 Diisopropanolamine (DIPA)와 N-Methyldiethanolamine (MDEA)을 혼합한 Water+DIPA, DIPA+MDEA 이성분계와 Water+DIPA+MDEA 삼성분계 혼합물의 밀도를 측정하였다. Anton Paar DMA 4500 M를 이용하여 303.15 K~333.15 K의 온도에서 혼합물의 전체 조성범위에 대한 밀도를 측정하였다. 측정된 혼합물의 밀도를 이용하여 과잉부피를 계산하였다. 측정된 과잉부피는 Redich-Kister-Muggianu식으로 상관하여 이성분계에 대한 Redlich-Kister-Muggianu 매개변수를 얻었으며, 삼성분계에서는 한 개의 추가적인 매개변수를 이용하여 삼성분계의 과잉부피를 상관하였다. 측정된 모든 계의 전체 조성에서 과잉부피는 음의 값을 가졌으며 이는 모든 계에서 잘 혼합됨을 의미한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권2호
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• pp.348-352
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• 2012

화학흡수법을 이용한 $CO_2$ 포집 공정에서 발생되는 아민계 흡수제의 휘발은 대기 환경에 좋지 않은 영향을 미칠 뿐만 아니라 공정 운용에 있어 흡수제 손실을 보충하기 위한 비용의 증가를 초래하게 되므로 이에 대한 정확한 특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 이를 위해 자체 고안한 휘발도 측정 장치를 활용하여 주요 아민 수용액(MEA(monoethanolamine), MDEA(n-methyldiethanolamine), Pz(piperazine), AMP(2-amino-2-methyl-1-propanol), 2-MP(2-methylpiperazine), DGA(diglycolamine))의 휘발도를 측정하고, 가스크로마토그래피 장치를 활용한 정량적인 비교를 통해 다양한 온도 조건과 $CO_2$ 부하 변화에 따른 휘발도의 영향을 분석하였다. 실험결과 MDEA$CO_2$ 부하 조건에 따른 실험에서 휘발도가 매우 낮음을 확인할 수 있었다. 이는 MDEA의 분자 구조 내에 하이드록실기(-OH)가 2개 있어 높은 친수성으로 인하여 휘발이 거의 되지 않았고, 이에 비해 MEA 및 AMP는 하이드록실기(-OH)가 1개이고, AMP의 경우 소수성기인 알킬기($-CH_3$)가 2개 있어 가장 많이 휘발된 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.341-349
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• 1996

폴리우레탄 수지의 염색성을 향상시키기 위하여 염착좌석을 갖는 저분자량의 디올류를 쇄연장제로 활용하였다. 쇄연장제와 폴리올의 종류를 변화시키고, 또한 하드세그멘트 (HS)/소프트세그멘트 (SS) 비율을 변화시키면서 폴리우레탄 수지를 합성하였다. HS/SS가 1.4이고, dimethylolpropionic acld(DMPA), N-butyldiethanolamine(BDEA)를 염착좌석용 쇄연장제(DCE)로 활용한 경우 반응의 불균일성으로 인하여 기계적 물성이 좋지 못하였으며, 특히 에스테르계 폴리올인 poly(butylene/ethylene adipate) glycol(PBEAG)로 합성한 경우 내가수분해성이 현저히 저하되었다. 그러나 DCE로 N-methyldiethanol amine(MDEA)를 사용하고 HS/SS를 1.3으로 조절한 경우 기계적 물성과 염색성이 향상되었으며, MDEA를 선형 쇄연장제(CE)인 1,4-butanediol(1,4-BD)과 에테르형 폴리올인 poly[oxyteramethylene] glycol(PTMG)과 반응시킨 경우 기계적 물성과 내가수분해성이 현저하게 향상되었다. 특히 분자설계적 측면에서 DCE를 HS와 SS내의 배분과 1,6-hexanediol(1,6-HD) 및 neopentylglycol(NPG)과의 공쇄연장으로 초기탄성률, 인장강도, 신장률을 제어 할 수 있음을 알 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.135-140
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• 2012

반응열량계를 사용하여 1, 2, 3차 아민 수용액과 이산화탄소의 반응열을 각각 측정하였다. 이를 통해 MEA(monoethanolamine, 1차 아민), EAE(2-(ethylamino) ethanol, 2차 아민), MDEA (N-methyldiethanolamine, 3차 아민) 30 wt% 수용액이 $40^{\circ}C$에서 이산화탄소와 반응시 발생하는 반응열을 측정하고 이를 $CO_2$의 loading ratio에 따라 어떻게 변화하는지 평가하였다. 또한, 입체장애 구조를 가지는 AMP(2-amino-2-methyl-1-propanol, 1차 아민), DEA(diethanolamine, 2차 아민), TEA(triethanolamine, 3차 아민) 30 wt% 수용액의 반응열을 각각 측정하여 입체장애 구조가 반응열에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과, 흡수제의 입체장애 유무와 관계없이 1차 > 2차 > 3차 아민 순으로 반응열이 증가함을 확인하였다. 그리고 입체장애 아민이 동일 차수의 비 입체장애 아민보다 상대적으로 반응열이 낮지만 그 차이는 크지 않음을 확인하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제21권6호
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• pp.605-612
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• 2005

In this study, the possible use of HMDA (Hexamethylenediamine) as additive to enhance reaction between $CO_{2}$ and AMP (2-amino-2-methyl-1-propanol) which has higher absorption capacity than that of MEA (Monoethanolamine) was investigated. Also, the absorption capacity for $CO_{2}$ was compared with addition of HMDA, piperazine or MDEA (N-methyldiethanolamine) into $30\;wt\%$ AMP at $40^{circ}C$ and $CO_{2}$ partial pressure ranging from 0.5 to 120 kPa. Apparent rate constant ($K_{app}$) and absorption capacity with the addition of $5\∼20\;wt\%$ HMDA into AMP increased $214.2\∼276.3\%$ and $29.9\∼91.7\%$ than those of AMP alone. As a result, when $5\;wt\%$ HMDA added into AMP, the increasing rate of the absorption rate and the absorption capacity was found to be the highest. In addition, the absorption capacity increased $6.8\%,\;9.8\%,\;11.6\%$ with addition of MDEA, piperazine or HMDA respectively as compared to AMP alone at $CO_{2}$ partial pressure of 20 kPa. Consequently, HMDA as additive to improve absorption capacity of AMP was superior to other additives.

• 에너지공학
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• 제14권4호
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• pp.219-225
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• 2005

지구온난화의 주원인인 이산화탄소를 배가스에서 제거하는데 있어 화학적 흡수법은 다년간 광범위하게 응용되어오고 있으며, 주로 MEA(monoethanolamine), AMF(2-amino-2-methyl-1-propanol), MDEA(N-methyldiethanolamine)와 같은 알칸올아민계열의 물질들이 흡수제로 사용되고 있다. 본 연구에서는 환형아민계열의 Piperazine, Piperidine, Cyclohexylamine을 앞서 언급한 물질들을 대체할 새로운 흡수제 후보로 선정하여, 상용화된 MEA를 대상으로 용해도($CO_2$ loading)와 흡수능(loading capacity) 및 반응속도를 비교하였는데, Piperazine이 최적의 흡수제임을 알 수 있었다. 실험은 질량 기준으로 5, 10, $15\%$ 농도, 30, 40, $50^{\circ}C$ 온도에서 수행하였고, 재적정법으로 반응 종료 후 액체 시료 내 이산화탄소의 용해도를 분석하였으며 가스 크로마토그래프 분석을 통해 반응속도를 비교할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제3권4호
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• pp.605-613
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• 1992

분자량이 1,000과 2,000인 카보네이트형 폴리올(PTMCG)을 사용하여 MDI와 사슬 연장제인 N-methyldielhanolamine을 반응시켜 NCO-말단 프레폴리머를 합성한 후 이온화제로 1,3-propane sultone을 반응시켜 양쪽이온성 작용기를 갖는 카보네이트형 폴리우레탄(ZPU)을 합성하였다. 모델반응의 IR과 NMR 스펙트럼으로부터 동일한 조건하에서 이혼화가 잘 일어나고 있음을 알 수 있어, 양쪽이온성 카보네이트형 폴리우레탄의 구조를 확인할 수 있었다. 열적성질을 측정한 결과 유리전이온도(Tg)는 $-15{\sim}-30^{\circ}C$ 범위로써 분자량이 1,000인 폴리올을 사용한 경우 $-15{\sim}-18^{\circ}C$, 분자량이 2,000인 폴리올을 사용한 경우 $-25{\sim}-26^{\circ}C$임을 알 수 있었다. 기계적 성질을 측정한 결과 인장강도는 분자량이 1,000과 2,000인 폴리올 모두 다 이온함량에 따라 크게 증가되나 이온 함량의 몰비율이 4.0 이상에서는 오히려 감소함을 알 수 있었다. 신장율은 인장강도와 달리 이온함량에 따라 오히려 감소함을 알 수 있었다. 이러한 물성측정의 결과로부터 인장강도가 우수하고, 연신율이 크지 않은 ZPU10-30을 택하여, 투과증발법을 이용한 에탄올 수용액농축에 응용하였다. 보다 우수한 선택도를 얻기 위하여 hexamethylene diisocyanate(HMDI)를 이용하여 가교막을 제조하였다. 팽윤도 실험결과 50wt% 에탄올농도 근처에서 증가하는 경향을 나타내었는데, 이는 에탄올에 의한 가소화효과의 영향이라고 생각된다. 분리성능을 최적화하기 위해 공급액 농도변화와 온도변화를 실시하였다. 전반적인 투과증발분리 성능은 선택도 2~83.2 및 투과유량 $25.4{\sim}58.8g/m^2hr$를 갖는 것으로 나타났다.