순환식 반응기를 이용한 TEAD 수율 증가 프로젝트

소개

표백이란 화학적으로 발색기를 가지는 분자의 발색단과 산화 환원 반응에 의해 파괴함으로써 분자의 본래의 색을 잃고 희게 만드는 것을 의미한다. 표백에 사용되는 표백제는 그 화학 작용에 따라 산화형, 환원형 표백제로 구분할 수 있다. 하지만 이런 표백제는 온도의 영향을 크게 받아 저온에서는 표백 성능이 크게 떨어져서, 60 이상의 온도에서만 충분할 표백효과를 볼 수 있다. 이런 문제점을 해결하기 위해 표백활성화제라는 물질을 개발하였다. 수많은 표백활성화제가 연구되었지만 현재 상업적으로 이용 ․ 가능한 표백활성화제는 TAED (tetraacetyl ethylene diamine), NOBS(nananoyl oxy benzene sulfonate)등이며, 국내에서는 TAED가 사용되고 있다.

목차

Ⅰ. 서 론
Ⅱ. 본 론
1. 이 론
1-1 TAED 생성공정
1-2 르샤틀리에의 원리
1-3 이중관식 열교환기
2 설계 방법
2-1 MCM-41을 이용한 무수아세트산 제조
2-1.1 반응기 설계 시 고려 사항
2-2 순환식 반응기를 이용한 TAED제거
2-2.1반응기 설계 시 고려 사항
3. 실현 가능성 검토
3-1 MCM - 41 을 이용한 무수아세트산 제조
3-2 순환식 반응기를 이용한 TAED제거
4. 순환식 반응기를 이용한 TAED 제거 반응기의 설계과정
4-1 최초 설계도면
4-2 장치 설계
4-2.1 배관 결정
4-2.2 펌프의 결정
4-2.3 열교환기의 결정
① 하부 열교환기
② 상부 열교환기
5. 최종 반응기 설계
5-1 반응기의 최종 도면
5-2 영교환기에 축적되는 DAED,TAED의 양
5-3 반응기 최종 크기
6. 반응기 비용 계산
7. ROI계산
Ⅲ. 결론
≪참고문헌≫

본문내용

1-3 이중관식 열교환기
이중관 열교환기는 관안에 동 축으로 배치된 또 하나의 관으로 구성되어 있다. 한 유체는 내부관을 통해 흐르고, 다른 유체는 두 관 사이의 환상공간을 흐른다. 만약 유체가 같은 방향으로 흐르면 평행류 또는 병류(parallel flow)라고 부르고, 반면에 두 유체가 반대 방향으로 흐르면 역류(counter flow) 또는 향류(counter current)라고 부른다. 이중관 열교환기는 가장 단순한 형태 중의 하나이다. 그것은 매우 쉽게 만들어지고 또 매우 신뢰할 만하다. 그러나 열전달 능력이 체적에 대한 적은 표면적비 때문에 제한되어지므로 이 제한을 완화하기 위해 휜을 내부관의 안쪽이나 바깥쪽 표면에 부착할 수 있다. 이중관 열교환기는 낮은 열 전달률이 받아들여질 수 있고 열교환기 비용이 최소화되어져야만 하는 곳에 사용된다. 비교적 적은 전열면적을 요구할 경우(20㎡이하)에 적용하며 30㎏/㎠이상의 고압의 경우처럼 이점이 있을 경우에 사용한다. Pipe의 수가 증가하면 Cost가 높아진다는 단점이 있다 [4].
2. 설계 방법
2.1 MCM-41을 이용한 무수아세트산 제조
케텐은 초산을 무수초산으로 전환시키는 반응의 중간체 역할하고 초산을 10 ~ 50kPa 정도로 감압한 후 , 723K ~ 923K의 고온에서 열분해 하여 MCM - 41를 이용하여 생산한다. 생산된 케텐을 초산과 반응하여 무수초산을 형성하는 방법이다. TAED 제조 반응에서 생성물에서 초산이 생성이 되는데, 이 초산을 무수초산으로 변형시키면 생성물의 양이 줄어들고 반응물의 양이 증가하기 때문에 르샤틀리에의 원리를 이용하여 수율을 증가시킬 수 있다는 생각에서 착안한 방법이다. 여기서 말한 MCM-41은 메조포어 분자체(Mesoporous- molarcular seive)로서 기존의 분자체가 가지는 1.3nm이하의 기공직경 (pore diameter)를 가지는데 비하여 2~10nm 이상의 큰 세공직경과 함께 그 제조상에서 세공직경의 선택적 조절가능성 때문에 촉매 및 흡착분야에서 많은 연구가 이루어지고 있다. 1992년 mobil사 과학자들에 의해 처음으로 합성된 MCM-41은 균일한 메조포어(mesopore) 영역의 세공을 갖는 다공성물질로 제올라이트와는 달리 기공벽을 이루는 원자배열이 무질서한 특성이 있지만 기공 배열이 육방배열 (hexagonally shaped pore) 또는 벌집(honeycomb shaped pore)로 이루어진 규칙성을 지니고 있다. MCM-41은 일정한 크기의 pore가 육방배열, 즉 벌집모양으로 늘어선 구조를 갖고 있고 BET표면적은 보통 1000m2/g이상이 된다. 넓은 표면적과 기공부피 특성에서 다른 촉매들에 비해 우수한 특성을 보여 흡착 및 여러 촉매 반응에 응용되고 있는 물질이다. 아래의 반응식을 통해 아세트산이 무수 아세트산으로 변한다

참고자료

· 없음