제올라이트 A를 이용하여 이소프렌에서 아세틸렌 제거를 위한 선택적 흡착공정 개발

전경진; 안병성; 유계상; Kyungjin Jun; Byoung Sung Ahn; Kye Sang Yoo

Applied Chemistry for Engineering, Vol.21, No.5, 548-552, October, 2010

Development of Selective Adsorption Process with Various Pore Size A-type Zeolite on Removal of Acetylenes for Isoprene Purification

전경진, 안병성 , 유계상 ^{1, †}

한국과학기술연구원 청정에너지센터
¹서울과학기술대학교 화학공학과

Kyungjin Jun, Byoung Sung Ahn , and Kye Sang Yoo^{1, †}

Clean Energy Research Center, Korea Institute of Science and Technology, Seoul 130-650, Korea
¹Department of Chemical Engineering, Seoul National University of Science and Technology, Seoul 139-743, Korea

E-mail:

초록

본 연구는 이소프렌에서 아세틸렌 불순물을 선택적으로 제거하기 위한 효과적인 흡착제의 개발이다. 흡착제로 기공의 크기가 4 A에서 5 A인 제올라이트를 이용하여 아세틸렌을 흡착하여 제거하는데 기공의 크기가 미치는 영향을 살펴보았다. 제올라이트 A의 기공크기는 Na와 Ca의 조성을 변화하여 조절하였다. 특히 아세틸렌의 주성분인 2-methyl-1-butyne-3-yen (IPA)와 2-butyne의 동역학적 지름의 차이 때문에 흡착제의 기공 크기는 흡착효과에 지대한 영향을 미치게 된다. 기공의 크기가 5A인 흡착제는 2-butyne의 높은 흡착력을 보였으나 IPA에는 낮은 흡착력을 보였다. 흡착등온선의 경우 개선된 Langmuir 모델이 2-butyne 흡착에 대해서 가장 좋은 fitting을 보였다. 이외에도 최적의 재생 조건을 찾기 위한 실험을 수행하였고 300℃에서 12 h 동안 재생하였을 때 매우 효과적이었다.

This study focused on the development of effective adsorbent to remove acetylenes for the purification of isoprene. The adsorbents with various pore sizes from 4 A to 5 A were prepared to investigate the effect of pore size on selective adsorption of acetylene as an impurity. The pore size of zeolite A was adjusted by ion-exchange between Na and Ca ions. The pore size of adsorbents has affected the removal of acetylenes selectively because of the kinetic diameter of acetylenes, such as 2-methyl-1-butyne-3-yen (IPA) and 2-butyne. In a batch adsorption experiment, 5A zeolite with pore size of 5 A showed the highest removal capacity of 2-butyne. However, IPA was hardly removed from isoprene by the A-type zeolites. For the adsorption isotherm, modified Langmuir model was well fitted with 2-butyne adsorption. Moreover, the regeneration of adsorbent was carried out to determine optimum method. The adsorbent heated for 12 h at 300 ℃ was regenerated significantly.

Keywords:adsorption;isoprene;acetylenes;A zeolite

[References]

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[Referenced By]

[Related Articles]

[1] Fisher TF, Saunders JB, U.S. Patent 4,336,045 (1982)

[2] McFarland CG, U.S. Patent 4,513,159 (1985)

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[4] Blankenship SA, Voight RW, Perkins JA, Fried Jr. JE, U.S. Patent 6,509,292 (2003)

[5] Kim WJ, Kang JH, Ahn IY, Moon SH, Appl. Catal. A: Gen., 268(1-2), 77 (2004)

[6] Moses JM, Weiss AH, Matusek K, Guczi L, J. Catal., 86, 417 (1984)

[7] Shi CK, Jang BWL, Ind. Eng. Chem. Res., 45(17), 5879 (2006)