| 초록 |
합성가스에서 Dimethyl ether (DME)를 생산하는 방법에는 메탄올 합성 반응과 탈수 반응이 각기 다른 반응기에서 일어나는 간접법과 두 반응이 하나의 반응기에서 동시에 일어나는 직접법이 있다. 직접법의 경우 DME 생산성 측면에서 간접법보다 유리하지만, light gas 및 CO2와 DME 간의 분리가 어려워 분리정제 공정이 복잡하다. 본 연구에서는 제철 부생가스를 이용하여 직접법을 통해 DME를 생산하는 공정에서 2 가지의 분리공정을 제안하였다. 목표 DME 순도는 99.5 wt.% 이상이며, 공정모사 프로그램으로 Honeywell Inc. 의 UniSim Design Suite R480을, 열역학 모델로 NRTL-SRK를 사용하였다. 첫 번째 공정은 2번의 flash 분리를 통해 미반응 light gas 및 CO2를 분리한 후 2 개의 증류탑을 사용하여 DME를 정제하는 공정이며, 두 번째 공정은 메탄올 수용액을 흡수제로 사용하는 흡수탑을 사용하여 미반응 light gas 및 CO2를 분리한 후 2개의 증류탑을 통해 DME를 정제하는 공정이다. 2가지의 분리 시퀀스를 기반으로 recycle 방법(1. 미반응 가스를 90% recycle, 2. 수소 분리막을 이용하여 미반응 가스 내 수소만 분리 후 recycle)에 따라 4가지의 case를 선정하였으며, CO2 저감 효과 및 경제성 평가를 통해 최적의 case를 선정하였다. 그 결과 흡수탑 사용 공정에서 분리막을 통해 수소만 recycle하는 공정이 경제적 측면, CO2 저감 측면에서 가장 유리함을 확인하였다. |
