| 초록 |
증류에 의한 분리는 타 잠열에 비해 상대적으로 큰 증발잠열을 사용하는 만큼 다에너지 소비공정이고, 열에 민감한 물질의 분리나 특히 공비점을 형성하는 물질들에는 그 한계가 있다. 따라서 추출, 결정화 등 다른 분리공정으로의 다변화가 시도되고 있으나 사용범위와 대량생산 등 기술적인 한계점으로 인해, 기존의 증류공정을 에너지 절감형태로 개수하거나 적절한 공비증류법을 개발하고 있는 것이 세계적인 추세이다.(1) 증류에 의한 분리시 가장 문제점이 되는 공비혼합물의 경우 압력변화에 의해 공비점을 이동시키는 방법이나, 서로 다른 압력하의 two column rectification법 또는 제 3의 물질을 사용하여 추출증류하는 방법 등이 이용되고 있다. 이들 중 에너지 소모 및 투자비의 최소화 측면에서 제 3의 물질을 이용하는 방법이 가장 유리하다고 할 수 있다. 제 3의 물질을 이용하는 방법 중에서도 염(salt)을 이용하는 방법이 액상의 분리제를 이용하는 방법보다 유리한데, 액상의 분리제를 이용하는 경우 탑상제품에 분리제 성분이 불순물로 포함되어 이를 제거하기 위한 또다른 정류공정을 필요로 하게 되지만, 염을 이용하는 경우에는 염 자체가 비등하지 않기 때문에 비말동반등 을 제거키 위한 조건만 보장될 경우, 탑상제품에는 염이 존재하지 않아 고순도 제품을 위해 별도의 정류를 필요치 않고 염을 사용하기 위한 추가 장비 역시 필요치 않기 때문이다. 염을 이용한 공비혼합물의 증류를 위해서는 최적의 염을 선정하는 일과 최적의 운전조건을 주기 위한 염효과를 규명해야 할 필요가 있으며, 이들은 증류공정설계에 필요한 기액평형 조성연구와 염효과에 의한 공비점 조성변화를 추적함으로써 해결할 수 있다.(2),(3) 그러나 현재까지의 염효과 연구는 주로 알코올+물+염의 혼합계가 주류를 이루고 있고, 최근에 Oldenburg 대학의 Gmehling(4) 등이 H.S.G.C(headspace gas chromatography)에 의한 염효과 측정 가능성을 제시하였는데 이 역시 많은 검증이 필요한 상태로 측정 및 추산법에 대한 많은 연구가 요구되며, 특히 에테르 등의 물질이 포함되는 새로운 혼합계에 대한 염효과의 규명을 위해서는 실측에 의한 테이터가 매우 부족한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 상용 증류공정 상에서 공비점을 형성하는 혼합물의 효율적 분리를 위한 분리제 개발에 이용하기 위해, 본 연구자들이 이전까지 사용해왔던 등온 조건하에서의 기액평형 측정장치인 H.S.G.C를 이용하여 cyclohexane+ ethanol과 caclohexane+1-propanol 이성분 혼합계에 대해 실험실적인 기액평형 자료를 측정하고, lithium bromide(LiBr)을 첨가하였을 때의 염효과 특성을 살펴보았다. |
