Clean Technology (청정기술)

The Korean Society of Clean Technology (한국청정기술학회)
권호 표지

Facilitated Transport Membrane for Ethylene/Ethane and Propylene/Propane Separation

SPEEK-Ag 촉진 수송 분리막을 이용한 $C_2,\;C_3$ 계 올레핀/파라핀 분리

  • Kim, Ji-Yeon (Energy and Environment Technology Division, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Lee, Hyun-Joo (Energy and Environment Technology Division, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Kim, Hoon-Sik (Department of chemistry, Kyung Hee University) ;
  • Jung, Hyun-Wook (Department of Chemical Engineering, Korea University) ;
  • Choi, Dae-Ki (Energy and Environment Technology Division, Korea Institute of Science and Technology)
  • 김지연 (한국과학기술연구원(KIST) 에너지환경연구부) ;
  • 이현주 (한국과학기술연구원(KIST) 에너지환경연구부) ;
  • 김훈식 (경희대학교 화학과) ;
  • 정현욱 (고려대학교 화공생명공학과) ;
  • 최대기 (한국과학기술연구원(KIST) 에너지환경연구부)
  • Published : 2007.03.31
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Abstract

Separation of ethylene from ethane and propylene from propane have been conducted using facilitated olefin transport membrane with SPEEK-Ag (Ag substituted sulfonated poly(ether ether ketone)). SPEEK was prepared by the sulfonation of PEEK using cone. $H_2SO_4$ and the reaction time affected the degree of sulfonation (DS) of the resulting SPEEK. SPEEK-Ag composite membrane was formed by soaking SPEEK in the polyester support into the Ag salt solution. With increasing the concentration of SPEEK in MeOH, the thickness of SPEEK on the polyester increased. The selectivity and the flux of SPEEK-Ag membrane for the separation of ethylene/ethane and propylene/propane were changed by the thickness of SPEEK layer on the top of polyester support. The anion of silver salt also affects the membrane performance.

본 연구에서는 Ag가 포함된 sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK)를 촉진 수송 분리막으로 사용하여 에틸렌/에탄 그리고 프로필렌/프로판의 분리연구를 수행하였다. SPEEK는 PEEK를 황산과 반응시켜 제조할 수 있는데, 제조 방법에 따라 다양한 설폰화도 (DS)을 나타내었고 약 70시간 반응시켰을 때 0.95의 DS값을 보여주었다. SPEEK의 농도를 변화시켜 제조된 막은 각각 다른 두께로 코팅됨을 SEM으로 확인하였다. SPEEK막에 Ag 염 수용액을 반응시켜 제조한 SPEEK-Ag 막을 이용하여 에틸렌/에탄 그리고 프로필렌/프로판의 분리 실험을 실시한 결과 에틸렌과 프로필렌은 SPEEK 코팅 두께에 따라 $200{\sim}500$의 선택도를 보여 주었고, 투과도는 $5{\sim}50$ GPU값을 보여 주었다. 또한 SPEEK-Ag 촉진 수송막은 막을 제조할 때 사용한 은염의 종류에 따라서도 각기 다른 분리 효율을 나타내었다.

Keywords