Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

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

제올라이트 A를 이용하여 이소프렌에서 아세틸렌 제거를 위한 선택적 흡착공정 개발

  • Jun, Kyung-Jin (Clean Energy Research Center, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Ahn, Byoung-Sung (Clean Energy Research Center, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Yoo, Kye-Sang (Department of Chemical Engineering, Seoul National University of Science and Technology)
  • 전경진 (한국과학기술연구원 청정에너지센터) ;
  • 안병성 (한국과학기술연구원 청정에너지센터) ;
  • 유계상 (서울과학기술대학교 화학공학과)
  • Received : 2010.06.26
  • Accepted : 2010.07.16
  • Published : 2010.10.10
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Abstract

This study focused on the development of effective adsorbent to remove acetylenes for the purification of isoprene. The adsorbents with various pore sizes from $4{\AA}$ to $5{\AA}$ 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 $5{\AA}$ 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 $300^{\circ}C$ was regenerated significantly.

본 연구는 이소프렌에서 아세틸렌 불순물을 선택적으로 제거하기 위한 효과적인 흡착제의 개발이다. 흡착제로 기공의 크기가 $4{\AA}$에서 $5{\AA}$인 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 $5{\AA}$인 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 $300^{\circ}C$에서 12 h 동안 재생하였을 때 매우 효과적이었다.

Keywords

References

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