• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.30 no.4
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• pp.726-739
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• 2013

Fischer-Tropsch synthesis (FTS) converts synthesis gas (CO and $H_2$) into longer chain hydrocarbons by a surface polymerization reaction. Cobalt- or iron-based catalysts normally show excellent activity for syngas conversion to petroleum products leading to super clean diesel fuels. The catalytic activities of the catalysts in FTS depend on the number of active sites on the surface. The number of active site was determined by the active metal particle size, loading amount, reduction degree and support-active metal interaction. The investigation adopts new methodology in preparing FT catalyst, which contains the controlled synthesis of active metal. The main focus of this paper is to give an overview of the types of catalysts, also including their preparation and reduction; the types of FT reactors; and also including the reaction conditions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.138-138
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• 2011

GTL(Gas to Liquid) 합성유 생산 공정은 크게 합성가스 개질공정(reformer), FT 반응공정, upgrading 공정으로 구성된다. 본 연구에서는 FT 반응기에 유입되는 합성가스의 생산공정인 개질공정 최적화 시뮬레이션을 수행하였다. 기존에 HYSYS 공정 모사 tool로 구현한 개질공정 모델에 dynamic simulation을 적용하여 공정 운전 시간 변화에 따른 온도/압력/조성의 일정범위 별 생산 가스의 성분비를 모사하고자 한다. Dynamic 공정 시뮬레이션은 모사 대상 공정의 운전 시간 별 결과값 변화를 산출할 수 있는 방법으로 기존 정상상태(steady-state) 시뮬레이션에 비해 현실 공정의 운전 변수를 보다 더 정확하게 반영할 수 있는 장점이 있다. 본 시뮬레이션은 1bpd급 GTL 파일럿 플랜트의 설계 자료를 근거로 수행되었으며, 향후 운전 데이터를 feedback하여 최적의 운전 매뉴얼 도출자료로 활용코자 한다. 아울러, 다음의 시간 변화별 모사 결과 데이터들을 산출하고 공정의 최적운전 조건을 분석하고자 한다. - 시간에 따른 공정의 온도/압력 변화, 이에 연동되는 반응기 출구의 1) $H_2$/CO 비율, 2) $CH_4$ conversion, 3) $CO_2$ conversion 본 연구의 결과 데이터를 1bpd급 GTL 플랜트 내 합성가스 개질공정의 운전조건 최적화에 적용코자 하며, 이는 개질반응기의 안정적인 연속운전을 통한 GTL 통합공정의 운전 효율향상에 기여 가능하리라 기대된다. 향후 개질공정의 후단공정인 FT 합성공정 시뮬레이션 과업과 연계하여 GTL 통합공정 시뮬레이션 및 최적화에 따른 실증 규모의 스케일업 기반 데이터를 마련할 수 있을 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.114.1-114.1
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• 2010

Fe계 촉매는 FT(Fischer-Tropsch) 합성반응에 매우 유망한 촉매로 주목받고 있으며, $280^{\circ}C$ 미만의 저온 FT 합성반응의 경우, 침전법이 Fe계 촉매의 가장 전형적인 제조방법으로 알려져 있다. Fe계 촉매에 첨가되는 조촉매로는 Cu, K, $SiO_2$ 등이 가장 대표적이며, 이 중에서 특히 구조 조촉매로 첨가되는 $SiO_2$는 Fe계 촉매의 기계적 강도를 향상시킬 뿐만 아니라, 촉매의 성능에도 크게 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 침전법을 이용하여 저온 FT 합성반응용 Fe계 촉매를 제조하였고, 구조 조촉매로 첨가한 $SiO_2$의 원료물질에 따른 Fe계 촉매의 성능변화를 조사하였다. $SiO_2$의 원료물질로는 콜로이드 $SiO_2$와 분말 $SiO_2$를 이용하였으며, 분말 $SiO_2$를 이용한 촉매가 콜로이드 $SiO_2$를 이용한 촉매보다 다소 높은 CO 전환율 및 중질탄화수소 선택도를 나타내는 것을 확인하였다.

• Analytical Science and Technology
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• v.18 no.1
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• pp.1-4
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• 2005

The stable $Ti(OPr^i)_2(OAc)_2$ sol which reacts with a solution of prehydrolysed $Si(OEt)_4$ was made by addition of acetic acid. The structure evolution of the reaction mixture was monitered by $^1H$, $^{29}Si$ NMR and FT-IR spectroscopy.

• The Korean Journal of Petroleum Geology
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• v.14 no.1
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• pp.45-52
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• 2008

The GTL(Gas to Liquids) technology, manufacturing synthesized oil from natural gas, had been developed about 1920 for the military purpose by Fischer and Tropsch, German scientists. And 1960, Sasol company had started commercializing the FT(Fischer-Tropsch) synthesis technology, for the transport fuel in South Africa. Until a recent date, the commercialization of GTL technology had been delayed by low oil price. But concern about depletion of petroleum resources, and development in synthesizing technology lead to spotlight on the GTL businesses. Especially, Qatar, which has rich natural gas fields, aims at utilizing natural gas like conventional oil resources. Therefore, around this nation, GTL plants construction has been promoted. There are mainly 3 processes to make GTL products(Diesel, Naphtha, lube oil, etc) from natural gas. The first is synthesis gas generation unit reforming hydrogen and carbomonoxide from natural gas. The second is FT synthesis unit converting synthesized gas to polymeric chain-hydrocarbon. The third is product upgrading unit making oil products from the FT synthesized oil. There are quite a little sulfur, nitrogen, and aromatic compounds in GTL products. GTL product has environmental premium in discharging less harmful particles than refinery oil products from crude to the human body. In short, the GTL is a clean technology, easier transportation mean, and has higher stability comparing to LNG works.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.7 no.2
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• pp.356-361
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• 1996

Cure kinetics of diglycidyl ether of bisphenol A(DGEBA)/4,4'-methylene dianiline(MDA) with hydroquinone-phenyl glycidyl ether(HQ-PGE) as a reactive additive, which was preliminarily synthesized, was investigated by DSC and FT-IR analyses. Kissinger equation and Arrhenius' equation were used to calculate activation energy and pre-exponential factor. When HQ-PGE was added to DGEBA/MDA system, it reduced activation energy of system. When the 5 phr of HQ-PGE was added to DGEBA/MDA system, activation energy was 7.8 kcal/mol by FT-IR analysis and 11.3 kcal/mol by DSC, in comparison with the system without HQ-PGE, activation energy decreased about 30% and 9%, respectively. According to these results, HQ-PGE, introducing agent of this system, acted as a catalyst.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.29 no.3
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• pp.429-434
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• 2012

A kind of Antihistamines, Azelastine HCl which known as modern H1-blockers, was synthesized by four step process using phthalic anhydride, 4-chlorophenylacetic acid, hydrazine 2HCl. The first step was the reaction of removing carboxyl group and hydroxyl group and the second step was saponification of 3-(4-chlorobenzylidene)phthalide. The third step was the nucleophilic addition reactions of primary amines and the fourth step was addition reaction of N-methyl-1-aza-bicyclo[3,2,0]heptane to 4-(4-chlorobenzyl)-1-(2H)phthalazinone. As a result, product was analyzed by FT-IR and $^1H$-NMR and could be obtained with a yield of 80%.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.2
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• pp.358-364
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• 2012

The kinetics of the Fischer-Tropsch synthesis and water gas shift reactions over a precipitated iron catalyst were studied in a 5 channel fixed-bed reactor. Experimental conditions were changed as follows: synthesis gas $H_2$/CO feed ratios of 0.5~2, reactants flow rate of 60~80 ml/min, and reaction temperature of $255{\sim}275^{\circ}C$ at a constant pressure of 1.5 MPa. The reaction rate of Fischer-Tropsch synthesis was calculated from Eley-Rideal mechanism in which the rate-determining step was the formation of the monomer species (methylene) by hydrogenation of associatively adsorbed CO. Whereas water gas shift reaction rate was determined by the formation of a formate intermediate species as the rate-determining step. As a result, the reaction rates of Fischer-Tropsch synthesis for the hydrocarbon formation and water gas shift for the $CO_2$ production were in good agreement with the experimental values, respectively. Therefore, the reaction rates ($r_{FT}$, $r_{WGS}$, $-r_{CO}$) derived from the reaction mechanisms showed good agreement both with experimental values and with some kinetic models from literature.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.3
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• pp.351-353
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• 2009

Pyrylium fluoroborates undergo a wide range of synthetically useful reactions because of the positive charge. And the electron accepting nature has resulted in their widespread use as sensitizers for photo-induced electron transfer (PET) reactions. In this experiment, 2,6-disubstituted pyrylium fluoroborates are synthesized from the reaction between $3^{\prime}$-chloroacetophenone and excess orthoformate in an acidic medium (acetic anhydride/acid). Synthesized products are confirmed by $^1H-NMR$, FT-IR and TOF Mass spectroscopies. Also, photo-properties are analyzed with an UV-Vis spectrophotometer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.143-143
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• 2010

GTL(Gas-to-Liquids)공정 중 합성가스 제조공정(Reforming Process)인 ATR(Auto-Thermal Reforming), SCR(Steam Carbon Reforming), POx(Partial Oxidation)의 시뮬레이션 연구를 수행하였다. Reforming 공정에서 생산된 합성가스는 GTL 합성유 제조공정인 FT(Fischer-Thropsch) 반응기로 주입되며, 합성유 생산에 최적의 효율을 보이는 H2/CO 비(합성가스에 포함된 반응물비)는 2.0으로 알려져 있다. FT공정은 합성가스를 원료로 고온 및 고압 반응을 거쳐 GTL 공정의 최종 생산품인 FT합성유를 제조하는 공정이다. 본 연구에서는 FT공정 효율 극대화를 위해 reforming 공정에서 생성되는 합성가스 내 H2/CO의 비를 2로 수렴토록 모사조건을 설정하였으며, 상기 조건을 만족하는 reforming 공정들의 운전 온도 및 feed 조성을 분석하고 비교하고자 한다. 현재 GTL 플랜트관련 산업계에 적용 혹은 주 연구대상인 reforming 공정으로는 ATR, SCR, POx 공정이 있다. ATR 공정은 $850{\sim}1100^{\circ}C$에서 메탄, 스팀 및 산소를 원료로 활용하여 H2 및 CO를 생산하는 공정으로 발열/흡열 반응이 상존하여 에너지 비용이 낮지만 공정구조 상 열회수설비 및 ASU(Air Separation Unit)이 필요하기에 CAPEX(초기설비 설치비용)가 높은 편이다. SCR공정은 CH4, Steam 및 CO2를 연료로 하기에 이산화탄소가 일정부분 포함된 가스전에도 적용이 가능하나 공정 운전 중 지속적으로 외부에서 열을 공급해야 하기에 에너지 투입비용이 높은편이며, 탄소침적의 문제가 있어 대용량 플랜트에는 적합하지 않다. POx공정은 약 $1,500^{\circ}C$의 고온에서 CH4가 O2에 의해 부분 산화되는 방식으로 촉매가 필요없어 설비비가 타 공정에 비해 저렴하나 생산가스의 H2/CO비가 다소 낮아 전체적인 GTL 공정효율이 저하되는 단점이 있다. 상기 세 공정은 GTL 산업계에서 실증 및 효율증대를 위해 주로 연구되는 공정이기에 본 연구의 분석대상으로 설정하였다. 본 연구에서는 상용공정모사기인 Aspen Plus를 활용하여 reforming 공정별로 FT합성공정의 최적 조건(H2/CO=2)을 만족하는 합성가스 생산조건 분석 및 비교를 수행할 예정이다. 운전조건인 공정 운전온도 및 feed 가스조성 등을 모사하기 위해 합성가스 reforming 공정을 모델링하고 공급유량 및 압력 등의 운전변수는 GTL국책과제 1단계 연구수행 결과를 토대로 선정하고자 한다. GTL공정의 경우, 설비의 운전조건이나 연료가스의 구성 및 유량에 따라 적합한 reforming 공정이 다르기에 본 시뮬레이션 결과를 향후 GTL 플랜트 공정모델 설계시 reforming 공정선정에 참고자료로 활용하고자 한다.