• 공업화학
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• 제20권1호
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• pp.94-98
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• 2009

본 연구에서는 가변부피 투시창이 설치되어 있는 고압 상평형 측정 장치를 사용하여 이산화탄소의 임계온도 이상과 디메틸카보네이트의 임계온도 이하의 온도 범위에서 혼합물의 조성을 변화시키면서 디메틸카보네이트와 이산화탄소 혼합물의 기포점을 압력을 측정하였다. 실험적으로 측정된 기포점 압력 데이터를 Peng-Robinson 상태방정식에 상관시킴으로써 기포점 조성과 평형을 이루는 이슬점 조성을 추정하였다. 실험적으로 측정된 기포점 압력은 Peng-Robinson 상태방정식으로 계산한 결과와 매우 잘 일치하였다. 가변부피 투시창이 설치되어 있는 고압 상평형 실험장치는 고압의 압축유체 혼합물의 기포점을 매우 쉽고 빠르게 측정할 수 있는 방법이라고 할 수 있다.

• 한국염색가공학회지
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• 제33권3호
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• pp.141-146
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• 2021

Supercritical fluid has excellent dissolving power for various materials based on low viscosity and high diffusion coefficient and is used as solvents in various chemical processes. However, its industrial application can be very tricky because the design, especially the size of the supercritical apparatus, should be carefully chosen to optimize the cost and the production of supercritical fluidic state. And the first step of the supercritical fluid apparatus design is to choose the appropriate size of the reactor vessel to produce supercritical fluid above its critical pressure and temperature. Therefore, this study aims to analyze thermodynamic behaviors of dichloromethane based on ideal gas, van der Waals, Redlich-Kwong, Soave-Redlich-Kwong, and Peng-Robinson equations of state. The correlation between the volume and pressure of dichloromethane at 200℃ was revealed and it can be used to design the optimized size of the supercritical apparatus for industrial production.

• 청정기술
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• 제11권3호
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• pp.147-152
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• 2005

초임계 이산화탄소에서의 이부프로펜의 용해도를 측정하였다. 이부프로펜의 용해도는 variable volume view cell이 장착되어있는 고압장치를 사용하여 cloud point를 관찰하는 방법으로 실험하였다. 온도의 범위는 35, 40, $45^{\circ}C$로 하였고 측정된 실험값은 Peng-Robinson equation of state로 모델링 하였다. 이부프로펜의 물리적 특성은 Lydersen, Ambrose 그리고 Joback의 group contribution method를 사용하여 구한 값을 사용하였고, 각각의 결과를 비교하였다. 이산화탄소는 이부프로펜에 대해 큰 용해력을 가진다는 것을 확인하였고, 150bar 부근에서 retrograde 현상이 일어남을 알 수 있었다. 또한 Lydersen의 group contribution method를 사용하여 얻어진 이부프로펜의 물리적 특성으로 PR-EOS와 함께 모델링 한 결과가 다른 method보다 실험값과 더 잘 일치함을 확인하였다. 결과적으로 이 실험을 통해 초임계 공정으로 이부프로펜의 미세입자화 시킬 경우 용질이 용매에 용해되어야 하는 rapid expansion of supercritical solution (RESS)방법이 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권5호
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• pp.32-37
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• 2010

본 연구에서는 이산화탄소와 에탄 이성분계에 대해서 여러 등온 조건하에서 기액 상평형을 PRO/II with PROVISION (PRO/II) 전산 모사기에 내장되어 있는 Peng-Robinson (PR) 상태방정식의 이성분계 상호작용 매개변수를 이용하여 추산하였다. 또한, 이산화탄소와 에탄 이성분계의 각각의 등온 기액 상평형에 대해서 기포점 압력의 편차의 제곱에 대한 합산값을 목적함수로 하여 PR 상태방정식의 이성분계 상호작용 매개변수를 회귀분석을 통하여 새로 결정하였다. 기존의 PRO/II에 내장되어 있는 이성분계 상호작용 매개변수를 사용한 것과 새로 결정한 매개변수를 사용하여 기포점 압력의 편차의 절대값에 대한 평균값을 각각 비교하였다. 본 연구에서 새로 결정한 매개변수를 이용하여 추산한 결과가 기존의 PRO/II에 내장되어 있는 매개변수를 이용하여 추산한 결과보다 우수함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제1권1호
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• pp.41-48
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• 1997

가스물성의 계산방법으로 상태방정식이 널리 사용되고 있으나 상태방정식의 종류에 따라서 물성예측에 서로 다른 차이를 보이고 있다. 본 연구는 가스의 액화온도에서 상온에 이르는 온도범위와 1bar에서 30bar에 이르는 압력범위에서 질소, 산소, 아르곤에 대한 상태방정식의 물성계산 신뢰도를 검토하고자 하였다. 이를 위하여 Aspen plus에서 제공하는 Soave-Redlich-Kwong, Peng-Robinson, BWR-Lee Staring 상태방정식을 비교대상으로 하였고 계산결과는 문헌치 및 virial식과 비교하였다. 또한 물성계산식이 공정에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 초저온 공기분리장치의 증류탑 및 팽창터어빈 계산을 수행하여 상태방정식 차이에 의한 공정계산 차이를 비교, 분석하였다.

• 한국가스학회지
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• 제4권4호
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• pp.1-5
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• 2000

[ $H_2S$ ]를 포함하는 액화천연가스(Liquified Natural Gas)의 기-액 조성을 noncubic 형태인 Modified-Benedict-Web-Robin EOS로 예측하였고, 그 결과를 대표적 cubic형태의 Peng-Robinson, Soave-Redlich-Kwong EOS로 예측한 기-액 조성과 비교 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.3106-3111
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• 2010

본 연구에서는 천연가스의 온도를 $-40^{\circ}C$까지 냉각시키기 위해서 프로판을 냉매로 사용한 1단 냉동과 2단 냉동 사이의 비교연구를 수행하였다. 열역학 모델식으로는 Peng-Robinson 상태방정식을 적용하였으며, 냉동 사이클의 전산모사를 위해서 Invensys사의 PRO/II with PROVISION 8.3을 활용하였다. 본 연구에서로부터 2단 압축 냉동 사이클을 최적화한 결과 1단 압축 냉동 사이클에 비해서 압축기의 소요동력을 33.5% 가량 줄일 수 있었다.

• 분석과학
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• 제24권6호
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• pp.467-476
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• 2011

Methylsulfate 음이온을 갖는 이미다졸리움계 이온성 액체들을 대상으로 이온성 액체에 녹는 이산화탄소의 용해도를 측정하고, 이온성 액체가 가지고 있는 양이온의 변화에 따른 용해도의 차이를 비교하였다. 본 연구에서 사용한 methylsulfate 음이온을 가진 이온성 액체는 1-ethyl-3-methylimidazolium methylsulfate ([emim][$mSO_4$])와 1-butyl-3-methylimidazolium methylsulfate ([bmim][$mSO_4$])였다. 가변부피투시창(variable-volume view cell)이 장착된 고압용 상평형 장치를 사용하여 303.15 K에서 343.15 K까지 온도를 변화시키면서 여러 가지 조성을 갖는 이온성 액체와 이산화탄소의 혼합물의 기포점 압력을 측정함으로써 이온성 액체에서의 고압 이산화탄소의 용해도를 측정하였다. 이온성 액체에서 이산화탄소의 농도가 증가함에 따라 압력이 급격히 증가하였으며, 온도가 증가함에 따라 용해도는 감소하였다. 또한 이미다졸리움 양이온에 붙어 있는 알킬 체인의 길이가 길수록 높은 용해도를 가지는 것으로 나타났다. Peng-Robinson 상태방정식을 사용하여 이온성 액체와 이산화탄소 혼합물 시스템에 대한 상평형 모델링을 수행하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.467-473
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• 2005

액상의 아산화질소($N_2O$) 혼합물은 주요 불순물로써 공기, 일산화탄소, 수분, 이산화탄소와 NOx 성분을 포함하고 있다. 저온에서 고체화하여 고 순도의 $N_2O$를 얻어내는 것은 위험하다고 알려져 있다. 본 연구에서는 연속식 증류공정에 기초하여 고 순도의 $N_2O$ 제품을 얻어내는 새로운 방법을 소개하였다. 99.999％ 이상의 고 순도의 $N_2O$ 제품을 얻어낼 수 있는 연속식 증류공정을 모델화하기 위하여 intalox wire guaze 타입의 SCH-80S의 충진탑을 사용하였다. Peng-Robinson 상태방정식을 사용하여 연속식 증류탑과 냉동 사이클을 모사하였다. 본 연구에서 수행한 전산모사 결과는 상용성 화학공정모사기인 Aspen Plus로 모사한 결과와 매우 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.552-558
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• 2011

본 논문에서는 천연가스를 액화시키기 위해서 프로판, 에틸렌 및 메탄 냉매를 이용한 캐스케이드 냉동 사이클에 대한 전산모사를 PRO/II with PROVISION 8.3에 내장되어 있는 Peng-Robinson 상태방정식을 활용하여 수행하였다. 천연가스의 조성은 한국가스공사로부터 제공받은 것을 적용하였으며, 유량은 년간 500만톤으로 가정하였다. 프로판 냉매의 공급온도는 $-40^{\circ}C$로, 에틸렌 냉매의 공급온도는 $-95^{\circ}C$로 메탄 냉매의 공급온도는 $-155^{\circ}C$로 각각 정하였으며, 천연가스와 각각의 냉매의 최소 접근온도는 $3^{\circ}C$로 정하였다. 메탄 냉매에 의해서 $-152^{\circ}C$까지 냉각된 천연가스는 줄-톰슨 팽창에 의해서 $-162^{\circ}C$까지 냉각되어 액화가 일어나도록 하였다. 결론적으로 캐스케이드 냉동 사이클과 줄-톰슨 팽창을 통해서 천연가스의 액화율은 몰비로 91.64%임을 알 수 있었다.