화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2005년 봄 (04/22 ~ 04/23, 여수대학교)
권호 11권 1호, p.174
발표분야 공정시스템
제목 메탄으로부터 13C 동위원소 분리를 위한 회분식 증류공정의 공정모사
초록 자연계에 존재하는 대부분의 탄소 화합물은 12C로 구성되어 있으나, 이들 중에는 탄소 동위원소 13C 성분이 약 1.1%가 분포되어 있다. 13C은 안정한 동위원소로써 의학, 약리학, 생물학, 농학 등 많은 분야에 트레이서 물질로 사용되는 중요한 원소이다. 따라서 가스 성분의 탄소 소재로부터 13C를 분리하는 기술개발은 고부가가치 산업을 창출할 수 있으며, 새로운 탄소 소재 산업의 개발 가능성을 부여할 것이다. 13C을 분리하는 가장 일반화 되어있는 공법은, 액상의 일산화탄소 내에 존재하는 13CO/12CO 동위원소를 극저온 증류(cryogenic distillation)를 통하여 분리하는 방법이다. 이외에 액상의 메탄(CH4)으로부터 극저온 증류 공정을 이용하여 동위원소를 분리하는 공정의 상용화 사례 등이 알려져 있다. 일반적으로 LNG 또는 NG로부터 동위원소를 분리하는 방법은 극저온의 조건에서 분리 하는 기술로써 액화된 메탄으로부터 극저온 증류(공비증류 포함)에 의하여 분리하는 방법과 극저온 열확산에 의하여 분리하는 방법이다. 그러나 두 방법 모두 13CH4와 12CH4간의 분리에 차이를 줄 상대휘발도나 분리도(separability)의 값이 워낙 작은 점(α=1.02~1.04)이 커다란 문제로 대두 되고 있다. 본 연구에서는 LNG로부터 13CH4/12CH4를 극저온 증류공정으로 분리/농축시켜 13CH4의 부가가치를 높이기 위한 공정의 타당성을 검토하고, 향후 진행될 실험실적 결과에 대한 신뢰도를 제고하고자 한다.
저자 김종환1, 이덕형1, 이영철2, 조정호3, 윤세훈1, 박상진1, 이의수1
소속 1동국대, 2한국가스공사 연구개발원, 3동양대
키워드 carbon isotopes; batch distillation; simulation; carbon-13
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