| 초록 |
방향족 슬폰산은 의약, 농약, 염료, 안료, 합성세제, 표면 활성제등의 정밀화학 분야에서 중요한 출발물질 또는 중간체 화합물로서 사용된다. 방향족 화합물은 톨루엔, 벤젠, 에틸벤젠, 키실렌, 페놀, 크레졸등의 광범위한 물질들이 해당된다. 이상의 물질들은 대부분 물과 공비를형성하고 반응식에 나타난 바와 같이 평형 반응으로 이루어져 있다. 따라서 반응 수율을 높이기 위하여 과량의 황산을 사용하여 반응 평형점을 이동시켜 수율을 증가시키는 회분식 반응기가 사용되고 있다. 그러나 이러한 경우 상당량의 폐 황산이 발생하여 환경문제가 야기된다. 방향족 슬폰산을 제조시 발생되는 여러가지 단점을 극복하기 위해 반응 증류기술을 이용하여 반응 평형을 생성물 쪽으로 이동시켜 반응 수율을 획기적으로 증진시키고 동시에 공비증류를 이용하여 물을 연속적으로 제거한다. 즉 반응과 동시에 증류작업이 이루어져 고순도의 방향족 슬폰산을 한 장치에서 생산할 수 있다. 즉 물과 공비를 형성하는 방향족 탄화수소를 증류탑형반응기의 탑 중앙으로 주입하고 탑 상부로 황산을 주입하여, 방향족 화합물과 접촉시켜 반응을 시키면서 동시에 증류를 행하여 탑상으로 물이 제거되고 탑저로 고순도의 방향족 슬폰산이 제조될 수 있다. 이와 같은 공정개발을 위해서 본 연구에서는 슬폰화 반응의 반응 매개변수들은 표준액을 만들어 LC를 이용하여 분석한 후 검량선을 작성하여 기본 실험을 행하고 이 실험 결과를 바탕으로 반응모델을 구성하고 속도상수와 평형 상수들을 구하였다. 또한 이렇게 얻어진 반응모델을 가지고 Aspen plus 모사기를 사용하여 본 반응 증류 공정에 대한 기본적인 모사설계를 행하였다. |
