폐 PET의 일반적인 재생방법은 고온에서 열분해를 통하여 합성유를 생산하거나, 수거된 PET병을 유기용매 등으로 세척 후 단순 파쇄하여 PET flake로 재생하는 것이다. 기존의 공정의 경우 고온 고압으로 운전이 되어 에너지 사용량이 많으며, 2차 오염이나 재생된 PET의 용도가 제한적이라는 단점이 존재해왔다. 이러한 단점을 보완하고 보다 경제적인 PET의 재생을 위해 Urea를 이용하여 저온 저압의 조건하에서 폐PET를 원료 물질인 테레프탈산(...
폐 PET의 일반적인 재생방법은 고온에서 열분해를 통하여 합성유를 생산하거나, 수거된 PET병을 유기용매 등으로 세척 후 단순 파쇄하여 PET flake로 재생하는 것이다. 기존의 공정의 경우 고온 고압으로 운전이 되어 에너지 사용량이 많으며, 2차 오염이나 재생된 PET의 용도가 제한적이라는 단점이 존재해왔다. 이러한 단점을 보완하고 보다 경제적인 PET의 재생을 위해 Urea를 이용하여 저온 저압의 조건하에서 폐PET를 원료 물질인 테레프탈산(TPA, Terephthalic acid)과 EG(Ethylene Glycol)로 분해하는 공정을 개발하였다. 본 공정을 통하여 폐 PET로부터 고순도의 테레프탈산을 얻을 수 있었다. 테레프탈산은 폴리에스테르섬유의 원료로 사용되며 에틸렌글리콜은 테트론의 합성원료나 알키드 수지의 제조원료, 내한성(耐寒性) 냉각액, 의약품, 화장품 등으로도 사용된다. 이러한 원료물질로의 재생은 기존의 합성유나 PET flake 재생방법보다 배출되는 폐기물의 양도 적으며 고부가가치 생산물을 얻을 수 있다는 점에서 환경친화적이며 경제적인 재생방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 설계결정 계층구조에 따라 실험실 규모에서의 실험과 병행하여 예비설계를 하였다. 예비설계 결과를 토대로 파일럿 플랜트를 건설하고 운전함으로써 상용화 공정 개발에 필요한 자료들을 획득하였다.
폐 PET의 일반적인 재생방법은 고온에서 열분해를 통하여 합성유를 생산하거나, 수거된 PET병을 유기용매 등으로 세척 후 단순 파쇄하여 PET flake로 재생하는 것이다. 기존의 공정의 경우 고온 고압으로 운전이 되어 에너지 사용량이 많으며, 2차 오염이나 재생된 PET의 용도가 제한적이라는 단점이 존재해왔다. 이러한 단점을 보완하고 보다 경제적인 PET의 재생을 위해 Urea를 이용하여 저온 저압의 조건하에서 폐PET를 원료 물질인 테레프탈산(TPA, Terephthalic acid)과 EG(Ethylene Glycol)로 분해하는 공정을 개발하였다. 본 공정을 통하여 폐 PET로부터 고순도의 테레프탈산을 얻을 수 있었다. 테레프탈산은 폴리에스테르섬유의 원료로 사용되며 에틸렌글리콜은 테트론의 합성원료나 알키드 수지의 제조원료, 내한성(耐寒性) 냉각액, 의약품, 화장품 등으로도 사용된다. 이러한 원료물질로의 재생은 기존의 합성유나 PET flake 재생방법보다 배출되는 폐기물의 양도 적으며 고부가가치 생산물을 얻을 수 있다는 점에서 환경친화적이며 경제적인 재생방법이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 설계결정 계층구조에 따라 실험실 규모에서의 실험과 병행하여 예비설계를 하였다. 예비설계 결과를 토대로 파일럿 플랜트를 건설하고 운전함으로써 상용화 공정 개발에 필요한 자료들을 획득하였다.
Conventional methods for recycling PET (Poly ethylene terephthalate) wastes are to produce PET flakes or regenerated oil. However, the range of the PET flake application is limited. The processing of PET into regenerated oil is also known to be a power consuming process due to using catalysts and hi...
Conventional methods for recycling PET (Poly ethylene terephthalate) wastes are to produce PET flakes or regenerated oil. However, the range of the PET flake application is limited. The processing of PET into regenerated oil is also known to be a power consuming process due to using catalysts and high temperature operating conditions. We propose a new PET recycling process under low temperature and low pressure. This new process has the advantage of production of pure EG (Ethylene Glycol) and TPA (Terephthalic Acid) with low cost. The major process is heating of the PET with the UREAwater solution under temperature to 220°C and pressure 20~30 kgfcm2. This reaction transforms PET into EG as well as DAT (Diammonium Terephthalate). By washing the mixture with EtOH (Ethanol) in the next step, EG is separated from DAT. The EGEtOH mixture is easily separated into pure components by distillation. After drying, DAT dispersed in a water reacts with 30 wt% sulfuric acid. The purity of TPA-monomer is more than 95%. This process is cost effective and environmental friendly.
Conventional methods for recycling PET (Poly ethylene terephthalate) wastes are to produce PET flakes or regenerated oil. However, the range of the PET flake application is limited. The processing of PET into regenerated oil is also known to be a power consuming process due to using catalysts and high temperature operating conditions. We propose a new PET recycling process under low temperature and low pressure. This new process has the advantage of production of pure EG (Ethylene Glycol) and TPA (Terephthalic Acid) with low cost. The major process is heating of the PET with the UREAwater solution under temperature to 220°C and pressure 20~30 kgfcm2. This reaction transforms PET into EG as well as DAT (Diammonium Terephthalate). By washing the mixture with EtOH (Ethanol) in the next step, EG is separated from DAT. The EGEtOH mixture is easily separated into pure components by distillation. After drying, DAT dispersed in a water reacts with 30 wt% sulfuric acid. The purity of TPA-monomer is more than 95%. This process is cost effective and environmental friendly.
주제어
#재생 저온저압 예비설계 설계결정계층구조 PET recycling low design hierarchy
학위논문 정보
저자
허진
학위수여기관
Graduate School, Yonsei University
학위구분
국내석사
학과
Dept. of Chemcial Engineering
지도교수
문일
발행연도
2005
총페이지
vii, 50장
키워드
재생 저온저압 예비설계 설계결정계층구조 PET recycling low design hierarchy
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