디메틸에테르(이하 DME)는 친환경적인 대체연료로 주목받고 있는 새로운 청정에너지로써 LPG, 연료전지, 발전연료, 특히 디젤의 대체 연료로 고려되고 있다. 또한 DME는 천연가스와 CO₂, O₂, Steam을 원료로 삼중개질반응으로 제조된 합성가스(H₂, CO)에서 촉매를 사용하여 ...
디메틸에테르(이하 DME)는 친환경적인 대체연료로 주목받고 있는 새로운 청정에너지로써 LPG, 연료전지, 발전연료, 특히 디젤의 대체 연료로 고려되고 있다. 또한 DME는 천연가스와 CO₂, O₂, Steam을 원료로 삼중개질반응으로 제조된 합성가스(H₂, CO)에서 촉매를 사용하여 메탄올 합성 및 탈수 반응에 의해 제조한다. 이때 CO₂, 메탄올, 기타 불순물 등으로 DME의 순도가 낮다. 따라서 본 연구에서는 DME, CO₂, 메탄올, N2(불순물)의 혼합물에서 순도 99%의 연료급 DME를 분리할 수 있도록 DME분리공정의 최적화를 목적으로 한다. 실험은 첫째, Aspen Plus 공정모사기에 사용될 열역학 모델식의 적용 타당성을 알기위한 실험 둘째, CO₂를 분리하는 제1공정에서 재비기온도, 압력에 대한 영향분석 셋째, 고순도로 DME를 분리하는 제2공정에서 재비기온도, 압력, 환류비에 대한 영향분석으로 나눠 실험을 하였으며 이러한 실험결과와 동일한 조건에서의 공정모사(Aspen Plus-version 2006.5)결과를 비교분석하였다. 그 결과, 본 연구에서 실험에 적용 타당한 열역학 모델식은 Peng-Robinson 식이였으며 제 1공정에서는 재비기의 온도가 높을수록 탑하부의 CO₂조성이 감소하며 탑상부에서는 CO₂의 회수율을 낮아져 DME조성이 증가하였다. 반면에 압력이 높을수록 탑상부의 DME조성이 감소하는 경향을 보였다. 제 2공정에서는 재비기온도, 압력, 환류비의 영향에 따라 탑상부에서 순도 97∼99%의 연료급 DME를 얻을 수 있었으며 증류탑의 압력을 낮추거나 재비기온도, 환류비를 높일수록 DME조성이 증가하는 경향을 보였다.
디메틸에테르(이하 DME)는 친환경적인 대체연료로 주목받고 있는 새로운 청정에너지로써 LPG, 연료전지, 발전연료, 특히 디젤의 대체 연료로 고려되고 있다. 또한 DME는 천연가스와 CO₂, O₂, Steam을 원료로 삼중개질반응으로 제조된 합성가스(H₂, CO)에서 촉매를 사용하여 메탄올 합성 및 탈수 반응에 의해 제조한다. 이때 CO₂, 메탄올, 기타 불순물 등으로 DME의 순도가 낮다. 따라서 본 연구에서는 DME, CO₂, 메탄올, N2(불순물)의 혼합물에서 순도 99%의 연료급 DME를 분리할 수 있도록 DME분리공정의 최적화를 목적으로 한다. 실험은 첫째, Aspen Plus 공정모사기에 사용될 열역학 모델식의 적용 타당성을 알기위한 실험 둘째, CO₂를 분리하는 제1공정에서 재비기온도, 압력에 대한 영향분석 셋째, 고순도로 DME를 분리하는 제2공정에서 재비기온도, 압력, 환류비에 대한 영향분석으로 나눠 실험을 하였으며 이러한 실험결과와 동일한 조건에서의 공정모사(Aspen Plus-version 2006.5)결과를 비교분석하였다. 그 결과, 본 연구에서 실험에 적용 타당한 열역학 모델식은 Peng-Robinson 식이였으며 제 1공정에서는 재비기의 온도가 높을수록 탑하부의 CO₂조성이 감소하며 탑상부에서는 CO₂의 회수율을 낮아져 DME조성이 증가하였다. 반면에 압력이 높을수록 탑상부의 DME조성이 감소하는 경향을 보였다. 제 2공정에서는 재비기온도, 압력, 환류비의 영향에 따라 탑상부에서 순도 97∼99%의 연료급 DME를 얻을 수 있었으며 증류탑의 압력을 낮추거나 재비기온도, 환류비를 높일수록 DME조성이 증가하는 경향을 보였다.
DME(Dimethyl ether) is a new clean energy that has recently drawing attention as an environment-friendly alternative fuel to LPG, fuel cell, and especially diesel. In addition, DME is manufactured in methanol synthesis and dehydration reaction using as a catalyst the synthesized gas (H₂, CO) made by...
DME(Dimethyl ether) is a new clean energy that has recently drawing attention as an environment-friendly alternative fuel to LPG, fuel cell, and especially diesel. In addition, DME is manufactured in methanol synthesis and dehydration reaction using as a catalyst the synthesized gas (H₂, CO) made by Tri-reforming reaction with natural gas, CO₂, O₂, and stream as the ingredients. However, the use of such materials as CO₂, methanol, and other impurities reduces the purity of DME. Therefore, the purpose of this study is to optimize the DME separation process so that DME of 99% of purity can be extracted from the composition of DME, CO₂, methanol, N2(impurities). This study involves the following experiments: First, the test to clarify the validity of applying the thermodynamic model expression to Aspen Plus Process Simulator; second, the test to analyze the effect on reboiler temperature and pressure in the 1st process of CO₂ separation; third, the test to analyze the effect on reboiler temperature, pressure, and reflux ratio in the 2nd process of high-purity DME separation. The result of the simulation (Aspen Plus-version 2006.5) in the same condition with the tests above was comparatively analyzed. As a result, it turned out that the thermodynamic model expression applicable to experiments in this study is Peng-Robinson, and that in the 1st process, CO₂ composition at the bottom of the column is reduced as the reboiler temperature is high, while DME composition at the top of the column increases, which decreases the recollecting rates of CO₂, and DME composition decreased at the top of the column as the pressure is high. That in the 2nd process, DME with purity of 97∼99% was gained at the top of the column according to the effects of reboiler temperature, pressure, and reflux ratio. It turned out that as the pressure of column is low, or reboiler temperature and reflux Ratio are high, DME composition increases accordingly.
DME(Dimethyl ether) is a new clean energy that has recently drawing attention as an environment-friendly alternative fuel to LPG, fuel cell, and especially diesel. In addition, DME is manufactured in methanol synthesis and dehydration reaction using as a catalyst the synthesized gas (H₂, CO) made by Tri-reforming reaction with natural gas, CO₂, O₂, and stream as the ingredients. However, the use of such materials as CO₂, methanol, and other impurities reduces the purity of DME. Therefore, the purpose of this study is to optimize the DME separation process so that DME of 99% of purity can be extracted from the composition of DME, CO₂, methanol, N2(impurities). This study involves the following experiments: First, the test to clarify the validity of applying the thermodynamic model expression to Aspen Plus Process Simulator; second, the test to analyze the effect on reboiler temperature and pressure in the 1st process of CO₂ separation; third, the test to analyze the effect on reboiler temperature, pressure, and reflux ratio in the 2nd process of high-purity DME separation. The result of the simulation (Aspen Plus-version 2006.5) in the same condition with the tests above was comparatively analyzed. As a result, it turned out that the thermodynamic model expression applicable to experiments in this study is Peng-Robinson, and that in the 1st process, CO₂ composition at the bottom of the column is reduced as the reboiler temperature is high, while DME composition at the top of the column increases, which decreases the recollecting rates of CO₂, and DME composition decreased at the top of the column as the pressure is high. That in the 2nd process, DME with purity of 97∼99% was gained at the top of the column according to the effects of reboiler temperature, pressure, and reflux ratio. It turned out that as the pressure of column is low, or reboiler temperature and reflux Ratio are high, DME composition increases accordingly.
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