초록 ▼

반응 증류를 이용한 방향족 슬폰산 제조 공정의 최적 설계를 위해 방향족 슬폰화 반응의 평형 및 kinetic 데이터를 실험을 통하여 얻고 공정모사 및 실험을 통하여 본 공정의 타당성 검토를 행하고 공정 변수들을 최적화한다. 본 연구에서는 방향족 술폰화 반응의 kinetic data를 얻기 위해서 반응온도와 반응물인 황산/방향족 화합물 몰비를 변화시켜 얻어진 반응생성물의 농도를 분석하고 제안된 kinetic model에 의해 계산된 결과 값을 비교하였다. 이 모델은 황산을 과량으로 사용함에 따른 반응 평형 상수의 변화를 잘 나타낼 수

반응 증류를 이용한 방향족 슬폰산 제조 공정의 최적 설계를 위해 방향족 슬폰화 반응의 평형 및 kinetic 데이터를 실험을 통하여 얻고 공정모사 및 실험을 통하여 본 공정의 타당성 검토를 행하고 공정 변수들을 최적화한다. 본 연구에서는 방향족 술폰화 반응의 kinetic data를 얻기 위해서 반응온도와 반응물인 황산/방향족 화합물 몰비를 변화시켜 얻어진 반응생성물의 농도를 분석하고 제안된 kinetic model에 의해 계산된 결과 값을 비교하였다. 이 모델은 황산을 과량으로 사용함에 따른 반응 평형 상수의 변화를 잘 나타낼 수 있었다. 이 모델을 이용하여 주반응의 반응속도식을 구하였다. 이 데이터를 바탕으로 반응증류 모델을 구성하고, 모사를 행한 결과 연속적인 물의 제거와 황산의 전환율을 거의 100%까지 높힘으로써, 또한 반회분식 반응증류장치를 통한 반응증류 적용 가능성을 테스트함으로써 고순도의 방향족 술폰산 제조에 대한 반응 증류 신공정 개발의 타당성을 확인 할 수 있었다.
- 방향족 슬폰화를 위한 반응증류시스템 개념도 구성
- 톨루엔 슬폰산 반응증류를 위한 평형상수 결정
- 톨루엔 슬폰산 반응 증류를 위한 속도 상수 결정
- 벤젠 슬폰산 반응증류를 위한 평형상수 결정
- 반회분식 반응증류탑 실험을 통한 제안된 반응 증류탑의 타당성 검토
- Kinetic 데이터, 상평형 데이터에 기반, 공정 모사, 반응증류탑 타당성 검토
- 공정변수 최적화
- 방향족 슬폰화를 위한 반응증류기술 타당성 확인

Abstract ▼

The purpose of this research is to get an kinetic expression for the sulfonation of aromatic compound and to perform a feasibility study for developing an arom atic sulfuric acid m anufacturing process by using reactive distillation technology. The sulfonation of aromatic compound to produce aromati

The purpose of this research is to get an kinetic expression for the sulfonation of aromatic compound and to perform a feasibility study for developing an arom atic sulfuric acid m anufacturing process by using reactive distillation technology. The sulfonation of aromatic compound to produce aromatic sulfonic acid (p-TSA) is strongly limited by chemical equilibrium. Therefore, in chemical process industry, excess sulfuric acid is used in order to increase the reaction yield. However, this causes an environmental problem. We propose a new process using reactive distillation to increase the reaction yield and get pure p-TSA. The first step was to study the reaction kinetics and chemical equilibrium. In this work, we explored the feasibility of using a reactive distillation column for the preparation of p-TSA based on the simulation of the new column and kinetic data obtained by experiments.
- Development of reactive distillation process for the sulfonation of aromatic compound
- Determination of reaction equilibrium constant for the sulfonation of toluene
- Determination of kinetic constant for the sulfonation of toluene
- Determination of kinetic constant for the sulfonation of benzene
- Feasibility test of the proposed process based on the experiment of semibatch reactive distillation process
- Feasibility test based on the simulation of the proposed process
- Optimization of the process variables

목차 Contents

• I. 연구계획 요약문...3
• 1. 국문요약문...3
• II. 연구결과 요약문...4
• 1. 국문요약문...4
• 2. 영문요약문...5
• III. 연구내용 및 결과...6
• 1. 서론...6
• 2. 연구방법 및 이론...10
• 3. 결과 및 고찰...39
• 4. 결론...49
• 5. 인용문헌...50