보고서 정보
주관연구기관 |
한국화학연구원 Korea Research Institute of Chemical Technology |
연구책임자 |
김광주
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참여연구자 |
정순용
,
김철웅
,
고재천
,
김재경
,
천양호
,
김성일
,
김수연
,
심경재
,
곽원식
,
김남일
,
김갑모
,
고기영
,
김향주
,
김정우
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2004-08 |
과제시작연도 |
2003 |
주관부처 |
과학기술부 |
사업 관리 기관 |
한국과학재단 Korea Science and Engineering Foundtion |
등록번호 |
TRKO200900073114 |
과제고유번호 |
1350000987 |
사업명 |
국가지정연구실사업 |
DB 구축일자 |
2013-04-18
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키워드 |
결정화.분리정제.형상제어.입도분포.산업화.Crystallization.Separation and purification.Morphology control.Crystal size distribution.Industrialization.Particle.
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초록
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본 연구에서 얻어진 결과는 신 결정화공정기술, 공정설계기술, 기술이전, 특허 등의 산업화기술과 국내외 논문 게제, 국내외 학회발표 등으로 나타나는 결정화기초기술로 나누어진다.
산업화기술로서 반도체용 인산 정제 기술, TFT-LCD 혼합산 폐에칭액의 회수기술, PMMA 미립화 공정기술, 고분자 미립화기술, 리튬 회수기술, 펜타에리트리톨 정제 기술, 에너지물질 결정화기술 등 30여건의 산업화 공정기술이 개발되어 기술이전 4건, 특허 18건 등이 얻어졌다. 기초기술로서 결정화공정의 이론적 해석, 결정화공정 최적화기술, 결정화공정 제
본 연구에서 얻어진 결과는 신 결정화공정기술, 공정설계기술, 기술이전, 특허 등의 산업화기술과 국내외 논문 게제, 국내외 학회발표 등으로 나타나는 결정화기초기술로 나누어진다.
산업화기술로서 반도체용 인산 정제 기술, TFT-LCD 혼합산 폐에칭액의 회수기술, PMMA 미립화 공정기술, 고분자 미립화기술, 리튬 회수기술, 펜타에리트리톨 정제 기술, 에너지물질 결정화기술 등 30여건의 산업화 공정기술이 개발되어 기술이전 4건, 특허 18건 등이 얻어졌다. 기초기술로서 결정화공정의 이론적 해석, 결정화공정 최적화기술, 결정화공정 제어, 결정화기 공정설계 및 분석, In-situ 결정화 공정 분석 등이 확립되어 170여편의 논문이 발표되었다. 다성분계 혼합물로부터 결정성장 및 핵생성 메카니즘 이론적예측 연구 수행, 초음파속도를 측정하여 핵생성 point와결정의 용해 point를 측정하여 준안정영역의 측정, 결정화공정 최적화, on-line 결정측정장치에 의하여 핵생성 속도와 attrition과 agglomeration의 현상을 관측이 가능한 방법 연구 등 산업화 기초자료가 확립되었다. 결정화 공정에서 일어나는 불순물 거동의 다양한 관점에서 시뮬레이션 및 모델링 연구, migration, inclusion 및 sweating 연구로부터 공정의 적응가능성을 본 연구에서 수행된 각공정에 대한 정량화 되었다. 결정화 공정에서 일어나는 다양한 현상의 체계적인 해석과 연구로 그동안 결정화 공정의 문제점이던 입도, 분포, 결정이 순도등을 예측할 수 있다. 결정화공정 스케일업자료 수집 및 결정화공정 설계기술을 개발하여 결정화 공정 산업화 기술이 체계적으로 완성되고 있다. 30여개의 산업화시스템을 선정하여 공정기술을 확립하였고 기술이전과 산업화를 위한 기술 개발이 기업체와 공동으로 추진될 예정이다. 국방화학산업에서 에너지물질의 결정 특성을 제어하는 기술 개발로 기술이전이 어려운 국방산업기술을 국산화하고 기술자립을 할 수 있으며 구형 및 고충진밀도를 가진 화약결정을 최초로 결정화하였다. 특히 에너지물질 구형입자 생산을 위한 결정 크기의 예측과 스케일업 연구를 위하여 laboratory scale, bench-scale, pilot scale 결정화기에서 성공적인 스케일업 인자가 얻어진 모델을 제시하였다. 결정화 공정의 산업화 개발을 위하여 국내산업 기술현황을 정량적으로 파악하고 일본의 결정화 산업기술 현황을 분석하였다. 산학연에 Workshop개최, 기술자문, 세미나, 실험장치 공동사용 등으로 산학연의 결정화공정기술의 거점역할을 확고히 하였다.
따라서 본 연구를 통하여 결정화 공정기술의 원천기술 개발과 동시에 산업화에 응용될 수 있는 공정기술이 개발됨으로서 기초기술과 산업화기술을 동시에 개발하여 결정화 기술분야에 큰 기여를 하였다.
Abstract
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This project aims to develop and optimize crystallization processes for the control of crystal morphology and the ultra-purification of chemicals. The research program performed by at the laboratory for Crystallization Process and Engineering reflects the current general scientific interest in the f
This project aims to develop and optimize crystallization processes for the control of crystal morphology and the ultra-purification of chemicals. The research program performed by at the laboratory for Crystallization Process and Engineering reflects the current general scientific interest in the field. A short list of the present research projects and their targets is given as follows: product purity, particulate product properties, energy consumption, modelling of crystallizers and precipitators, scale-up, crystallizer control, polymorphism and shape controls, effect of field forces and sound waves, such as gravity and electromagnetic fields, design and construction of novel crystallizer types, fractional crystallization techniques and processes, optimization of crystallization processes, new melt crystallization process without mechanical deviser and solid/liquid separator, transport forces, purification mechanism and fluid dynamic in a layer crystallization and suspension crystallization with melt, application to separation of isomers, close-boiling hydrocarbons, raffinates, heat sensible materials etc., and strategy of scale-up crystallizer.
목차 Contents
- 제 출 문 ... 2
- 보고서초록 ... 3
- 요 약 문 ... 4
- SUMMARY ... 14
- Contents ... 16
- 목 차 ... 17
- 제1장 연구개발과제의 개요 ... 18
- 제2장 국내외 기술 개발 현황 ... 23
- 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 33
- 제1절 500개이상의 화학회사를 대상으로 결정화 핵심 기술 조사 ... 33
- 제2절 공업결정화 공정의 결정화 메커니즘의 이론적 예측 및 평가 ... 40
- 제3절 결정화기 과포화도 측정 시스템 구축 ... 55
- 제4절 결정화기에서 On-line 분석 ... 59
- 제5절 결정화공정의 실험실적 최적화 연구 ... 61
- 제6절 결정화공정에서 결정의 불순물 내포현상 시뮬레이션 ... 121
- 제7절 고순도 정제 기술 연구 ... 139
- 제8절 입도크기 예측을 위한 모델링연구 및 스케일업 연구 ... 145
- 제9절 결정화 Kinetic 자료수집 및 메커니즘의 이론적 분석 ... 153
- 제10절 HMX를 Seed로 사용한 NTO의 Agglomeration 현상 연구 ... 187
- 제11절 Tailor-made 및 불순물에 의한 결정형상에 미치는 영항 ... 219
- 제12절 결정크기 및 형상제어의 결정화 공정 스케일업 ... 232
- 제13절 고순도 정제를 위한 결정화공정의 스케일업자료 수집 ... 249
- 제14절 높은 과포화를 유도할 수 있는 결정화방법 및 초미립화 기술 ... 264
- 제15절 반응과 결정화메커니즘 복합제어 시스템 연구 ... 277
- 제16절 결정화 측정기술 개발 연구 ... 282
- 제17절 Suspension type 결정화기 설계 및 스케일업 기술 연구 ... 315
- 제18절 Progressive freezing 결정화 분리정제 공정설계 및 스케일업 ... 327
- 제19절 무폐수, 무공해 청정 결정화공정 시스템 구축 ... 367
- 제20절 초미립자 제조공정 개발 ... 388
- 제4장 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 397
- 제5장 연구개발 결과의 활용계획 ... 402
- 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학 기술정보 ... 408
- 제7장 참고문헌 ... 413
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