폐윤활유의 재활용을 위한 초임계유체의 추출

배효광,이준용 한국화학공학회 1998 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.36 No.4

초임계상태의 프로판을 추출용매로 사용하여 폐윤활유의 재활용에 관한 실험을 실시하였다. 본 실험실에서 제작한 유통형의 초임계 추출장치를 사용하여 폐윤활유에 대한 프로판의 공급비(용매무게비)를 변화시키면서 폐윤활유 중 윤활유 성분을 추출하였다. 프로판의 초임계상태인 150℃와 10㎫의 일정한 추출조건에서 추출된 재생윤활유의 회수율은 최대 85%이며 기초실험에서 얻은 결과와 거의 일치한다. 회수된 재생윤활유의 성장과 물성을 측정하고 용매무게비에 대한 영향을 검토하였다. The experimental study for reuse of waste lubricating oil was carried out, by using flow-type apparatus newly manufactured for supercritical propane extraction. The weight ratio of solvent and waste lube nil was changed between 1.5 and 19. The recovered lube oil extracted under the supercritical condition of 150℃ and 10㎫ was ca. 85%, of the waste oil, that was good agreement with the results of our previous work. The physical properties and contents of impurities in the recover lube oil were measured according to ASTM and the relation between weight ratio of solvent and removal of impurities was discussed.

초임계 유체에 의한 Wool Grease 의 탈착에 미치는 Cosolvent 의 영향

배효광,구본식,서정태 한국화학공학회 1993 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.31 No.2

양모에 부착되어있는 wool grease에 대하여 0.6-4.4 mole%의 cosolvent를 포함하는 초임계 이산화탄소를 용매로 사용한 탈착 실험을 313.2-333.2K와 15-35 ㎫의 조건에서 수행하여 탈착 특성을 조사하고 이를 이론적으로 검토하였다. Wool grease의 탈착속도는 cosolvent의 농도가 증가할수록 증가하며, 온도는 증가할수록 감소되고 압력이 증가할수록 현저하게 증가한다. 최종탈착율은 주어진 조건에서 거의 일정한 값을 가진다. 위의 탈착실험조건에서 동일 농도의 cosolvent를 사용한 경우, benzene이 n-hexane과 methylacetate보다 더 좋은 탈착율을 나타내는 가장 좋은 cosolvent임이 확인되었다. 일정한 압력과 cosolvent의 농도에서 탈착 속도정수 k₁은 거의 일정한 값을 나타내었으며, k₂는 탈착율이 클수록 증가하였다. 추출된 wool grease를 HPLC로 분석 한 결과 조건에 따라 탈착성분의 조성이 변함을 확인하였다. We have studied experimentally and theoretically the desorption characteristics of wool grease on the wool with supercritical carbon dioxide, containing 0.6-4.4 mole% of cosolvent, at the pressures up to 35 ㎫, the temperature of 313.2 K, 323.2 K and 333.2 K and constant flow rate of solvent. Desorption rates of wool grease are found to increase with the concentration increase of cosolvent, to decrease generally with the temperature increase and to increase markedly with increasing pressure. The final desorption amounts are nearly constant at a specified condition. Benzene is proved to be a better cosolvent than n-hexane or methylacetate of the same concentrations in above desorption experiments. The desorption rate constants in the model, k₁ is nearly constant at constant pressure and concentration of cosolvent, k₂ increases with the increase of desorption amount. HPLC chromatograms of the wool grease desorbed show that compositions of the desorpted wool grease are varied with various desorption conditions.

초임계 유체에 의한 페윤활유의 재활용에 관한 기초 연구

배효광,서정태 한국화학공학회 1996 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.34 No.1

반유통식의 초임계 유체 추출장치에서 초임계 상태에 있는 프로판을 용매로 사용하여 383K, 423K, 473K의 온도와 8.0-16 ㎫의 압력범위에서 폐윤활유의 재생실험을 실시하였다. 회수된 재생윤활유의 성상 및 불순물을 분석한 결과 모든 실험조건에서 재생연료로써의 환경기준치를 만족하였고 재생유의 성상과 불순물의 함량을 미루어 보아 최적한 추출조건은 423K, 10 ㎫이었다. 또한 추출수율은 온도가 높을수록 압력에 크게 영향을 받으며 최대 85% 이상이었다. The regeneration of waste lubricating oil was carried out under the conditions of temperatures 383 K, 423 K and 473 K, and 8.0-16 ㎫ pressure range by using propane solvent at supercritical condition. The contents of impurities and heavy metals contaminated in the refined oils that were regenerated at all the experimental conditions were fully satisfied the environmental criteria when used as fuel. The extraction yield was up to about 85%, according to the increase of pressure, but the optimum condition was likely to be that of 423 K and 10 ㎫, considering the physical properties such as color and impurity contents in the refined oil.

Riedel 의 증기압식에 의한 편심계수의 상관

배효광 한국화학공학회 2000 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.38 No.3

열역학적 평형물성값과 수송물성값을 추산하는 경우 및 상태방정식에 주로 사용되는 편심계수가 Riedel의 증기압식을 사용하여 계산되는 방법을 제안하였다. Riedel 증기압식 중에 포함된 하나의 상수(D)와 임계점에서 Riedel 정수(α_c)경험적인 상관관계가 확립되었다. 이 계산방법에서는 각 물질의 비점과 임계값 만이 필요하다. 본 연구에서 제안된 방법으로 계산된 편심계수와 문헌값의 평균절대편차(AAD %)는 409종의 순수물질에 대하여 2.1% 이었으며 이 결과는 기존의 추산방법인 Edmister방법과 Lee-Kesler방법 보다 월등히 우수하였고 Antoine의 증기압식을 사용한 Chen등의 방법과 거의 동일한 결과를 나타내었다. The vapor pressure equation proposed by Riedel is used for the estimation of acentric factor, which is widely used in the correlation of thermodynamic and transport properties and in the equation of state. A correlation of the fourth parameter D in Riedel vapor pressure equation to Riedel parameter at critical temperature α_c is empirically developed. The new method requires only the vapor pressure at normal boiling temperature and critical temperature and pressure of each component. The average absolute deviation between the calculated and the observed acentric factor in literature is 2.1% for 409 compounds, This results compare with those of another methods, Edmister(3.6%), Lee-Kesler method(3.6%), and Chen et al. method(2.3%).

초임계 유체에 의한 폐윤활유의 재활용에 관한 기초연구

배효광,서정태 한국화학공학회 1996 NICE Vol.14 No.2

초임계 유체에 의한 Wool Grease 의 탈착에 미치는 Cosolvent 의 영향

배효광,구본식,서정태 한국화학공학회 1993 NICE Vol.11 No.3

초임계 상태의 이산화탄소에 의한 페놀과 그 염화물의 용해도 측정

배효광,전정호 한국화학공학회 1994 NICE Vol.12 No.1

초임계기체 상평형계산에 국소몰조성 모델의 응용

배효광 한국화학공학회 1990 NICE Vol.8 No.2

초임계 이산화탄소에 대한 분산염료의 용해도

배효광,허병기 한국화학공학회 1996 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.34 No.3

반유통형 평형추출장치를 사용하여 초임계 이산화탄소 중에 분산염료인 C.I.: Disperse Red 60과 Blue 79의 용해도를 333.2K, 392.2K, 423.2K의 일정한 온도와 15-29㎫의 압력범위에서 측정하였다. 위의 실험조건에서 분산염료는 몰분율로서 10^6-10^9 정도이며, 매우 작은 용해도를 나타내었다. 온도와 압력의 변화에 따른 용해도의 영향이 검토되었으며 동일한 밀도에서는 온도가 높아지면 용해도가 증가하였다. 이것은 염료의 승화압이 온도 상승에 따라 증가하기 때문으로 판단된다. 염료의 용해도를 임의의 조건에서 구하기 위하여 증강인자를 사용하였다. 증강인자의 대수값과 밀도는 거의 직선적인 관계로 표시되었다. The solubilities of disperse dyes in carbon dioxide were measured under the supercritical conditions of pressure range between 15 and 29 ㎫ and 333.2 K, 363.2 K, 393.2 K and 423.2 K using a supercritical extraction apparatus. The mole fractions of dyestuffs in carbon dioxide were 10^6-10^9. The solubility effect on temperature and pressure was discussed. The solubilities increased with rising temperature at constant density, because the sublimation pressure of dyestuff increased with temperature. The enhancement factors assuming the sublimation pressures of dyes were fixed to he 1Pa were correlated linearly with the density of carbon dioxide.

초임계 상태의 이산화탄소에 의한 페놀과 그 염화물의 용해도 측정

배효광,전정호 한국화학공학회 1993 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.31 No.6

유통형의 평형추출장치를 제작하고 초임계 상태의 이산화탄소중에 phenol과 그 염화물인 p-chlorophenol, 2,4-dichlorophenol, 2,6-dichlorophenol, 2,4,6-trichlorophenol의 용해도를 309.2 K, 318.2 K, 333.2 K의 일정온도와 8-20 ㎫의 압력범위에서 측정하였다. 용해도의 측정값과 Peng-Robinson의 상태방정식을 사용하여 얻은 추산값은 잘 일치하며 계의 온도가 용질의 용융점 근방 또는 약간 높은 온도에서도 용융액상에 대한 이산화탄소의 용해도를 무시한 기-고계 평형계산은 실험값을 잘 표현할 수 있었다. 상태방정식중의 용질의 a, b를 parameter로 취급하여 측정한 용해도를 가장 잘 표현하는 parameter를 구하였고 동일한 2성분계에서 얻은 a, b는 온도에 크게 영향받지 않았다. 용해도로부터 계산한 enhancement factor의 대수값과 유체의 밀도는 직선적인 관계로 표시될 수 있으며 그 관계는 온도에 약간의 영향을 받고 있음을 확인하였다. The solubilities of phenol, p-chlorophenol, 2,4-dichlorophenol, 2,6-dichlorophenol and 2,4,6-trichlorophenol in carbon dioxide were measured under the supercritical conditions of pressure range between 8 and 20 ㎫, and 309.2 K, 318.2 K and 333.2 K, using the flow-type apparatus that was newly manufactured. The solubilities were good agreement with the equilibrium data predicted by using Peng-Robinson equation of state, although temperature of system is close to/or a little higher than the melting point of solid. The parameters of a and b in the equation of state were obtained by regression method utilizing the experimental solubilities and they are little affected by the temperature for a binary system. The enhancement factor obtained from the solubility data was linearly related in semi-log plot, and the relations were affected by the temperature of a binary system.