2009년 대덕특구 특허패키지 판매기술서 - Daum

2009년 대덕특구

특허패키지 판매기술서

(기체 분리막 분야)

대덕연구개발특구지원본부

(주)테크노베이션파트너스

대덕특구 특허패키지 기술안내: 기체분리막 1

1. 패키지 개요

◦ 패키지 상 기술은 기체 분리막 제작기술로써 고분자를 이용한 복합

막,기체 분리막, 공사막,세라믹을 이용한 공사 무기막 지지체

제조기술 에탄올 흡착장치임.

이산화탄소,질소 분리뿐만 아니라 수소, 산소, 메탄 등의 기체를 선택

으로 흡수, 분리하는 우수한 선택 분리성과 투과성을 가지며, 내열성,

기계 특성이 우수 기술임.

최근 이슈가 되고 있는 이산화탄소 감문제와 에 지 고갈 문제와

련된 이산화탄소 분리 흡수, 수소의 선택 분리 에탄올 흡착건

조에 한 기술임.

◦ 패키지 상 기술은 기체 분리막(여과막)제품뿐만 아니라 석유화학 공

정,원유 천연가스 공정,재철 화력발 공정 등의 랜트 설

비 사업에 유용하게 사용가능함.

화력발 소의 이산화탄소 회수, 유 의 이산화탄소 회수, 천연가스로

부터의 황화수소, 이산화탄소 제거 등에 사용 가능함.

키징 명 상 특허명

체 분리막

기체분리용 불소계 폴리이미드 복합막 제조방법

중공사막 접촉기용 이산화탄소 흡수제

신규 폴리이미드와 이를 이용한 기체 분리막

분리막 접촉기용 비대칭 미세다공성 폴리비닐리덴 디플루오라이드 중공

사막 제조방법

다공성 세라믹 중공사 무기막 지지체 제조방법

마이크로파를 이용한 에탄올 흡착건조장치 및 운전방법

<표 1> 기체 분리막 련 특허패키징 상 기술


2. 기술의 우수성

◦ "기체분리용 불소계 폴리이미드 복합막 제조 방법" : 본 발명으로 제

작된 복합막은 이산화탄소와 질소 분리뿐만 아니라 다른 가스 즉 수소,

산소, 메탄의 분리에 있어서 기존의 균질막보다 우수한 선택 분리성과 투

과성을 가지며, 내열성, 기계 특성이 우수하며, 경제성도 뛰어나 상업

효과도 기 됨

기체 투과도는 이산화탄소(23~43 GPU), 질소(0.84~1.81 GPU), 수소

(46~73 GPU), 산소(4.85~6.52 GPU), 메탄(0.49~1.10 GPU) 등으로 기록됨

◦ " 공사막 기용 이산화탄소 흡수제" : 본 발명으로 제작된 이산화

탄소 흡수제는 트리알콜아민을 사용하여 공사막의 물리․화학 성질

을 안정화시켜 장시간 정상상태를 유지할 수 있게 하고, 소량의 모노알

콜아민을 추가하여 기존의 방법인 모노에탄올아민 수용액을 단독사용

하는 경우보다 이산화탄소 흡수율을 증가시킴

혼합기체로부터 이산화탄소를 흡수하고 탈거하는 이산화탄소 분리용

흡수탈거 혼성시스템을 특징으로 함

◦ "신규 폴리이미드와 이를 이용한 기체 분리막" : 본 발명에 의한 신규

폴리이미드는 우수한 기계 강도를 갖는 가용성의 폴리이미드로서 필름

화 공사화가 극히 용이하게 할 수 있는 이 이 있음

기체투과도가 매우 큰 폴리이미드 분자구조를 가지며, 높은 유리 이

온도와 분리특성 내열성을 가짐

본 발명의 신규 폴리이미드를 소재로 제조된 기체 분리막은 기체투과

도와 선택성과의 우수한 균형을 갖는 효과가 있음

투과능 선택투과성능 우수하며, 내열성 내약품성 우수하여 암모

니아 합성시의 수소 분리회수, 공기의 산소 질소의 분리 등에 사용

가능함.

◦ "분리막 기용 비 칭 미세다공성 폴리비닐덴 티 루오라이드

공사막 제조방법" : 본 발명에 의한 비 칭 미세다공성 PVDF 공사막


은 기공율이 70% 이상, 표면 스킨층 기공크기가 0.01 ∼ 0.05 ㎛인 공사

막으로 기체 흡수 탈용 기체공정 등에 용할 수 있는 고효율의 분

리성능을 가져올 수 있음

기공율이 높으면서 기공크기를 작게 유지할 수 있는 특징이 있음

◦ "다공성 세라믹 공사 무기막 지지체 제조방법" : 본 발명에 의한

다공성 세라믹 지지체가 용된 무기막은 체 단면 과 두께를 일

수 있으며, 세라믹 무기입자의 분산이 안정 으로 이루어져 체 인

충 도가 높고, 체 다공성 세라믹 무기막의 강도가 증가하며, 체

외경이 작으면서 기공도가 큰 분리막의 제조가 가능한 효과가 있음

기체 분리를 요하는 정제, 석유화학 천연가스 제조분야에 활용할

수 있음

◦ "마이크로 를 이용한 에탄올 흡착건조장치 운 방법" : 본 발명

에 의한 에탄올 흡착탈수 공정에 한 흡착제 재생시스템은 흡착제 재

생 시 마이크로 를 용하여 종래 기술보다 낮은 온도에서 가동되고,

마이크로 의 에 지가 흡착된 흡착물질의 운동성을 증가시켜 공정내의

에 지 소비량을 감소시킴

마이크로 를 용하면 약 200℃ 정도에서 비슷한 수 으로 흡착제를

재생할 수 있으며, 다시 흡착스텝을 용하기 한 온도로 냉각시키는

시간이 단축되므로 단 흡착제당 제품 생산성이 향상됨

2.2 창출 효과

◦ 최근 환경규제 강화에 따라 친환경 산업이 각 받고 있으며, 장기

으로 볼 때, 친환경 기업이 수익성이 높다고 단이 되는 바, 기체 분리

막을 통한 이산화탄소 분리 흡수, 수소의 선택 분리 에탄올 흡

착건조에 한 기술 분야는 거 한 시장을 창출될 것으로 상

◦ 환경과 에 지에 한 높은 심과 기술 신으로 분리막이 미래의 핵

심 소재로 주목 받고 있으며, 로벌 선도 기업들은 미래를 비하기

해 분리막 생산설비를 증설하거나 사업 역을 확장하고 있음


◦ 국내 기업들도 극 인 연구개발과 투자를 통해 분리막 시장에 해서

을 뜨고, 다양한 사업 기회 확보를 고려할 필요가 있음

3. 시장 황 망

3.1 국내 시장 황

◦ 기체 분리막 기술, 이산화탄소 회수 공정 체 에 지에 한 연구 지

원은 국가주도로 장기, 형 로젝트를 발굴하며 추진하고 있음

기후변화 약에 따른 온실가스 감축 기술과 새로운 에 지 시장에

한 선 을 해 체 에 지 기술에 많은 투자를 하고 있음

◦ 지난 20년 동안 기체분리용 막의 매는 연간 150만 달러의 성장을 보

이고 있으며, 기체 분리막은 주로 공기/질소, 메탄/이산화탄소, 수소/질

소, 수소/아르곤, 수소/메탄 분리 등에 주로 사용되고 있음

◦ 기체 분리막의 국내 시장의 경우, 2004년 79억원, 2005년 86억원, 2006

년 98억원의 시장을 상하고 있으며, 2007년 110억원, 2008년 122억원

으로 꾸 히 증가할 것으로 추정됨1)

◦ 앞으로 기체 분리막 시장은 매년 11% 이상의 성장이 있을 것으로 기

되며, 질소 분리막 시장의 경우 2020년까지 지속 으로 성장할 것이고,

이산화탄소 감을 한 이산화탄소 분리막 시장, 연료 지를 한 수

소 분리막 시장도 계속 성장될 것으로 기 됨

3.2 해외 시장 동향

◦ 기후변화는 세계 에 지 시장을 화석연료 심에서 청정에 지 기술

심으로 환시키고 있으며, 이는 곧 새로운 거 성장 동력 산업의

두를 의미함

1) 고기능성 분리막의 기술로드맵, 2005 (KISTI)


◦ 기체 분리막 시장은 2003년 4억 9,700만 달러로 체 분리막 시장 80억

5,000만 달러에 비해 약 6% 수 에 그치고 있었으나, 이산화탄소 배출

감문제, 에 지 고갈 등의 문제가 제기되면서 차 그 요성이 확

되어 2008년 세계 기체 분리막 시장은 8억 4,600만 달러의 시장이 형성

된 것으로 추산됨

◦ 기체 분리막 시장규모는 분리막 에 가장 작은 규모이나 기체 분리막

의 년 평균 복합성장률(CAGR)은 기타 분리막에 비해 4~7%가량 높은

수치이며, 시장규모의 성장속도가 가장 빠른 분야임. 세계 각 국의 기

환경규제가 강화됨에 따라 탄소배출 감 문제, 에 지 등의 문제에

한 그 요성이 더욱 확 되고 있으므로 향후 성장률은 더욱 증가할 것

으로 망됨

◦ 최근 가 른 유가상승과 교토 의정서에 따른 온실가스 감축을 한 선

진국들의 노력으로 바이오연료에 한 심이 증하고 있으며, 장기

측면에서 볼 때, 에 지 안보를 해 바이오연료를 한 연구개발에 정

부의 지속 인 확 가 기 되며, 에탄올 생산시장은 지속 인 성장이

가능한 분야로 단됨

3.3 용 분야 시장성

◦ 기체 분리막의 용 분야는 기체 분리막(여과기) 제춤뿐만 아니라 석유

화학 공정, 원유 천연가스 공정, 재철 화력발 공정 등의 랜트

설비 사업에 용됨

기체 분리막 시장은 지구온난화와 련하여 이산화탄소 배출 감문

제, 에 지 고갈문제 등이 제기되면서 차 그 요성이 확 되고 있

으므로, 기체 분리막 생산은 잠재 인 시장성이 인정됨

석유ㆍ화학 산업은 분리공정이 체의 60~80%를 차지하는데, 증류탑

에서 순도가 높은 물질을 분리하기 한 증류탑이 계속 높아지고 있

고, 그 만큼 에 지 소모가 많아지고 있어, 석유ㆍ화학 업체 다수

가 고효율 멤 인 도입을 검토


◦ 환경문제와 함께 석유나 천연가스 등 화석연료의 고갈문제가 날로 심각

해지고 있는 상황에서 에탄올 생산 시장은 지속 으로 성장할 것으

로 상

기후변화 등 환경문제에 한 심이 증가됨에 따라 기존의 화석연료

를 체할 바이오연료 개발 온실가스 감에 한 심이 증가함

◦ 기체 분리막 기술은 산업 분야에 정 효과를 가져올 수 있으

므로, 산업 기반을 보유하고 있는 국내 연구 개발력과 결함하여 활용

할 경우, 막 한 시 지 효과가 발휘될 수 있음


개별기술 상세설명

1. 기체분리용 불소계 폴리이미드 복합막 제조방법

가. 특허정보

특허(등록)번 10-0398059 등 록 일 2003. 09. 01

명 자　 상진, 이 복, , 소원욱,

동 , 상희 출 원 인 한국화학연구원

명의 내용

본 명 알코 에 녹 있고 언하이드라이드(6FDA) 화합 과 아

민 화합 의 이미다이 이션(imidization) 로부 합 한 불소계 폴리

이미드를 다공 지지체 에 침지법 로 코 하여 체 분리 능이 우 하고

경 인 폴리이미드 복합막 조하는 법에 한 것임

표청구항

다 화학식 1로 표시 는 6FDA , 다 화학식 2로 표시 는 아민

화합 이미다이 이션(imidization) 시 합 불소계 폴리이미

드를 알코 로 녹여 코 용액 조하고, 상 조 불소계 폴리이미

드 코 용액 폴리 폰, 폴리이써 폰 폴리아크릴로니트릴 에

택 다공 지지체 에 침지법 로 코 함 로써 복합막 조하

는 것 특징 로 하는 체 분리용 폴리이미드 복합막의 조 법

[화학식 1] [화학식 2]

상 화학식 2에 R

에 택 것이다

표 도

태 법 명


나. 기술 개요

◦ 본 발명은 알코올에 녹을 수 있고 디언하이드라이드 화합물과 디아민

화합물의 이미다이제이션(imidization) 반응으로부터 합성한 불소계 폴리

이미드를 다공성 지지체 에 침지법으로 코 하여 기체 분리성능이 우

수하고 경제 인 폴리이미드 복합막을 제조하는 방법에 한 것임

◦ 복합막은 다공성 지지체 에 다른 재질의 얇은 박막층을 도입하여 제

조되며 이는 균질막에 비해 우수한 선택도를 유지하면서 투과속도를 높

일 수 있는 장 을 지니고 있음. 이러한 복합막의 제조방법으로는 침지

법이 일반 으로 가장 많이 사용되고 있음

◦ 박막 재질로서 불소계 폴리이미드는 내열성과 기계 강도가 우수하여 기

체분리, 특히 이산화탄소 분리에서 좋은 투과도와 선택도를 나타내는 소

재로 알려져 있으나, 침지법으로 지지체 에 코 하는 경우 기존의 불소

계 폴리이미드를 녹이는 코 용매가 극히 제한 이라는 문제 이 있음

◦ 다공성 지지체로는 일반 으로 상업화 되어있는 폴리술폰, 폴리이써술폰,

폴리아크릴로니트릴 등이 사용되고 있음. 따라서 침지법으로 복합막을 제

조하기 해서는 상기 다공성 지지층이 코 용매에 견딜 수 있어야 함

◦ DMF, NMP, DMAc와 같은 유기용매는 경제 인 상기의 다공성 지지체를

녹일 수 있으므로 코 용매로 합하지 않으며, 다공성 지지층을 용해하

지 않는 알코올, 리콜에테르, 헥산 등을 코 용매로 활용해야 함

◦ 재까지 알려진 기체 분리막용 불소계 폴리이미드는 2,2비스(3,4안하이

드로카르복시페닐)헥사 루오로 로 (이하 "6.FDA"라 칭함)과 다양한 디

아민의 합성으로부터 제조되나, 이들 폴리이미드는 알코올이나 헥산,

리콜에테르 등에 용해되지 않는 문제 이 있음

◦ 본 발명은 상기 문제 을 해결하기 해 알코올에 용해될 수 있는 불소

계 폴리이미드를 제조하고 이를 폴리술폰 등의 다공성 지지체 에 침지

법으로 코 하며, 박막층의 결함을 보완하기 해 박막층 에 실리콘 폴


리머를 코 하여 분리성능이 우수하고 경제 인 복합막을 제조하고자 함

다. 기술의 우수성

◦ 본 발명에 따른 복합막은 알코올에 녹을 수 있는 불소계 폴리이미드를

다공성 지지체 에 침지법으로 코 하여 제조되는데, 이산화탄소와 질소

분리뿐만 아니라 다른 가스 즉 수소, 산소, 메탄의 분리에 있어서 기존의

균질막보다 우수한 선택 분리성과 투과성을 가지며, 내열성, 기계 특성

이 우수하고 특히 상용화되어 있는 폴리술폰과 같은 다공성 지지체를 사

용함으로써 경제성도 아주 뛰어나고 상업 효과도 크게 기 됨

◦ 일반 인 균질막의 기체투과도는 이산화탄소(1.04 GPU), 질소(0.13 GPU),

수소(3.46 GPU), 산소(0.31 GPU), 메탄(0.02 GPU) 등으로 기록되나, 복합막

의 경우 기체투과도는 이산화탄소(23~43 GPU), 질소(0.84~1.81 GPU), 수소

(46~73 GPU), 산소(4.85~6.52 GPU), 메탄(0.49~1.10 GPU) 등으로 기록됨

라. 용분야

◦ 본 발명은 기체 분리용 복합막의 제조방법에 한 것으로서, 기체 분리를

요하는 정제, 석유화학 천연가스 제조업 분야에 리 활용될 수 있음

마. 시장성






감문제, 에 지 고갈 등의 문제가 제기되면서 차 그 요성이 확

되어 2008년 세계 기체 분리막 시장은 8억 4,600만 달러의 시장이 형성

된 것으로 추산됨

◦ 기체 분리막의 국내 시장의 경우, 2004년 79억원, 2005년 86억원, 2006


년 98억원의 시장을 상하고 있으며, 2007년 110억원, 2008년 122억원

으로 꾸 히 증가할 것으로 추정됨2)


되며, 질소 분리막 시장의 경우 2020년까지 지속 으로 성장할 것이고,


소분리막 시장도 계속 성장될 것으로 기 됨

바. 기술 수요업체

◦ 본 기술은 불소계 폴리이미드 소재의 기체 분리막 제조방법에 한 것

으로서, 주요 기술이 상업체로는 정제 석유화학 업체, 천연가스

업체 등이 있음

◦ 본 기술과 련해서 해외업체로는 Air Product, Air Liquid, Praxair, MG,

Aquilo, Ube, MTR 등이 있음

사. 종합의견

◦ 본 발명은 폴리술폰, 폴리이써술폰, 폴리아크릴로니트릴 등 기존에 상업

화 된 다공성 지지체를 사용하여 그 에 알코올 용해용 불소계 폴리이

미드를 코 하여 복합막을 제조하는 방법에 한 것이므로 경제성을 고

려한 측면이 있고, 기존의 균질막보다 기체에 한 선택분리성 투과성

이 뛰어나 기체 분리막으로서 우수함

◦ 기체 분리막 시장은 지난 20년간 꾸 히 성장하고 있는 분야이며, 최근

이슈가 되고 있는 이산화탄소 감문제와 에 지 고갈 문제 등과 연계되

어 이산화탄소 분리막 는 연료 지용 수소분리막 시장이 성장할 것으

로 기 됨



2. 공사막 기용 이산화탄소 흡수제

가. 특허정보

특허(등록)번 10-0470959 등 록 일 2005. 01. 31

명 자 연 화, 국, 이 , 인, 이규 　 출 원 인 한국화학연구원

명의 내용

본 명 트리알콜아민과 모노알콜아민이 일 함량 를 이루고 있는

특 조 의 알콜아민 합 공사막 에 이산화탄소 흡

로 사용함 로써, 존의 리·화학 흡 에 하여 높 흡 속도

가스처리량 나타낼 뿐만 아니라 트리알콜아민 또는 모노알콜아민

각각 단독사용 하는 것에 해 이산화탄소 흡 격히 증가시키며,

또한 도가 큰 주흡 인 트리알콜아민에 의해 공사막의 리·화학

질 안 화시 장시간 상상태를 지시키는 효과를 나타내는

공사막 용 이산화탄소 흡 에 한 것임

표청구항트리알콜아민 5 ∼ 30 량% 모노알콜아민 1 ∼ 5 량% 함 알콜아

민 용액인 것임 특징 로 하는 공사막 용 이산화탄소 흡

표 도

태 질 명


나. 기술 개요

◦ 본 발명은 트리알콜아민과 모노알콜아민이 일정 함량비를 이루고 있는

특정 조성의 알콜아민 혼합물을 공사막 기에 이산화탄소 흡수제

로 사용함으로써, 기존의 물리·화학 흡수제에 비하여 높은 흡수속도와

가스처리량을 나타낼 뿐만 아니라 트리알콜아민 는 모노알콜아민을

각각 단독사용 하는 것에 비해 이산화탄소 흡수율을 격히 증가시키

며, 한 도가 큰 주흡수제인 트리알콜아민에 의해 공사막의 물리·

화학 성질을 안정화시켜 장시간 정상상태를 유지시키는 효과를 나타

내는 공사막 기용 이산화탄소 흡수제에 한 것임

◦ 최근 지구온난화와 련하여 온실가스가 문제되고 있고, 산업구조상 화

석연료를 주 에 지원으로 사용하고 있는 우리나라의 경우, 온실가스

이산화탄소가 87.7%를 차지하고 있어 이산화탄소를 효율 으로 분리

회수할 수 있는 분리공정의 기술개발이 필요한 실정임

◦ 지 까지 상용화 는 연구 개발되고 있는 이산화탄소의 분리방법은 심

냉법, 흡수법, 흡착법 막 분리법 등이 있으며, 그 에서 흡수탑을

이용한 흡수법이 선진국을 심으로 상용화 단계에 돌입한 기술임. 그

러나 흡수탑에 의한 흡수법은 액체의 범람이나 편류 상 등의 기술

단 과 장치의 비 화로 인해 최근 효율 기술의 도입이 요구됨

◦ 한 새로운 유형으로 막을 통한 흡수법이 연구되고 있으나, 소수성 고

분자 공사막은 기공의 구조가 다양하고 어떤 흡수제를 사용하느냐에

따라 막의 수명과 이산화탄소 분리효율 장기간의 안정된 조업에 상

당한 향을 미치므로 사용가능한 흡수제가 한정되어 있는 단 이 있음

◦ 최근 주목받고 있는 화학 흡수제로는 알코올아민계와 포타슘카보네이트

계의 흡수제가 있지만, 포타슘카보네이트계 흡수제는 결정석출로 인해

기공을 막아서 분리막의 성능을 감소시킬 우려가 있음. 반면에 알코올

아민계 흡수제는 결정 석출의 우려가 없고 이산화탄소와 반응성이 뛰어

나 기존의 이산화탄소 회수용 흡수탑 공정에서 표 인 화학흡수제로

사용되어 왔음


◦ 다만, 모노알코올아민계 흡수제(모노에탄올아민)는 10 량부 이상의 농

도에서 장시간 운 할 경우 PVDF 공사막과 화학 반응을 보이며

PP와 PVDF 두 공사막 모두에서 단시간 내에 젖음성(wetting) 상이

나타나는 단 이 있음

◦ 본 발명은 상기의 문제를 해결하기 해 소수성과 내화학성이 뛰어난

폴리 로필 (polypropylene, PP) 는 폴리비닐리덴 디 루오라이드

(polyvinylidene difluoride, PVDF) 공사막과 시키는 이산화탄소 흡

수제로서, 트리알코올아민과 모노알코올아민을 일정 함량비로 혼합한

알코올아민 혼합물을 사용하여 이산화탄소의 분리회수 효율성을 향상시

키고 오랜 조업시간 동안 공사막 기에서의 젖음성이 나타나지 않

도록 하 음


◦ 본 발명은 이산화탄소 흡수제의 성분 주흡수제로서 트리알콜아민을

사용하여 큰 도에 의해 공사막의 물리․화학 성질을 안정화시켜

장시간 정상상태를 유지할 수 있게 하고, 소량의 모노알콜아민을 추가

하여 기존의 방법인 모노에탄올아민 수용액을 단독사용 하는 경우보다

이산화탄소 흡수율을 증가시킴

◦ 한 혼합기체로부터 이산화탄소를 흡수하고 탈거하는 이산화탄소 분리

용 흡수탈거 혼성시스템을 특징으로 함. 흡착 모듈에서 이산화탄소를

흡수한 후, 당해 흡수제는 펌 를 이용하여 탈착모듈로 이동하고, 가열

에 의해 이산화탄소를 탈착한 다음, 흡수제는 다시 재생되는 시스템으

로 구성됨

라. 용분야

◦ 본 발명은 이산화탄소 흡수제에 한 발명으로서, 이산화탄소 분리를

요하는 분야에 활용 가능함. 특히, 천연가스에서의 이산화탄소 분리와

화력발 소에서 발생되는 고온의 이산화탄소 분리분야 등에 쓰일 수 있

음


마. 시장성

◦ 이산화탄소 분리와 련해서는 석유화학 분야에서 주로 이산화탄소/메

탄, 이산화탄소/탄화가스 등 석유화학 가스에서 이산화탄소를 분리하는

연구가 부분이었으며, 이산화탄소/질소 혼합가스 분리에 한 연구는

지구온난화 문제가 본격 으로 거론되기 시작하면서 최근에 이루어짐

◦ CCS(CO2 Capture and Storage) 기술에는 건식 흡수제 이용기술, 이산화탄

소 회수용 막분리 기술, 암모니아수를 이용한 이산화탄소 분리기술, 이

산화탄소 분리용 고효율 흡착제 분리기술, MOF와 메조탄소질을 이용한

이산화탄소 분리기술, 연료개질형 연소 탈소화 방법을 이용한 이산화

탄소 분리기술, 반응 진형 탄산칼륨 용액을 이용한 이산화탄소 회수기

술 등이 있는데, 재 이산화탄소 분리에 소요되는 비용이 높기 때문에

경제 인 기술개발이 시 한 시 임

◦ 본 발명은 이산화탄소 분리용 고효율 흡착제 분리기술과 련 있는 기

술로서, 새로운 CCS 기술로서 연구 개발되고 있으므로 앞으로 시장규

모가 차 커질 것으로 추정됨


◦ 본 기술은 이산화탄소 흡수제에 한 것으로서, 주요 기술이 상업체

로는 천연가스를 생산하는 업체 석유화학 업체, 화력발 소 등이 있음

◦ 본 기술과 련해서 주요 해외업체로는 Air Product, Air Liquid, Praxair,

MG, Aquilo, Ube, MTR 등이 있음

사. 종합의견

◦ 본 발명은 공사막의 물리․화학 성질을 안정화시키고, 이산화탄소의 흡

수율을 높이는 이산화탄소 흡수제에 한 기술로서, CCS 기술 이산화탄

소 분리용 고효율 흡착제 분리기술과 련되어 있음


◦ 최근 지구온난화와 련하여 일본정부는 세계 정상회의에서 2050년까지 온

실효과가스를 반감할 것을 공약하 으며, 발 도상국을 포함하여 세계 체

의 발생량을 반감하려면 선진국은 재의 70~80%를 삭감해야 하고, 일본이

70%를 삭감할 경우 약 9억 톤을 삭감해야 하며, 이 반은 이산화탄소를

회수 처리해야 함

◦ 앞으로 이산화탄소 회수처리 기술은 지구온난화 방지를 한 필수책이 되

었으므로, 이 분야의 시장에 한 성장 한 불가결하다고 보임. 따라서 이

산화탄소 분리를 한 본 기술의 용은 망이 있다고 보임


3. 신규 폴리이미드와 이를 이용한 기체 분리막

가. 특허정보

특허(등록)번 10-0351628 등 록 일 2002. 08. 23

명 자 최 , 택, , 이경미, 진 출 원 인 한국화학연구원

명의 내용다 화학식 1로 표시 는 신규 폴리이미드 이의 조 법, 그리고 신

규 폴리이미드를 이용하여 조 체 분리막에 한 것임

표 청구항

다 화학식 1 복단 로 갖는 폴리이미드.

화학식 1

상 화학식 1에 :

에 택 4가 이고,

에 택 고, 이 n 1 내지 3의 를 나타내고;

R2 R3 는 각각 탄소 1 내지 3의 알킬 또는 할로알킬 , 페닐 , 또

는 할로겐원자로 치환 페닐 를 나타내고;

중에서 선택된다

표 도 화학식 1과 동일

태 질 명 법 명


나. 기술 개요

◦ 본 발명은 신규 폴리이미드와 이를 이용한 기체 분리막에 한 것으로

서, 더욱 상세하게는 다음 화학식 1로 표시되는 신규 폴리이미드와 이

의 제조방법, 그리고 신규 폴리이미드를 이용하여 제조된 기체 분리막

에 한 것임

◦ <화학식 1>

◦ 고분자가 상업 인 기체 분리막으로 용되기 해서는 높은 기체 투과

도와 높은 분리특성 우수한 열 기계 성질이 요구됨

◦ 일반 인 기체 분리막 소재로서는 산 셀룰로우스계가 잘 알려져 있지

만, 산 셀룰로우스계 분리막은 내약품성, 내열성 등이 낮기 때문에 실

제로 사용하는데에는 많은 문제 이 두되고 있으며, 내열성을 향상

시킨 폴리설폰계 분리막 역시 고도로 요구되는 내약품성 투과 성능

면에서 만족스럽지 못함

◦ 이에, 기계 물성 내열성이 우수하면서도 기체 선택투과특성이 우

수한 폴리이미드를 소재로 하는 분리막의 연구개발이 행해지고 있음.

일반 으로 폴리이미드는 강한 쇄간 인력을 가지고 유리 이온도가 높

음에도 불구하고 그 분자 구조 특이성에 따라 높은 기체투과특성을

갖는 것으로 보고되어 있음

◦ 하지만, 지 까지 알려진 다수의 선행기술은 폴리이미드 분리막이 가

지고 있는 상반된 특성 즉, 기체 투과성과 투과선택성이 동시에 우수한

소재를 개발하는데는 한계가 있는 바, 기체투과성이 좋은 것은 선택성

이 낮고, 한 선택성이 비교 좋은 것은 그 투과성이 뒤떨어지는 문


제가 지 되어 왔음

◦ 본 발명은 상기 문제를 해결하기 해 보다 높은 투과성과 높은 선택성

을 동시에 갖는 새로운 구조의 폴리이미드 소재를 제조하고, 이를 사용

하여 기체분리막을 제조하 음


◦ 본 발명에 따른 신규 폴리이미드는 실용 으로 사용할 수 있는 우수한

기계강도를 갖는 가용성의 폴리이미드로서 필름화 공사화가 극히

용이하게 할 수 있는 이 이 있음

◦ 본 발명의 신규 폴리이미드는 주쇄에 부피가 큰 헥사 루오르이소 로

필리덴기를 가지며 모두 이미드의 질소원자의 오르소 치가 모두 메틸

기로 치환된 페닐 디아민으로 이루어져 기체투과도가 매우 큰 폴리이

미드의 분자구조를 가짐

◦ 한 고분자 주쇄의 반복단 에 이미드기가 일반 인 폴리이미드 보다

2배로 많아 고분자 주쇄를 강직하게 하여 높은 유리 이온도와 분리특

성 내열성을 가지게 됨

◦ 본 발명의 신규 폴리이미드를 소재로 사용하여 제조된 기체 분리막은

기체투과도와 선택성과의 우수한 균형을 갖는 효과가 있음

라. 용분야

◦ 본 발명의 기체 분리막은 혼합가스의 분리에 이용되며 특히 이산화탄

소, 산소의 투과성이 극히 높으며, 한 이들 기체와 질소, 메탄에 한

투과선택성이 우수하여 산소 부하막 혹은 이산화탄소의 선택 분리막

에 유용함

◦ 따라서 본 발명은 기체 분리를 요하는 정제, 석유화학 천연가스 제조

업 분야에 리 활용될 수 있음


마. 시장성






감문제, 에 지 고갈 등의 문제가 제기되면서 차 그 요성이 확 되어

2008년 세계 기체 분리막 시장은 8억 4,600만 달러의 시장이 형성된 것으

로 추산됨

◦ 기체 분리막의 국내 시장의 경우, 2004년 79억원, 2005년 86억원, 2006년

98억원의 시장을 상하고 있으며, 2007년 110억원, 2008년 122억원으로

꾸 히 증가할 것으로 추정됨3)

◦ 앞으로 기체 분리막 시장은 매년 11% 이상의 성장이 있을 것으로 기 되

며, 질소 분리막 시장의 경우 2020년까지 지속 인 성장이 될 것이며, 이

산화탄소 감을 한 이산화탄소 분리막 시장, 연료 지를 한 수소분리

막 시장도 계속 성장될 것으로 기 됨


◦ 본 기술은 신규 폴리이미드를 이용한 기체 분리막에 한 것으로서, 주요

기술이 상업체로는 정제 석유화학 업체, 천연가스 업체 등이 있음

◦ 본 기술과 련해서 해외업체로는 Air Product, Air Liquid, Praxair, MG,

Aquilo, Ube, MTR 등이 있음



사. 종합의견

◦ 본 발명은 기존의 폴리이미드 분리막의 문제 인 기체투과성과 투과선택

성간의 상반성을 해결하여 기체투과성과 투과선택성이 동시에 우수한 신

규 폴리이미드 소재를 제조하고, 이를 이용한 기체분리막을 제조함으로써

기체분리막으로서 요구되는 특성을 모두 강화시키고 있음

◦ 기체 분리막 시장은 지난 20년간 꾸 히 성장하고 있는 분야이며, 최근

이슈가 되고 있는 이산화탄소 감문제, 에 지 고갈 문제 등과 연계되어

이산화탄소 분리막 는 연료 지용 수소 분리막 시장이 성장할 것으로

기 됨


4. 분리막 기용 비 칭 미세다공성 폴리비닐리덴 디

루오라이드 공사막 제조방법

가. 특허정보

특허(등록)번 10-0447946 등 록 일 2004. 08. 31

명 자 이규 , 인 출 원 인 한국화학연구원

명의 내용

본 명 폴리 닐리덴 루 라이드(polyvinylidene difluoride, PVDF)에

특 공 , 공 장 억 용매가 일 량 함 사용액

조하는 단계, 상 사용액 상 이 공 이용하여 칭 미

다공 폴리 닐리덴 루 라이드 공사막 로 조하는 단계

상 공사막 열 처리한 후 에틸알코 에 침지시킨 후 건조시키는

단계로 이루어진 칭 미 다공 폴리 닐리덴 루 라이드 공

사막의 조 법에 한 것 로 , 종래에 해 매우 높 공 (표면

공 70% 이상)과 분리막 에 합한 표면 스킨 의 공 크

를 가 체 흡 탈용 체공 등에 분리막 로 도입할

경우 고효 의 분리 능 가지는 칭 미 다공 PVDF 공사막의

조 법에 한 것임

표청구항

칭 미 다공 폴리 닐리덴 루 라이드 공사막의 조 법

에 있어 ,

1) 폴리 닐리덴 루 라이드 9 ∼ 17 량%, 공 로 염화리

튬(LiCl) 0.1 ∼ 20 량%, 염화아연 에틸 라이콜 메틸에 르

에 택 공 장 억 0.1 ∼ 20 량% 용매 70 ∼ 90 량%

가 함 사용액 조하는 단계;

2) 상 1 단계의 사용액 상 이 공 이용하여 칭 미 다공

폴리 닐리덴 루 라이드 공사막 로 조하는 단계;

3) 상 2 단계의 폴리 닐리덴 루 라이드 공사막 열 처리하

고, 에틸알코 에 침지시킨 후 건조시키는 단계

로 이루어진 것 특징 로 하는 칭 미 다공 폴리 닐리덴

루 라이드 공사막의 조 법

표 도

태 법 명


나. 기술 개요

◦ 본 발명은 폴리비닐리덴 디 루오라이드(polyvinylidene difluoride, PVDF)

에 특정 기공 형성제, 기공성장 억제제 용매가 일정량 함유된 방사

용액을 제조하는 단계, 상기 방사용액을 상 이 공정을 이용하여 비

칭 미세다공성 폴리비닐리덴 디 루오라이드 공사막으로 제조하는 단

계 상기 공사막을 열수처리한 후 에틸알코올에 침지시킨 후 건조

시키는 단계로 이루어진 비 칭 미세다공성 폴리비닐리덴 디 루오라이

드 공사막의 제조방법에 한 것으로서, 종래에 비해 매우 높은 기공

율(표면 기공율 70% 이상)과 분리막 기에 합한 표면 스킨층의 기

공 크기를 가져 기체 흡수 탈용 기체공정 등에 분리막 기로

도입할 경우 고효율의 분리성능을 가지는 비 칭 미세다공성 PVDF

공사막의 제조방법에 한 것임

◦ 최근 들어 기체 흡수 탈용 기체공정 등에 공사막 기의 용

이 증가하고 있는데, 이는 단 부피당 큰 유효면 으로 인해 기존의 분

리공정들에 비해 물질 달 속도가 매우 빠르다는 에 기인하고 있음

◦ 공사막이 기에 용되기 해서는 투과도와 임계압이 높아야 하

며, 공사막이 높은 투과도를 갖기 해서는 막 항을 최소화할 수

있는 막 두께와 높은 표면 기공율이 필연 이라 할 수 있음. 한 공

사막이 높은 젖음압을 갖기 해서는 소수성이 우수하고 표면 스킨층의

기공크기는 0.01 ∼ 0.05 ㎛정도가 합한 것으로 알려져 있음

◦ 이러한 공사막으로 재 사용되고 있는 것은 폴리테트라 루오로에틸

(polytetra fluoroethylene, PTFE)과 폴리 로필 (polypropylene, PP) 공

사막 등을 들 수 있음. PTFE와 PP막은 칭성 분리막으로서 소수성과

화학 내구성이 우수하다는 장 을 갖고 있으나, 비 칭성 분리막에

비해 투과물질에 한 막 항이 크므로 투과도를 감소시키는 단 을

갖고 있음

◦ 이에 재 PTFE나 PP막과 같이 소수성과 화학 내구성이 우수하면서

도 비 칭성 분리막을 제조하고자 하는 노력이 계속되어지고 있음


◦ 비 칭성 분리막은 분리효율을 좌우하는 치 한 미세공으로 이루어진

표면 스킨층과 보다 큰 기공으로 이루어져 기계 강도를 유지시키는

하부 지지층으로 이루어진 분리막으로 우수한 기계 강도와 함께 높은

투과도와 선택도를 기 할 수 있음

◦ 이러한 비 칭성 분리막으로 상 이 공정에 의해 제조 가능한 폴리비닐

리덴 디 루오라이드(polyvinylidene fluoride, PVDF)막에 한 연구가 활

발하게 진행되어지고 있으며, 비 칭 다공성 PVDF막 제조에서 먼 고

려해야 할 변수로는 용매, 응고제 기공 형성제를 들 수 있음

◦ 용매 응고제는 일반 으로 사용하는 물질이 정해져 있으나, 기공형

성제에 합하기 해서는 PVDF의 용매와 비용매에 모두 용해가 잘되

는 물질이어야 하며 한 원하는 기공크기와 기공율을 얻기에 용이한

물질이어야 함

◦ 종래에는 기공형성제로서 일반 으로 염화리튬(Lithium chloride, LiCl),

폴리비닐피롤리돈(polyvinylpyrrolidone, PVP), 는 폴리에틸 리콜

(polyethylene glycol, PEG) 등을 이용한 가 많음. 그러나 1) 기공형성

제인 염화리튬의 함유량이 증가함에 따라 제조된 분리막의 기공율은 증

가하나 이와 함께 기공크기 역시 증가하여 선택도가 감소하 고, 2) 폴

리비닐 로필 (PVP)이나 폴리에틸 라이콜(PEG)과 같은 친수성 고분

자를 기공형성제로 사용할 경우 제조된 PVDF 공사막의 내에 이와 같

은 친수성 고분자가 잔존해 있을 가능성이 크고 따라서 PVDF가 갖고

있는 소수성을 감소시킬 우려가 있음

◦ 본 발명은 상기 문제 을 해결하기 해 PVDF에 특정 기공 형성제 이

외에 기공성장 억제제 용매를 일정량 함유한 방사용액을 제조하고,

방사용액을 상 이 공정을 이용하여 미세다공성 PVDF 공사막으로 제

조하며, 상기 공사막을 열수처리한 후 에틸알코올에 침지시키신 후

건조시킴으로써 비 칭 미세다공성 PVDF 공사막을 제조하 음



◦ 본 발명에 의한 비 칭 미세다공성 PVDF 공사막은 기공율이 70% 이상,

표면 스킨층 기공크기가 0.01 ∼ 0.05 ㎛인 공사막으로 기체 흡수 탈

용 기체공정 등에 용할 수 있는 고효율의 분리성능을 가져올 수 있음

◦ 기존의 시 되는 공사막은 기공율이 높으면 기공크기가 커지거나, 기

공크기가 작으면 기공율이 낮아지는 경우가 부분이므로 본 발명에 의

한 공사막은 기공율이 높으면서 기공크기를 작게 유지할 수 있는 특

징이 있음

라. 용분야

◦ 본 발명은 비 칭 미세다공성 PVDF 공사막의 제조방법에 한 것으로

서, 기체 흡수 탈용 기체공정 등에 활용될 수 있음

마. 시장성








로 추산됨







되며, 질소 분리막 시장의 경우 2020년까지 지속 인 성장이 될 것이며,




◦ 본 기술은 비 칭 미세다공성 PVDF 공사막의 제조방법에 한 것으로

서, 기체 분리를 요하는 정제, 석유화학 천연가스 생산업체 등이 주요

기술이 상업체에 해당함



사. 종합의견

◦ 최근에는 기체분리 탈용 기체공정에 공사막 기의 용이 증

가하는데, 이에 합한 공사막의 요건으로 높은 기공율과 작은 기공

크기가 요구되며, 기존의 시 되는 공사막은 2가지 요건을 동시에 만

족하는 제품이 없음

◦ 본 발명에 의해 제조된 비 칭 미세다공성 PVDF 공사막은 70% 이상

의 높은 기공율과 0.01 ∼ 0.05 ㎛의 작은 기공크기를 유지하고 있어 기체

에 한 높은 효율의 분리성능을 지님

◦ 기체 분리막 시장은 지구온난화와 련하여 이산화탄소 배출 감문제,

에 지 고갈문제 등이 제기되면서 차 그 요성이 확 되고 있으며,

앞으로 수소에 지 시 가 도래하면서 수소분리막 시장도 성장해갈 것

으로 기 되는 바, 본 발명을 이용한 막분리 생산은 잠재 인 시장성이

인정됨


5. 다공성 세라믹 공사 무기막 지지체 제조방법

가. 특허정보

특허(등록)번 10-0508692 등 록 일 2005. 08. 08

명 자 이규 , 인철, 이 출 원 인 한국화학연구원

명의 내용

본 명 인더로 고분자를 라믹 우더, 극 용매의 합 , 첨

가 등과 합하여 녹인 다 노즐로 분사하고 용매를 거한 후 상

환법에 의해 공사 구체를 조하고 이를 소결함 로써 단면에는 결

이 보이지 않고 강도가 우 한 다공 라믹 공사 막 지지체

의 조 법에 한 것임

표청구항

라믹 입자 인더를 사용하여 다공 공사 막 지지

체를 조하는 법에 있어 ,

1) 극 용매에 상 라믹 입자 인더를 첨가한 용액

에, 실리콘계 분산 실리콘계 소포 를 첨가하여 라믹 고분자 용

액 조하는 단계;

2) 상 라믹 고분자 용액 (水) 고욕 로 분사시 공사 구체

를 조하는 단계;

3) 상 조 공사 구체를 알코 에 담지시킨 다 , 탄화시 고

분자를 거하고, 1300 ∼ 1400 ℃에 소결하여 다공 라믹 공사

막 지지체를 조하는 단계

를 포함하는 것 특징 로 하는 다공 라믹 공사 막 지지체

의 조 법

표 도 없

태 법 명


나. 기술 개요

◦ 본 발명은 다공성 세라믹 공사 무기막 지지체의 제조방법에 한 것

으로서, 더욱 상세하게는 바인더로서 고분자를 세라믹 우더, 극성용매

의 혼합물, 첨가제 등과 혼합하여 녹인 다음 노즐로 분사하고 용매를

제거한 후 상 환법에 의해 공사 구체를 제조하고 이를 소결함으로

써 단면에는 결 이 보이지 않고 강도가 우수한 다공성 세라믹 공사

무기막 지지체의 제조방법에 한 것임

◦ 일반 으로, 무기막은 알루미나 우더를 소결함으로써 정 여과 수 의

기공을 갖는 지지체로 사용이 되며 지지체 에 졸을 코 해 기공을

여나감으로서 다용도로 사용되는데, 이러한 무기막은 고분자막으로는 처

리할 수 없는 조건(고온, 용매함유)에서 유용하게 사용이 될 수 있으며

정 여과, 한외여과, 나노여과 역삼투막 등으로 사용이 가능함

◦ 상기한 무기막은 지지체의 성능이 매우 요하며, 무기막 지지체는 일

반 으로 익스트루더(extruder)에 의하여 제조되는데, 그 생산속도가 매

우 느리고 생산되는 무기막 지지체의 두께가 매우 두껍고 체 직경이

크므로 막면 을 높이는 데 어려움이 따름

◦ 상 환법에 의해서 공사 무기막을 제조한 공지기술로는 미국특허 제

4,175,153 호가 있으며, 이는 성능이 좋으나, 첨가제를 사용하지 않아서

체 단면에 마크로보이드(macrovoid)가 형성되어 강도 측면에서 문제가

될 수 있으며 우더의 분산제를 사용하지 않아서 분산되지 않은 무기

우더 때문에 체 인 충 도가 떨어지는 문제 이 있었음

◦ 종래 기술은 수용성 고분자를 이용한 익스트루더법에 의해서 무기막 지

지체가 제조되어 오고 있으나, 상기 수용성 고분자를 이용하여 익스트

루더법에 의하여 무기막 지지체를 제조하는 방법으로는 제조된 무기막

지지체의 체 단면 을 이기가 매우 어려우며, 두께를 이기도 어

려워 지지체 성능을 높이는 데 많은 어려움이 따름

◦ 본 발명은 상기의 문제 을 해결하기 해 상 환법에 의하여 쉽게


공사 구체를 제조하되 물 는 알코올 유기용매 수용액을 응고욕

으로 사용함으로써, 세라믹 무기입자의 안정 인 분산을 이루어 체

인 충 도를 높이고 있음. 한 극성용매의 혼합용액을 사용한 고분

자 용액 내에 첨가제를 사용하여 마크로보이드(macrovoid)를 제거하여

체 강도를 증가시킬 수 있을 뿐 아니라, 제조된 무기막 지지체의 단

면과 두께를 크게 일 수 있는 방법을 개발하 음


◦ 본 발명에 따른 다공성 세라믹 지지체가 용된 무기막은 체 단면

과 두께를 일 수 있으며, 세라믹 무기입자의 분산이 안정 으로 이루

어져 체 인 충 도가 높고, 체 다공성 세라믹 무기막의 강도가

증가하며, 체 외경이 작으면서 기공도가 큰 분리막의 제조가 가능한

효과가 있음

라. 용분야

◦ 본 발명은 다공성 세라믹 공사 무기막 지지체 제조방법에 한 것으

로서, 기체 분리막의 다공성 지지체로 사용될 수 있는 바, 기체 분리를

요하는 정제, 석유화학 천연가스 제조분야에 활용할 수 있음

마. 시장성








로 추산됨






되며, 질소 분리막 시장의 경우 2020년까지 지속 인 성장이 될 것이며,




◦ 본 기술은 다공성 세라믹 공사 무기막 지지체 제조방법에 한 것으

로서, 기체 분리를 요하는 정제, 석유화학 천연가스 생산업체 등이 주

요 기술이 상업체에 해당함



사. 종합의견

◦ 종래 기술은 수용성 고분자를 이용한 익스트루더법에 의해서 무기막 지

지체가 제조되어 오고 있으나, 상기 수용성 고분자를 이용하여 익스트

루더법에 의하여 무기막 지지체를 제조하는 방법으로는 제조된 무기막

지지체의 체 단면 을 이기가 매우 어려우며, 두께를 이기도 어

려워 지지체 성능을 높이는 데 많은 어려움이 따르고 있음. 이에 본 발

명에 의한 무기막 지지체는 체 단면 과 두께를 일 수 있으며, 세

라믹 무기입자의 분산이 안정 으로 이루어져 체 인 충 도가 높

고, 체 다공성 세라믹 무기막의 강도가 증가하며, 체 외경이 작으면

서 기공도가 큰 분리막의 제조가 가능한 효과가 있음

◦ 분리막을 통한 기체분리가 량 으로 이루어지기 해서는 높은 압력

과 온도에서 내성을 가지는 다공성 무기막이 요구되는 바, 본 발명을

정제, 석유화학 천연가스 제조공정에 활용한다면, 효율성을 향상시킬



것으로 기 됨

◦ 앞으로 기체 분리막 시장은 계속 인 성장이 기 되고, 특히 이산화탄

소 배출 감문제, 에 지 고갈 문제 등과 연계되어 이산화탄소 수

소 분리막 시장이 성장 할 것으로 상되는 바, 련 상업체는 분

리막 시장에 해 주시할 필요가 있음


6. 마이크로 를 이용한 에탄올 흡착건조장치 운 방법

가. 특허정보

특허(등록)번 10-0415803 등 록 일 2004. 01. 07

명 자 종 , 조 행, 종남, 양 일, 범희태 출 원 인한국에 지

연구원

명의 내용

본 명 연속식 에탄 건조용 흡착공 에 흡착 재생시 마이크로

를 용하여 종래의 도가열식 재생에 하여 낮 도에 그리고

빠른 시간 내에 재생이 가능하여 에 지를 효 로 이용하고 단

흡착 당 품 생산 향상시키는 장치 그 운 법에 한 것임

표청구항

에탄 장조로부 이송한 에탄 화시 흡착탑 통과시키면

흡착 고 고 도의 에탄 장조에 축시키는 에탄 흡착

장치에 있어 , 마이크로 생장치(1)로부 생 마이크로 를 이

송하는 마이크로 도 (2)과 스 칭 도 (3)이 흡착탑의 외면에 구

도 (4)과 연결 어 마이크로 가 흡착탑에 도 도록 구 과

동시에, 흡착탑의 흡착 진공 로 용이하게 탈착시키 한 진공펌

(22)가 구 고, 공 압에 의하여 구동 는 스 칭 도 (3)이 좌, 우

흡착탑에 로 마이크로 를 도 하면 흡착 탈착시키는 것

특징 로 하는 마이크로 를 이용한 에탄 흡착건조장치

표 도

태 질 명 법 명


나. 기술 개요

◦ 본 발명은 연속식 에탄올 건조용 흡착공정에서 흡착제의 재생시 마이크

로 를 용하여 종래의 온도가열식 재생에 비하여 낮은 온도에서 그리

고 빠른 시간 내에 흡착제의 재생이 가능하도록 하여 에 지를 효율

으로 이용하고 단 흡착제당 제품 생산성을 향상시키는 장치와 그 운

방법에 한 것임

◦ 물과 같은 극자 모멘트를 가진 분자는 보통 제올라이트와 같은 친수

성 흡착제에 강하게 흡착되고, 마이크로 의 조사에 의하여 쉽게 가열

되거나 운동성이 증가됨

◦ 극성분자가 흡착된 흡착제를 재생할 때 마이크로 를 용하면 마이크

로 에 상 으로 덜 민감한 흡착제를 가열하는데 소비되는 에 지를

감소시키고, 흡착물질을 직 가열하거나 운동성을 증가시키는데 에

지를 집 소비하여 가열탈착 공정과 비교할 때 낮은 온도에서 흡착제의

재생이 가능함

◦ 에탄올 흡착탈수 공정에 한 종래의 특허로는 분자가 흡착할 때 발생

하는 흡착열을 탈착스텝에서 효율 으로 이용하는 방법(US 4,373,935),

탈착시 생산된 에탄올을 가열하여 흘려주는 방법(US 4,407,662), 탈착시

고압의 이산화탄소를 흘려주는 방법(US 4,273,621), 탈착시 가열된 에탄

올 증기와 이산화탄소를 동시에 흘려주는 방법(KR 100220576) 등이 있

으나 본 발명과는 기술 구성이 다른 것 들로서, 본 발명과 같이 탈착

시 마이크로 를 용한 경우는 없음

◦ 본 발명은 상기의 종래 기술들과 달리 흡착제 재생시 마이크로 를 용

하여 상 으로 낮은 온도에서 운 가능한 장치 방법을 개발하 음


◦ 에탄올 흡착탈수 공정에 한 종래의 흡착제 재생시스템은 고온의 증기

를 공 하거나 직 가열하여 흡착제를 재생하는 방법이었으나, 본 발


명과 같이 흡착제 재생시 마이크로 를 용하면 종래 기술보다 낮은

온도에서 가동되고 마이크로 의 에 지가 흡착제를 가열하는데 소비되

지 않고, 흡착된 흡착물질의 운동성을 증가시키는데 집 되므로 공정내

의 에 지 소비량이 감소됨

◦ 한 종래의 방법은 300℃이상의 가열공정이 필요하나, 마이크로 를

용하면 약 200℃ 정도에서 비슷한 수 으로 흡착제를 재생할 수 있어

다시 흡착스텝을 용하기 한 온도로 냉각시키는 시간이 단축되므로

단 흡착제당 제품 생산성이 향상됨

라. 용분야

◦ 본 발명은 마이크로 를 이용한 에탄올 흡착건조장치 운 방법에

한 것으로서, 에탄올 생산 공정에 활용할 수 있음

마. 시장성


진국들의 노력으로 바이오연료에 한 심이 증하고 있음. 2000년에

서 2005년 사이 바이오에탄올 바이오디젤 생산량의 연평균 증가율은

각각 19%와 60%로 나타나 바이오연료에 한 높은 심을 반 함

◦ 기후변화 등 환경문제에 한 심이 증가됨에 따라 기존의 화석연료를

체할 바이오연료 개발 온실가스 감에 한 심이 증가하고, 원

유가격 오름세가 계속 이어질 경우, 바이오연료의 경제성 문제도 해결

될 것으로 상됨

◦ 바이오에탄올의 경우, 미국/ 라질/EU 순으로 생산량이 많으며, 우리나

라의 경우 기후 여건 농지의 소함으로 인해 바이오연료 확 에

있어 많은 제약을 가지고 있으나, 장기 측면에서 볼 때, 에 지 안보

를 해 바이오연료를 한 연구개발에 정부의 지속 인 확 가 기 됨

◦ 따라서 에탄올 생산시장은 지속 인 성장이 가능한 분야로 단됨



◦ 본 기술은 에탄올 흡착건조장치 운 방법에 한 것으로, 에탄올 생산

업체 등이 주요 기술이 상 업체에 해당함

사. 종합의견

◦ 본 발명은 연속식 에탄올 건조용 흡착공정에서 흡착제의 재생 시 마이

크로 를 용하여 종래의 온도 가열식 재생에 비하여 낮은 온도에서

그리고 빠른 시간 내에 흡착제의 재생이 가능하도록 하여 에 지를 효

율 으로 이용하고 단 흡착제당 제품 생산성을 향상시키고 있음


진국들의 노력으로 바이오연료에 한 심이 증하고 있으며, 바이오

연료는 크게 바이오디젤과 바이오에탄올로 분류할 수 있음

◦ 바이오에탄올은 차세 청정연료로서 2000년에 비해 2007년 생산량이 2

배 이상 증가할 정도로 생산시장이 커지고 있는 바, 에탄올 생산 공정

에서 본 발명을 활용한다면 제품 생산성을 향상시킬 수 있음


기체분리막 분야 후보기술 리스트

NO. 특허명 등록번 출원인(보 )

1암모니아 를 이용한 합가스에 이산화탄소 회

법 장치10-0703999

한국에 지

연구원

2 칭 체분리용 고분자 공사막의 량 조 법 10-0644366 한국화학연구원

3 분 열분해법에 의한 체 분리용 라믹

막의 조 법10-0648520 한국화학연구원

4 체 증 상의 화합 분리용 공사 복합막 10-0693361 한국화학연구원

5 증 택 과 복합막과 이의 조 법 10-0528722 한국화학연구원

6 매 코 다공 펠 이용한 매연여과 장치 10-0582124 한국 계연구원

7 체분리용 이 액 고 화 액막의 조 법 10-0531129 한국화학연구원

8체 분자체 특 가지는 다공 복합막과 이의

조 법10-0454089 한국화학연구원

9폴리 닐리덴 루 라이드 공사막 를 이

용한 이산화탄소의 분리 법10-0424863 한국화학연구원

10 합 분리회 용 하이 리드 분리막과

이의 조 법10-0413592 한국화학연구원

11압 변동식 칭 2탑식 흡착회 그 운

법10-0349515

한국에 지

연구원

12매가 코 충 충진 튜

질(VOC)처리(태양) 화학 장치 법10-0324541

한국에 지

연구원

13 고 도 이소부탄의 흡착분리 장치 공 10-0228238한국에 지

연구원

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2009년 대덕특구 특허패키지 판매기술서 - Daum