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Patent_특허정보의 모든것 (기본과 활용)

특허정보의 기본과 활용김 시 열지식과 정보가 21세기 세계경제 패러다임21세기 세계 경제의 패러다임은 지식과 정보가 부의 원천인 방향으로 바뀌고 있습니다. 토지, 자본 등 유형 자산보다 기술력, 브랜드, 디자인 등 무형의 지식재산이 경쟁력의 핵심요소로 떠오르고 있습니다. 이에 따라 미국, 일본 등 선진국들은 지식재산 정책을 국가의 중요정책으로 삼아 국가경쟁력을 높이기 위해 총력을 기울이고 있는 실정입니다.미국은 1980년 특허중시(Pro-patent) 정책으로 전환했고, 최근에는 국내외 지재권 환경에 대응하기 위한 ‘21세기 전략계획’을 수립했습니다. 일본은 ‘지식재산입국’을 국가목표로 세워 ‘지식재산기본법’을 만들고, 이를 위해 총리를 위원장으로 하는 ‘지식재산전략본부’를 설치했습니다.지식 재산권의 중요성특허정보는 연구개발에 빼놓을 수 없는 기본정보인 셈입니다. 특허는 지식기반사회에서 지식의 효율적 창출과 활용은 국가와 기업의 경쟁력을 결정짓는 핵심 요인이 되고 있으며, 세계 각국은 R&D 투자를 확대하고, 사업화 성공률을 높이기 위한 노력을 하고 있습니다. 우리나라가 세계시장에서 살아남으려면 끊임없는 기술혁신을 통해 보다 많은 핵심원천기술을 확보해야 합니다. 이러한 핵심 원천기술을 확보하는 첫 걸음은 바로 능숙한 특허정보 활용에서부터 시작될 것입니다.특허정보 연구개발에 활용하면 기간 단축, 비용도 절감우리 정부도 국가기술의 혁신역량을 높이고, 연구개발에 대한 지원을 늘리기 위해 노력하고 있습니다. 특허청이 추진하고 있는 ‘특허정보 활용을 통한 연구개발의 효율성 제고’ 정책도 이 중 하나입니다. 현재 전 세계에서 매년 100만 여건의 새로운 특허가 공개되고 있으며, 특허정보는 새로운 과학기술의 80%이상을 포함하고 있는 신기술 지식의 보고입니다. 또 한국전산원 조사에 따르면 연구개발에 특허정보를 활용함으로써 연구개발 기간을 21.2% 단축할 수 있고, 연구개발 비용도 11.2% 절감시킬 수 있으며 더 나아가 연구기술이 실용화가 된다면 본인의 삶의 질이 윤택하여 질 수도 있습니다.특허정보의 기본본격적으로 특허에 관한 기본적인 설명을 하도록 하겠습니다. 특허의 종류는 두 가지로 구분 하고 있습니다. 특허는 기본적으로 출원의 단계와 등록의 두 가지 분류로 나누어지는데 처음 특허의 출원서와 명세서를 작성하여 특허청의 심사를 거치게 되면 공개특허로 1년 6개월간 기술공개가 이루어지게 됩니다. 이 기간동안 아무 문제가 없으면 특허권이 부여되며 등록특허가 됩니다.그렇다면 paper 처럼 우리가 눈으로 보게 되는 특허는 어떠한 양식으로 구성이 되어 있는지 설명을 하겠습니다. 우선, 특허공보의 명세서 구성도에 대한 간략한 안내를 하겠습니다. [그림1]에 기본구조는 발명의 상세한 설명과 특허 청구범위로 나누어집니다. 발명의 상세한 설명은 제 3자에게 과학기술 연구정보를 자세히 설명하는 기능을 하며, 발명의 상세한 설명은 세 부분으로 구성되어 있습니다. 즉 발명의 목적, 발명의 구성, 발명의 효과로 구성되어 있습니다.‘발명의 목적’과 관련해서 특허법은 연구성과의 기술분야, 종래의 연구성과, 해결해야할 문제점을 기술하도록 하였습니다. 이 같은 형식은 특허정보가 기술동향을 파악하기 위한 review 문헌의 기능을 충실히 가지고 있음을 말해줍니다. 특히 ‘그 분야의 종래기술’부분에서는 관련 문헌들을 기재하도록 하고 있어서, 연구성과와 관련된 연구자즐이나, 근원이 되는 연구들을 추정하는데 유용합니다.‘발명의 구성’과 관련해서는 기술적 수단, 기능, 실시예를 적도록 하고 있습니다. 이중에서 특히 실시예의 경우는 구체적인 구성, 재료, 공정, 수치 등이 기재되어 용이하게 실시할 수 있도록 하고 있습니다. 미국의 경우 특히 가장 효과가 높은 실시예를 기재하도록 하고 있습니다. 따라서 특허정보를 통해 특정한 실험기법을 알 수 있다고 하겠습니다.‘발명의 효과’란 요소가 있다는 것은 학술논문과 특허정보의 차이점을 명확히 나타낸다고 하겠습니다. 특허법의 궁극적인 목적은 새로운 기술이 산업계에서 활용되어 경재발전에 이바지하는 것이기 때문에, 기술의 산업적 응용에 커다란 관심을 가지고 있으며 이것이 특허를 부여하는 요건 중의 하나입니다. 예컨데, 과학기술자가 심장에서 피가 흐르는 메커니즘을 규명했다고 하면 학술지에는 등재가 가능하겠지만, 그 산업적 활용을 생각해 내지 못한다면 특허는 받지 못하게 됩니다. 이것이 연구자들에게 시사하는 바는 자신의 연구 성과가 어디에 응용될 수 있는지 아이디어를 얻기 위한 매우 쓸모있는 정보원이 바로 특허 명세서라는 것입니다.특허청구범위는 연구결과 중 법적으로 보호받고 싶은 사항을 기술하여 권리의 범위를 정하는 법적 기준이 됩니다. 또한 발명의 상세한 설명에 의해 뒷받침 되어야 하기 때문에, 기술공개의 한도내에서 권리 범위가 정해진다.청구항에 기재된 사항에 의해 기술적 보호범위가 정해지게 됩니다. 따라서 연구자가 수행하고 있는 해당 기술에 대한 내용이 특허정보의 청구항에 기재되어 있다면 그 특허를 출원한자가 이미 특허권으로 보호 받고 있음에 유의해야 할 것입니다.보호가 미치는 국가 범위는 일단 공보가 발행된 출원국에 한정 됩니다. 다만 국제특허출원(PCT)을 한 경우 협약 가입국엣 특허권을 획득할 가능성이 있음에 유의하여야 하며 유럽특허청에서 발간된 유럽특허의 경우 지정국에서 특허권의 효력이 발생됩니다.권리기간은 등록일자로부터 발효해서 출원일로부터 대체로 20년에 만료됩니다. 등록일자는 권리가 시작되는 날짜를 출원일자는 권리가 끝나는 날짜를 간접적으로 보여주는 정보입니다. : 발명자, 출원인, 특허권자, 대리인, 심사관,출원번호, 공개번호, 등록번호, 우선권주장번호출원일자, 공개일자, 공고일자, 등록일자, 우선권주장일국제특허분류(도면의 간단한 설명)발명의 상세한 설명발명의 목적발명이 속하는 기술분야그 분야의 종래기술발명이 이루고자 하는 기술적 과제발명의 구성과제 해결을 위한 기술적 수단기능 및 작용실시예발명의 효과특허 청구 범위청구항1(도면)[그림1] 한국 특허공보의 주요 구성특허의 검색방법온라인 특허정보 무료 검색 서비스 (kipris.or.kr)나 유료 검색 서비스 (search.wips.co.kr)가 보편적으로 사용되고 있으며, 현재 KIST에서 사용하고 있는 모든 IP 에서는 무료로 이용이 가능합니다. 특허의 검색방법은 매우 다양합니다. 발명의 명칭, 요약, 청구항, 색인어, IPC 분류, 발명자/고안자, 지정국, 출원번호, 공개번호, 공고번호, 출원일자, 등록번호, 공개일자, 공고일자 등 거의 모든 정보를 가지고 검색을 할 수 있습니다. 본인이 알고있는 특허를 검색하려면 위의 다양한 검색방법을 사용하여 검색을 하면 되지만 알고 있지 않은 특허 예를들어 특허조사를 한다면 위의 다양한 검색 방법으로도 대량의 특허가 검색됨으로 쉽게 검색할 수 없을 것입니다. 그러므로 본 신오리에서는 특허조사에 유용한 검색식 (키워드를 이용한 조사) 이라는 것과, IPC 분류 (국제특허분류)를 설명하겠습니다.검색식 (키워드를 이용한 조사)키워드란 문장이나 문단에서 핵심이 되는 단어 또는 어구를 말한다. 즉 그 문단이나 문장을 가장 잘 대표하는 말이며 몇 개의 키워드로 그 글의 내용 전체를 표현할 수 있어야 한다. 적절하지 못한 키워드로 조사를 수행 할 경우, 찾고자 하는 특허문헌이 존재함에도 불구하고 이를 추출해 내지 못하거나, 반대로 찾고자 하는 문헌과 관련 없는 건이 다수 추출되어 이를 검색하는데 많은 시간이 소요될 수 있다.적절한 키워드를 작성한 후에는 조사 범위를 한정하는 검색식을 사용하게 됩니다. 대표적인 “논리 연산자로(AND, OR, NOT)", "인접연산자(ADJ, NEAR)", ”구분연산자(*, ?)“ 등이 있다.

공학/기술| 2007.12.05| 5페이지| 1,000원| 조회(469)

지적재산, 특허검색, 특허등록, 특허출원, ICP 분류

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Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) 평가A좋아요

Atomic Absorption Spectroscopy (AAS)기기분석 분야에 중요한 내용이나 그동안의 신오리에 담기지 않았던 원자흡광분광법 (AAS)을Patr I. 에서 AAS의 원리와 장치의 구성 , Patr II. 에서 AAS의 활용 및 실험을 소개 합니다.Patr I.1. 기본원리ICP-AES (05년 신오리 참조) 와 함께 정량 분석에 많이 쓰이는 AAS는 Atomic Absorption Spectroscopy 의 약자로 기본원리는 전 처리된 시료를 중성원자로 증기화하여 바닥상태의 원자가 이원자 증기층을 투과할 때 특유의 파장의 빛을 흡수하는(쉽게 말해서 원자마다 빛을 흡수하는 파장이 다르다) 현상을 이용하며 그 파장에 대한 흡광도를 측정하여 원소의 농도를 정량하는 방법이다. 많은 금속의 정량방법이며 선택성이 우수하여 ppm부터 ppb까지 높은 감도를 가진다.2. 장점 및 단점AAS는 여러 정량분석들과 비교하여 정확도와 정밀도(ppb단위까지 가능)가 좋은 편이다. 그리고 대부분의 원소에 있어서 측정한계가 낮은 편이고 전처리가 끝난 시료는 간편한 조작으로 결과를 빨리 받을 수 있다. 또 분석방법의 발달로 분석가능한 원소가 금속뿐만 아니라 B, P 등과 같은 비금속 원소에 이르기까지 약 70여 종류의 원소로 확대되었다. 하지만 분석법이 단원소 방식이여서 한 번에 한 개의 원소만을 분석할 수 있다. 또 분석 목적에 따라 다른 가스를 사용해야 한다.3-1. 장치 개요AAS 장치의 개략도를 [Fig. 1]에 나타내었다. 일반적으로 광원부, 시료원자화부, 파장선택부(분광부) 및 측광부로 구성되어있고 단광속형과 복광속형이 있다.[Fig. 1] Schematic illustration of Atomic Absorption Spectroscopy Equipment3-2. 광원부광원부는 광원램프와 램프점등장치의 두 부분으로 나눌 수 있으며 광원램프에는 휘도가 높은 스펙트럼을 방사하는 중공음극램프를 많이 사용하며 비점이 낮은 원소 (Na, K, Rb. Cs, Cd, H려고 하는 목적의 단일 원소 목적원소를 함유하는 합금 또는 소결합금으로 만들어져 있다.[Fig. 2-1] Schematic illustration of light source lamp[Fig. 2-2] Picture of hollow cathode lamp for magnesium램프점등장치의 방식에는 직류점등 방식과 교류점등 방식이 있다. 직류점등 방식에는 광원램프와 시료의 원자화부의 사이에 빛의 단속기(Chopper)를 넣어 빛을 변조시키고 측광부에서는 변조된 교류 신호만을 검출하여 불꽃 자신이나 시료의 발광등에 의한 영향을 제거 하도록 하는 것이 보통이다. 교류점등 방식은 광원의 빛 자체가 변조되어 있기 때문에 빛의 단속기는 필요하지 않다.3-3. 시료원자화부시료원자화부는 시료원자화 장치와 광학계의 두 부분으로 나누어져 있으며 시료를 원자증기화하기 위한 시료원자화 장치는 불꽃원자화장치와 비불꽃원자화장치로 대별할 수 있는데 일반적인 수단은 용액상태로 만든 시료를 불꽃 중에 분무하는 불꽃원자화 방법이며 플라즈마 젯트(Plasma Jet)불꽃 또는 방전(Spark)을 이용하는 수도 있다. 불꽃원자화법의 계략도를 [Fig. 3]에 나타내었다. 또 고체 시료를 흑연도가니중에 넣어서 증발시키거나 음극 스퍼터(Sputtering)에 의하여 원자와 시키는 방법도 있다. 휘발성이 강한 (Hg, As, Se 등)의 측정에서는 환원기화법이 많이 사용된다.[Fig. 3] Schematic illustration of atomized with a flame methode버너(Burner)는 분무실(Nebulizer) 및 버너머리(Burner head)로 구성되어 있고 시료용액을 직접 불꽃 중으로 분무하여 원자화 하는 전분무 버너와 시료용액을 일단 분무실내에 불어넣고 미세한 입자만을 불꽃 중에 보내는 예혼합 버너가 있다. 주요측정원소에 따라서 불꽃을 만들기 위한 조연성 가스와 가연성 가스의 조합, 불꽃의 온도, 특징을 다음의 [Table. 1]에서 확인 할 수 있다.[Fig. 4 위치를 조절해 줄 필요가 있다.불꽃최고온도특징주요측정원소Air-Acetylene2300。C? 가장 일반적으로 쓰임? 안정된 산화물을 만들기 쉽다.Cd, Cr, Cu, Ag,Mg, Mn, PbNO-Acetylene2955。C? 안정된 산화물을 만든다.? 예혼합버너 사용? 불꽃 중에 해리하기 쉬운 내화성산화물을 만들기 쉬운 원소 분석Fe, Cr, Al, B, Be,Mo, Si, SnAir-H22050。C? 원자화 효율적? 화학적 간섭에 불리하다.? 높은 S/NSnAir-Propane1925。C? 알칼리 금속등 이온화되기 쉬운 원소에 적당하다.alkali metals[Table. 1] Different flames at the specific elements원자증기 중에 빛을 투과시키기 위한 광학계는 원자흡광분석에서 분석의 감도를 높여주고 안정한 측정치를 얻기 위하여 불꽃 중에 빛을 투과시킬 때 빛이 투과하는 불꽃 중에서의 유효길이를 되도록 길게 하며, 불꽃으로부터 빛이 벗어나지 않도록 하여주어야 한다. 가늘고 긴 세극을 갖는 슬롯버너를 사용할 때는 빛이 투과하는 불꽃의 길이를 10㎝정도까지 길게 할 수는 있지만 유효불꽃길이를 그 이상으로 해 주려면 적당한 광학계를 이용하여 빛을 불꽃 중에 반복하여 투과시키는 멀티페스(MulyiPath) 방식[Fig. 5]을 사용한다.[Fig. 5] Multipath methode멀티패스 방식의 광학계에서는 되도록 불꽃중의 동일한 부분에 빛을 집중적으로 투과시켜 주고 목적원소나 시료 농도에 따라 빛의 투과 횟수를 바꿔주는 것이 좋다.3-4. 분광기 (파장선택부)광원램프에서 방사되는 휘선스펙트럼 가운데서 필요한 분석만을 골라내기 위하여 사용되는데 일반적으로 회절격자나 프리즘을 이용한 분광기가 사용된다. 목적원소의 공명선을 다른 근접선 으로 분리할 때 분광부분은 흡광광도법과 같은 단색화 장치 (Monochromator)를 이용한다. 단색화 장치는 다음과 같이 Littrow형, Ebert형, Czerner-Turner형의 세 가지 방식램프에서 방사되는 휘선 스펙트럼 중 필요한 분석선 만을 다른 근접선이나 바탕으로부터 분리해 내기에 충분한 분해능을 갖는 것이어야 한다. 또한 동시에 양호한 SN비로 광전측광을 할 수 있는 밝기를 가질 것이 요망된다. 근접선이나 바탕의 상태는 사용하는 광원램프에 따라 다르기 때문에 목적 원소에 때라 슬릿(Slit)의 폭을 바꾸어 목적하는 분석선만을 선택해내야 할 필요가 있다. 이때 슬릿의 폭은 목적하는 분석선을 분리해 낼 수 있는 범위 내에서는 되도록 넓게 하는 것이 좋다.알칼리나 알칼리토류 원소와 같이 광원의 스펙트럼 분포가 단순한 것에서는 분광기 대신 간섭필터를 사용하는 수가 있다. 광원부에 연속광원을 사용할 때는 매우 높은 분해능을 갖는 분광기가 필요하기 때문에 에 탈론(Ethalon)간섭분광기가 사용된다. 또 특수한 분광장치로 공명발광의 원리를 응용한 공병 단색계(Resonance Monochromator)가 있다.3-5. 측광부측광부는 원자화된 시료에 의하여 흡수된 빛의 흡수강도를 측정하는 것으로서 검출기, 증폭기 및 지시계로 구성된다. 검출기로부터의 출력전류를 측정하는 방식에는 직류방식과 교류방식이 있다. 직류방식은 광원을 직류로 동작시키는 경우에 사용되며 교류방식은 광원을 교류로 동작시키는 경우나 광원을 직류로 동작시키고 광단속기로 단속시키는 경우에 이용된다.사용하는 분석선의 파장에 따라 적당한 분광감도특성을 갖는 검출기가 사용된다. 원자외 영역에서부터 근적외 영역에 걸쳐서는 광전자 증배관[Fig. 6]을 가장 널리 사용한다. 이 밖에 광전관 광전도셀 광전지등도 이용된다.[Fig. 6] typically a photo-multiplier tube직류방식일 때는 검출기에서 나오는 출력신호를 직류 증폭기에서 증폭하고 교류방식일 때는 교류증폭기에서 증폭한 후 정류하여 지시계기로 보낸다. 교류방식에서는 불꽃의 빛이나 시료의 발광등의 영향이 적다.지시계기는 증폭기에서 나오는 신호를 흡광도 흡광률(%) 또는 투과율(%)등으로 눈금을 읽기 위한 것으로 주로 직독스유량조절기를 통하여 버너에 파이프로연결되어 있는가를 확인한다.④ 가스유량 조절기의 밸브를 열어 불꽃을 점화하여 유량조절 밸브로 가연성가스와 조연성가스의 유량을 조절한다.⑤ 분광기의 파장눈금을 분석선의 파장에 맞춘다.⑥ 0을 맟춘다.(이 때 광원으로부터 광속을 차단하고 용매를 불꽃중에 분무시킨다)0을 맞춘다는 것은 추와 백분율 눈금으로 지시계기의 가르킴을 0%에 맞추는 것이다.⑦ 100을 맞춘다. (이 때 광원으로부터의 광속의 차단을 푼다)100을 맞춘다는 것은 추과 백분율 눈금으로 지시계기의 가르킴을 100%에 맞추는 것이다.⑧ 시료용액을 불꽃중에 분무시켜 지시한 값을 읽어 둔다.지시한 값이 투과 백분율만으로 표시되는 경우에는 보통 흡광도로 환산한다.2. 시료 및 기타재료순도가 높은 표준용 시약을 정확히 달아 목적원소의 농도를 단계적으로 나타나도록 용해 희석하여 여러개의 표준용액을 만든다. 시약은 적어도 1급이상의 것을 사용하며 특히 풍화, 조해, 화학변화 등에 의한 농도의 변화가 없는 것이어야 한다. 이때 필요하면 재결정, 승화, 재침전 등의 수단에 의하여 불순물을 제거 또는 정제한다.고체나 고체와 비슷한 상태의 시료는 물에 녹여 희석한 다음에 분석하는 것을 원칙으로 한다. 물에 녹지 않는 시료는 적당한 산 알칼리 또는 유기 용매 등을 사용하여 녹이든가 알칼리용융이나, 불화수소산처리, 강산화제에 의한 분해, 가열회화 또는 기타 방법에 의하여 가용성으로 한 다음 이것을 물로 추출한다. 어떠한 경우에도 여기서 얻어진 불용성 물질은 다시 적당한 방법에 의하여 따로 재용해 시킨다. 액체시료는 직접 물로 희석한다. 이때 필요하면 여과 원심분리 또는 고체시료 에서와 같은 화학적 처리를 해야 할 경우도 있다. 시료용액은 일반적으로 불필요하게 농도를 높게 하는 거보다 오히려 묽은 용액의 상태로 하는 것이 측정 밀도가 높은 분석결과를 얻을 수 있다. 시료용액 중에 있는 다량 또는 어떤 특정한 공존물질로 인하여 미량의 목적 원소분석이 간섭받을 경우에는 표준시료용액에 동일 공다.

공학/기술| 2007.12.05| 9페이지| 1,000원| 조회(1,450)

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- 요 약 -이 실험은 간단한 피펫형의 점도계를 사용하여 농도와 온도에 따라서 액체의 점도가 어떻게 변하는 가를 알아보는 실험이다. 그 과정에서 Hagen-Poiseuille 식이 점도 측정 시 어떻게 응용되느냐 하는 것을 이해 할 수 있다.항온조, 점도계, 스톱워치 등을 이용하여 액체가 흐르는 시간을 측정 할 수 있다. 이 값으로 액체의 점도 측정이 가능하다.우선 증류수를 이용하여 점도계 정수 C를 구할 수 있다.(Appendix 9 Viscosities of liquids 참조) C를 구한 후 그 값으로 다른 액체의 (NaCl 수용액, Ethanol 수용액) 점도를 구할 수 있다. 점도를 구하는 과정에서 Hagen-Poiseuille 식이 사용된다. 여러 액체의 점도 측정 시에 온도, 농도를 변화하여 농도와 온도에 따른 농도 변화를 알 수 있다.- 목 차 -page1. 서론 (Introduction)-4-2. 이론 (Theory)-4-1) 점성-4-2) 유체의 정의-4-3) 뉴튼의 법칙과 점도-6-4) 점도에 따른 유체의 분류-6-3. 실험장치 및 방법 (Experimental Conditions)-7-1) 실험장치-7-2) 실험방법-7-3) 유의사항-8-4. 실험결과 (Results)-9-1) 점도계 정수 C-9-2) 시료의 점도의 온도변화에 대한 영향-11-3) 용액의 조성변화에 따른 영향-13-4) 오차가 생기는 원인-13-5. 실험결과에 대한 고찰 (토론, Discussion)-14-6. 결론 (Conclusion)-14-7. 사용기호 (Nomenclature)-15-8. 인용문헌 (Reference)-15-9. 부록 (Appendix)-16-1) 다른 형식의 점도계-16-2) 점도계의 종류-16-- 그림 목차 -Page(그림 3.1) Ostwald viscometer-7-(그림 3.2) 항온조-7-(그림 3.3) 점도계-항온조-8-(그림 3.5) 항온조-40C-8-(그림 3.4) 항온조-20C-8-(그림 4.1) Viscosities of liqu의하면, 유체의 전단응력은 수직인 방향으로서 속도변화율에 비례한다. 여기서 속도변화율을 속도구배라 한다.뉴튼의 점성법칙은혹은로 표시되고 여기서 비례상수에 해당하는 μ를 점성계수 또는 절대점성계수(absolute viscosity)라 한다.점성계수의 차원은 다음과 같다.점성계수의 단위로는 g/cm sec (= 1dyne·sec/cm2 = 1 poise), lb·sec/in2, slug/ft·sec2 =lb·sec/ft2, kg·sec/m2 등이 쓰이며 특히 poise를 많이 이용하고 있다. 또 유체유동의 방정식에는 μ보다 이것을 밀도 ρ로 나눈 값가 자주 쓰이며, ν를 동점성계수(kinematic viscosity)라 한다. 동점성계수의 차원은 L2T-1이며 단위로는 m2/s, ft2/s, cm2/s 등이 쓰이며 특히 cm2/s를 stokes라 하여 동점성계수의 단위로 많이 쓰고 있다.2) 유체의 정의전단응력하에서 연속적으로 변형되는 물질을 유체라고 정의하며, 전단응력이 없을 때에는 어떠한 변형도 일어나지 않는다. 유체는 작용하는 전단응력과 유체를 공부하면서, 점도는 중요하다. 점도는 전단응력이기도 하다.유체란 외력에 항구적으로 저항하지 않는 물체로 정의되며 압축성 유체인 기체와 비압축성 유체인 액체로 구분할 수 있다. 또한 단위면적당 작용하는 힘, 즉 전단응력과 전단속도와의 관계에 따라 뉴튼유체(Newtonian Fluid)와 비뉴튼유체(Nonnewtonian Fluid)로 구분하기도 한다.점도는 유체의 흐름과 직각방향으로 1cm 떨어진 2개의 층에 1cm/s의 속도구배가 있어,1㎠당 1dyne의 힘이 작용할 때 ,이 유체의 점도를 1poise 라고 한다. 물을 용기에 따를 때는 줄줄 잘 흘러내리지만 물엿이나 꿀은 끈적거려서 잘 흘러내리지 않는 다. 액체의 끈기를 점성이라고 하며 점성은 액체뿐만 아니라 비록 적지만 기체에도 있는데 이것은 유체 특유의 성질이다. 즉, 기체가 들어있는 두 부위를 약한 압력으로 누르면 변형하지만 누르는 힘을 빼면 원상 복귀하는 성질차(Δυ, m/s)와 면적(A, m2)에 비례하고 거리(Δy, m)에 반비례하는 것을 알 수 있다. 이것을 뉴튼의 점도법칙이라 하며 다음 식으로 나타낼 수 있다.이 식에서 μ는 비례상수로서 점도라 하며 단위는 kg/m?s 또는 Pa?s로 표시된다. 만약 Δy가 영에 수렴할 경우 식은 아래와 같은 미분식으로 표현된다.여기서 음의 부호의 의미는 방향성을 말한다.위 식에서 τ를 전단응력, dυ/dy를 전단속도라 한다. 점도의 단위로는 kg/m?s 또는 Pa?s이외에도 cgs단위인 g/cm?s를 사용하는데 1g/m?s를 1poise라고 부르며 1p로 표시한다. 또한 poise의 1/100을 centi-poise(cP)라고 하며 실제 실험실에서 점도의 단위로 많이 사용하고 있다. 점도를 밀도로 나눈 값, μ/ρ를 동점도(kinematic viscosity)라고 하며 단위는 m2/s, cm2/s(stoke)를 사용한다.4) 점도에 따른 유체의 분류유체는 점도에 따른 운동특성에 따라 뉴튼의 점성법칙을 따르는 유체, 즉 뉴튼 유체와 뉴튼의 점성법칙을 적용할 수 있는 비뉴튼 유체로 구분할 수 있다. 뉴튼 유체는 전단응력이 전단속도에 비례하며 전단속도의 변화에 무관하고 일정한 특성을 지닌다. 그러나 실제 유체 중에는 뉴튼의 점성법칙을 따르지 않는 유체가 많이 있으므로 실제 유체에 적용되는 점성에 대한 일반식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.위 식에서 k값은 유체의 고유상수이며 k는 유체의 유동이 일어나지 않는 τ의 한계로 항복점(yield point)을 의미한다.3. 실험장치 및 방법 (Experimental Conditions)1) 실험장치(1) Ostwald viscometer (Cannon-Fenske)(2) 항온조(3) Stop watch(그림 3.1) Ostwald viscometer(그림 3.2) 항온조Ostwald 점도계 특징점성계수가 낮고 실험실 등에서 정밀을 요하는 표준점도계로서는 유리로 만든 Ostwald점도계가 있다. 점도계의 조작법은 먼저 시험유체를 채우고,.- 시료의 종류 - 5%,10%,15% NaCl 수용액, 20%,40%,60% 에탄올 수용액, HO(증류수)- 실험 설정 온도 - 20C , 40C(그림 3.3) 점도계-항온조(그림 3.4) 항온조-20C(그림 3.5) 항온조-40C3) 유의사항① 대상 액체의 점도는 여러 번 관찰하여야 한다.② 동일한 시료의 측정된 시간이 서로 1 % 범위 내에 들어야 한다.③ 시료액체의 부피와 기준액체의 부피는 동일하여야 한다.4. 실험결과 (Results)1) 점도계 정수 C를 구하여라.- HO(증류수)의 온도에 따른 점도를 알 수 있다.(Unit Operations of Chemical Engineering, sixth edition, McGraw-Hil, Appendix 9 Viscosities of liquids 참조)(그림 4.1) Viscosities of liquids20℃ ==>, 40℃ ==>,C 의 평균값 ==>==> 점도계 정수 C(표 4.1) 증류수의 점도 및 점도계 정수HO(증류수)온도(℃)시간(s)평균시간(s)점도(cP)C207`267`220.9300.12887`18405`105`130.6250.12185`16점도계산 ex)==> 점도(cP)(표 4.2) NaCl 수용액의 농도-시간에 따른 점도 변화NaCl 수용액의 농도-시간에 따른 점도 변화농도온도(℃)시간(s)점도(cP)5%207`400.927406`280.78710%207`840.982407`520.94215%207`981.000407`770.974(표 4.3) Ethanol 수용액의 농도-시간에 따른 점도 변화Ethanol 수용액의 농도-시간에 따른 점도 변화농도온도(℃)시간(s)점도(cP)20%2011`141.3964010`371.29940%2015`151.8984013`971.75060%2017`002.1304016`172.0262) 시료의 점도의 온도변화에 대한 영향을 조사하여라.점도-온도 도표를 그려보아라.3) 용액의 조성변화에 따른 영향을 조사하여라.-실험 데이터 결과, 용액의 농기 위하여 시료의 무게를 측정한 후 일정량의 증류수를 부어야하는데 증류수를 붓는 과정에서 맞춰야하는 양보다 더 많이 넣게 되었다.이번 실험에서 사용하였던 점도계말고도 다른 점도계가 많이 있다고 들었다. 그 중에는 특별히 온도를 맞추고 하는 번거로움 없이도 그냥 시료를 조제해서 넣기만 하는 것으로 그 시료의 점도를 측정할 수 있다고 한다. 우리가 이번 실험에서 측정한 값들을 가지고 보다 정확한 점도계로 측정하여 실험치를 비교해봤으면 좋겠다.6. 결론 (Conclusion)점도는 농도와 온도의 영향으로 점도의 변화를 측정할 수 있었다. 점도를 측정하는 과정에서 Hagen-Poiseuille 식이 어떻게 사용되는지 알 수 있었다. 그러나 오차의 발생요인이 많았던 실험이었다.시계(Stop Watch)로 측정한 시간은 정확하지 않아서 Ostwald viscometer 실험 장치로 점도를 구하는 실험은 정확한 값을 구하기 어려울 것 같다. 점도를 정확히 알 수 있는 다른 실험장치로 같은 실험을 해보면 이 실험과의 차이를 명확히 알아볼 수 있어 더 좋을 것 같다.7. 사용기호 (Nomenclature): 유체 점성 계수Q : 유속, cm/secP : 관의 양면에 걸리는 압력차, g중/cmL : 관의길이, cmg: 중력환산계수, g ? cm/g중?sec점도의 표시Pa·s : N·s/mP (Poise) : 1P = 1g/m·s = 0.1Pa·scP : 0.01Palb/ft·s : 1.488Plb/ft·h : 4.132 · 10P1poise = 1g/cm?s = 100cP = 0,1kg/m?s1cP = 0.01g.cm?s = 0.00672Ibm/ft?s = 2.42Ibm/ft?hr8. 인용문헌 (Reference)1) 이익춘, 박영자, 물리화학실험, 실험 5, 탐구당, 1983.2) 김규홍, 성용길, 물리화학, 제 6 장 수송현상, 자유아카데미, 1987.3) 황정의, 김 양, 물리화학, 제 30 장 수송성질, 희중당, 1985.4) 안운선, 물리화학, 제 28 장 액체의 성질.

공학/기술| 2004.05.05| 18페이지| 2,000원| 조회(788)

실험, 유체역학, 점도, 단위조작, 유체역학실험

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연료전지 기술 현황 및 국가별 기술동향 평가A좋아요

학사 학위 논문연료전지 기술 현황 및 국가별 기술동향대학교 공과대학화학공학과제 출 자 : .지도교수 : .학 과 장 : .200 년 11월의 학사 학위 논문을 인준함.심사위원 印심사위원 印 (학과장)200 년 11월공과대학화학공학과목 차표 목차 ......... i그림 목차 ........ ii1. 서 론 .......... 12. 본 론 A - 연료전지 기술현황 ..... 22.1. 연료전지의 기본원리 22.2. 용융탄산염 연료전지 ................ 152.3. 고체산화물 연료전지 ................ 182.4. 고분자전해질 연료전지 ............. 212.5..2.1.2 기본구조Figure 7(b) 는 연료전지의 작동 원리를 명료하게 보여주고 있으나, 그림과 같은 구조로 연료전지를 제조하면 매우 작은 전류만을 얻을 수 있다. 이는 수소와 산소가 결합해 물이 생성되는 반응이 일어나기 위해서는 기체상태의 수소/산소와 백금전극, 그리고 용액(전해질)이 만나야 되는데, 이 세 상이 만나는 3상계면의 면적이 매우 작고, 전극 사이의 거리가 멀어 H+ 이온의 이 동에 대한 전해질의 저항이 커지기 때문이다. Figure 7(b) 와 같은 구조에서는 수면과 접촉하는 백금전극의 둘레에서만 수소(산소)/전극/전해질의 3 상 계면이 형성되어 Figure 8 와 같이 얇은 전해질을 사이에 두고 전극이 넓게 퍼져 있는 구조로 제조한다. 특히, 전극은 Figure 9 과 같이 미세한 입자를 이용해 다공성 구조로 제조함으로써 전해질과 기체가 양쪽에서 침투해 들어와 넓은 면적에서 3 상 계면이 형성되도록 한다.Figure 8. 연료전지의 기본 구조와 전극 반응Figure 9. 다공성 전극 구조반응 (1), (2) 는 에너지를 방출하는 발열반응 이지만, 반응이 시작되기 위해서는 활성화 에너지를 극복해야 한다. (Figure 10)활성화 에너지가 높을수록 반응 속도가 느려져 전류가 적게 생성된다. 반응 속도를 증가시키기 위해 촉매를 사용해 활성화 에너지를 낮추거나, 작동 온도를 높여 반응물들이 활성화 에너지를 극복하기 쉽게 하거나, 전극의 면적을 증가시켜 반응이 일어날 수 있는 기회를 증가시킨다. 연료전지 제조에서는 특히 세 번째 방법이 중요한 기술이다. 반응 (2) 가 일어나기 위해서는 기체상의 산소와 전해질의 H+ 이온, 그리고 전극으로 공급되는 전자가 만나는 3 상 계면의 면적이 넓을수록 반응이 일어날 기회가 많아져 반응 속도가 빨라진다. 즉, 반응 속도를 결정함에 있어서는 전극의 외형적인 면적보다는 3 상 계면의 면적이 중요하며 이러한 이유로 Figure 9 에 나타낸 것과 같이 미세 입자를 이용해 다공성 전극을 제조한다.Figure 10시킬 수 있다.2.1.5.4 농도 분극전기화학반응에 의해 반응물이 빠르게 소모되면 전극 주변에 농도 기울기가 생긴다. 기공을 채우고 있는 기체상에서의 확산속도, 반응물과 생성물의 전해질로의 또는 전해질로부터의 용해 또는 배출 속도, 또는 반응물과 생성물이 전해질을 통해 전기화학 반응 site 로 혹은 site 로부터 확산하는 속도 등에 의해 농도 분극이 발생할 수 있다. 사용 전류 밀도에서는 전기화학반응 site로 혹은 site 로부터 반응물과 생성물이 확산하는 속도가 농도분극을 일으키는 가장 주요한 원인으로 작용한다.반응물의 전극표면으로의 전달 속도는 Fick 의 확산 법칙에 따라 다음과 같이 표현된다.nFD ( CB - CS)i =(16)δD 는 반응물의 확산계수 , CB 와 CS 는 각각 전해질 내부와 전극 표면에서의 반응물의 농도, δ는 확산층의 두께이다. 제한 전류밀도 (iL)는 반응물이 전극에 공급되는 최대한의 속도로, CS = 0 인 경우이다. 따라서nFDCBiL =(17)δ식 (16) 와 (17) 을 정리하면,CS i= 1 -(18)CB iL한편, 반응물이 평형 상태에 있을 때, 또는 전류가 흐르지 않을 때 Nernst식은 다음과 같다.RTE | i=o = E0 +ln CB(19)nF전류가 흐르면 전극 표면에서 반응물의 농도는 bulk 농도보다 작아지고 따라서 Nernst 식은 다음과 같이 표현된다.RTE = E0 +ln CS(20)nF전류가 흐름에 따라 발생하는 전극표면에서의 반응물의 농도 변화에 의해 유도되는 전압의 차이 (△E) 를 농도분극이라고 하며 다음과 같이 정의된다.RT CS△E = ηconc =ln(21)nF CB식 (18) 을 (21) 에 대입하면 농도분극은 다음과 같다.RT iηconc =ln (1 -)(21)nF iLi= B ln ( 1 -)(22)iL2.1.5.5 전지의 작동전압활성화 분극과 연료손실, Ohmic 손실, 농도분극이 동시에 일어나는 연료전지의 실제 운전 조건에서 전지의 작동전압은 식 (13), (14), (15급 장치, 가스 정화 장치 및 예열 장치 등으로 구성된다. 반응가스 처리 장치로부터 공급된 변환 장치는 연료전지에서 생성되는 직교류 전기를 실제 사용가능한 교류로 변환시키는 역할을 한다. 폐열 회수 및 이용 장치는 고체산화물 연료전지에서 배출되는 고온, 양질의 폐열을 활용하여 공정용 스팀을 생산하거나 터빈을 구동시켜 교류 전력을 추가로 얻을 수 있다.현재까지 개발된 고체산화물 연료전지의 형태는 단위전지의 현태에 따라 원통형 평판형으로 크게 나뉠 수 있으나, 단위전지 제작 방법과 스택구성 방법은 개발 기관에 따라 서로 다르다. 가장 오랜기간 개발이 이루어진 Siemens-Westinghouse 의 원통형 고체산화물 연료전지의 경우 현재 100kW급 발전 시스템의 실증 실험이 수행되고 있으며, 제조 원가를 절감하여 실용화를 앞당길 수 있도록 기술 개발을 추진하고 있다. 평판형 고체산화물 연료전지의 경우에는 원통형에 비해 출력 밀도가 높고 제조 원가가 낮은 장점이 있어 유럽 및 일본을 중심으로 활발한 연구개발이 이루어지고 있으며, 현재 기술 수준은 25~100kW 스택을 시험하는 단계에 와있다. 대부분의 개발 기관에서는 대형화와 아울러 스택의 성능 및 신뢰성 향상에 역점을 두어 연구 개발이 추진되고 있으며, 실용화에 장애가 되는 문제점을 해결하기 위하여 연구 개발을 집중하고 있다.2.3.3 용도고체산화물 연료전지는 다른 형태의 연료전지와 비교할 때 효율이 높고, 보다 고온의 폐열을 활용할 수 있으므로 열병합을 목적으로 하는 현장설치형 발전 (kW~MW급), 천연가스나 액체 연료를 사용하는 분산배치형 발전 (5~50MW) 및 석탄을 사용하는 중앙집중형 발전 (250~500MW) 에 이르기까지 다양하게 적용될 수 있다. 천연가스를 연료로 사용하는 상압 200kW급 고체산화물 연료전지 열병합 시스템에 대하여 성능을 예측한 결과에 의하면 전력효율은 연료의 HHV 기준으로 약 42%이며, 유용하게 사용되는 전력 및 연료의 전체 변환 효율은 약 78%에 이른다고 보고되었다. 산성 공업기술원 산하 신에너지개발기구 (New Energy Development Organization : NEDO)주도로 1981 년에 시작된 Moonlight Project 의 일부로 용융탄산염 연료전지의 요소기술 개발을 시작하여 1986년 10kW급 스택을 개발하였으며 1994년에는 내부개질형 및 외부개질형 100kW급 연료전지 스택을 Agaki시험소에서 운전 평가하였다. 이와 같은 결과를 바탕으로 새로이 시작된 New Sunshine Project에서는 외부개질형 개발사업으로 Kawagoe에 1MW 급 MCFC 플랜트 건설을, 내부개질형 개발사업으로는 200kW발전 시스템 건설을 추진하여 1999년 말부터 운전을 실시하여 각기 약 5,000시간의 발전 실적을 기록하였다. 이 운전 기간 동안에 개질기 운전 및 가압운전에 따르는 문제점을 파악하여 새로운 설계 모델을 파악하였다.2000년부터 새로이 시작된 MCFC 개발사업으로 300kW급 모듈 개발 및 소형 가스터빈과 연계된 700kW급 고성능 모듈 플랜트 개발을 추진하고 있으며, 2000년도의 NEDO 예산은 약 2,000만 달러에 이르고 있다 또한, 2005년 일본 EXPO에 맞추어 석탄가스 및 opportunity 가스를 활용한 6MW급의 시범 플랜트 건설을 계획하여 현재 simulation 연구가 활발히 진행되고 있다. 일본의 궁극적 MCFC개발 목표는 석탄가스화와 연계된 IG-MCFC개념의 대형 발전 플랜트이나, 단기 목표로 열병합형 모듈 개발을 새로운 목표로 설정하여 추진하고 있다. 외부개질형 시스템 개발은 IHI에 집중되고 있으며 내부개질형 시스템은 Mitsubishi Electric 에서 AIR-IRMCFC란 이름의 독자 모델을 개발하고 있으며, 각 개발사의 스택 평가 및 초고압 운전 기술 개발은 CRIEPI에서 담당하고 있다.3.1.3 유럽네덜란드의 ECN에서는 기존의 전지구성요소의 문제점을 해결할 수 있는 새로운 전지구성요소로 구성되는 SMART 시스템이라 불리우는 차세대 내부개질형 시스템다.

공학/기술| 2007.10.02| 38페이지| 3,000원| 조회(1,397)

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[석유화학, 크래킹, carcking, 개질, 분해, ] 석유화학공학의 cracking

제목: CRACKING제출일: 04년4월14일크래킹 (Cracking)끓는점이 높은 중질석유를 분해해서 끓는점이 낮은 경질석유를 제조하는 것. 실리카-알루미나 촉매를 사용하는 접촉 분해와 촉매를 사용하지 않고 고온·고압에서 하는 열분해가 있다. 열분해 반응은 공업적으로 1912년 Burton의 연구에 의해 스텐다드 오일사에서 열분해 장치를 건설한 것으로부터 시작되었다. 그루 Jenkins Holmes Monley Dubbs Gyro Cross Tube&Tank 법 등을 거쳐 현재에 이르고 있으나, 옥탄가가 낮고 안정성이 좋지 못하며 악취가 난다는 등의 이유로 촉매분해법으로 바뀌고 있다. 접촉분해법에서는 촉매를 사용하므로 분해의 조작조건을 완화할 수 있어서, 옥탄가가 높고 냄새가 적은 가솔린을 높은 수율로 얻을 수가 있다. 이 방법이 공업화될 때까지 촉매의 수명문제가 장애로 되어 있었으나, 재생 순환 사용하는 방법이 완성됨에 따라 해결되었다. 또한 수소기류 중에서 접촉적으로 분해하여 올레핀의 함량이 적은 가솔린을 높은 수율로 얻는 수첨분해법이 공업화되고 있다. 현재까지 이와같이 가솔린의 제조를 주 목적으로 하지 않고, 중질찌꺼기유의 점도, 유동성을 저하시키는 visbreaking process 혹은 찌꺼기유를 전부 가스오일 이상의 경질유로 전환하는 코크스를 부생시키는 coking process등도 열분해법의 일종이다. 그리고 최근에는 니켈·텅스텐 등을 실리카-알루미나에 유지시킨 촉매와 고압의 수소를 이용하는 수소화 분해법(hydrocracking)이 보급되어 있다. 석유화학원료로서의 에틸렌·프로필렌·벤젠·톨루엔 등을 제조하기 위해 석유나프타를 고온 열분해하는 것을 나프타분해라 한다. 나프타분해를 단순히 크래킹이라 하는 경우도 있다.열분해 반응(Thermal cracking reactions)촉매를 이용하지 않고 고온으로 탄화수소분자를 분해하는 방법이다. 잔사유의 점도를 낮추는 비스브레이킹 법, 잔사유를 경질탄화수소와 코크스로 변환하는 코킹법, 경질유와 피치로 변 몇가지 특성을 가지고 있다. 이들 특성은 높은 황함유량, 낮은 휘발성, 나쁜 결정구조, 낮은 미분쇄지수이다. 반면에, 플렉시코킹은 유동코킹과 코크스 가스화가 통합된 것이다. 코크스의 대부분은 가스화 된다. 플렉시코킹 가스화는 코크스 제품에서 금속이 많이 농축된다.비스브레이킹(Vis-breaking, Viscosity breaking): 비스브레이킹은 긴 사슬의 원료 분자를 열분해시켜 짧은 분자로 만들어 제품의 점도와 유동점을 줄이는 것을 목적으로 한다. 이 공정에서 원료는 왁스물질이 존재하여 추운기후에서 사용과 수송이 불가능한 높은 점도, 높은 유동점을 가지는 연료유이다. 왁스는 긴 파라핀의 곁사슬이 있는 방향족화합물과 혼합된 긴 사슬 파라핀의 복혼합물이다. 비스브레이킹은 짧은 체류시간을 사용하여 약 450℃에서 조업되는 온화한 분해공정이다. 긴 파라핀 사슬은 짧게 분해되며 방향족 곁사슬의 탈 알킬화가 일어난다.수소화 분해반응 (Hydro cracking reaction)수소화 분해는 가스의 수율은 높아지고 액체의 수율은 낮아지는 수소를 소모하는 반응이다. 이 반응은 높은 온도와 옾은 수소분압에서 잘 일어난다. 경합의 분해는 탄화수소 사슬을 따라 어느 위치에서도 일어날 수 있다. 앞에서 언급한 방향족화반응은 수소를 생성하고 높은 온오에서 잘 일어나기 때문에 약간의 수소화 분해는 이 조건에서도 잘 일어난다. 그러나 긴 사슬분자의 수소화 분해에 의해 C6,C7,C8 탄화수소를 생성하며 이들은 탈수소고리화되어 방향족화합물을 만드는데 적합하다. 방향족 화합물을 더 높은 수율로 얻기위해, 공급물의 종말점은 수소화 분해와 탈수소화고리화가되어 방향족고리화합물을 만드는데 적합하다. 방향족 화합물을 더 높은 수율로 얻기 위해, 공급물의 종말점은 수소화 분해와 탈수소화 고리화가 잘 안일어 나도록 높은 분자량의 탄화수소가 많이 포함되어야 한다. 그러나 과잉의 수소화분해는 낮은 분자량의 액체 탄화수소르 생성하기 때문에 바람직하지 못하다. 수소에 의해 C-C, C-X, C-O, C로부터 열분해된 생성물보다 더 포화된 탄화수소를 형성한다. 접촉분해기의 공급물은 경유로부터 잔사유에 이르기까지 다양하다. 중질 공급물은 아스팔텐(asphaltenes) 과 마찬가지로 염시성의 극성 분자가 많이 포함되어 있다. 예로 염기성 질소 화합물이 있으며 이 화합은 촉매산 자리에 쉽게 흡착되어 순간적으로 조장석 (albeit)유 공정에서 FCC(fulid catayic cracking) 촉매의 비활성화는 O'Connor 와 수소화처리, 용매추출, 프로판 아스팔트제거는 중요한 처리공정이다. 공급물에서 과잉의 아스팔텐과 방향족은 촉매표면에서 탄소현성의 전구물질이며 촉매활성을 감소시켜 품질이 나쁜 가솔린을 생성한다. 잔사유동층접촉분해(residium fluid catalytic cracking,RECC)는 소량의 낮은 부가가치 생성물을 함유하는 가솔린을 대량 생산할 수 있기 때문에 널리 사용된다. 낮은 주가가치 생성물을 함유하는 가솔린을 대량 생산할 수 있기 때문에 널리 사용된다. 낮은 가혹도의 잔사탈황(residue desulfurization,RDS)에서 공급물의 예열은 가솔린의 수율을 7.4%만큼 올린다 .경유를 원료로 열과 석유분해 촉매를 사용하는 접촉분해법은 열분해법에 비해서 질이 종은 옥탄값 높은 가솔린을 얻을 수 있다. 촉매로는 실리카-알루미나계의 것이 사용되는데, 최근에는 합선 제올라이트의 분자체를 분해촉매로 많이 사용하게 되었다. 실제의 장치는 원료유증기와 분말상태인 촉매를 혼합시켜 유동상에서 반응시킨다. 분해 과정에서 촉매의 표면에 칰적한 탄소를 제거하기 위해 유동상 상층에서 폐촉매를 연속적으로 빼내어 기름기와 분리시킨 다음 재생탑으로 옮겨서 탄소를 연소시키고 활성화항 촉매를 재사용한다.분해촉매 (Cracking catalysts): 산으로 처리된 진흙은 접촉분해공정에서 처음 사용되었지만, 활성이 더 크고 안정한 합성 무정형 실리카-알루미나로 대체되었다. 실리카/알루미나촉매와 함께 제올라이트(zeolite, 결정성 알루미나-실리카)는 방향족에 처리(수소화탈황:HDS) 공정에서 사용되는 촉매는 이차세계대전 동안 독일에서 개발되었던 수소화반응과 비슷하다. 촉매는 황에 대한 내성이 있어야 한다. 알루미나에 지지된 코발트-몰리브덴 시스템이 효율적인 촉매이다. 촉매는 사용하기 전, 조업 초기단계에서 재생되어야 한다. HDS에서 사용되는 기타 촉매는 NiO/MoO3 와 NiO/WO3가 있다. 물질전달이 반응속도에 상당한 영향을 주기 때문에, 촉매성능은 입자크기와 구멍 직경에 의해 큰 영향을 받는다. 수소화 처리기에서 일어나는 반응은 주로 황과 질소화합물의 수소탈황과 수소탈질(hydrodenitrogenation)이다. 수소탈황의 경우 H2S가 탄화수소와 함께 생성된다. 수소화탈질의 경우 암모니아가 방출된다. 다음의 예는 석유유분과 석탄액체에 존재하는 대표적인 황화합물의 수소탈황반응이다. 경질과 중질의 불순한 증류물에서 보통 존재하는 두가지 타입의 질소화합물의 수소화 탈질의 예는 다음과 같다. 더 목잡한 황과 질소 화합물은 중질잔사유에 존재한다. 이들은 탈황과 수소화탈질 되지만, 경질 증류물애소 보통 사용된 것보다 더 강한 반응조건이 필요하다. 예를 들면, 경질석유증류물의 경우, 300℃~400℃, 35~70atm 이며 반면에, 경질 생성물에서 시간당 액체공간속도(LHSV)는 2~10hr-1의 범위로 사용되며, 반면에 중질 잔사유는 0.2~ 1 hr-1이 사용된다.납사 접촉분해 설명 :에틸렌, 프로필렌 등의 기초 유분은 납사의 열분해 (pyolysis 혹은 steam cracking 이라고도 불리움) 에 의해 생산된다. 현재의 납사 열분해 기술은 꾸준한 발전에도 불구하고 특성상 생산성 및 에너지 절감 면에서 한계에 이르렀다. 본 연구 개발의 목적은 납사의 열부해 기술에 촉매기술을 접목시킨 납사의 접촉분해( catalyicpyrolysis)기술을 개발하여 이를 상업화 하는데 있다. 석유화학공업에서 가장 중요한 제조공정의 하나이다. 분해방식으로는, 기다란 반응관에 나프타와 수증기를 넣고, 관의 바깥쪽을 가스 버너로획기적으로 높게 나타나서 cracking 촉매로서 더 많은 연구 개발이 진행되어 왔다. Veba Oel 에서는 이 촉매를 기본으로 하는 탄화수소 접촉 분해 공정 (THERMOCAT Process)을 개발한바 있으며, 최근에는 반응기 표면에 촉매 성분을 coating 한 “PYROCAT process"를 개발하여 발표한 바 있다. Asahi는 최근에 경질 탄화수소의 분해 반응용으로 두 가지 촉매를 개발하였다 고 발표하였다. 하나는 medium pore를 갖는 제올라이트와 organic peroxide를 첨가한 형태이고 다른 하나는 medium pore의 제올라이트에 100ppm 정도의 절을 담지한 형태이다. Asahi 공정의 생성물 분포의 특징은 열분해에 비하여 에틸렌 수율은 10% 낮고, 프로필렌 수율은 10% 정도 높으며 방향족은 20%나 높다는 점이다. 올레핀 (에틸렌+프로필렌) 수율은 열분해 공정과 동일한 범위에 속하고, 프로필렌. 에틸렌 비가 0.8 - 0.95 로 높으며 방향족 수율이 높은 것은 열분해 공정이 낮은 severity 로 운전될 때의 생성물 분포와 유사하다. 현재 Asahi 에서는 그들이 보유하고 있는 Mizushima 공장에 이들 기술을 적용할 계획은 없는 것으로 알려져 있다. 한편, 일본에서는 “차세대 화학 프로세스 기술 개발”의 일환으로 민-관-학 협동으로 납사 접촉 분해 기술 개발에 착수하여 1999 년까지 5년에 걸쳐 1단계 연구 프로젝트를 수행 하였다. 이 프로젝트는 97년도의 제 3차 기후변화 협약 당사국 회의 이후 화학상업 분야에 있어서 에너지 절감 기술로써 그 중요성이 더욱 부각되었다. 1단계 프로젝트 결과에 따르면, 에틸렌 및 프로필렌의 수율이 높은 희토류 금속으로 수식된 제올라이트 촉매(La2O3/P/ZASM5)를 개발하고, 이 촉매 기술을 납사 처리량 3000ton.일 규모의 고정상 반응기에 적용하는 경우에 대하여 feasibility study를 수행하여 기존의 수증기 열분해 공정보다 경제성이 있음을 확인하였다. 이한다.

공학/기술| 2004.05.05| 14페이지| 2,000원| 조회(2,539)

석유화학, 크래킹, 분해, 납사, carcking

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