KR100966306B1 - Membrane and Media of metalIII orthophosphates for extraction of bioethanol of high purity and Preparation method of the same and bioethanol of high purity - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고순도 바이오에탄올 추출용 3가금속 오르토인산염 분리막과 담체 및 그 제조방법과 상기 분리막 및/또는 담체를 이용한 고순도 바이오 에탄올 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 당질계(옥수수, 사탕수수 등), 전분질계(감자, 고구마 등), 셀룰로오스계(폐목재 등) 및 해조류(우뭇가사리 등)와 같은 바이오매스를 전처리, 발효, 증류 등의 연속적인 공정으로 처리하여 얻어진 93.0~93.2v/v%의 함수에탄올을 이용하여 흡착탈수방법에 의해 화석연료, 가솔린 등의 대체연료용으로 사용할 수 있는 99.6v/v% 이상의 고순도 바이오에탄올을 선택적으로 연속추출할 수 있는 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막과 담체 및 그 제조방법과 상기 분리막 및/또는 담체를 이용한 고순도 바이오에탄올의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a trivalent metal orthophosphate separation membrane and carrier for extracting high purity bioethanol, and a method for preparing the same, and a method for producing high purity bioethanol using the separation membrane and / or carrier, and more specifically, to a sugar system (corn, sugarcane, etc.). ), 93.0 ~ 93.2v / v% obtained by treating biomass such as starch-based (potato, sweet potato, etc.), cellulose (waste wood, etc.), and seaweeds (wooden, etc.) in a continuous process such as pretreatment, fermentation, and distillation. Octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate that can selectively and continuously extract high-purity bioethanol of 99.6v / v% or more that can be used for alternative fuels such as fossil fuel and gasoline by adsorption and dehydration using It relates to a separation membrane and a carrier, a method for producing the same, and a method for producing high purity bioethanol using the separation membrane and / or carrier.

바이오매스, 3가금속 오르토인산염, 분리막, 담체, 고순도 바이오에탄올, 대체연료. Biomass, trivalent orthophosphates, separators, carriers, high purity bioethanol, alternative fuels.

Description

고순도 바이오에탄올 추출용 3가금속 오르토인산염 분리막과 담체 및 그 제조방법과 이에 의한 고순도 바이오에탄올의 제조방법{Membrane and Media of metal(III) orthophosphates for extraction of bioethanol of high purity and Preparation method of the same and bioethanol of high purity}Membrane and Media of metal (III) orthophosphates for extraction of bioethanol of high purity and Preparation method of the same and bioethanol of high purity}

본 발명은 고순도 바이오에탄올(Bioethanol) 추출용 3가금속 오르토인산염 분리막(Membrane)과 담체(Media) 및 그 제조방법과 이에 의한 고순도 바이오에탄올의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a trivalent metal orthophosphate separator (Membrane) and a carrier (Media) for high purity bioethanol extraction, and to a method for producing the same and a method for producing high purity bioethanol.

근래 세계 각국은 고유가 시대 대비와 온실가스 저감화 등을 위해 환경친화적인 바이오에너지 개발에 심혈을 기울이고 있으며, 특히 99.5v/v% 이상의 고순도 바이오에탄올은 연소시에 일산화탄소, 질소산화물 등과 같은 환경오염물질의 배출이 없어 단독으로 또는 가솔린과 적정 비율로 혼합되어 자동차용 대체연료 등으로 사용할 수 있기 때문에 이에 대한 관심이 집중되고 있는 실정이다.In recent years, countries around the world have been devoting themselves to developing eco-friendly bioenergy to prepare for the era of high oil prices and to reduce greenhouse gases.In particular, high-purity bioethanol of 99.5v / v% or more can be used for environmental pollutants such as carbon monoxide and Since there is no emission alone or mixed with gasoline at an appropriate ratio, it can be used as an alternative fuel for automobiles.

현재는 옥수수, 사탕수수, 감자, 고구마, 카사바(Cassava), 타피오 카(Tapioca), 폐목재, 우뭇가사리 등과 같은 당질, 전분질, 셀룰로오스계 및 해조류의 바이오매스를 전처리공정, 발효공정, 증류공정 등으로 처리하여 93.0~93.2v/v%의 함수에탄올을 얻은 뒤, 이를 액체 또는 고체 탈수제를 이용한 탈수공정을 거치게 하여 99.3~99.5v/v%의 바이오에탄올을 제조하고 있으며, 브라질, 미국, 캐나다, 중국, 인도, 유럽 등의 국가에서는 바이오에탄올을 가솔린에 적정 비율로 혼합하여 자동차 연료로 사용해 오고 있다.Currently, biomass of sugars, starch, cellulose and algae such as corn, sugar cane, potatoes, sweet potatoes, cassava, tapioca, waste wood, wood, etc. is pre-processed, fermented, distilled, etc. To obtain 93.0 ~ 93.2v / v% hydrous ethanol, followed by dehydration process using liquid or solid dehydrating agent to produce 99.3 ~ 99.5v / v% bioethanol.Brazil, USA, Canada, In countries such as China, India, and Europe, bioethanol is mixed with gasoline at an appropriate ratio and used as fuel for automobiles.

연료용 바이오에탄올의 제조에 있어서, 흡착탈수방법은 가장 중요한 핵심기술에 해당되며, 이에 대한 종래기술에는 벤젠, 헥산 등과 같은 액체 탈수제를 이용한 공비증류(Azeotropic distillation)방식이 있다. 이 방법은 대량 생산이 가능한 대규모 생산설비의 구축이 용이하다는 장점은 있지만, 물-에탄올-벤젠 또는 헥산 등과 같은 비극성 용매(Entrainer)의 3성분계 공비혼합물(Azeotropic mixture)을 형성시키는데 사용되는 벤젠, 헥산 등은 치명적인 유독성이 있기 때문에 숙련된 운전기술이 요구되며, 또한 물, 노동력 등의 에너지 소요가 많다는 것이 큰 단점이다.In the production of bioethanol for fuel, the adsorption dehydration method is the most important core technology, the prior art there is azeotropic distillation (Azeotropic distillation) method using a liquid dehydrating agent such as benzene, hexane. This method has the advantage that it is easy to construct a large-scale production facility capable of mass production, but benzene and hexane used to form a three-component azeotropic mixture of a non-polar solvent such as water-ethanol-benzene or hexane. The back is deadly toxic and requires skilled driving skills, and also requires a large amount of energy such as water and labor.

이와 같은 문제점 때문에, 압력에 따른 흡착질간의 흡착량 차이를 이용하여 고압에서 강 흡착질을 흡착시키고, 저압에서 흡착질을 탈착시켜 연속적으로 기체 혼합물을 분리하거나 특정성분을 제거시키는 방식인, NaA형 제올라이트 담체와 같은 고체 탈수제를 이용한 흡착탈수방법(예로서, Molecular sieve distillation process, MSDP법)이 개발되었으며, NaA형 제올라이트 담체와 같은 고체 탈수제를 이용한 흡착탈수방법은 대규모 생산설비에 적합하며, 또한 설치비 및 유지 관리비 가 저렴하다는 장점이 있는 반면에, 운전조작이 복잡하면서 에너지의 소요가 많다는 단점이 있다.Due to this problem, the NaA type zeolite carrier, which is a method of adsorbing a strong adsorbate at high pressure by using a difference in adsorption amount between adsorbates and desorbing the adsorbate at low pressure, continuously separating gas mixtures or removing specific components, Adsorption dehydration method using the same solid dehydrating agent (eg, Molecular sieve distillation process, MSDP method) was developed. Adsorption dewatering method using solid dehydrating agent such as NaA type zeolite carrier is suitable for large scale production equipment, and also installation and maintenance cost Has the advantage of being inexpensive, on the other hand, there is a disadvantage in that the operation operation is complicated and energy consumption is high.

그로 인해, 세라믹 지지체(Ceramic support) 표면에 NaA형 제올라이트를 박막상태로 결정화(Crystallization)시켜 얻어진 분리막을 이용한 흡착탈수방법이 개발되었으며, 이에 대한 관련기술이 대한민국등록특허 제10-0534666호, 일본 공개특허 평8-318141호, 미국 등록특허 제6273937호, 미국 등록특허 제5512179호, M.Kondo, M.Komori, H.Kita, K.Okamoto, J. Membrane Sci., 133(1997), X,Xu, Y.Bao, C.Song, W.Yang, J.Liu, L.Lin, J. Membrane Sci., 249(2005) 및 M.Peratitus, J.Llorens, F.Cunill, R.Mallada, J.Santamaria, Catalysis Today 104(2005) 등에 개시되어 있다. 이 방법은 소규모 설비에 적합하고, 용이한 운전조작 및 높은 운전효율 등의 장점이 있는 반면, 분리막의 생성이 번거롭고, 설비 구축 비용이 과다하여 상업적으로 사용될 수 없다는 단점이 있다.Therefore, an adsorption dewatering method using a separator obtained by crystallizing NaA-type zeolite in a thin film state on a ceramic support surface has been developed, and related technology is disclosed in Korean Patent No. 10-0534666, Japanese Laid-Open Patent No. 8-318141, US Patent No. 6273937, US Patent No. 5512179, M. Kondo, M. Komori, H. Kita, K. Okamoto, J. Membrane Sci., 133 (1997), X, Xu, Y. Bao, C. Song, W. Yang, J. Liu, L. Lin, J. Membrane Sci., 249 (2005) and M. Peratitus, J. Llorens, F. Cunill, R. Mallada, J Santa Maria, Catalysis Today 104 (2005) and the like. This method is suitable for small-scale installations, and has advantages such as easy operation and high operating efficiency. On the other hand, there is a disadvantage in that the production of the separator is cumbersome and the facility construction cost is excessive and cannot be used commercially.

구체적으로는, [M.D.Davis, Ind. Eng. Chem. Res., 30(1991)] 등에 의하면, NaA형 제올라이트의 구조는 산소고리 형태가 8각고리를 갖고 있으며, 통로의 직경(Channel diameter)은 0.42nm인 것으로 보고하고 있다. 따라서 물 분자의 크기가 0.30nm이고, 에탄올 분자의 크기가 0.43nm이므로 제올라이트 분리막은 물 분자와 에탄올 분자의 크기 차이를 이용하여 크기가 작은 물 분자는 마이크로 기공(Micro-pore) 내에 흡착시키고, 에탄올 분자는 통과시킴으로써 흡착탈수할 수 있다.Specifically, M.D.Davis, Ind. Eng. Chem. Res., 30 (1991), et al., Reported that the NaA zeolite has an octagonal ring in the form of an oxygen ring and a channel diameter of 0.42 nm. Therefore, since the size of the water molecule is 0.30 nm and the size of the ethanol molecule is 0.43 nm, the zeolite separator adsorbs small water molecules into the micro-pores by using the size difference between the water and ethanol molecules, and the ethanol The molecules can be adsorbed and dehydrated by passing.

도 1에는 NaA형 제올라이트 분리막의 세라믹 지지체 표면의 주사전자현미경 사진이 나타나 있는바, 부분적으로 분리막이 형성되지 못한 부분이 있음을 알 수 있으며, 이러한 문제를 해결하기 위해서는, 2~3회의 분리막 형성과정을 거쳐야만 하는 번거로운 과정이 필요하다.Figure 1 shows a scanning electron micrograph of the surface of the ceramic support of the NaA zeolite separator, it can be seen that there is a portion of the separator is not formed partially, in order to solve this problem, two to three separator formation process It is necessary to go through a cumbersome process.

또한, 상기와 같은 반복적인 형성과정에 의해 분리막의 두께는 대부분 5~6㎛인 것으로 보고되고 있다(M.Kondo, M.Komori, H.Kita, K.Okamoto, J. Membrane Sci., 133(1997) 등). 일반적으로 분리막의 두께가 두꺼울 경우에는 내구성면에서는 유리하지만, 통로(Channel)의 배열이 불규칙해지기 때문에 물-에탄올의 혼합용액 또는 혼합기체에 대한 흡착탈수능력이 저하될 수 있다는 문제점이 있다.In addition, the thickness of the separator is reported to be 5 ~ 6㎛ by the repetitive formation process as described above (M. Kondo, M. Komori, H.Kita, K. Okamoto, J. Membrane Sci., 133 ( 1997). Generally, when the thickness of the separator is thick, it is advantageous in terms of durability. However, since the arrangement of the channels becomes irregular, there is a problem that the adsorption and dehydration ability of the mixed solution of water-ethanol or the mixed gas may decrease.

한편, 제올라이트 분리막의 경우는 약알칼리성(pH 8~9)이다. 하지만, 물과 에탄올은 수소결합을 하고 있기 때문에 이를 분리하기 위해서는 수소결합의 절단이 반드시 필요하고, 일반적으로 수소결합의 절단은 산성도의 의존성이 크기 때문에, 상기와 같은 제올라이트 분리막의 약알칼리성은 물-에탄올에 대한 흡착탈수에 바람직하지 않다. 그리고, 제올라이트 분리막은 산과 알칼리 및 물에 대한 내구성이 적기 때문에 사용기간이 짧다는 문제점이 있다.On the other hand, in the case of zeolite separation membranes, they are weakly alkaline (pH 8-9). However, since water and ethanol are hydrogen bonds, cleavage of hydrogen bonds is necessary to separate them. Generally, since cleavage of hydrogen bonds is highly dependent on acidity, the weak alkalinity of the zeolite separator is water- Undesirable for adsorption dehydration on ethanol. In addition, the zeolite separator has a short service life because of its low durability against acid, alkali and water.

최근에, 상기와 같은 제올라이트 분리막을 대체할 수 있는 8각 산소고리 오르토인산알루미늄(α-AlPO4)에 대한 연구가 활발히 이루어져 오고 있다. 이에 따른 종래기술을 살펴보면, C.A.Fyfe, H.M.Altenschildesche, K.C.Wong, Solid State Nuclear Mag. Res., 9(1997), K.O.Kongshaug, H.Fjellvag, K.P.Lillerud, Microporous and Meso. Mater., 32(1999), R.W.Broach, S.T.Wilson, R.M.Kirchner, Microporous and Meso. Mater., 57(2003), G.Guam, T.Tanaka, K.Kusakabe, K.Sotowa, S.Morooka, J. Membrane Sci., 214(2003) 등에서 8각 산소고리 오르토인산알루미늄(α-AlPO4)에 대한 분말합성, 결정구조 해석 등을 보고하고 있다. Recently, research has been actively conducted on octagonal oxygen ring aluminum orthophosphate (α-AlPO 4 ) which can replace the zeolite separator as described above. Referring to the related art, CAFyfe, HMAltenschildesche, KCWong, Solid State Nuclear Mag. Res., 9 (1997), KOKongshaug, H. Fjellvag, KPLillerud, Microporous and Meso. Mater., 32 (1999), RW Broach, ST Wilson, RM Kirchner, Microporous and Meso. Mater., 57 (2003), G. Guam, T. Tanaka, K. Kusakabe, K. Sotowa, S. Morooka, J. Membrane Sci., 214 (2003), etc. Octagonal oxygen ring aluminum orthophosphate (α-AlPO) 4 ) powder synthesis, crystal structure analysis, etc. are reported.

그러나 8각 산소고리 오르토인산갈륨(α-GaPO4), 오르토인산철(α-FePO4), 오르토인산망간(α-MnPO4)에 대한 보고는 아직 없다. 그리고 바이오매스로부터 얻어진 함수에탄올로부터 흡착탈수방법에 의해 고순도 바이오에탄올을 선택적으로 연속추출할 수 있는 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막 및 담체의 제조방법에 관한 것도 아직 보고된 바가 없다.However, there are no reports on octagonal oxygen ring gallium orthophosphate (α-GaPO 4 ), iron orthophosphate (α-FePO 4 ), or manganese orthophosphate (α-MnPO 4 ). In addition, there has been no report on a method for preparing an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate separation membrane and a carrier capable of selectively continuously extracting high purity bioethanol from the hydrous ethanol obtained from biomass by adsorption dehydration.

본 발명의 목적은 화석연료, 가솔린 등의 대체연료용으로 사용할 수 있는 99.6v/v% 이상의 고순도 바이오에탄올을 선택적으로 연속추출할 수 있는 3가금속 오르토인산염 분리막과 담체의 제조방법을 제공하는 것으로서, 특히 흡착탈수능력이 높고 또한 산과 알칼리 및 물에 대한 내구성이 크기 때문에 사용기간도 긴 3가금속 오르토인산염 분리막과 담체의 제조방법 및 이에 의하여 얻어진 분리막 또는 담체를 이용한 고순도 바이오 에탄올의 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a trivalent metal orthophosphate separation membrane and a method for preparing a carrier which can selectively and continuously extract high purity bioethanol of 99.6v / v% or more that can be used for alternative fuels such as fossil fuel and gasoline. In particular, the present invention provides a method for preparing a trivalent metal orthophosphate separation membrane and a carrier having a long service life due to its high adsorption dehydration ability and high durability against acids, alkalis and water, and a method for producing high purity bioethanol using the membrane or carrier obtained thereby. It is.

본 발명에 따른 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막의 제조방법은,Method for producing an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate separator according to the present invention,

(1) 오르토인산갈륨 용액, 오르토인산알루미늄 용액, 오르토인산철 용액 및 오르토인산망간 용액 중에서 선택되는 1종 이상의 3가금속 오르토인산염 용액 90~95vol%와 암모니아 또는 아민계 화합물 5~10vol%의 혼합용액을 수열반응시켜 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말을 제조하는 단계;(1) Mixing 90-95 vol% of one or more trivalent metal orthophosphate solutions selected from gallium orthophosphate solution, aluminum orthophosphate solution, iron orthophosphate solution and manganese orthophosphate solution with ammonia or an amine compound 5-10 vol% Hydrothermally reacting the solution to prepare an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder;

(2) 반응용기 내의 상부에 상기 (1)단계에서 얻어진 분말, 및 하부에 세라믹 지지체를 위치시키는 역배치방법으로 상기 (1)단계에서 얻어진 분말과 세라믹 지지체를 수열반응시켜, 상기 세라믹 지지체 상에 분리막을 형성시키는 단계;(2) hydrothermally reacting the powder obtained in the step (1) with the ceramic support in a reverse arrangement method of placing the powder obtained in the above step (1) on the upper part of the reaction vessel and the ceramic support on the lower part, thereby Forming a separator;

(3) 상기 (2)단계에서 얻어진, 분리막이 형성된 세라믹 지지체를 열처리하는 단계;(3) heat-treating the ceramic support formed with the separator obtained in step (2);

를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.

본 발명에 따른 분리막의 제조방법에 있어서, 상기 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말을 제조하는 상기 (1)단계에서의 3가금속은 갈륨, 알루미늄, 철 및 망간에서 선택되는 것이 바람직하다. In the method for preparing a separator according to the present invention, the trivalent metal in step (1) of preparing the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder is preferably selected from gallium, aluminum, iron and manganese.

8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말을 제조하기 위해서 사용되는 오르토인산갈륨 용액은 황산갈륨(Ⅲ)과 인산용액, 바람직하게는 85%의 인산용액을 1:2 몰비로 혼합한 수용액, 오르토인산알루미늄 용액은 황산알루미늄(또는 수산화알루미늄)과 인산용액, 바람직하게는 85%의 인산용액을 1:2 몰비로 혼합한 수용액, 오르토인산철 용액은 황산철(Ⅲ)과 인산용액, 바람직하게는 85%의 인산용액을 1:2 몰비로 혼합한 수용액, 그리고 오르토인산망간 용액은, 황산망간(Ⅲ)과 인산용액, 바람직하게는 85%의 인산용액을 1:2 몰비로 혼합한 수용액이 바람직하다. 상기 오르토인산갈륨 용액, 오르토인산알루미늄 용액, 오르토인산철 용액 및 오르토인산망간 용액(이하, '출발용액'이라고도 함)을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.The gallium orthophosphate solution used to prepare the octagonal tricyclic metal orthophosphate powder is an aqueous solution of gallium sulfate (III) and a phosphoric acid solution, preferably 85% of a phosphoric acid solution in a 1: 2 molar ratio, orthophosphoric acid. The aluminum solution is an aqueous solution of aluminum sulfate (or aluminum hydroxide) and a phosphate solution, preferably 85% of a phosphate solution in a 1: 2 molar ratio, and the iron orthophosphate solution is an iron (III) sulfate and a phosphate solution, preferably 85 As for the aqueous solution which mixed the% phosphoric acid solution in 1: 2 molar ratio, and the manganese orthophosphate solution, the aqueous solution which mixed manganese sulfate (III) and phosphoric acid solution, Preferably 85% phosphoric acid solution in 1: 2 molar ratio is preferable. . The gallium orthophosphate solution, aluminum orthophosphate solution, iron orthophosphate solution and manganese orthophosphate solution (hereinafter also referred to as "starting solution") may be used alone or in combination.

8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말을 제조하기 위해서는 상기 출발용액에 암모니아 또는 아민계 화합물이 첨가되어야 하는데, 암모니아 또는 아민계 화합물을 첨가하지 않고 상기 출발용액만으로 수열반응시키면 6각 산소고리 3가 금속 오르토인산염 분말이 얻어진다.In order to prepare an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder, ammonia or an amine compound should be added to the starting solution, and if the hydrothermal reaction is performed only with the starting solution without adding the ammonia or amine compound, the hexagonal oxygen ring trivalent Metal orthophosphate powder is obtained.

상기 출발용액에 첨가되는 암모니아 또는 아민계 화합물로는 그 종류에 특별히 제한이 없으나, 에틸렌디아민(Ethylenediamine), 이소프로필아민(Isopropylamine) 또는 테트라에틸암모니아(Tetraethylammonia) 등이 바람직하며, 그 함량은, 상기 출발용액과 암모니아 또는 아민계 화합물의 총 합계량을 기준 으로, 5~10vol% 첨가시키는 것이 바람직하다. 첨가량이 5vol% 미만 또는 10vol% 초과일 때는 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말을 단일상으로 얻을 수 없다.The ammonia or amine compound added to the starting solution is not particularly limited in its kind, but ethylenediamine, isopropylamine or tetraethylammonia is preferable, and the content thereof is It is preferable to add 5-10 vol% based on the total amount of the starting solution and the ammonia or amine compound. When the addition amount is less than 5 vol% or more than 10 vol%, octahedral oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder cannot be obtained in a single phase.

상기 3가금속 오르토인산염 출발용액과 암모니아 또는 아민계 화합물의 혼합용액을 분말합성 또는 결정화를 시킬 수 있는 방법은 수열법, 습식법, 졸-겔법 또는 증발법이 있으나, 분쇄와 열처리과정이 필요 없고, 또한 고순도의 분말과 결정화가 가능한 수열법(Hydrothermal method)이 바람직하다.Powder synthesis or crystallization of the mixed solution of the trivalent metal orthophosphate starting solution and ammonia or an amine compound includes hydrothermal method, wet method, sol-gel method or evaporation method, but does not require grinding and heat treatment. In addition, a high purity powder and a hydrothermal method capable of crystallization are preferred.

수열법은 엄밀히 밀폐된 반응용기(Autoclave) 내에 물(또는 수용액) 존재하에, 100℃ 이상의 고온 고압하에서 일어나는 반응 즉, 수열반응(Hydrothermal reaction)을 이용하는 방법으로서, 반응용기 내에서 액상의 반응성과 기상의 침투성을 동시에 활용할 수 있기 때문에 3가금속 오르토인산염 분말의 제조방법에 적합하다.Hydrothermal method is a method using a reaction occurring under high temperature and high pressure of 100 ° C or higher in the presence of water (or aqueous solution) in a tightly sealed autoclave, that is, a hydrothermal reaction. It is suitable for the preparation method of trivalent metal orthophosphate powder because it can utilize at the same time.

상기 (1)단계에서의 수열반응에 사용되는 반응용기는 수직형 또는 수평형 모두 가능하나, 단일상(Single phase)의 분말을 얻기 위함과 동시에 수율을 크게 하기 위해서 수직형보다는 수평형이 바람직하다.The reaction vessel used for the hydrothermal reaction in step (1) may be either vertical or horizontal, but in order to obtain a single phase powder and to increase the yield at the same time, the horizontal type is preferable to the vertical type. .

상기 3가금속 오르토인산염 출발용액과 암모니아 또는 아민계 화합물의 혼합용액을 반응용기 내에서 밀폐된 상태로 수열반응시키는 온도는 200~210℃가 바람직하며, 반응시간은 24~30시간이 바람직하다. 수열반응 조건이 200~210℃를 벗어나거나, 24~30시간을 벗어나면 제조되는 분말의 수율이 적으며, 결정성도 뒤떨어진다.The temperature for hydrothermally reacting the trivalent metal orthophosphate starting solution and the mixed solution of ammonia or an amine compound in a sealed state in the reaction vessel is preferably 200 to 210 ° C., and the reaction time is preferably 24 to 30 hours. If the hydrothermal reaction conditions are out of 200 ~ 210 ℃ or 24 ~ 30 hours, the yield of the powder produced is low, and the crystallinity is also inferior.

상기와 같이 제조된 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말은 역(逆)용해도(Reversed solubility) 곡선을 갖는다. 도 2에는 8각 산소고리 오르토인산갈륨 분말에 대한 용해도의 온도의존성을 중량손실법(Weight loss method)에 의해 측정한 결과가 나타나 있다. The octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder prepared as described above has a reverse solubility curve. Figure 2 shows the results of measuring the temperature dependence of the solubility of the octagonal oxygen ring ortho gallium phosphate powder by the weight loss method.

종래의 제올라이트 분말이 정(正)용해도(Regular solubility) 곡선을 갖는 것과는 달리, 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말은 상기와 같이 역용해도 곡선을 가지므로, 분리막 형성을 위한 상기 (2)단계에서는 반응용기 내의 상부(저온영역)에 출발원료, 그리고 하부(고온영역)에 세라믹 지지체가 위치되어야 하는 역배치(Reversed arrangement)방법에 의해 수열반응을 유도시키는 수열법을 이용하는 것이 바람직하다.Unlike conventional zeolite powder having a regular solubility curve, the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder has a reverse solubility curve as described above, and thus, the step (2) for forming a separator In the reaction vessel, it is preferable to use a hydrothermal method that induces a hydrothermal reaction by a reversed arrangement method in which a starting material is placed at an upper portion (low temperature region) and a ceramic support at a lower portion (high temperature region).

상기 (2)단계에서 사용되는 세라믹 지지체는 알루미나(Alumina) 또는 뮬라이트(Mullite) 등을 주성분으로 한 다공성의 사각형 또는 튜브형 세라믹 지지체가 바람직하다. The ceramic support used in step (2) is preferably a porous rectangular or tubular ceramic support mainly composed of alumina or mullite.

상기 (2)단계에서 사용되는 반응용기는 수평형 또는 수직형 모두를 사용할 수 있으며, 고온영역과 저온영역의 온도차를 형성시키기가 용이하고, 대류현상과 이온확산을 효율적으로 유도하기 위해서는 수직형이 바람직하다.The reaction vessel used in the step (2) can be used both horizontal or vertical type, it is easy to form the temperature difference between the high temperature region and the low temperature region, and the vertical type is used to efficiently induce convection and ion diffusion. desirable.

상기 (2)단계에서의 수열반응의 온도는 240℃이상이 바람직하며, 오르토인산갈륨인 경우에는 250℃이상, 오르토인산알루미늄인 경우에는 240℃이상, 오르토인산철인 경우에는 270℃이상, 오르토인산망간인 경우에는 270℃이상이 더욱 바람직하다. 수열반응 조건이 240℃ 미만일 때는 세라믹 지지체에 분리막이 형성되지 않는다. In the step (2), the temperature of the hydrothermal reaction is preferably 240 ° C. or higher, 250 ° C. or higher for gallium orthophosphate, 240 ° C. or higher for aluminum orthophosphate, or 270 ° C. or higher for iron orthophosphate, orthophosphoric acid In the case of manganese, 270 degreeC or more is more preferable. When the hydrothermal reaction condition is less than 240 ℃, the separator is not formed on the ceramic support.

그리고, 오르토인산갈륨(α-GaPO4), 오르토인산알루미늄(α-AlPO4), 오르토 인산철(α-FePO4) 및 오르토인산망간(α-MnPO4) 분말은 570℃ 부근에서 결정구조가 α형(저온형, Low temperature form)에서 β형(고온형, High temperature form)으로 상전이(Phase transition)가 일어나므로, 분리막의 제조는 570℃ 이하에서 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, gallium orthophosphate (α-GaPO4), aluminum orthophosphate (α-AlPO4), ortho iron phosphate (α-FePO4) and manganese orthophosphate (α-MnPO4) powders have a crystal structure of α type (low temperature). Phase transition from the low temperature form) to the β type (high temperature form), the production of the separator is preferably made at 570 ℃ or less.

상기 (2)단계에서의 수열반응에 있어서, 사용되는 수열용매로는 물이 바람직하며, 반응시간은 3일 이상, 특히 3~7일이 바람직하다. 반응시간이 3일 미만이면 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 수용액이 평형상태에 도달되지 못하므로, 균일한 분리막이 형성되지 않고, 3일 이상이면 균일한 분리막이 형성된다. 도 3에는 8각 산소고리 오르토인산갈륨 분말에 대한 용해도의 시간의존성을 250℃의 반응온도와 물을 수열용매로 한 수열조건 하에서 측정한 결과가 나타나 있다.In the hydrothermal reaction in step (2), the hydrothermal solvent used is preferably water, the reaction time is preferably 3 days or more, particularly 3-7 days. If the reaction time is less than 3 days, since the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate aqueous solution does not reach an equilibrium state, a uniform separator is not formed, and if it is 3 days or more, a uniform separator is formed. Figure 3 shows the results of measuring the time dependence of the solubility of the octagonal oxygen ring gallium orthophosphate powder under hydrothermal conditions using a reaction temperature of 250 ℃ and water as a hydrothermal solvent.

상기 (3)단계에서는, 상기 (2)단계에서 얻어진, 분리막이 형성된 세라믹 지지체를 수세, 건조시킨 후에 5~12시간 동안 400~500℃의 온도에서 열처리를 하여, 세라믹 지지체에 형성된 분리막의 내부에 잔존하고 있는 암모니아 또는 아민계 화합물의 물질을 완전히 제거시킨다. In the step (3), the ceramic support formed with the separator obtained in the step (2) is washed with water and dried, and then heat treated at a temperature of 400 to 500 ° C. for 5 to 12 hours to form the inside of the separator formed on the ceramic support. The remaining ammonia or amine compound is completely removed.

상기 열처리 시간이 5시간 미만인 경우에는 암모니아 또는 아민계 화합물의 물질이 충분히 제거되지 않고, 12시간을 초과하면 이들 물질이 완전히 제거되기 때문에 더 이상 열처리 할 필요가 없다. 상기 열처리의 온도가 400℃ 미만인 경우에는 암모니아 또는 아민계 화합물의 물질이 충분히 제거되지 않으며, 500℃를 초과하는 경우에는 분리막의 상전이가 일어난다.If the heat treatment time is less than 5 hours, the material of the ammonia or the amine compound is not sufficiently removed, and if more than 12 hours, the material is completely removed, and thus it is not necessary to further heat treatment. When the temperature of the heat treatment is less than 400 ° C, the material of the ammonia or amine compound is not sufficiently removed, and when the temperature exceeds 500 ° C, the phase transition of the separator occurs.

본 발명에 따른 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 담체의 제조방법은,Method for producing an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate carrier according to the present invention,

(i) 오르토인산갈륨 용액, 오르토인산알루미늄 용액, 오르토인산철 용액 및 오르토인산망간 용액 중에서 선택되는 1종 이상의 3가금속 오르토인산염 용액 90~95vol%와 암모니아 또는 아민계 화합물 5~10vol%의 혼합용액을 수열반응시켜 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말을 제조하는 단계;(i) Mixing 90 to 95 vol% of one or more trivalent metal orthophosphate solutions selected from gallium orthophosphate solution, aluminum orthophosphate solution, iron orthophosphate solution and manganese orthophosphate solution with 5 to 10 vol% ammonia or amine compounds Hydrothermally reacting the solution to prepare an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder;

(ii) 상기 (i)단계에서 얻어진 분말 65~75wt%, 가소제로서 카올린 또는 벤토나이트 5~10wt%, 소결제로서 실리카 또는 규조토 5~10wt%, 결합제로서 물 15~20wt%를 혼합하고, 성형 및 건조한 후, 고상반응시켜 담체를 제조하는 단계;(ii) mixing 65 to 75 wt% of the powder obtained in step (i), 5 to 10 wt% of kaolin or bentonite as a plasticizer, 5 to 10 wt% of silica or diatomaceous earth as a sintering agent, and 15 to 20 wt% of water as a binder, forming and Drying and then solidifying to prepare a carrier;

를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.

8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 담체의 제조방법에 있어서, 상기 (i)단계에 관한 설명은 상기에서 설명한 분리막 제조방법의 (1)단계와 동일하다.In the method for preparing the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate carrier, the description of step (i) is the same as that of step (1) of the membrane production method described above.

상기 (ii)단계에서는 상기 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말에 가소제, 소결제 및 결합제를 혼합하여 담체를 제조한다.In the step (ii), a plasticizer, a sintering agent and a binder are mixed with the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder to prepare a carrier.

가소제로는 판상형 카올린(Kaoline) 또는 벤토나이트(Bentonite)가 바람직하며, 소결제로는 실리카(Silica) 또는 규조토(Diatomite)가 바람직하며, 결합제로는 물(Water)이 바람직하다.The plasticizer is preferably plate-shaped kaolin or bentonite, silica or diatomite is preferred as the sintering agent, and water is preferred as the binder.

상기 (ii)단계에 있어서, 상기 각 성분의 함량은, 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말 65~75wt%, 가소제 5~10wt%, 소결제 5~10wt%, 결합제 15~20wt%가 바람직하다. 상기 함량비를 벗어나면, 제조된 담체의 기능성이 떨어진다.In the step (ii), the content of each component is preferably octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder 65 ~ 75wt%, plasticizer 5 ~ 10wt%, sintering agent 5 ~ 10wt%, binder 15 ~ 20wt% Do. If it is out of the content ratio, the functionality of the prepared carrier is inferior.

상기 혼합 후에는 비표면적이 큰 구형의 형태로 성형을 하는데, 본 발명에 있어서 혼합분말의 성형은 시판용의 환제조기를 이용하는 것이 바람직하다.After the mixing, molding is carried out in the form of a sphere having a large specific surface area. In the present invention, it is preferable to use a commercially available pilling machine for shaping the mixed powder.

상기 혼합분말의 성형 후에는 건조과정을 거치는데, 건조는 우선 자연건조시킨 후 90~100℃의 온도범위에서 18~30시간 동안 행하는 것이 바람직하다. 성형체를 건조하는 과정 없이 고상반응을 시키면 균열, 파손 등의 현상이 나타나기 때문에 바람직하지 못하다.After the molding of the mixed powder is subjected to a drying process, the drying is preferably carried out for 18 to 30 hours in the temperature range of 90 ~ 100 ℃ after first drying naturally. If the solid phase reaction is carried out without drying the molded body, it is not preferable because a phenomenon such as cracking or breakage occurs.

상기 건조과정 후에는, 500~550℃의 온도범위에서 10~12시간 동안 고상반응시킨다. 고상반응의 온도가 500℃ 미만이면 반응이 충분하게 이루어지지 않으며, 550℃를 초과하면 담체의 상전이가 일어나며, 고상반응의 시간이 10시간 미만이면 소결상태가 완전하지 않고, 12시간을 초과하면 완전한 소결상태가 되기 때문에 더 이상 반응시킬 필요가 없다.After the drying process, the solid phase reaction for 10 to 12 hours in the temperature range of 500 ~ 550 ℃. If the temperature of the solid phase reaction is less than 500 ℃, the reaction is not sufficient, if the temperature exceeds 550 ℃, the phase transition of the carrier occurs, if the time of the solid phase reaction is less than 10 hours, the sintered state is not complete, if more than 12 hours Since it is sintered, there is no need to react any more.

본 발명은 본 발명에 의해 제공되는 분리막을 포함하는 모듈 단독 또는 상기 분리막을 포함하는 모듈과 본 발명에 의해 제공되는 담체를 포함하는 모듈을 연결하여 바이오매스로부터 얻은 함수에탄올을 상기 분리막 포함 모듈 단독 또는 상기 분리막 포함 모듈과 담체 포함 모듈을 연결시킨 모듈에 통과시켜 고순도 바이오에탄올을 얻는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a module comprising a separator provided by the present invention alone or to a module comprising the separator and a module comprising a carrier provided by the present invention to the hydrous ethanol obtained from biomass, the module containing the separator alone or It provides a high-purity bioethanol production method characterized in that the high-purity bioethanol is obtained by passing through a module connecting the separator containing module and the carrier containing module.

상기 제조한 분리막을 사용한 모듈의 제조에 있어서는, 세라믹 지지체의 형태는 사각형, 튜브형 등이며, 바람직하게는 튜브형이다. 세라믹 지지체의 길이는 1미터 이상이 바람직하다. 길이가 1미터 미만이면, 비표면적이 작아지므로 고순도 바이오에탄올의 대량적인 추출이 어려워진다.In the manufacture of the module using the above-mentioned separator, the shape of the ceramic support is rectangular, tubular, or the like, and preferably tubular. The length of the ceramic support is preferably 1 meter or more. If the length is less than 1 meter, the specific surface area becomes small, which makes mass extraction of high purity bioethanol difficult.

담체를 사용한 모듈의 제조에 있어서는, 원통형을 사용할 수 있고, 담체를 수직식 또는 수평식으로 원통형내에 충전시킬 수 있다. 바람직하게는, 원통형에 수 직식으로 담체를 충전시킨다.In the production of the module using the carrier, a cylinder can be used, and the carrier can be filled in the cylinder vertically or horizontally. Preferably, the carrier is filled in a cylindrical shape vertically.

고순도 바이오에탄올을 제조하기 위해서는 상기 분리막 모듈을 단독으로 사용하거나 또는 분리막 모듈과 담체 모듈을 연결하여 함께 사용할 수 있으며, 분리막 모듈과 담체 모듈을 함께 사용하는 것이 바람직하다.In order to manufacture high purity bioethanol, the membrane module may be used alone or may be used by connecting the membrane module and the carrier module, and the membrane module and the carrier module are preferably used together.

본 발명의 고순도 바이오에탄올의 제조방법에서 사용되는 상기 바이오매스는 옥수수, 사탕수수 등의 당질계, 감자, 고구마, 카사바, 타피오카 등의 전분질계, 폐목재 등의 셀룰로오스계, 및 우뭇가사리 등의 해조류에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.The biomass used in the method for producing high-purity bioethanol of the present invention is used in the seaweeds such as sugars such as corn and sugar cane, starch based potatoes, sweet potato, cassava and tapioca, cellulose based waste wood, and wood starfish. One or more types selected can be mentioned.

상기와 같은 본 발명의 모듈을 통해 제조되는 고순도 바이오에탄올은 99.6v/v% 이상의 고순도를 가지며, 상기 제조된 99.6v/v% 이상의 고순도 바이오에탄올 10~20wt%, 가솔린 80~90wt%를 혼합한 혼합용액, 또는 99.6v/v% 이상의 고순도 바이오에탄올 10~20wt%, 이소프로필알코올 3~5wt%, 가솔린 75~85wt% 비율로 혼합한 혼합용액을 화석연료 또는 가솔린 등의 대체연료로 사용할 수 있다.The high purity bioethanol prepared through the module of the present invention as described above has a high purity of 99.6 v / v% or more, and the high purity bioethanol prepared from 99.6v / v% or more of 10-20 wt% and gasoline 80-90 wt%. A mixed solution or a mixed solution of 10 to 20wt% of high purity bioethanol of 99.6v / v% or more, 3 to 5wt% of isopropyl alcohol and 75 to 85wt% of gasoline can be used as an alternative fuel such as fossil fuel or gasoline. .

본 발명에 의해 제조된 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막 및 담체는 약산성 또는 중성(pH 6~7)을 나타내기 때문에 기존의 제올라이트 분리막 및 담체 보다 흡착탈수능력이 높고, 또한 산과 알칼리 및 물에 대한 내구성이 크기 때문에 사용기간도 길 수 있다는 장점이 있다.Since the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate separator and carrier prepared by the present invention show weak acidity or neutral pH (pH 6 ~ 7), adsorption and dehydration ability is higher than that of conventional zeolite separator and carrier, and also acid, alkali and water Due to its high durability, the service life can be long.

또한, 종래기술에서 달성할 수 없었던, 고순도 바이오에탄올 추출용 3가금속 오르토인산염 분리막과 담체를 각각 제조함에 따라, 제올라이트 분리막 등이 갖고 있는 문제점을 해결할 수 있다. In addition, by manufacturing a trivalent metal orthophosphate separation membrane and a carrier for high purity bioethanol extraction, which could not be achieved in the prior art, it is possible to solve the problems of the zeolite separation membrane and the like.

그리고 본 발명에 의해 제조되는 고순도 바이오에탄올은 연소시에 일산화탄소, 질소산화물 등과 같은 환경오염물질의 배출이 없기 때문에 화석연료, 가솔린 등을 대체할 수 있는 친환경적인 연료로 사용가능하다.And high-purity bioethanol prepared by the present invention can be used as an environmentally friendly fuel that can replace fossil fuel, gasoline, etc., because there is no emission of environmental pollutants such as carbon monoxide, nitrogen oxide, etc. during combustion.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 하기 실시예는 예시적인 목적일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the following examples are for illustrative purposes only, and the present invention is not limited by the following examples.

실시예Example 1 One

<분리막 제조><Membrane Manufacturing>

황산갈륨(Ⅲ)과 85%의 인산용액을 1:2 몰비로 혼합하여 제조한 오르토인산갈륨의 출발용액 1204.2ml에 8vol%의 이소프로필아민(99% 순도)을 295.8ml 첨가시켜 제조한 혼합용액 1,500ml를 수평형의 반응용기 내에 충전시킨 뒤 엄밀히 밀폐시키고, 210℃의 반응온도에서 24시간 동안 수열반응 시킨 후 얻어진 슬러리(Slurry)상태의 반응물을 증류수와 여과지를 이용하여 수세시키면서 여과를 행한 뒤 95℃에서 24시간 동안 건조과정을 거쳐서 입자 크기 1~10㎛의 분말 635.2g을 얻었다. 여기서 분말 120g을 취하여 수직형의 반응용기 상부(저온영역)에 있는 별도의 용기 내에 투입하였으며, 반응용기 하부(고온영역)에는 세라믹 지지체(외경 41mm, 내경 30mm, 길이 300mm)를 위치시키고, 수열용매로서의 물(증류수)을 2,140ml 첨가한 후에 반 응용기를 엄밀히 밀폐시킨 후, 250℃의 반응온도에서 5일간 수열반응을 시켰다. 수열반응이 종료된 후에 세라믹 지지체를 증류수로 세척한 뒤 95℃에서 24시간 동안 건조시킨 후에 480℃에서 10시간 동안 열처리를 행하였다. 이와 같이 하여 제조한 8각 산소고리 오르토인산갈륨의 분리막을 형성시킨 세라믹 지지체의 사진을 도 4에 나타내었다. 그리고 도 5에는 분리막의 단면에 대한 주사전자현미경의 사진을 나타내었으며, 그 두께는 2~3㎛이었고, 분리막의 pH 값은 6~7이었다. 한편, 오르토인산갈륨의 분리막을 형성시킨 세라믹 지지체의 사용한계(내구성)는 30~34개월 이었으며, 이 기간을 초과하면 바이오에탄올의 순도가 99.6v/v% 이하로 떨어지는 경향을 보였다.Mixed solution prepared by adding 295.8 ml of 8vol% isopropylamine (99% purity) to 1204.2 ml of gallium orthophosphate starting solution prepared by mixing gallium sulfate (III) and 85% phosphoric acid solution in a 1: 2 molar ratio. After filling 1,500ml in a horizontal reaction vessel and sealing it tightly, and performing a hydrothermal reaction for 24 hours at a reaction temperature of 210 ℃ and filtered through a slurry (Slurry) while washing with distilled water and filter paper. After drying for 24 hours at 95 ℃ 635.2g of a powder having a particle size of 1 ~ 10㎛. Here, 120 g of powder was taken and placed in a separate container in the upper portion of the vertical reaction vessel (low temperature region), and a ceramic support (outer diameter 41 mm, inner diameter 30 mm, length 300 mm) was placed in the lower portion of the reaction vessel (high temperature region), and a hydrothermal solvent was placed. After adding 2,140 ml of water (distilled water) as a semi-applicator, the semi-applicator was tightly sealed, followed by hydrothermal reaction for 5 days at a reaction temperature of 250 ° C. After the hydrothermal reaction was completed, the ceramic support was washed with distilled water, dried at 95 ° C. for 24 hours, and then heat-treated at 480 ° C. for 10 hours. The photograph of the ceramic support body in which the separator of the octagonal oxygen ring gallium orthophosphate which was produced in this way was formed is shown in FIG. 5 shows a photograph of a scanning electron microscope for the cross section of the separator, its thickness was 2 to 3 μm, and the pH value of the separator was 6 to 7. FIG. On the other hand, the used system (durability) of the ceramic support on which the gallium ortho phosphate separator was formed was 30 to 34 months, and when this period was exceeded, the purity of bioethanol dropped to 99.6 v / v% or less.

<< 담체carrier 제조> Manufacture

담체는 상기에서 제조한 8각 산소고리 오르토인산갈륨분말 70wt%, 벤토나이트분말 5wt%, 규조토분말 5wt% 및 물 20wt%의 혼합비로 이루어진 혼합분말을 환제조기를 이용하여 2~5mm 크기의 구형 성형체로 제조한 뒤 이를 자연건조하고, 또 95℃에서 24시간 동안 건조과정을 거친 후 500℃에서 12시간 동안 고상반응시키는 과정을 통해 제조하였다. 도 6에는 8각 산소고리 오르토인산갈륨 담체에 대한 사진을 나타내었다. 이와 같은 담체의 pH 값은 6~7 이었고, 사용한계(내구성)는 34~36개월 이었으며, 이 기간을 초과하면 바이오 에탄올의 순도가 99.6v/v% 이하로 떨어지는 경향을 보였다. The carrier is a spherical shaped body having a size of 2 to 5 mm using a pill maker with a mixed powder consisting of a mixture ratio of 70 wt% of octagonal oxygen ring gallium orthophosphate powder, 5 wt% of bentonite powder, 5 wt% of diatomaceous earth powder and 20 wt% of water. After the preparation, it was naturally dried, and after drying at 95 ° C. for 24 hours, was prepared through a solid phase reaction at 500 ° C. for 12 hours. Figure 6 shows a photograph of the octagonal oxygen ring gallium phosphate carrier. The pH value of such a carrier was 6-7, and the service life (durability) was 34-36 months. When this period was exceeded, the purity of bioethanol tended to fall below 99.6v / v%.

<고순도 바이오에탄올 제조><Production of High Purity Bioethanol>

도 7에는 분리막이 형성된 세라믹 지지체 포함 모듈(외경 60mm, 내경 50mm, 길이 310mm)을 단독 장착한 후 연속적으로 연결된 원통형에 담체 포함 수직식 모듈(외경 110mm, 높이 160mm, 내부체적; 1,520cm3)을 다시 단독으로 장착하여 제작한 흡착탈수장치를 포함한 고순도 바이오에탄올의 생산설비를 나타내었다. 본 파일럿 프랜트(Pilot plant)의 생산설비는 ① 스팀발생(가열) 시스템, ② 함수에탄올 저장탱크, ③ 분리막 모듈, ④ 담체 모듈, ⑤ 수분회수 탱크, ⑥ 냉각시스템, ⑦ 고순도 바이오에탄올 회수탱크로 구성되어 있으며, 생산규모는 월간 540~600ℓ이다. 이 설비를 이용하여 바이오매스로부터 얻어진 93.0v/v%의 함수에탄올을 투과 증발시켜 추출한 바이오에탄올에 대한 가스크로마토그라피 분석(총 면적; 35268263, 에탄올 면적; 35137771)을 행한 결과, 도 8에서와 같이 99.6v/v%의 고순도 바이오에탄올이 제조되었다. 7 is a vertical support module (outer diameter 110mm, height 160mm, internal volume; 1,520cm 3 ) containing a carrier in a cylindrical cylinder connected continuously after mounting the module with a ceramic support (60mm in diameter, 50mm in inner diameter, 310mm in length) with a separator formed alone The high purity bioethanol production equipment including the adsorption dehydration device, which was manufactured by mounting alone, was shown. The pilot plant's production equipment consists of ① steam generation (heating) system, ② hydrous ethanol storage tank, ③ membrane module, ④ carrier module, ⑤ water recovery tank, ⑥ cooling system, ⑦ high purity bioethanol recovery tank The production scale is 540 ~ 600ℓ per month. Gas chromatographic analysis (total area; 35268263, ethanol area; 35137771) of bioethanol extracted by pervaporation of 93.0v / v% hydrous ethanol obtained from biomass using this equipment was performed. As shown in FIG. High purity bioethanol of 99.6 v / v% was prepared.

본 실시예에서 제조한 99.6v/v% 이상의 고순도 바이오에탄올을 15±5wt% 비율로 가솔린에 혼합한 혼합용액을 가솔린 대체연료로 사용한 결과, 자동차의 시동성, 주행성, 가속성 등에서 가솔린 단독 사용의 경우와 큰 차이가 없었다.As a result of using a mixed solution of 99.6v / v% or more of high purity bioethanol prepared in the present example in gasoline at a ratio of 15 ± 5wt% as a gasoline alternative fuel, the use of gasoline alone in the starting, running, acceleration, etc. There was no big difference.

실시예Example 2 2

상기의 실시예 1에서, 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말의 제조방법에 있어서, 황산알루미늄과 85%의 인산용액을 1:2 몰비로 혼합하여 제조한 오르토 인산알루미늄의 출발용액 1204.2ml에 9vol%의 테트라에틸암모니아를 295.8ml 첨가시켜 제조한 혼합용액 1,500ml를 사용한 것; 분리막의 제조에 있어서, 수열반응온도가 245℃인 것; 및 담체의 제조에 있어서, 혼합분말로서 8각 산소고리 오르토인산알루미늄 분말 70wt%, 판상형 카올린분말 10wt%, 규조토분말 5wt% 및 물 15wt%의 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막과 담체를 제조하고, 분리막 모듈과 담체 모듈을 각각 포함한 생산설비를 이용하여 99.6v/v%의 고순도 바이오에탄올을 얻었다.In Example 1, in the method for preparing octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder, 1204.2 ml of the starting solution of ortho aluminum phosphate prepared by mixing aluminum sulfate and 85% phosphoric acid solution in a 1: 2 molar ratio. 1,500 ml of a mixed solution prepared by adding 295.8 ml of 9 vol% tetraethylammonia was used; In the production of the separator, the hydrothermal reaction temperature is 245 ℃; And in the preparation of the carrier, the same method as in Example 1 except for the use of a mixed powder of octagonal oxygen ring orthophosphate powder 70wt%, plate-shaped kaolin powder 10wt%, diatomaceous earth powder 5wt% and water 15wt% as a mixed powder A membrane and a carrier were prepared, and high purity bioethanol of 99.6 v / v% was obtained using a production facility including a membrane module and a carrier module, respectively.

실시예Example 3 3

상기의 실시예 1에서, 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말의 제조방법에 있어서, 황산철(Ⅲ)과 85%의 인산용액을 1:2 몰비로 혼합하여 제조한 오르토인산철의 출발용액 1204.2ml에 9vol%의 테트라에틸암모니아를 295.8ml 첨가시켜 제조한 혼합용액 1,500ml를 사용한 것; 분리막의 제조에 있어서, 수열반응온도가 275℃인 것; 및 담체의 제조에 있어서, 혼합분말로서 8각 산소고리 오르토인산철 분말 70wt%, 판상형 카올린분말 10wt%, 실리카분말 5wt% 및 물 15wt%의 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막과 담체를 제조하고, 분리막 모듈과 담체 모듈을 각각 포함한 생산설비를 이용하여 99.6v/v%의 고순도 바이오에탄올을 얻었다.In Example 1, the starting solution of iron orthophosphate prepared by mixing the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder in a 1: 2 molar ratio with iron (III) sulfate and 85% phosphoric acid solution. 1,500 ml of a mixed solution prepared by adding 295.8 ml of 9 vol% tetraethylammonia to 1204.2 ml; In the production of the separator, the hydrothermal reaction temperature is 275 ℃; And in the preparation of the carrier, the same method as in Example 1 except for the use of a mixed powder of octagonal iron ring orthophosphate powder 70 wt%, plate-shaped kaolin powder 10wt%, silica powder 5wt% and water 15wt% as a mixed powder. A membrane and a carrier were prepared, and high purity bioethanol of 99.6 v / v% was obtained using a production facility including a membrane module and a carrier module, respectively.

실시예Example 4 4

상기의 실시예 1에서, 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말의 제조방법에 있어서, 황산망간(Ⅲ)과 85%의 인산용액을 1:2 몰비로 혼합하여 제조한 오르토인산망간의 출발용액 1204.2ml에 8vol%의 이소프로필아민을 295.8ml 첨가시켜 제조한 혼합용액 1,500ml를 사용한 것; 분리막의 제조에 있어서, 수열반응온도가 280℃인 것; 및 담체의 제조에 있어서, 혼합분말로서 8각 산소고리 오르토인산망간 분말 70wt%, 판상형 카올린분말 10wt%, 실리카분말 5wt% 및 물 15wt%의 혼합분말을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 분리막과 담체를 제조하고, 분리막 모듈과 담체 모듈을 각각 포함한 생산설비를 이용하여 99.6v/v%의 고순도 바이오에탄올을 얻었다.In Example 1, the starting solution of manganese orthophosphate prepared by mixing manganese sulfate (III) and 85% phosphoric acid solution in a 1: 2 molar ratio in the method of preparing an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder 1,500 ml of a mixed solution prepared by adding 295.8 ml of 8 vol% isopropylamine to 1204.2 ml; In the production of the separator, the hydrothermal reaction temperature is 280 ℃; And in the preparation of the carrier, the same method as in Example 1 except for the use of a mixed powder of octagonal manganese ring orthophosphoric acid powder 70wt%, plate-shaped kaolin powder 10wt%, silica powder 5wt% and water 15wt% as a mixed powder. A membrane and a carrier were prepared, and high purity bioethanol of 99.6 v / v% was obtained using a production facility including a membrane module and a carrier module, respectively.

도 1은 종래 NaA형 제올라이트 분리막의 세라믹 지지체 표면의 주사전자현미경사진이다.1 is a scanning electron micrograph of the surface of a ceramic support of a conventional NaA zeolite separator.

도 2는 8각 산소고리 오르토인산갈륨 분말에 대한 용해도의 온도의존성을 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the temperature dependence of solubility for octagonal oxygen ring gallium orthophosphate powder.

도 3은 8각 산소고리 오르토인산갈륨 분말에 대한 용해도의 시간의존성을 나타내는 그래프이다.3 is a graph showing the time dependence of the solubility of the octagonal oxygen ring gallium orthophosphate powder.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 8각 산소고리 오르토인산갈륨 분리막을 형성시킨 세라믹 지지체의 사진이다.4 is a photograph of a ceramic support on which an octagonal oxygen ring gallium orthophosphate separator prepared in accordance with Example 1 of the present invention is formed.

도 5는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 8각 산소고리 오르토인산갈륨 분리막을 형성시킨 세라믹 지지체의 단면에 대한 주사전자현미경의 사진이다.FIG. 5 is a photograph of a scanning electron microscope of a cross section of a ceramic support on which a octagonal oxygen ring gallium orthophosphate separator prepared according to Example 1 of the present invention is formed. FIG.

도 6은 본 발명의 실시예 1에 따라 제조한 8각 산소고리 오르토인산갈륨 담체의 사진이다.6 is a photograph of a octagonal oxygen ring gallium orthophosphate carrier prepared according to Example 1 of the present invention.

도 7은 본 발명의 실시예 1에 사용된 고순도 바이오에탄올 생산설비의 사진이다.Figure 7 is a photograph of the high purity bioethanol production equipment used in Example 1 of the present invention.

도 8은 도 7의 고순도 바이오에탄올 생산설비를 이용하여 바이오매스로부터 얻어진 93.0v/v%의 함수에탄올을 투과 증발시켜 추출한 바이오에탄올에 대한 가스크로마토그라피 분석의 결과이다.FIG. 8 is a result of gas chromatography analysis of bioethanol extracted by pervaporation of 93.0v / v% hydrous ethanol obtained from biomass using the high purity bioethanol production equipment of FIG. 7.

Claims (15)

(1) 오르토인산갈륨 용액, 오르토인산알루미늄 용액, 오르토인산철 용액 및 오르토인산망간 용액 중에서 선택되는 1종 이상의 3가금속 오르토인산염 용액 90~95vol%와 암모니아 또는 아민계 화합물 5~10vol%의 혼합용액을 수열반응시켜 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말을 제조하는 단계;(1) Mixing 90-95 vol% of one or more trivalent metal orthophosphate solutions selected from gallium orthophosphate solution, aluminum orthophosphate solution, iron orthophosphate solution and manganese orthophosphate solution with ammonia or an amine compound 5-10 vol% Hydrothermally reacting the solution to prepare an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder; (2) 반응용기 내의 상부에 상기 (1)단계에서 얻어진 분말, 및 하부에 세라믹 지지체를 위치시키는 역배치방법으로 상기 (1)단계에서 얻어진 분말과 세라믹 지지체를 수열반응시켜, 상기 세라믹 지지체 상에 분리막을 형성시키는 단계;(2) hydrothermally reacting the powder obtained in the step (1) with the ceramic support in a reverse arrangement method of placing the powder obtained in the above step (1) on the upper part of the reaction vessel and the ceramic support on the lower part, thereby Forming a separator; (3) 상기 (2)단계에서 얻어진, 분리막이 형성된 세라믹 지지체를 열처리하는 단계;(3) heat-treating the ceramic support formed with the separator obtained in step (2); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막의 제조방법.Method for producing a octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate separator for high purity bioethanol extraction comprising a. 제1항에 있어서, 상기 오르토인산갈륨 용액, 오르토인산알루미늄 용액, 오르토인산철 용액 및 오르토인산망간 용액은 각각 황산갈륨(Ⅲ), 황산알루미늄 또는 수산화알루미늄, 황산철(Ⅲ) 및 황산망간(Ⅲ)을 인산용액과 1:2 몰비로 혼합하여 제조되는 것임을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가 금속 오르토인산염 분리막의 제조방법.The gallium orthophosphate solution, the aluminum orthophosphate solution, the iron orthophosphate solution and the manganese orthophosphate solution are gallium sulfate (III), aluminum sulfate or aluminum hydroxide, iron (III) sulfate and manganese sulfate (III), respectively. ) Is prepared by mixing a phosphoric acid solution with a 1: 2 molar ratio. 제1항에 있어서, 상기 (1)단계에서 암모니아 또는 아민계 화합물은 테트라에틸암모니아, 에틸렌디아민 또는 이소프로필아민인 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ammonia or amine compound in step (1) is a tetraethylammonia, ethylenediamine or isopropylamine, characterized in that the preparation of octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate separation membrane for high purity bioethanol extraction Way. 제1항에 있어서, 상기 (1)단계에서 수열반응은 200~210℃의 온도에서 24~30시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막의 제조방법.According to claim 1, wherein the hydrothermal reaction in the step (1) the production of octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate separation membrane for high purity bioethanol extraction, characterized in that carried out for 24 to 30 hours at a temperature of 200 ~ 210 ℃ Way. 제1항에 있어서, 상기 (2)단계에서 수열반응은 240~270℃의 온도에서 3~7일 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막의 제조방법.According to claim 1, wherein the hydrothermal reaction in the step (2) of the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate separation membrane for high purity bioethanol extraction, characterized in that performed for 3 to 7 days at a temperature of 240 ~ 270 ℃ Way. 제1항에 있어서, 상기 (3)단계에서 열처리는 400~500℃의 온도에서 5~12시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막의 제조방법.The method according to claim 1, wherein the heat treatment in step (3) is performed for 8 to 12 hours at a temperature of 400 to 500 ° C. for extracting an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate membrane for extracting high purity bioethanol. . (i) 오르토인산갈륨 용액, 오르토인산알루미늄 용액, 오르토인산철 용액 및 오르토인산망간 용액 중에서 선택되는 1종 이상의 3가금속 오르토인산염 용액 90~95vol%와 암모니아 또는 아민계 화합물 5~10vol%의 혼합용액을 수열반응시켜 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분말을 제조하는 단계;(i) Mixing 90 to 95 vol% of one or more trivalent metal orthophosphate solutions selected from gallium orthophosphate solution, aluminum orthophosphate solution, iron orthophosphate solution and manganese orthophosphate solution with 5 to 10 vol% ammonia or amine compounds Hydrothermally reacting the solution to prepare an octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate powder; (ii) 상기 (i)단계에서 얻어진 분말 65~75wt%, 가소제로서 카올린 또는 벤토나이트 5~10wt%, 소결제로서 실리카 또는 규조토 5~10wt%, 결합제로서 물 15~20wt%를 혼합하고, 성형 및 건조한 후, 고상반응시켜 담체를 제조하는 단계;(ii) mixing 65 to 75 wt% of the powder obtained in step (i), 5 to 10 wt% of kaolin or bentonite as a plasticizer, 5 to 10 wt% of silica or diatomaceous earth as a sintering agent, and 15 to 20 wt% of water as a binder, forming and Drying and then solidifying to prepare a carrier; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 담체의 제조방법.Method for producing a octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate carrier for high purity bioethanol extraction comprising a. 제7항에 있어서, 상기 (i)단계에서 암모니아 또는 아민계 화합물은 테트라에틸암모니아, 에틸렌디아민 또는 이소프로필아민인 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 담체의 제조방법.The method of claim 7, wherein the ammonia or the amine compound in step (i) is tetraethylammonia, ethylenediamine or isopropylamine for the preparation of octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate carrier for high purity bioethanol extraction, characterized in that Way. 제7항에 있어서, 상기 (i)단계에서 수열반응은 200~210℃의 온도에서 24~30시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 담체의 제조방법.According to claim 7, wherein the hydrothermal reaction in the step (i) the production of octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate carrier for high purity bioethanol extraction, characterized in that carried out for 24 to 30 hours at a temperature of 200 ~ 210 ℃ Way. 제7항에 있어서, 상기 (ii)단계에서 고상반응은 500~550℃의 온도에서 10~12시간 동안 수행되는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 담체의 제조방법.The method of claim 7, wherein the solid phase reaction in the step (ii) of the octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate carrier for high purity bioethanol extraction, characterized in that carried out for 10 to 12 hours at a temperature of 500 ~ 550 ℃ Way. 제1항의 방법에 의하여 제조된 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 분리막.A octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate separator for extracting high purity bioethanol prepared by the method of claim 1. 제7항의 방법에 의하여 제조된 고순도 바이오에탄올 추출용 8각 산소고리 3가금속 오르토인산염 담체.An octagonal oxygen ring trivalent metal orthophosphate carrier for extracting high purity bioethanol prepared by the method of claim 7. 제11항의 분리막을 포함하는 모듈 단독 또는 상기 분리막을 포함하는 모듈과 제12항의 담체를 포함하는 모듈을 연결하여 바이오매스로부터 얻은 함수에탄올을 상기 분리막 포함 모듈 단독 또는 상기 분리막 포함 모듈과 담체 포함 모듈을 연결시킨 모듈에 통과시켜 고순도 바이오에탄올을 얻는 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올의 제조방법.A module comprising the separator of claim 11 or a module comprising the separator and a module comprising the carrier of claim 12 is connected to the hydrous ethanol obtained from biomass, the membrane containing module alone or the module containing the membrane and the carrier containing module A method of producing high purity bioethanol, characterized by obtaining high purity bioethanol by passing through a connected module. 제13항에 있어서, 상기 바이오매스는 옥수수, 사탕수수, 감자, 고구마, 카사바 , 타피오카, 폐목재 및 우뭇가사리로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올의 제조방법.The method of claim 13, wherein the biomass is at least one selected from the group consisting of corn, sugar cane, potatoes, sweet potatoes, cassava, tapioca, waste wood, and loach. 제13항에 있어서, 상기 얻어진 고순도 바이오에탄올은 순도가 99.6v/v% 이상인 것을 특징으로 하는 고순도 바이오에탄올의 제조방법.The method for producing high purity bioethanol according to claim 13, wherein the obtained high purity bioethanol has a purity of 99.6 v / v% or more.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101231960B1 (en) * 2011-07-18 2013-02-08 도레이첨단소재 주식회사 Environmenntally friendly nonweaven fiber having a polylactic acid and the manufacturing method thereof

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101031353B1 (en) * 2008-11-13 2011-04-29 부경대학교 산학협력단 A pre-treatment method and its apparatus for the production of bio-ethanol from algae
PL225803B1 (en) * 2014-07-28 2017-05-31 Lubelska Polt Method for producing anhydrous bioethanol

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578146A (en) 1983-04-28 1986-03-25 Allied Corporation Process for growing a large single crystal from multiple seed crystals
US5375556A (en) 1992-09-04 1994-12-27 Avl Gesellschaft Fur Verbrennungskraftmaschinen Und Messtechnik M.B.H. Hydrothermal process for growing large crystals or crystal layers

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299351B1 (en) * 1999-04-02 2001-09-13 김철홍 Synthesizing method of alumina powder and fabrication of ceramic membrane using alumina powder
CN101502760A (en) * 2004-03-17 2009-08-12 三菱化学株式会社 Separation membrane

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4578146A (en) 1983-04-28 1986-03-25 Allied Corporation Process for growing a large single crystal from multiple seed crystals
US5375556A (en) 1992-09-04 1994-12-27 Avl Gesellschaft Fur Verbrennungskraftmaschinen Und Messtechnik M.B.H. Hydrothermal process for growing large crystals or crystal layers

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101231960B1 (en) * 2011-07-18 2013-02-08 도레이첨단소재 주식회사 Environmenntally friendly nonweaven fiber having a polylactic acid and the manufacturing method thereof

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