KR20030009509A - 알루미나 집괴를 사용하여 유기 유출물내에 존재하는 산소함유 유기 분자를 제거하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유기 유출물 또는 기체 유출물내에 존재하는 알코올 및 유기산과 같은 산소 함유 유기 분자를 제거하는 방법에 관한 것이다. 본 방법의 제거는 다음의 특징을 갖는 알루미나 집괴상에의 흡착에 의해서 수행되는 것을 특징으로 한다.
- 10 m2/g 또는 그 이상 , 바람직하게는 30 m2/g 또는 그 이상의 특정 표면 영역;
- 50 % 또는 그 미만, 바람직하게는 25 % 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 5000 ppm 내지 20 %, 더 더욱 바람직하게는 5000 ppm 내지 12 % 사이의 총 무게 함량을 갖는 알칼리금속 화합물, 알칼리토금속 화합물 및 희토류 화합물로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 도핑(doping) 화합물을 선택적으로 함유;
- 도핑 화합물 함량이 5000 ppm 또는 그 이상인 경우, 총 공극 부피는 30 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 35 ㎖/100g 또는 그 이상이고, V70Å는 10 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 15 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 22 ㎖/100g 또는 그 이상, 더 더욱 바람직하게는 28 ㎖/100g 또는 그 이상, 그리고 최적으로는 35 ㎖/100g 또는 그 이상;
- 도핑 화합물 함량이 5000 ppm 미만인 경우, 총 공극 부피는 45 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 50 ㎖/100g 또는 그 이상이고, 더욱 바람직하게는 55㎖/100g 또는 그 이상이고, V70Å는 15 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 22 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 28 ㎖/100g 또는 그 이상, 그리고 최적으로는 35 ㎖/100g 또는 그 이상이다.

Description

알루미나 집괴를 사용하여 유기 유출물내에 존재하는 산소 함유 유기 분자를 제거하는 방법{METHOD FOR ELIMINATING OXYGENATED ORGANIC MOLECULES THAT ARE PRESENT IN AN ORGANIC EFFLUENT USING ALUMINA AGGLOMERATES}
본 발명은 액체 또는 기체 상태의 유기 산업 유출물내에 함유된 불순물을 제거하는 것에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 알루미나 집괴(allumina agglomerate)에의 흡착에 의해서 산소를 함유하는 불순물을 제거하는 것에 관한 것이다.
많은 기체 또는 액체 산업 유출물에는 제거되어야 하는 불순물이 함유되어 있다. 예를 들면, 그러한 불순물은 환경문제를 야기시킬 수 있다. 더욱 광범위하게는, 유출물내의 불순물을 유지시키는 것은 특성(예를 들면, 유출물을 착색하는 것)에 관한 문제를 야기시킬 수 있거나 또는 강하류의 변질(화학 반응에 요구되는 촉매의 파괴, 또는 선택성에 있어서 감소를 초래하는 부반응)에 악영향을 끼칠 수 있다. 제거되어야 하는 산업 불순물은 알코올 및 유기산, 일반적으로 산소 함유 유기 분자를 포함한다.
불순물은 증류(distillation)에 의해서 액체 산업 유출물로부터 제거될 수 있다. 그러한 작업의 비용은 종종 높고, 더군다나 그러한 방법은 예를 들면, 온도 상승에 의해서 야기될 수 있는 유출물의 필수 성분의 분해(degradation)를 일으키는 모든 기술적인 문제들을 극복할 수 없다. 게다가, 불순물은 종종 단지 흔적량(1% 미만)으로 존재하고, 증류의 사용을 불균형하게 만든다. 마지막으로, 유출물의 다른 성분들의 증류 온도 및 불순물의 증류 온도는 그러한 방법이 사용될 수 있을 만큼 항상 충분히 다르지 않다.
특정한 경우에, 불순물은 적합한 용매로 씻겨짐으로서 제거될 수 있다. 그러나, 그 용매가 항상 적합한 것은 아니며, 어떤 경우에는 사용된 용매를 처리하는 것이 더욱 더 어려운 문제이다.
그 결과로서, 고체 흡착제를 사용하는 것은 종종 이 문제에 적절한 해결책이 될 수 있다. 그 기술적인 해결책은 액체 또는 기체 상태인 유출물을 정화시키는 데 사용될 수 있다.
이를 위해서, 고체 흡착제로서 알루미나 집괴를 사용하는 것이 공지되어 있는 데, 특히 유기 유출물내에 존재하는 알코올 및 유기산과 같은 산소 함유 유기 화합물로 구성되는 불순물을 제거하기 위함이다.
본 발명의 목적은 사용자에게 유기 유출물내에 포함된 산소 함유 유기 불순물을 제거하기 위한 최적의 수행을 나타내는 방법을 제공하는 것이다.
이를 위해서, 본 발명은 유기 또는 기체 유출물내에 존재하는 알코올 또는 유기산과 같은 산소 함유 유기 분자를 제거하기 위한 방법을 제공하는데, 그 제거 방법은 산소 함유 유기 분자를 다음과 같은 특성을 지닌 알루미나 집괴상에 흡착시킴으로서 수행된다.
- 10 m2/g 또는 그 이상 , 바람직하게는 30 m2/g 또는 그 이상의 특정 표면 영역
- 50 % 또는 그 미만, 바람직하게는 25 % 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 5000 ppm 내지 20 %, 더 더욱 바람직하게는 5000 ppm 내지 12 % 사이의 총 무게 함량을 갖는 알칼리금속 화합물, 알칼리토금속 화합물 및 희토류 화합물로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 도핑(doping) 화합물을 선택적으로 함유
- 도핑 화합물 함량이 5000 ppm 또는 그 이상인 경우, 총 공극 부피는 30 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 35 ㎖/100g 또는 그 이상이고, V70Å는 10 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 15 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 22 ㎖/100g 또는 그 이상, 더 더욱 바람직하게는 28 ㎖/100g 또는 그 이상, 그리고 최적으로는 35 ㎖/100g 또는 그 이상
- 도핑 화합물 함량이 5000 ppm 미만인 경우, 총 공극 부피는 45 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 50 ㎖/100g 또는 그 이상이고, 더욱 바람직하게는 55 ㎖/100g 또는 그 이상이고, V70Å는 15 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 22 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 28 ㎖/100g 또는 그 이상, 그리고 최적으로는 35 ㎖/100g 또는 그 이상.
도핑 화합물은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 및 란탄을 주성분으로 한 화합물로부터 선택되는 것이 바람직하다.
알루미나 집괴는 단일 도핑 화합물로서 나트륨 화합물을 포함할 수 있다.
알루미나 집괴는 구슬 형태일 수 있다.
이 구슬 형태의 직경은 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜, 바람직하게는 0.7 ㎜ 내지 8 ㎜, 더욱 바람직하게는 0.8 ㎜ 내지 5 ㎜ 의 범위일 수 있다.
알루미나 집괴는 또한 돌출 물질의 형태일 수 있다.
그 물질 형태의 크기는 0.5 ㎜ 내지 5 ㎜, 바람직하게는 0.7 ㎜ 내지 3 ㎜의 범위일 수 있다.
유기 유출물은 탄화수소 또는 탄화수소의 혼합물일 수 있다.
제거는 대기 온도에서 수행될 수 있다.
알루미나 집괴는 핫 기체 스트림(hot gas stream)의 처리에 의해서 주기적으로 재생되는 것이 바람직하다.
이 핫 기체는 적어도 130 ℃, 바람직하게는 적어도 200 ℃, 더욱 바람직하게는 적어도 230 ℃ 의 불활성 기체일 수 있다.
이 핫 기체는 적어도 150 ℃, 바람직하게는 적어도 200 ℃ 의 산화 기체 혼합물 또는 기체일 수 있다.
이 산화 기체 혼합물 또는 기체는 공기, 또 다른 산소/질소 혼합물 및 스트림 함유 혼합물로부터 선택되는 것이 바람직하다.
알루미나 집괴를 재생시키기 위해서, 복수의 핫 기체를 연속적으로 사용할 수 있는데, 복수의 핫 기체 각각은 상기에서 언급된 형태 중 하나이다.
본 발명은 유기 유출물로부터 산소 함유 유기 화합물을 흡착하는 작업 중에 사용되는 알루미나 집괴에 특정 표면 영역, 총 공극 부피 및 70 Å 또는 그 이상의직경을 지닌 공극으로 나타나는 부피의 결합된 용어로서의 특별한 형태를 주는 구성이다. 그러한 집괴가 산소 함유 유기 화합물을 흡착하는 데 특히 적합하도록 되어 있다.
만약 알칼리금속, 알칼리토금속 또는 희토산화물을 주성분으로 하는 화합물로 구성된 "도핑"물이 추가된다면 본 발명에 따른 알루미나의 효과는 더 강해질 수 있다. 이 도펀트(dopant)는 이 알루미나에 대한 저다공이라는 원하는 결과를 얻는 것을 가능하게 한다.
총 공극 부피(TPV) 및 70 Å 또는 그 이상의 직경을 지닌 공극으로 나타나는 부피(V70Å)는 종래의 수은 다공측정법을 사용하여 알루미나 샘플에 대해 측정될 수 있다.
이를 위해서, 알루미나 샘플은 수은이 삽입되어 있는 컬럼(column)내에 압력 P 하에서 배치된다. 수은은 알루미나를 적시지 않으며, 샘플내의 소정의 직경을 갖은 공극으로의 수은의 침투 또는 비침투는 압력값의 함수이다. 공극이 더 미세하면 할수록 더 굵은 공극보다 그 공극을 채우기 위해 더 높은 압력을 필요로 한다. 다른 압력값하에서 샘플로의 수은 침투량을 측정하는 것은 결정될 직경에 대한 소정의 값보다 더 높은 직경을 갖는 공극이 차지하는 부피를 허용한다. 가장 높은 가능 압력 P를 적용하는 것은 TPV를 생기게 한다.
알루미나는 파우더 형태, 구슬 형태, 돌출 물질 형태, 뭉개진 물질 형태, 또는 모놀리스(monolith)과 같은 임의의 종래 형태일 수 있다. 구슬 형태 및 돌출물질 형태가 바람직하다. 구슬 형태의 크기는 실질적으로 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜, 바람직하게는 0.7 ㎜ 내지 8 ㎜, 더욱 바람직하게는 0.8 ㎜ 내지 5 ㎜ 범위일 것이다. 돌출 물질 형태는 원통형의 형태 또는 다변 장식의 형태이고, 고체 또는 중공일 수 있다. 돌출 물질 형태의 크기는 실질적으로 0.5 ㎜ 내지 5 ㎜, 바람직하게는 0.7 ㎜ 내지 3 ㎜ 범위이다.
표준 조성상태의 알루미나 집괴는 본 용도에 사용될 수 있고, 원하는 다공 특성을 생기게 하는 임의의 공지된 방법을 사용하여 준비되고 형성될 수 있다. 예를 들면, 구슬 형태는 회전식 기구를 사용하여 보울 제립기(bowl granulator) 또는 드럼(drum)내의 알루미나 파우더를 덩어리지게 함으로서 얻을 수 있다. 공지된 바와 같이, 그 방법은 제어된 직경 및 공극 분배상태의 구슬 형태를 만들고, 집괴화 단계의 진행 중에 이 크기와 분배가 점점 생기게 된다. 다공은 알루미나 파우더의 세립 측정 분류의 선택 또는 다른 세립 측정 분류의 복수의 알루미나 파우더를 덩어리지게 하는 것과 같은 다른 수단에 의해 생길 수 있다. 또 다른 방법은 집괴화 단계이전에 공극 형성제로서 공지된 화합물을 알루미나 파우더와 혼합시키는 단계로 구성되는 데, 공극 형성제는 가열시 사라지고, 따라서 구슬 형태 내에는 다공이 형성된다. 언급될 수 있는 공극 형성제는 우두분(wood flour), 목탄, 황, 타르(tar), 플라스틱 물질, 또는 폴리염화비닐(PVC), 폴리비닐 알코올, 나프탈렌 등과 같은 플라스틱 물질의 에멀젼(emulsion)이다. 첨가되는 공극 형성제의 양은 원하는 부피에 의해서 결정된다. 그 후, 하나 또는 그 이상의 열 처리는 구슬 형태의 형성을 완성시킬 수 있다. 돌출 물질 형태는 알루미나 겔 또는 알루미나 파우더 또는 다른 개시 물질들의 혼합물의 혼합 그리고 그 후, 성형에 의해서 얻을 수 있다. 초기 알루미나 파우더는 수산화 알루미늄 또는 수산화물(예를 들면, 하이드라길리트, hydrargillite)을 빠르게 탈수시킴으로서 얻을 수 있다.
알루미나 집괴가 표준 조성을 가질 때 본 발명에 의해 요구되는 다공 특성은 다음과 같다.
- 10 ㎡/g 또는 그 이상 , 바람직하게는 30 ㎡/g 또는 그 이상의 특정 표면 영역
- 45 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 50 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 55 ㎖/100g 또는 그 이상의 TPV
- 15 ㎖/100g 보다 더 많은, 바람직하게는 22 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 28 ㎖/100g 또는 그 이상, 최적으로는 35 ㎖/100g 또는 그 이상의
V70Å.
그러나, 최상의 결과는, 표준 조성을 가진 알루미나 집괴 대신에 알칼리금속 화합물, 알칼리토금속 화합물 또는 희토류 화합물로 구성된 하나 또는 그 이상의 "도핑" 성분이 혼합되어 있는 알루미나 집괴가 사용되는 경우 얻을 수 있다. 바람직하게는, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘, 또는 란탄을 주성분으로 하는 화합물이 선택된다. 나트륨은 바람직한 예인데, 하나 또는 그 이상의 나트륨의 산화물인 Na2O의 전구체 형태로 소개될 수 있다.
도핑 화합물은 형성 작업전 또는 후에 첨가될 수 있거나 또는 형성작업 중에첨가될 수 있다.
도핑 화합물은 50 % 미만, 바람직하게는 25 % 미만, 이롭게는 5000 ppm 내지 20 %, 최적으로는 5000 ppm 내지 12 % 의 사이의 총 무게 함량으로 알루미늄 집괴내에 존재한다. 너무나 높은 도핑 화합물 함량은 실질적으로 알루미나 함량을 감소시키고, 따라서 흡착 영역의 표면을 감소시킨다.
이 도핑 화합물은 제거될 산소 함유 유기 분자에 대한 알루미나 집괴의 표면 흡착 특성을 강화시킬 수 있다. 5000 ppm 보다 많은 함량으로의 사용은, 같은 결과를 위하여, 집괴의 다공에 부과된 요구를 감소시킬 수 있다. 요구되는 특정 표면 영역은 10 ㎡/g 또는 그 이상, 또는 30 ㎡/g 또는 그 이상이지만, 최소 TPV는 20 ㎖/100g, 바람직하게는 30 ㎖/100g, 더욱 바람직하게는 35 ㎖/100g 로 감소될 수 있다. 최소 V70Å는 10 ㎖/100g 로 감소될 수 있다. 바람직학게는, 최소 V70Å는 15 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 22 ㎖/100g 또는 그 이상, 더 더욱 바람직하게는 28 ㎖/100g 또는 그 이상, 최적으로는 35 ㎖/100g 또는 그 이상이다.
본 발명은 탄화수소, 또는 포화 또는 불포화, 지방족성 및/또는 방향족성일 수 있는 탄화수소의 혼합물로 구성된 액체 또는 기체 유기 유출물을 정화시키는 것에 관한 것으로, 여기서 알코올 및 유기산과 같은 산소 함유 유기 화합물의 양은 감소된다. 특히, 작업은 액체 유출물에 효과적이다.
제거될 알코올은 일반 화학식 R-OH를 갖는데, 여기서 R은 적어도 하나의 탄소 원자를 갖는다(따라서, 본 출원으로부터 물(H2O)은 제외된다). 모노 알코올이 알코올 제거에 바람직한 목표물일지라도 그것은 다중 알코올(특히, 디올(diol) 또는 트리올(triol))을 포함하는 화합물일 수 있다. 또한, 본 발명은 페놀 화합물을 포함한다.
제거될 유기산은 일반 화학식 R-COOH를 갖는데, 여기서 R은 수소 원자 또는 적어도 하나의 탄소 원자를 포함하는 라디칼일 수 있다. 그러한 화합물은 하나의 산(예를 들면, 디베이직 산 또는 트리베이직 산)보다 더 많은 것을 포함한다.
흡착 기능은 보통 대기 온도 또는 대기 온도에 가까운 온도, 예를 들면, 0 ℃ 내지 60 ℃ 범위의 온도에서 수행될 수 있으나, 이 조건은 일반적인 경우에 있어서 필수적인 것은 아니다.
사용되는 알루미나의 주기적 재생을 수행하는 것 그리고 그것의 수행 수명을 연장하는 것은 바람직하다.
예를 들면, 만약 제거되는 불순물이 지방족성 알코올이라면, 그러한 재생 처리는 130 ℃에서 집괴에 핫 불활성 기체(예를 들면, 질소 또는 아르곤)의 스트림을 통과시킴으로서 수행될 수 있다. 만약 처리가 그 결과로서 연장될 수 있다면, 130 ℃미만의 온도는 받아들여질 수 있다.
불순물이 방향족성 알코올 및/또는 유기산인 경우, 200 ℃ 또는 그 이상으로 기체 스트림을 가열하거나 또는 심지어 적어도 230 ℃로 가열하는 것이 바람직하다.
적어도 150 ℃ 또는 심지어 적어도 200 ℃에서 가열된 산화 기체의 혼합물 또는 기체(공기, 다른 질소/산소 혼합물, 또는 스트림 함유 혼합물)를 사용하는 것이 또한 가능하다.
이 처리들은 조합되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 알루미나 집괴의 예와 비교예가 아래에 주어져 있는데, 탄화수소가 혼합된 알코올 및 유기산에 대한 다양한 알루미나 집괴의 흡착 용량을 설명하는 실험의 결과가 잘 나타나 있다.
사용된 알루미나 집괴의 조성 및 형태가 테이블 1에 도시되어 있다.
테이블 1: 실험에 사용된 알루미나 집괴의 조성 및 형태
비교예 본 발명
알루미나 1 2 3 4 5 6 7
형태 구슬 구슬 구슬 구슬 돌출 물질 구슬 구슬
직경(㎜) 1.4-2.8 2-4 1.4-2.8 2.4-4 1.2 1.4-2.8 2.4-4
표면영역(㎡/g) 328 8 252 192 255 139 181
TPV(㎖/100g) 43 52 40 71 56 114 65
V70Å(㎖/100g) 15 52 14 62 43 113 56
Na2O(ppm) 3400 600 20000 600 600 500 10500
알루미나 집괴 1 및 2는 본 발명과 관계없는 비교예이다. 알루미나 집괴 1은 5000 ppm 미만의 Na2O 함량을 갖는데, 이것은 그것의 조제중에 자연스럽게 얻을 수 있다. 알루미나 집괴 1은 큰 특정 표면 영역을 갖지만, TPV는 요구되는 저한계(lower limit)보다 약간 더 낮고, V70Å은 요구되는 최소 한계와 같다. 알루미나 집괴 2는 요구되는 최소값 아래의 낮은 특정 표면 영역을 갖지만, 상대적으로 TPV 및 V70Å는 그 수치가 더 높다. 알루미나 집괴 2의 Na2O 함량은 그것의 제조 중에 수행되는 처리동안 감소된다.
알루미나 집괴 3, 4 및 5는 본 발명에 따른 것이다. 그것들은 모두 높은 특정 표면 영역(비교 알루미나 집괴 1보다는 다소 낮다)을 갖는다.
알루미나 집괴 4 및 5는 높은 TPV 및 V70Å를 가지며, 알루미나 집괴 4의 Na2O 함량은 비교 집괴 2와 같은 방식으로 감소된다. 집괴 5의 Na2O 함량은 사용된 개시 물질의 함량에 기인하는데, 이것은 뵘석 겔(boehmite gel)에 상당한다.
집괴 3은 낮은 TPV 및 V70Å(비교 집괴 1의 TPV 및 V70Å보다 더 낮은)을 갖지만, 그것의 Na2O 함량은 천천히 2% 까지 증가된다. 이를 위해서, 건조 침윤(dry impregnation)은 이전에 생산된 구슬 형태에 희석된 수산화 나트륨를 사용함으로서 수행된다. 100 ℃에서 2시간 동안의 건조 작업 후에, 하소(calcining)가 400 ℃에서 2시간 동안 수행된다.
이 알루미나 집괴들에 의해 시클로 헥산과 혼합된 다음의 화합물의 흡착이 연구된다.
- 알코올 : 제 3 아밀 알코올, 메탄올, 펜탄올, 페놀, 4-제 3 부틸 페놀, 2-제 3 부틸 페놀, 카바크롤(carvacrol) 및 1,2-프로판디올(1,2-propanediol);
- 유기산 : 아세트산, n-벤조산, 2,2-디메틸부탄산, 벤조산.
이 시험은 다음과 같이 수행된다. 250 ㎖의 시클로 헥산, 및 1000ppm의 알코올 또는 500 vpm의 유기산이 비이커내에 놓인다. 300 ℃에서 2시간 동안 질소로 미리 처리된 0.5 g의 알루미나(알코올과 벤조산에 대한) 또는 0.2 g의 알루미나(다른 유기산에 대한) 샘플이 비이커내에 놓이고, 혼합물의 젖기 막대로부터 구슬 형태 또는 돌출 물질 형태를 격리하는 보트(boat)내에 놓인다. 유리 마개로 비이커를 막아 시스템내의 수분이 바뀌는 것을 막는다. 흡착과정은 혼합물로부터 기체 크로마토그라피에 샘플을 주입함으로서 수행된다.
흡착 결과는 아래의 테이블 2 내지 6에 요약되어 있다. 테이블은 알코올 또는 유기산의 흡착때문에 예비-처리후에 고려되는 알루미나 무게의 이득(gain)으로 표현된다.
테이블 2: 2시간 반응 후의 알코올의 흡착
알코올 알루미나 무게 이득(g/100g)
1000 ppm 제 3 아밀 알코올 12356 5.50.612.610.714.1
1000 ppm 1-펜탄올 15 1.83.1
테이블 3: 18시간 반응 후의 알코올의 흡착
알코올 알루미나 무게 이득(g/100g)
1000 ppm 페놀 125 9.60.812.3
1000 ppm 4-제 3 부틸 페놀 124567 6.26.98.111.010.58.7
1000 ppm 2-제 3 부틸 페놀 15 5.97.0
1000 ppm 카바크롤 15 4.210.3
1000 ppm 1,2-프로판디올 24 0.58.6
테이블 4: 320 시간 반응 후의 알코올의 흡착
알코올 알루미나 무게 이득(g/100g)
1000 ppm 제 3 아밀 알코올 1245 23.91.629.833.5
테이블 5: 20시간 반응 후의 유기산의 흡착
유기산 알루미나 무게 이득(g/100g)
500 vpm 아세트산 1235 7.90.39.512.5
500 vpm n-헥산산500 vpm 2,2-디메틸부탄산 123451234567 1.90.22.53.25.32.70.33.67.310.510.17.9
500 vpm 벤조산 1234567 2.20.23.510.314.913.811.5
테이블 6: 44 시간 반응 후의 유기산의 흡착
유기산 알루미나 무게 이득(g/100g)
500 vpm 2,2-디메틸부탄산 12345 3.30.45.19.513.7
500 vpm 벤조산 1234567 3.70.35.912.016.915.513.1
이 시험의 분석은 알루미나 집괴에 대한 높은 특정 표면 영역에 관한 조건은 반드시 필요하다. 왜냐하면 샘플 2는 모든 경우에서 높은 TPV 및 V70Å를 갖고 있지만 단지 평범한 흡착 결과를 제공하기 때문이다.
Na2O 에 있어서 정제된 본 발명의 알루미나 집괴 4, 5 및 6을 보통의 Na2O 함량을 갖지만 낮은 TPV 및 V70Å을 갖는 비교 알루미나 집괴 1과 비교했을 때, 본 발명의 알루미나가 더 이롭다.
비교예인 알루미나 집괴 1보다 덜 이로운 TPV 및 V70Å값을 갖지만, Na2O로 도핑된 알루미나 집괴 3이 알루미나 집괴 1보다 견실히 더 우위라는 것이 증명되고, 제 3 아밀 알코올을 흡착할 때, 알루미나 집괴 3은 알루미나 집괴 5보다 더 우위이다. Na2O로 도핑되고 바람직한 범위내의 TPV 및 V70Å를 갖는 알루미나 집괴 7은 더 좋은 결과를 나타낸다.

Claims (15)

  1. 유기 유출물 또는 기체 유출물내에 존재하는 알코올 및 유기산과 같은 산소 함유 유기 분자를 제거하는 방법으로서, 상기 제거는 상기 산소 함유 유기 분자를 다음과 같은 특성
    10 m2/g 또는 그 이상 , 바람직하게는 30 m2/g 또는 그 이상의 특정 표면 영역;
    50 % 또는 그 미만, 바람직하게는 25 % 또는 그 미만, 더욱 바람직하게는 5000 ppm 내지 20 %, 더 더욱 바람직하게는 5000 ppm 내지 12 % 사이의 총 무게 함량을 갖는 알칼리금속 화합물, 알칼리토금속 화합물 및 희토류 화합물로부터 선택된 하나 또는 그 이상의 도핑(doping) 화합물을 선택적으로 함유;
    상기 도핑 화합물 함량이 5000 ppm 또는 그 이상인 경우, 총 공극 부피는 30 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 35 ㎖/100g 또는 그 이상이고, V70Å는 10 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 15 ㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 22 ㎖/100g 또는 그 이상, 더 더욱 바람직하게는 28 ㎖/100g 또는 그 이상, 그리고 최적으로는 35 ㎖/100g 또는 그 이상;
    상기 도핑 화합물 함량이 5000 ppm 미만인 경우, 총 공극 부피는 45 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 50 ㎖/100g 또는 그 이상이고, 더욱 바람직하게는 55 ㎖/100g 또는 그 이상이고, V70Å는 15 ㎖/100g 또는 그 이상, 바람직하게는 22㎖/100g 또는 그 이상, 더욱 바람직하게는 28 ㎖/100g 또는 그 이상, 그리고 최적으로는 35 ㎖/100g 또는 그 이상;
    을 지닌 알루미나 집괴상에 흡착시킴으로서 수행되는 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 도핑 화합물은 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 및 란탄을 주성분으로 한 화합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 알루미나 집괴는 단일 도핑 화합물로서 나트륨 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미나 집괴는 구슬 형태인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 구슬 형태의 직경은 0.5 ㎜ 내지 10 ㎜, 바람직하게는 0.7 ㎜ 내지 8 ㎜, 더욱 바람직하게는 0.8 ㎜ 내지 5 ㎜ 의 범위인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미나 집괴는 돌출 물질의 형태인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 돌출 물질 형태의 크기는 0.5 ㎜ 내지 5 ㎜, 바람직하게는 0.7 ㎜ 내지 3 ㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 유출물은 탄화수소 또는 탄화수소의 혼합물인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제거는 대기 온도에서 수행되는 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 알루미나 집괴는 핫 기체 스트림(hot gas stream)의 처리에 의해서 주기적으로 재생되는 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 핫 기체는 불활성 기체인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 불활성 기체의 온도는 적어도 130 ℃, 바람직하게는적어도 200 ℃, 더욱 바람직하게는 적어도 230 ℃ 인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 핫 기체는 적어도 150 ℃, 바람직하게는 적어도 200 ℃ 의 산화 기체 혼합물 또는 기체인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 산화 기체 혼합물 또는 기체는 공기, 또 다른 산소/질소 혼합물 및 스트림 함유 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
  15. 제 10항에 있어서, 복수의 핫 기체는 상기 알루미나 집괴를 재생시키기 위해서 연속적으로 사용될 수 있고, 상기 복수의 핫 기체는 청구항 제 11항 내지 제 14항 중 적어도 한 항에서 정의된 형태 중 하나인 것을 특징으로 하는 산소 함유 유기 분자 제거 방법.
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