KR20140142551A - 히드라진 수화물의 농축 방법 및 이에 의한 히드라진 수화물 농축물 - Google Patents

히드라진 수화물의 농축 방법 및 이에 의한 히드라진 수화물 농축물 Download PDF

Info

Publication number
KR20140142551A
KR20140142551A KR1020130064128A KR20130064128A KR20140142551A KR 20140142551 A KR20140142551 A KR 20140142551A KR 1020130064128 A KR1020130064128 A KR 1020130064128A KR 20130064128 A KR20130064128 A KR 20130064128A KR 20140142551 A KR20140142551 A KR 20140142551A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydrazine
carbon dioxide
hydrazine hydrate
solid
transition metal
Prior art date
Application number
KR1020130064128A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101558952B1 (ko
Inventor
허남회
이병노
Original Assignee
서강대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서강대학교산학협력단 filed Critical 서강대학교산학협력단
Priority to KR1020130064128A priority Critical patent/KR101558952B1/ko
Publication of KR20140142551A publication Critical patent/KR20140142551A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101558952B1 publication Critical patent/KR101558952B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B21/00—Nitrogen; Compounds thereof
    • C01B21/082—Compounds containing nitrogen and non-metals and optionally metals
    • C01B21/16—Hydrazine; Salts thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00—Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/18—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
    • B01J23/74—Iron group metals
    • B01J23/755—Nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C243/00—Compounds containing chains of nitrogen atoms singly-bound to each other, e.g. hydrazines, triazanes
    • C07C243/40—Hydrazines having nitrogen atoms of hydrazine groups being quaternised
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

본원은 저농도 히드라진 수용액을 이산화탄소와 반응시켜 히드라진 수화물을 농축시키는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 히드라진 수화물의 농축물에 관한 것이다.

Description

히드라진 수화물의 농축 방법 및 이에 의한 히드라진 수화물 농축물{METHOD OF CONCENTRATING HYDRAZINE HYDRATE AND HYDRAZINE HYDRATE CONTCENTRATE BY THE SAME}
본원은 저농도 히드라진 수용액을 이산화탄소와 반응시켜 히드라진 수화물을 농축시키는 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 히드라진 수화물의 농축물에 관한 것이다.
히드라진(N2H4)은 암모니아(NH3) 기체와 비슷한 화학적 성질을 갖지만 상온에서 투명한 액체로서 물과 비슷한 녹는점, 끓는점, 및 밀도를 갖는다. 히드라진은 고분자에 기공을 만드는 발포제, 농약이나 의약을 만드는데 필요한 전구체 또는 유도체, 보일러 물의 산소 제거제, 연료 전지, 및 로켓의 연료 등으로 다양하게 사용되고 있다.
이러한 히드라진은 현재까지 4 가지 정도의 합성 방법이 알려져 있으며, 이 방법들은 1) 래싱 합성(Rasching Synthesis) (NaOH-Cl2-NH3), 2) 쉬스타코프 합성(Schestakov Synthesis) (NaOH-Cl2-Urea), 3) 바이엘 공정(Bayer Process) (Ketone-NH3-Cl2) 및 4) 유진-쿠흐크만 공정(Ugine-Kuhkmann Process) (Ketone-NH3-H2O2) 으로 구분된다. 상기 합성 방법들은 합성 시에 물을 사용하며, 대략 3 중량% 내지 20 중량%의 히드라진을 포함하게 된다. 이는 운송 등에 많은 비용이 요구되며, 또한 높은 농도의 히드라진이 요구되는 반응을 위해서는 히드라진을 농축할 필요가 있다. 이를 위해 통상적으로는 증류 방법을 통해 물을 제거하여 히드라진의 농도를 높이고 있다 (미국특허 US 6,759,023B1, US 4,036,936, US 3,972,878, US 3,481,701 등). 그러나, 물은 열용량이 크고, 히드라진과 아제오트로프를 형성하면 끓는점이 약 120℃ 정도가 되므로 증류를 통해 생성된 히드라진의 농도를 높이기 위해서는 매우 많은 에너지를 필요로 하며, 이는 원가 상승의 가장 주요한 원인이 된다. 따라서 저농도 히드라진을 적은 에너지만으로 고농도화하는 것은 산업적으로 매우 중요한 과제 중의 하나이다.
이에, 본원은 저농도 히드라진 수용액을 이산화탄소와 반응하여 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 형성하여 수용액의 과량의 물을 제거하고, 상기 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 물 또는 수증기와 반응시키는 것을 포함하는, 히드라진 수화물의 농축 방법 및 상기 방법에 의해 제조된 히드라진 수화물의 농축물을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본원의 제 1 측면은, 저농도 히드라진 수용액을 이산화탄소와 반응하여 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 형성하여 수용액의 과량의 물을 제거하고, 상기 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 물 또는 수증기와 반응시키는 것을 포함하는, 히드라진 수화물의 농축 방법을 제공한다.
본원의 제 2 측면은, 상기 히드라진 수화물의 농축 방법에 의해 제조된, 히드라진 수화물의 농축물을 제공한다.
본원은 저농도의 히드라진으로부터 적은 에너지만으로도 고농도의 히드라진을 생성하는 새로운 방법에 관한 것으로서, 물을 증류하여 제거함으로써 고에너지가 소요되는 종래의 방법을 개선시킨 것이다.
본원의 히드라진 수화물의 농축 방법은, 1) 히드라진과 이산화탄소가 반응하여 생긴 생성물은 물과 친화력이 거의 없어, 매우 적은 에너지로 히드라진에 포함된 과량의 물을 쉽게 제거할 수 있어 경제적이며, 2) 이산화탄소를 탈착하여 고농도의 히드라진 하이드레이트를 제조할 때 적은 에너지로도 가능하며, 3) 기존의 정제 공정을 그대로 활용할 수 있으므로 설비 투자를 최소화 할 수 있고, 4) 사용하는 이산화탄소는 공장에서 배출되는 이산화탄소를 그대로 사용할 수 있으므로 탄소 배출권에 따른 비용 절감 효과가 있으며, 5) 탈착된 이산화탄소는 저농도의 히드라진과의 고체 생성 반응에 재사용이 가능하므로, 탄소 뉴트럴 (neutral) 하다고 할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "약", "실질적으로" 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 "~(하는) 단계" 또는 "~의 단계"는 "~ 를 위한 단계"를 의미하지 않는다.
본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 이들의 조합(들)의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본원 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"의 기재는, "A 또는 B, 또는, A 및 B"를 의미한다.
본원의 제 1 측면은, 저농도 히드라진 수용액을 이산화탄소와 반응시켜 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 형성하여 수용액 중의 과량의 물을 제거하고, 상기 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 물 또는 수증기와 반응시켜 히드라진 수화물의 농축물을 형성하는 것을 포함하는, 히드라진 수화물의 농축 방법을 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 저농도의 히드라진 수용액을 상기 이산화탄소와 약 0℃ 내지 약 180℃에서 약 0.5 시간 내지 약 10 시간 동안 반응하여, 수분이 제거된 고체 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 제조할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 고체 히드라진-이산화탄소 결합 화합물은 물에 대한 용해도가 거의 없기 때문에 사용한 히드라진 양을 기준으로 거의 정량적으로 얻을 수 있으며, 물은 반응 중에 생성되는 반응열에 의해 상당량이 증발하여 제거되고 남아 있는 물은 여과 등의 방법으로 에너지 소모가 거의 없이 분리가 가능하다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 저농도의 히드라진 수용액 내의 히드라진 함량이 약 1 중량% 내지 약 20 중량%, 예를 들어, 약 3 중량% 내지 약 20 중량%, 약 5 중량% 내지 약 20 중량%, 약 10 중량% 내지 약 20 중량%, 약 15 중량% 내지 약 20 중량%, 약 1 중량% 내지 약 15 중량%, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 또는 약 1 중량% 내지 약 5 중량%일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 히드라진 수화물의 농축물 내의 히드라진 함량이 약 3 중량% 내지 약 100 중량% 미만일 수 있으며, 예를 들어, 약 3 중량% 내지 약 95 중량%, 약 10 중량% 내지 약 95 중량%, 약 20 중량% 내지 약 95 중량%, 약 30 중량% 내지 약 95 중량%, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%, 약 50 중량% 내지 약 95 중량%, 약 60 중량% 내지 약 95 중량%, 약 70 중량% 내지 약 95 중량%, 약 3 중량% 내지 약 90 중량%, 약 3 중량% 내지 약 80 중량%, 약 3 중량% 내지 약 70 중량%, 약 3 중량% 내지 약 60 중량%, 약 3 중량% 내지 약 50 중량%, 약 3 중량% 내지 약 40 중량%, 약 3 중량% 내지 약 30 중량%, 약 3 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 3 중량% 내지 약 10 중량%일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 이산화탄소는 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들어, 기상 이산화탄소, 액상 이산화탄소, 초임계 이산화탄소, 고상의 이산화탄소 또는 이산화탄소 함유 혼합기체를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 이산화탄소 함유 혼합기체는, 예를 들어 질소와의 혼합가스(이산화탄소 함량비 약 ~15%)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 액상 이산화탄소 또는 고체 이산화탄소(드라이아이스)를 사용하여 상기 고체 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 생성할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 이산화탄소의 부분 압력은 약 0.1 기압 내지 약 150 기압, 또는 이보다 더 낮거나 더 높은 압력을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 약 1 기압 내지 약 150 기압, 약 10 기압 내지 약 150 기압, 약 50 기압 내지 약 150 기압, 약 100 기압 내지 약 150 기압, 약 0.1 기압 내지 약 100 기압, 약 0.1 기압 내지 약 50 기압, 또는 약 0.1 기압 내지 약 10 기압일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 이산화탄소 함유 혼합 기체의 사용시, 이산화탄소가 소량 포함된 공장의 배기 가스 등을 그대로 사용할 수도 있고, 이를 고압으로 압축시켜 사용할 수도 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 물 또는 수증기와 반응시키는 것은 전이금속의 존재 하에서 반응시키는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 전이금속은 촉매로서 작용하여 상기 히드라진-이산화탄소 결합 화합물로부터 이산화탄소의 탈착 속도를 증가시킨다. 상기 전이금속은 리간드가 없는 전이금속이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들어, Ni, Cr, V, La, Fe, Co, Mg, Cu, Ti, Zr, Mn, Zn, Cd, Ga, Ge, Sn, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Ru, Ir 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 또는 이의 산화물을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전이금속의 분리를 용이하게 하기 위해 상기 전이금속을 담체에 담지하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 담체는 예를 들어, 활성탄소(activated carbon), 실리카(silica, SiO2), 이산화티탄(TiO2) 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전이금속은 상기 히드라진-이산화탄소 결합물에 대해 약 0.001 중량% 내지 약 10 중량%의 함량, 예를 들어, 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 5 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.001 중량% 내지 약 5 중량%, 약 0.001 중량% 내지 약 1 중량%, 약 0.001 중량% 내지 약 0.1 중량%, 또는 약 0.001 중량% 내지 약 0.01 중량%의 함량일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전이금속이 담지된 담체에서 상기 담체의 함량은 약 0.1 중량% 내지 약 95 중량%, 예를 들어, 약 0.1 중량% 내지 약 80 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 50 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 약 0.1 중량% 내지 약 1 중량%, 약 1 중량% 내지 약 95 중량%, 약 10 중량% 내지 약 95 중량%, 또는 약 50 중량% 내지 약 95 중량%일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
본원의 예시적인 구현예에 있어서, 저농도의 히드라진 수용액 (< 약 15 중량%)을 약 0℃ 내지 약 180℃에서 이산화탄소와 반응하여 수분이 완전히 제거된 히드라진-이산화탄소 결합 고체 생성물을 수득할 수 있으며(반응식 1), 생성된 고체 화합물은 하기 화학식 I로 표현할 수 있다. 또한, 비교적 고농도의 히드라진의 함량을 더 순도 높게 제조하고자 할 때에도 가능하다. 즉, 약 50 중량% 순도의 히드라진 하이드레이트를 약 80 중량% 내지 약 95 중량%의 순도로 제조하고자 할 때에도 동일한 방법을 적용할 수 있다. 농도가 높은 경우에 고체 생성이 더욱 용이한 측면이 있다. 이 물질은 물에 대한 용해도가 거의 없기 때문에 사용한 히드라진 양을 기준으로 거의 정량적으로 얻을 수 있으며, 물과의 분리는 여과 등의 방법으로 에너지 소모가 거의 없이 분리가 가능하다. 이때 사용하는 이산화탄소는 기체, 액체, 고체 (드라이아이스) 형태 또는 이산화탄소 함유 혼합기체 모두 사용이 가능하며, 이산화탄소의 부분 압력은 약 0.01 기압 내지 약 200 기압의 범위, 예를 들어, 약 0. 1 기압 내지 약 200 기압, 약 1 기압 내지 약 200 기압, 약 10 기압 내지 약 200 기압, 약 50 기압 내지 약 200 기압, 약 100 기압 내지 약 200 기압, 약 0.01 기압 내지 약 100 기압, 약 0.01 기압 내지 약 50 기압, 약 0.01 기압 내지 약 10 기압, 약 0.01 기압 내지 약 1 기압일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 이산화탄소가 혼합된 기체를 사용하는 경우, 예를 들어, 이산화탄소가 소량 포함된 공장의 배기 가스 등을 그대로 사용할 수도 있고, 고압으로 압축시켜 사용할 수도 있다. 따라서 지구온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 활용할 수 있는 장점도 있다. 한편, 고체 이산화탄소(드라이아이스), 또는 초임계 이산화탄소의 형태로도 사용할 수도 있다.
[반응식 1]
Figure pat00001
상기한 방법에 의해 수득되는, 화학식 I의 화합물은 수분의 존재 하에서 반응식 1의 역반응이 진행될 수 있다 (반응식 2 참조). 약 30℃ 내지 약 200℃의 온도로 물 또는 수증기(steam)를 상기 화합물 I의 화합물에 대해 질량비로 약 1/4 배 내지 약 3 배 정도 첨가하면, 화합물 I의 화합물로부터 이산화탄소는 제거되고 농축된 히드라진의 수화물 (약 20 중량% 내지 약 95 중량%)을 얻을 수 있다. 상기 이산화탄소의 제거는, 온도가 높을 경우 촉진될 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
[반응식 2]
Figure pat00002
한편, 상기의 반응식 2에 있어서, 이산화탄소의 탈착 반응은 적절한 촉매에 의해서도 촉진될 수 있다. 즉, 생성된 화학식 I의 고체 화합물로부터 이산화탄소 제거시에 약간 높은 온도의 물을 사용하거나, 공장에서 주로 사용하는 수증기(steam)를 사용하여 제조함에 있어 적절한 금속 촉매를 가해주면, 반응이 더욱 촉진되어 상대적으로 낮은 온도에서도 이산화탄소 탈착 속도가 매우 빨라진다. 사용하는 금속 촉매는 MaOb(a, b는 정수) 형태의 전이금속 산화물을 사용하거나, 산화되지 않은 전이금속(M)을 사용할 수 있다. 금속을 사용하는 경우 또는 금속 산화물을 사용하는 경우에 있어 촉매의 분리를 용이하게 하기 위하여 담체를 사용할 수도 있다. 사용 가능한 담체로는, 예를 들어, 활성탄소 (activated carbon), 실리카(silica, SiO2), 이산화티탄(TiO2) 등을 포함할 수 있다.
본원의 제 2 측면은, 상기 히드라진 수화물의 농축 방법에 의해 제조된 히드라진 수화물의 농축물을 제공한다.
본원의 일 구현예에 있어서, 상기 히드라진 수화물의 농축물 내의 히드라진 함량이 약 3 중량% 내지 약 100 중량% 미만일 수 있으며, 예를 들어, 약 3 중량% 내지 약 95 중량%, 약 10 중량% 내지 약 95 중량%, 약 20 중량% 내지 약 95 중량%, 약 30 중량% 내지 약 95 중량%, 약 40 중량% 내지 약 95 중량%, 약 50 중량% 내지 약 95 중량%, 약 60 중량% 내지 약 95 중량%, 약 70 중량% 내지 약 95 중량%, 약 3 중량% 내지 약 90 중량%, 약 3 중량% 내지 약 80 중량%, 약 3 중량% 내지 약 70 중량%, 약 3 중량% 내지 약 60 중량%, 약 3 중량% 내지 약 50 중량%, 약 3 중량% 내지 약 40 중량%, 약 3 중량% 내지 약 30 중량%, 약 3 중량% 내지 약 20 중량%, 또는 약 3 중량% 내지 약 10 중량%일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
실시예 1 :
히드라진 수용액 (히드라진 함량 3 중량%) 150 g을 300 mL 반응기에 넣고 상온에서 이산화탄소 압력을 3 기압 조건에서 일정하게 유지하였다. 5 시간 경과 후, 9.9 g의 흰색 고체가 생성되었다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 2 :
실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 다만 압력을 2 기압 조건에서 유지하였다. 7 시간 경과 후, 고체 화합물 9.7 g이 생성되었다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 3 :
실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 다만 압력을 1 기압 조건에서 유지하였다. 9 시간 경과 후, 고체 화합물 9.6 g이 생성되었다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 4 :
실시예 1과 동일하게 수행하였으며, 다만 이산화탄소를 0.5 기압 조건에서 흘려주었다. 15 시간 경과 후, 고체 화합물 9.2 g이 생성되었다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 5 :
히드라진 수용액 (히드라진 함량 8 중량%) 150 g을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 수행하였다. 1 시간 경과 후 흰색 고체 27.5 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 6 :
실시예 5와 동일하게 수행하였으며, 다만 압력을 2 기압 조건에서 유지하였다. 2 시간 경과 후, 흰색 고체 27.1 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 7 :
실시예 5와 동일하게 수행하였으며, 다만 압력을 1 기압 조건에서 유지하였다. 3 시간 경과 후, 흰색 고체 26.7 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 8 :
실시예 5와 동일하게 수행하였으며, 다만 이산화탄소를 0.5 기압 조건에서 흘려주었다. 5 시간 경과 후, 흰색 고체 26.4 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 9 :
히드라진 수용액 (히드라진 함량 20 중량%) 150 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 5와 동일하게 수행하였다. 1 시간 경과 후 흰색 고체 70.9 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 10 :
실시예 9와 동일하게 수행하였으며, 다만 압력을 2 기압 조건에서 유지하였다. 2 시간 경과 후, 흰색 고체 70.5 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 11 :
실시예 9와 동일하게 수행하였으며, 다만 압력을 1 기압 조건에서 유지하였다. 3 시간 경과 후, 흰색 고체 69.8 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 12 :
실시예 9와 동일하게 수행하였으며, 다만 이산화탄소를 0.5 기압 조건에서 흘려주었다. 5 시간 경과 후, 흰색 고체 67.2 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 13 :
이산화탄소와 산소 혼합기체 (5:5)를 사용하였으며, 나머지는 실시예 9와 동일하게 수행하였다. 1 시간 경과 후 흰색 고체 70.4 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 14 :
실시예 13과 동일하게 수행하였으며, 다만 압력을 2 기압 조건에서 유지하였다. 2 시간 경과 후, 흰색 고체 70.1 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 15 :
실시예 13과 동일하게 수행하였으며, 다만 압력을 1 기압 조건에서 유지하였다. 3 시간 경과 후, 흰색 고체 69.5 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 16 :
실시예 13과 동일하게 수행하였으며, 다만 이산화탄소를 0.5 기압 조건에서 흘려주었다. 5 시간 경과 후, 흰색 고체 68.1 g을 회수하였다. 이 고체를 XRD로 분석한 결과 히드라진과 이산화탄소가 1:1으로 결합된 물질 (H3N+NHCOO-)이었다.
실시예 17 :
실시예 9에서 얻어진 고체 화합물 7.6 g과 6.8 g의 물을 환류장치가 있는 플라스크에 넣고 50℃로 가열하였다. 1 시간 후에 이산화탄소를 제거하여 ~30 중량%의 히드라진 수용액을 얻을 수 있었다.
실시예 18 :
130℃에서 스팀 5 g을 이용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 얻어진 히드라진 수화물의 농도는 약 40 중량% 였다.
실시예 19 :
150℃에서 스팀 3 g을 이용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 얻어진 히드라진 수화물의 농도는 약 50 중량%였다.
실시예 20 :
Pd/C (5 중량%) 1 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 30분 경과 후에 이산화탄소를 제거하여 ~30 중량%의 히드라진 수용액을 얻을 수 있었다.
실시예 21 :
Pd/C (1 중량%) 1 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 30분 경과 후에 이산화탄소를 제거하여 ~30 중량%의 히드라진 수용액을 얻을 수 있었다.
실시예 22 :
Ir/C (1 중량%) 1 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 30분 경과 후에 이산화탄소를 제거하여 ~30 중량%의 히드라진 수용액을 얻을 수 있었다.
실시예 23 :
금속 Ir 0.01 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 30분 경과 후에 이산화탄소를 제거하여 ~30 중량%의 히드라진 수용액을 얻을 수 있었다.
실시예 24 :
Rh/SiO2 (1 중량%) 0.1 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 30분 경과 후에 이산화탄소를 제거하여 ~30 중량%의 히드라진 수용액을 얻을 수 있었다.
실시예 25 :
Pd-Cu/SiO2 (1-0.5 중량%) 0.1 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 30분 경과 후에 이산화탄소를 제거하여 ~30 중량%의 히드라진 수용액을 얻을 수 있었다.
실시예 26 :
Pd/TiO2 (1-0.5 중량%) 0.1 g을 사용한 것을 제외하고 실시예 17과 동일하게 수행하였다. 30분 경과 후에 이산화탄소를 제거하여 ~30 중량%의 히드라진 수용액을 얻을 수 있었다.
전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 저농도 히드라진 수용액을 이산화탄소와 반응시켜 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 형성하여 수용액 중의 과량의 물을 제거하고,
    상기 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 물 또는 수증기와 반응시켜 히드라진 수화물의 농축물을 형성하는 것
    을 포함하는, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히드라진 수용액 내의 히드라진 함량이 1 중량% 내지 20 중량%인 것인, 히드라진 수화물의 농축 방법
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 히드라진 수화물의 농축물 내의 히드라진 함량이 3 중량% 내지 100 중량% 미만인, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이산화탄소는 기상 이산화탄소, 액상 이산화탄소, 초임계 이산화탄소, 고상의 이산화탄소 또는 이산화탄소 함유 혼합기체를 포함하는 것인, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 히드라진-이산화탄소 결합 화합물을 물 또는 수증기와 반응시키는 것은 전이금속의 존재 하에서 반응시키는 것을 포함하는 것인, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전이금속은 Ni, Cr, V, La, Fe, Co, Mg, Cu, Ti, Zr, Mn, Zn, Cd, Ga, Ge, Sn, Ag, Au, Pd, Pt, Rh, Ru, Ir, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 금속 또는 이의 산화물을 포함하는 것인, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 전이금속은 담체에 담지된 것을 포함하는 것인, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 담체는 활성탄소, 실리카, 이산화티탄, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 것인, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 전이금속은 상기 히드라진-이산화탄소 결합 화합물에 대해 0.001 중량% 내지 10 중량%의 함량인 것인, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 전이금속이 담지된 담체에서 상기 담체의 함량은 0.1 중량% 내지 95중량%인 것인, 히드라진 수화물의 농축 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 방법에 의해 제조된, 히드라진 수화물의 농축물.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 히드라진 수화물의 농축물 내의 히드라진 함량이 3 중량% 내지 100 중량% 미만인, 히드라진 수화물의 농축물.
KR1020130064128A 2013-06-04 2013-06-04 히드라진 수화물의 농축 방법 및 이에 의한 히드라진 수화물 농축물 KR101558952B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130064128A KR101558952B1 (ko) 2013-06-04 2013-06-04 히드라진 수화물의 농축 방법 및 이에 의한 히드라진 수화물 농축물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130064128A KR101558952B1 (ko) 2013-06-04 2013-06-04 히드라진 수화물의 농축 방법 및 이에 의한 히드라진 수화물 농축물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140142551A true KR20140142551A (ko) 2014-12-12
KR101558952B1 KR101558952B1 (ko) 2015-10-08

Family

ID=52460006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130064128A KR101558952B1 (ko) 2013-06-04 2013-06-04 히드라진 수화물의 농축 방법 및 이에 의한 히드라진 수화물 농축물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101558952B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180053161A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 한국에너지기술연구원 이산화탄소 흡수 히드라진 수용액의 상분리 현상을 이용한 이산화탄소 분리 회수 장치 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180053161A (ko) * 2016-11-11 2018-05-21 한국에너지기술연구원 이산화탄소 흡수 히드라진 수용액의 상분리 현상을 이용한 이산화탄소 분리 회수 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101558952B1 (ko) 2015-10-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6257767B2 (ja) アンモニア合成及びアンモニア分解のための触媒
US10676367B2 (en) Direct synthesis of Cu-CHA by means of combining a Cu complex and tetraethylammonium and applications in catalysis
KR101400356B1 (ko) 이온 교환방법에 의한 액체 및 기체의 선택적 분리용 무기막 제조방법
KR101598390B1 (ko) 배기가스 정화용 촉매 및 그 제조방법
KR20180033121A (ko) Aei 제올라이트 구조를 가진 cu-함유 실리코알루미네이트 물질의 직접적 합성 방법, 및 촉매 작용에서 그것의 적용
JP2009046390A5 (ko)
EP1922394A1 (en) Process for the removal in continuous of hydrogen sulfide from gaseous streams
RU2684908C2 (ru) Катализатор разложения закиси азота
KR101558952B1 (ko) 히드라진 수화물의 농축 방법 및 이에 의한 히드라진 수화물 농축물
CN107952465B (zh) 一种环己烷选择性氧化的复合催化剂、制备方法及应用
CN104909971A (zh) 用含-n-桥键的共轭金属卟啉聚合物催化氧化醇类化合物的方法
KR100525209B1 (ko) 나노 세공을 갖는 금속 함유 ｖｓｂ-5 분자체 조성물과이의 제조방법
KR100680889B1 (ko) 나노 세공을 갖는 다중 금속 함유 니켈포스페이트 분자체조성물과 이의 제조방법
KR100576732B1 (ko) 금속-포르메이트 다공성 결정물질 및 그 제조방법
JP3410121B2 (ja) アンモニアの精製方法
KR101419041B1 (ko) 구리를 제1성분으로 하는 백금족 이원금속 촉매상에서 배기가스 내의 아산화질소를 저온촉매환원법으로 제거하는 방법
Kiani et al. TMU‐16‐NH2MOF modified with organic ligands for stabilization of copper nanoparticles: An efficient and crystalline heterogeneous catalyst for the synthesis of propargyl amines derivatives under green reaction condition
SU677658A3 (ru) Способ получени гексаметиленимина
JPH05124813A (ja) アンモニアの精製方法
JP3522785B2 (ja) 二酸化炭素の精製方法
JP5498169B2 (ja) ガス混合物からｎｏ及びｎ２ｏを除去する方法
KR100666758B1 (ko) 나노 세공을 갖는 니켈포스페이트 및 금속 함유니켈포스페이트 분자체의 제조방법
KR20190035611A (ko) 삼산화황 및 수소 생산의 전환 방법
JP2640521B2 (ja) 硫化水素の精製方法
JP2700396B2 (ja) ジボランの精製方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181002

Year of fee payment: 4