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테레프탈산 폐기물에서 아이소프탈산의 회수

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/341278
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한국폐기물자원순환학회 (Korea Society Of Waste Management)
초록

2011년 기준으로 울산지역의 국가산업단지에서 발생하는 폐기물은 5,832 톤/일이며, 이 중 가연성 폐기물은 1,626 톤/일이 발생하였다. 가연성 폐기물의 처리방법은 발생량의 63%를 차지하는 오니류의 영향으로 해역배출이 47%로 가장 높으며, 재활용 24%, 소각 21%, 매립 8% 순으로 나타났다. 울산지역은 사업장에서 발생하는 가연성 폐기물의 배출을 줄이고 발생된 폐기물의 효율적인 재이용, 재활용을 통해 자원 및 에너지 효율을 극대화하는 생태산업단지 구축 사업이 2005년부터 추진되었으며, 폐기물과 에너지 분야에서 다양한 사업화 성과를 달성하였다. 본 연구는 생태산업단지구축 사업의 일환으로 테레프탈산 제조 공정 폐기물에서 방향족산의 회수를 통해 폐기물의 부가가치를 높이는 방안에 대한 실험을 진행하였다. 테레프탈산 폐기물에는 생산품인 테레프탈산을 포함해 아이소프탈산, 벤조산, 파라톨루익산이 각각 10%, 16%, 23%, 9% 함유되어 있다. 테레프탈산 폐기물에서 방향족산을 회수하는 방안은 승화장치와 활성탄 칼럼을 이용하는 방법과 탈수와 증류 공정을 이용하는 방법 등 다양하게 연구되었으나, 과도한 운영비용으로 인해 상용화에 실패하였다. 따라서 본 연구에서는 메탄올을 용매로 하여 아이소프탈산의 회수에 대한 실험을 진행하였다. 메탄올에 대한 용해도는 테레프탈산이 0.792 g/L, 아이소프탈산이 14.62 g/L로 벤조산과 파라톨루익산에 비해 상대적으로 낮아 폐기물을 메탄올에 용해 후 여과하면 대부분 고형물로 회수가 가능하다. 본 실험은 폐기물 200g에 메탄올 400g을 혼합하고 30분간 교반한 후 여과하여 고형물로 50g을 회수하였다. 회수된 고형물은 50% 이상이 아이소프탈산이며, 아이소프탈산의 순도를 높이기 위해 메탄올로 1회 세척을 하면, 용해도가 큰 아이소프탈산이 메탄올에 녹는다. 이를 여과한 후 용매를 증발시킴으로서 아이소프탈산 25g (순도 90% 이상)을 회수하였다. 폐기물 내 아이소프탈산의 함량을 기준으로 회수율은 80%로 나타났다. 아이소프탈산은 폴리에스터수지 및 폴리아마이드수지 등의 원료로 사용됨으로, 폐기물에서 아이소프탈산을 회수하여 원료 물질로 사용이 가능하다. 이를 통해 폐기물의 처리 비용 절감은 물론 버려지던 페기물에서 고부가가치 물질의 회수 및 판매를 통한 경제적 이득도 함께 취할 수 있을 것으로 판단된다.

저자
  • 김경호(한국생산기술연구원)
  • 이만식(한국생산기술연구원)