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이산화탄소의 수소화 반응에 의해 포름산을 제조하는 방법으로서,이산화탄소, 아민 및 물을 반응시켜 암모늄 바이카보네이트를 제조하는 카보네이트화 단계;상기 암모늄 바이카보네이트를 촉매의 존재 하에 수소와 반응시켜 포름산-아민 부가화합물을 형성하는 수소화 단계; 상기 포름산-아민 부가화합물의 아민을 다른 보조염기로 치환시켜 포름산-보조염기 부가화합물을 형성하는 염기 교환 단계 및상기 포름산-보조염기 부가화합물을 증류시켜 포름산을 얻는 분리 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 아민은 NR1R2R3로 표시되는 3차 아민으로서, R1, R2 내지 R3은 각각 독립적으로 1 내지 6개의 탄소수를 갖는 알킬기이며, 상기 알킬기들 내에 함유된 탄소수의 합은 12 미만인 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제2항에 있어서, 상기 3차 아민은 트리에틸아민, 트리프로필아민, 트리부틸아민, N,N-디메틸부틸아민, N-메틸피페리딘, 1-에틸피페리딘, N
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제1항에 있어서, 상기 촉매는 활성금속 또는 활성금속염이 다공성 담체 내에 담지된 불균일계 촉매인 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제4항에 있어서, 상기 활성금속은 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 또는 이들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제4항에 있어서, 상기 다공성 담체는 질소를 함유하거나 질소가 도핑된 다공성 탄소체, 질소가 도핑된 금속산화물, 질소가 도핑된 금속질화물 또는 질소를 포함하는 프레임 리간드를 구비하는 COF(covalent organic framework) 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 염기 교환 단계에 이용되는 보조염기는 상기 아민보다 pKa가 낮고, 비등점이 높은 염기인 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 염기 교환 단계에 이용되는 보조염기는 소수성(aprotic) 염기인 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 보조염기는 N-메틸이미다졸, N-에틸이미다졸, N-메틸벤즈이미다졸, N-에틸벤즈이미다졸, n-부틸이미다졸, N-메틸피롤리돈, N-에틸피롤리돈, N-부틸피롤리돈, N-포밀아세트아마이드, N-메틸아세트아마이드, N-에틸아세트아마이드, N-메틸모폴린, N-포밀모폴린로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 카보네이트화 단계에서 상기 이산화탄소는 배가스 내에 함유되어 공급되고, 상기 아민은 상기 배가스 내의 이산화탄소를 선택적으로 흡수하는 것을 특징으로 하는 포름산의 제조 방법
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제1항에 있어서, 상기 수소화 반응 단계 후 배출된 미반응 이산화탄소와, 상기 카보네이트화 반응, 염기 교환 반응 및 증류 단계 후 배출된 아민 또는 염기는 재순환되는 것을 특징으로 하는 포름산 제조 방법
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이산화탄소를 수소화하여 포름산을 제조하는 장치로서,이산화탄소, 아민 및 물을 반응시켜 암모늄 바이카보네이트를 제조하는 카보네이트화 반응기; 상기 암모늄 바이카보네이트와 수소를 촉매의 존재하에 반응시켜 포름산-아민 부가화합물을 제조하는 수소화 반응기; 상기 포름산-아민 부가화합물과 보조염기를 반응시켜 포름산-아민 부가화합물의 아민이 상기 보조염기로 치환된 포름산-보조염기 부가화합물을 제조하는 염기 교환 반응기; 및상기 포름산-보조염기 부가화합물을 증류하여 포름산을 수득하는 증류기를 포함하는 포름산 제조 장치
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제12항에 있어서, 상기 수소화 반응기는 불균일계 촉매가 고정된 트리클 베드 반응기(trickle bed reactor)인 것을 특징으로 하는 포름산 제조 장치
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제12항에 있어서, 상기 촉매는 활성금속 또는 활성금속염이 다공성 담체 내에 담지되는 불균일계 촉매인 것을 특징으로 하는 포름산 제조 장치
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제12항에 있어서, 상기 카보네이트화 반응기 전단에 물과 아민을 혼합하여 아민 수용액을 형성하는 아민 저장 용기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포름산 제조 장치
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제12항에 있어서, 상기 카보네이트화 반응기는 하부에서 이산화탄소를 포함하는 배가스가 공급되고, 상부에서 물과 아민을 함유하는 아민 수용액이 공급되는 흡수탑인 것을 특징으로 하는 포름산 제조 장치
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제12항에 있어서, 상기 카보네이트화 반응기는 고순도 이산화탄소와 아민 수용액을 반응시켜 암모늄 바이카보네이트를 형성하는 균질화기인 것을 특징으로 하는 포름산 제조 장치
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제12항에 있어서, 상기 카보네이트화 반응기와 상기 수소화 반응기 사이에, 상기 카보네이트화 반응기에서 배출된 아민을 분리하여 상기 카보네이트화 반응기로 재순환시키는 분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포름산 제조 장치
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제12항에 있어서, 상기 수소화 반응기와 상기 염기 교환 반응기 사이에, 상기 수소화 반응기로부터 배출된 미반응 이산화탄소와 수소를 분리하여 수소화 반응기로 재순환시키는 분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포름산 제조 장치
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제12항에 있어서, 상기 증류기 상단에서 분리된 아민은 아민 저장 용기로 이동하고, 증류기 하단에서 분리된 염기는 다시 염기 교환 반응기로 이동하여 재순환되는 것을 특징으로 하는 포름산 제조 장치
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