분별증류 및 중화 공정을 통한 MIPA 분리 연구

Abstract

최근 환경에 관한 관심이 더욱 고조되면서 각종 폐수 및 폐액의 재활용에 대한 공정 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 이 중 반도체 공정에서 화학 물질이 다양하게 사용됨에 따라 공정 과정 중에 배출되는 폐기물 처리가 효율적이지 못하다는 지적이 되어 왔다. 국내 경제 성장의 주요 동인 중 하나로 지속적인 성장을 꾀하고 있는 반도체 산업에서, 공정에서 사용된 세척액 폐액을 다시 정제하여 세척액 재활용을 하는 방법을 사용하는 것은 생산 비용 절감과 환경문제 해결에 도움을 줄 수 있다.

이에 본 연구에서는 분별증류 방식을 활용하여 폐용액에서 반도체 세척액으로 활용 가능한 액체를 얻고자 하였다. 본 연구에서 활용된 주요 성분은 THFA(Tetrahydrofurfuryl alcohol)와 MIPA(1-Amino-2-propanol)이다. 실험의 목적은 TK-101, TK-209의 THFA(Tetrahydrofurfuryl alcohol) 중 MIPA(1-Amino-2-propanol)의 함량을 0.1% 이하로 제거하여 혼합 폐액으로부터 정제된 THFA 액을 얻어 반도체 세척액으로 활용 가능한 추출물을 얻는 것이었다. 이에 MIPA를 제거하기 위하여 증류 방법을 감압 증류와 상압 증류의 증류 효율을 비교하는 증류 정제 실험을 시행하였다.

먼저 1차 실험에서 MIPA를 분리해내고자 감압 및 상압 증류탑을 이용하여 실험을 진행한 결과 상압 증류의 결과가 감압 증류의 결과보다 MIPA를 더 잘 분리해 낸 것을 확인할 수 있었다. 그러나 결과적으로 0.1% 이내의 MIPA를 추출하는 데는 실패하였다. 이는 실험실 환경적 제약으로 인해, 이론적으로 요구되는 증류 타워의 최소 높이를 만족시키지 못해서이다.

이에 인산을 사용하여 MIPA와의 중화 반응을 일으켜 MIPA 제거 후 정제하여 반대로 THFA를 추출하는 2차 실험을 시행하였다. 그 결과 중화 반응을 통해 MIPA 제거 후 THFA를 추출하는 데 성공하였다.