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고체 초강산 촉매의 석유 정제 및 석유화학에의 적용

전문가 제언: □ 불균일계 고체 초강산 촉매는 무기산화물 또는 복합산화물의 표면을 황산, 산화크롬, 산화몰리브덴, 산화텅스텐 및 오산화바나듐 등과 같은 물질로 개질하여 100% 황산보다 더 강한 초강산 촉매를 제조하여 탄화수소의 이성화 반응 및 알킬레이션 등 석유화학과 석유정제 등에 응용되고 있다.

□ 황산 지르코니아로 대표되는 고체 초강산 촉매는 아주 강한 고체 산성을 가지고 있기 때문에 황산이나 함불소산을 사용하고 있는 종래의 공정을 대체할 수 있는 가능성이 있다. 여기서는 에스테르화, 에스테르 교환화, 아실화, 알킬화, 분해, 에테르화 및 골격 이성화에 대한 적용 예를 소개한다. 이 밖에 중합, 축합 반응, 니트로화, 불균일화 및 아세탈화 등 여러 가지 산촉매 반응에 우수한 촉매 성능을 나타내는 것으로 알려져 있다.

□ 고체 초강산 촉매의 펠렛(pellet) 제품은 고정상 반응기 공정에도 적용이 가능하고, 사용 후 촉매를 재생하여 재사용하는 것도 가능하다. 또한 분리가 용이하기 때문에 공정을 간략화할 수 있는 장점도 있다. 더욱이 반응성이 우수하여 생산성 향상과 설비비 절감에 공헌할 수 있으므로 큰 경제적 효과가 기대된다.

□ 20세기 중반 이후 촉매 분야에서의 기본 기술과 응용의 측면에서 획기적인 발전을 이루어 오고 있다. 21세기를 시작하는 현시점에서 보면 우리들이 일상생활에서 사용하는 물질의 거의 80~90%가 생산 과정의 어느 부분에서 ‘촉매’의 도움을 받고 있다. 그러면 21세기에서는 어느 부문이 촉매의 도움이 필요하여 엄청난 속도로 발전할 것인가? 정유산업과 석유화학산업은 최근 수십 년간 획기적 발전을 하여 왔으나, 향후에는 환경 문제와 함께 자동차 배출가스 정화에 대한 촉매의 역할이 점점 더 중요해진다.

저자: Koichi MATSUSHITA
자료유형: 학술정보