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산화철 촉매에 의한 중질유의 경질 연료화

전문가 제언: ○ 중질유는 점성이 높고 유황, 금속성분 등이 많이 들어있어 생산에서 뿐만 아니라 수송, 정제 등에 소요되는 비용도 상대적으로 많다. 그러나 원유는 이미 원시매장량의 1/2이 소비되었으며 앞으로 가채 연수는 약 40년 정도여서 중질유 이용에 대한 관심은 날로 높아가고 있다.

○ 지금까지 중질유 개발은 지지부진하여 현재 세계시장에서의 중질유 점유 비중은 대략 3.5%에 불과하다. 그러나 최근 중질유 자원보유국인 캐나다와 베네수엘라는 불원간 중질유 소비량이 크게 증가할 것으로 예상하고 중질유와 타르의 탐사와 생산에 투자를 늘리고 있다. 특히 베네수엘라 정부는 초중질유 프로젝트와 관련하여 그 통제권을 강화하고 있다.

○ 우리나라를 비롯한 세계 여러 나라 정유업계에서는 정유부산물인 잔유 등 중질유를 산화철 촉매를 쓰는 수소화 분해공정을 적용하여 경질유화 하고 있으나 규모는 작은 편이고 촉매의 작용 메커니즘에 따른 최적화 개발의 여지가 많다고 본다.

○ 본 총설은 중질유의 경질연료화에 있어서 산화철 촉매의 작용 메커니즘에 관한 것이다. ZrO2는 H2O의 분해능을 가지며 FeOx는 중질유 산화 분해반응의 주 반응장 역할을 한다. H2O의 O원자가 ZrO2의 산소결함에 붙잡혀 산소·수소 활성종을 생성, 그 산소종을 산소원으로 하여 중질유가 산화분해 된다고 한다.

○ 이러한 촉매의 작용 메커니즘을 고려할 때 FeOx 촉매에 적정량의 ZrO2를 담지시키는 것이 촉매성능을 좌우하는 중요인자라고 본다. 중유자원이 없는 우리나라에서도 미래에 대비한 에너지 안보전략상 중질유의 경질연료화 기술은 고도로 확보되어야 할 것이다.

저자: TERUOKI TAGO, ERI FUMOTO, TAKAO MASUDA
자료유형: 학술정보