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바이오알코올로부터 촉매를 사용하여 올레핀 제조

전문가 제언: ○ 바이오알코올은 사탕수수나 옥수수 등의 바이오매스를 발효, 증류하여 생산되는 알코올로서 석유나 천연가스로부터 합성되는 합성알코올과는 원료가 상이하다. 바이오매스 에탄올은 재생 가능한 자연 에너지로서 연소에 의해서 대기 중의 이산화탄소량을 늘리지 않는 다는 점에서 에너지원으로서의 장래성이 기대되고 있다. 그러나 생산 과정 전체를 보았을 경우에 이산화탄소 삭감 효과, 에너지 생산수단으로서의 효율성, 식료품과의 경합 문제 등으로 많은 논의의 대상이 되고 있다.

○ 바이오알코올을 석유계 연료의 대체 또는 보충용으로 이용하는 방안 이외에, 바이오알코올을 석유화학산업의 주요 기초 원료인 에틸렌이나 프로필렌으로 변환하는 방법에 대한 연구가 주목을 받고 있으며 이를 위한 고 선택적, 고 효율 및 저 비용으로 전환할 수 있는 프로세스와 신규 촉매의 개발에 관련된 연구가 수행되고 있다.

○ 본고는 주요한 바이오매스 화합물인 알코올을 촉매 변환시켜 연료나 화학품 원료로서 유용한 올레핀류를 제조하는 반응에 관하여 해설한 것으로서, H-mordenite 제올라이트 촉매를 사용하면 에탄올에서 저온으로 에틸렌을 제조할 수 있고, Fe 담지 H-ZSM-5 제올라이트 촉매를 사용하면 C3 이상의 올레핀이 높은 선택률로 얻어지며 인(P)이나 금(Au) 등의 제2성분을 첨가하면 함수 에탄올을 원료로 한 경우에도 선택률을 높일 수 있다고 보고하고 있다.

○ 석유화학제품의 주 원료가 되는 석유 자원은 고갈될 염려가 있으며 가격도 폭등함에 따라 석유자원을 대체할 수 있는 원료 개발이 활발히 진행되고 있다. 이에 따라 알코올 등의 바이오매스로부터 유용한 탄화수소를 합성하는 기술은 금후에 점점 중요하게 될 것으로 전망된다. 본고는 바이오알코올의 올레핀 변환에 관한 몇 사례를 소개한 것으로 이 분야 연구에 좋은 참고자료가 될 것으로 생각된다.

저자: Meguma Inaba
자료유형: 학술정보