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에틸렌의 메탄 전화반응 및 에틸렌 전화반응에 의한 프로필렌의 합성

전문가 제언: ○ 세계의 석유 화학 공업이나 유기 합성 화학공업에는 에틸렌을 출발 원료로서 실시되고 있는 프로세스가 많아, 지금까지는 에틸렌의 생산량으로 석유화학 산업의 스케일이 비교될 정도였다. 그러나 최근에는 폴리프로필렌, 산화프로필렌 등의 프로필렌 유도체 수요가 급증하여 프로세스 중심이 점차 에틸렌으로부터 프로필렌으로 전환되고 있다. 프로필렌의 수요도 계속 성장할 것으로 예상된다.

○ 프로필렌 증산을 위해 현재, 나프타의 분해 온도를 내리는(마일드 크래킹)방법, 에틸렌과 부텐의 메타세시스에 의한 제조 등의 대책이 사용되고 있지만 아직도 프로필렌 부족 문제가 대두되고 있으며, 프로필렌 제조에 유효한 촉매나 프로세스의 등장이 요망되고 있다.

○ 본고는 아직 연구단계에 있는 프로필렌 합성법으로서, 메탄과 에틸렌과의 반응 및 에틸렌의 전화반응으로 프로필렌을 합성하는 방법에 대하여 필자들의 연구내용을 설명한 것이다.

○ 세공 구조를 가진 제올라이트 촉매와 산의 강도를 이용하는 방법으로서, 은이온 교환 제올라이트를 촉매를 사용하여 에틸렌과 메탄이 반응하여 프로필렌이 생성되며, H+교환 제올라이트를 촉매로 하면 제올라이트의 종류에 관계없이 프로필렌이 생성된다. 산(H+)을 촉매로 하면 CH3CH2+가 CH4의 C-H 결합을 공격하여 반응이 진행되는 것으로 생각된다. 프로필렌의 합성용 촉매는 산 강도가 높고 세공경이 프로필렌의 분자경과 거의 가까운 것이 우수한 것으로 판단된다.

○ 에탄올로부터 에틸렌은 용이하게 제조할 수 있지만 에틸렌으로부터 프로필렌을 합성하는 것이 본고의 연구 특징으로서 현재 에틸렌 이상으로 프로필렌의 이용 가치가 재검토되고 있어 관심을 가지고 연구를 할 가치가 있다. 무엇보다 천연자원의 고갈에 대비하여 석유 유래가 아닌 환경 배려형의 프로필렌의 신규제조법으로서 기대되는 방법이라고 할 수 있다.

저자: Koji Inazu, Toshihide Baba
자료유형: 학술정보