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바이오디젤 제조를 위한 유리지방산의 기체상 에스테르화반응

전문가 제언: ○ 최근 채취가능 석유매장량의 고갈우려와 함께 화석연료의 사용으로 인해 대량으로 배출되는 이산화탄소가 지구온난화를 일으키는 온실가스의 하나로 지목되면서 화석연료의 사용에 대한 환경적, 정치적 및 사회적 논란이 거세지고 있다. 한편 바이오연료는 화석연료와는 달리 대기 중의 이산화탄소를 이용하여 합성될 뿐만 아니라 대기 중으로 이산화탄소의 순증가분이 발생되지 않으므로 환경에 대해 악영향을 미치지 않는 등의 이점 때문에 화석연료를 대체할 연료로서 주목되고 있다.

○ 지금까지 바이오디젤 합성방법으로서 다양한 방법이 개발되었지만 현재 상용화된 공정의 대부분은 가성소다, 수산화칼륨 등의 균일상 염기성 촉매를 사용하는 방법이 주류이다. 이러한 염기성 촉매를 사용하는 공정은 다른 방법에 비해 반응온도가 낮을 뿐만 아니라 반응속도가 빠르다는 이점이 있는 반면에 원료 기름 중에 수분이나 유리지방산이 포함되어 있는 경우에는 비누화 물질이 생성되므로 촉매의 활성이 크게 저하되고 분리공정이 복잡해지기 때문에 원료물질의 전처리 공정이 요구된다.

○ 이 발명(WO 2009/067779 A1)은 오염물질 및 유리지방산이 많이 함유된 폐기 트리글리세리드 원료물질을 이용한 바이오디젤의 제조방법을 제공한다. 이 방법은 낮은 순도의 원료물질을 열분해 공정에 의한 전처리를 통해서 오염물질의 제거 및 유리지방산 중에 중간 증류물 유분의 분율을 풍부하게 한 다음 진공 하에서 고체 산 촉매를 이용한 에스테르화반응에 의해 트리글리세리드를 바이오디젤로 전환하는 방법이다. 에스테르화반응이 고온에서 진행됨으로 생성되는 물을 즉각적으로 증발시킴으로서 촉매의 기능을 양호하게 유지시키는 것이 가능하다.

○ 장래에는 에너지의 상당부분이 천연 에너지에 의존하게 되겠지만 천연 에너지 중에서도 바이오에너지는 어느 정도의 양적 규모를 기대할 수 있고 환경부하가 작기 때문에 점점 더 중요하게 될 것으로 전망된다. 바이오매스 자원으로는 식량과 경합되는 식용자원에서 탈피하여 볏짚이나 목재, 폐자재, 해조류 등 목질섬유소로 에너지원을 전환하여 자급체제를 갖추는 것이 미래지향적이라 할 수 있다.

저자: Her Majesty the Queen in Right of Canada as Represented by the Minister of Natural Resources Canada
자료유형: 특허정보