바이오매스의 직접 전환에 의한 바이오디젤 제조공정

전문가 제언

○ 지금까지 바이오디젤의 상업용 제조방법은 동식물성 유지를 높은 수율로 지방산알킬에스테르(바이오디젤)로 전환하기 위해 여러 단계의 공정으로 구성되었다. 또한 반응을 촉진하기 위해 긴 체류시간 및 높은 반응온도는 물론 과량의 메탄올 사용, 고가의 나트륨메톡시드(sodium methoxide)와 같은 강한 염기성 촉매의 사용 등이 필연적이기 때문에 부수적인 설비투자에 따른 제조원가의 상승 요인을 안고 있다.

○ 이 발명(WO 2009/085801 A1)은 바이오디젤의 합성수단으로서 수산화 테트라메틸 암모늄(TMAH)과 같은 알킬화제(alkylation reagent)를 이용하여 다양한 식물계 바이오매스를 직접적으로 에스테르교환반응시킴으로써 단일공정에 의해 바이오디젤을 합성할 수 있는 경제적인 제조공정을 제공한다. TMAH는 바이오매스에 함유된 트리글리세리드를 가수분해함과 동시에 지방산을 메틸화함으로써 1단계만으로 바이오매스로부터 FAME를 직접적으로 생성하는 것이 가능하기 때문에 바이오디젤의 생산비용을 감축할 수 있다.

○ 종래 바이오디젤의 기술적인 문제점으로는 일반적으로 흐림점(cloud point), 유동점(pour point) 및 저온 필터 막힘점(CFPP)이 높기 때문에 저온유동성이 불량하여 동절기와 같이 추운 날씨에는 연료분사 노즐이나 연료필터 등의 막힘 현상이 일어나 사용이 제한되는 것이다. 또한, 바이오디젤의 생산량이 증가할수록 생산량 대비 약 10% 정도로 필연적으로 생성되는 부산물 글리세롤의 처리가 큰 과제이다. 산업적 용도로 이용하려면 저렴한 정제공정의 개발이 필수적이다.

○ 바이오연료는 기존 석유연료에 비해 생산비용이 많이 들고 기술적인 한계도 있지만 전 지구적 규모의 환경과 자원 문제라는 관점에서 조만간 미래의 주력 에너지로 자리 잡을 것으로 전망된다. 향후 바이오연료의 대량생산을 위해서는 기술적인 과제의 해결과 함께 원료의 확보가 우선되어야 한다. 특히, 바이오연료를 제조하기 위한 적당한 식물자원을 갖지 못한 우리나라와 같은 국가들은 자국의 환경에 적합한 기술을 선택(해조류의 양식 등) 및 활용하여 재생가능 대체연료의 생산기술을 확립하는 것이 실용화를 앞당기는 길이라 생각된다.

저자

Old Dominion University Research Foundation

자료유형

특허정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

WO20090085801

잡지명

PCT특허

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

~23

분석자

황*일

분석물

• 바이오매스의 직접 전환에 의한 바이오디젤 제조공정.pdf [374,983 byte]

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