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고품질액체연료 생산을 위한 생물자원의 수첨열분해

전문가 제언: ○ 이 발명은 생물자원을 열화학적으로 변형하여 고품질 액체연료를 생산하는 통합된 공정과 관련된다. 생물자원은 살아있거나 죽은 유기체에서 유도된 생물학적 물질이며 나무와 조류, 수생식물과 해초와 같은 수생생물과 리그노셀룰로오스 물질들을 포함한다. 또한 동물의 부산물과 찌꺼기, 지방과 하수슬러지와 같은 폐기물도 포함된다. 수첨분해반응 촉매를 사용하여 생물자원에서 가솔린과 디젤연료를 생산하기 위한 통합된 공정과도 관계된다.

○ 종래의 생물자원의 열분해는 일반적으로 빠른 열분해로서 수소나 촉매를 사용하지 않거나 필요로 하지도 않았다. 이 방법은 물, 오일 및 공정에서 형성된 숯을 함유한 짙은 산성인 반응성 용액제품을 생산하였다. 빠른 열분해는 가장 전형적으로 불활성 환경에서 진행하기 때문에 많은 산소가 함유된 생물자원을 오일생산에 투입하여 화학반응을 증가시킨다. 종래의 열분해로 생산된 불안정한 용액은 시간이 지날수록 진해지고 친수성과 소수성 상태가 형성되면서 반응을 하게 된다.

○ 이 공정의 첫 번째 단계에서는 탈 산소촉매가 들어있는 반응 탑에 생물자원과 분자수소를 투입하게 된다. 여기에서 생물자원이 수첨열분해 되어 낮은 양의 숯, 부분적으로 탈 산소된 수소열분해 액상제품, 열분해증기(C1~C3가스), H2O, CO, CO2 및 H2를 생산한다. 첫 번째 반응단계인 수첨열분해에서 숯을 제거한 다음 C4+액체증기와 H2, CO, CO2, H2O 및 C1~C3가스는 두 번째 단계의 반응 탑에 공급된다. 여기에서 두 번째 단계인 수첨변환반응이 진행된다.

○ 수첨전환단계에서 처리된 오일제품은 실제로 완전히 탈 산소화되어 직접 운송연료로 사용이 가능하다. 고압 분리기와 저압 분리기에서 분리되고 증류하면 가솔린과 디젤유분이 생산된다. 이렇게 생물자원의 수첨열분해를 통하여 가솔린과 디젤유 등의 고품질 액체연료를 생산하는 방법은 획기적이고 괄목할 만한 발명이다. 이 발명을 더욱 발전시켜서 편리하게 생산하도록 하는 것이 중요하다. 한국에서도 세계적인 추세에 발맞추어 연구와 기술개발에 박차를 가해야 할 것이다.

저자: GAS TECHNOLOGY INSTITUTE
자료유형: 특허정보