석유화학 나프타 분해 신기술 개발
나프타 분해기술을 개발한 박용기박사 연구팀
이번 기술은 기존 열분해공정에 비하여 올레핀 수율 및 프로필렌 선택도가 우수함으로 인하여 가격 경쟁력이 뛰어난 것이 특징이다.
또한 이 기술은 이미 2004년 9월 특허출원한 바 있으며, SK(주)에 공정기술을 이전하여 개발기술의 상업화를 추진 중에 있다.
석유화학산업의 나프타 분해설비는 선진국 기술의존도가 높고 이를 국산화하는 것은 국가기간산업인 석유화학산업의 선진화에 새로운 돌파구를 마련하는 계기가 된다.
또한 석유화학산업의 기초 원료인 경질올레핀(에틸렌, 프로필렌) 생산을 위한 나프타 분해공정은 대표적 에너지 다소비 공정으로 석유화학산업 전체 에너지 소비량의 40% 이상을 차지하고 있기 때문에 에너지소비를 줄여 이산화탄소 배출량을 최소화 할 수 있는 신공정개발이 절실히 요구되고 있다.
2004년 기준 국내 에틸렌 생산량은 650만톤/년으로 세계 6위에 위치하고 있으며, 이로 인한 이산화탄소 발생량은 700만톤/년에 이르고 있다. 즉 20%의 에너지를 절감할 경우 약 140만톤/년의 이산화탄소 배출저감 및 1,000억원 이상의 에너지 절감이 기대된다. 따라서 이번 에너지 절약형 나프타분해공정 개발은 이산화탄소 배출 저감 효과가 매우 크며, 기후변화협약에 대한 대비가 가능한 기술로 인식되고 있다.
원유가 점차 중질화되고 프로필렌 수요가 더욱 증가하는 추세에 비추어 저급의 중질나프타를 원료화하고 에틸렌보다 프로필렌 생산량을 높일 수 있는 나프타 분해기술개발은 국가 경제적 측면에서 중요함에도 불구하고 선진국에서도 일부만이 상용화되고 있는 상황이다.
그 동안 경질올레핀은 850oC 이상의 고온에서 나프타 열분해에 의하여 생산되어 왔으나, 본 기술에서는 성능이 뛰어난 촉매를 개발하고 이 촉매를 연속적으로 재생하여 사용하는 접촉분해공정을 채택함으로써 700oC 이하의 저온에서도 50% 이상의 높은 수율로 경질올레핀 제조가 가능하게 되어 20% 이상의 에너지(약 1억불 상당) 절감이 가능하게 되었다.
촉매식 접촉분해공정 채택으로 저급의 중질나프타로부터도 경질올레핀 제조가 가능할 뿐만 아니라, 올레핀 가운데 공급부족이 예상되는 프로필렌을 더 많이 생산할 수 있게 되었다.
본 기술에서 개발된 촉매 및 공정기술은 수개월 이상 지속된 Pilot 규모 테스트를 통해 그 우수성과 실용화 가능성이 검증되었다.
□ 기술 개발에 따른 기대 효과
저급의 중질 나프타로부터 고부가가치의 경질올레핀을 50% 이상 얻을 수 있는 에너지절약형 접촉분해용 촉매 및 공정을 개발함으로써 향후 상업공정 개발시 연간 약 1억불 상당의 에너지 절감과 140만톤 규모의 이산화탄소 발생 저감 및 기후변화협약 대비가 가능할 것으로 예상된다.
석유화학제품의 기초원료인 올레핀의 국내시장(연간 70억불) 규모와 프로필렌의 수요증가를 고려할 때, 본 기술은 석유화학산업의 재도약과 경쟁력 향상에 크게 기여할 것으로 판단된다.
선진국에서 완성하지 못한 본 기술을 확대 발전시킴으로써 국내 석유화학산업 체제를 기술종속형에서 기술주도형으로 탈바꿈하는 계기를 마련하였다.
향후 활용계획
- 상업화 공정설계를 위한 Pilot Plant설치를 계획 중(SK 주식회사)
- 유동층 반응기용 촉매 양산 기술의 국산화
- 라이센스를 통한 해외에 플랜트 수출 추진
웹사이트: http://www.most.go.kr
연락처
이산화탄소 저감 및 처리기술개발사업단 박상도 042) 860-3682
