초록 ▼

1. 분석자 서문
원유 매장량의 감소에 따라 새로운 원료원에 대한 필요성이 점점 커지고 있는 가운데 바이오매스로부터 생성된 바이오오일(bio-oil)을 촉매로 이용하여 연료질을 향상시키는 것이 새로운 대안으로 대두대고 있다. 바이오오일은 주로 fast pyrolysis를 통해 생성하는데 이렇게 생성된 바이오오일은 높은 산소 함유량으로 인하여 낮은 발열량(heating value)과 안정성(stability) 문제를 야기한다. 따라서, 바이오오일을 원유와 같은 품질로 업그레이드 하기 위해서는 산소를 제거하는 것이 꼭 필요하다.

1. 분석자 서문
원유 매장량의 감소에 따라 새로운 원료원에 대한 필요성이 점점 커지고 있는 가운데 바이오매스로부터 생성된 바이오오일(bio-oil)을 촉매로 이용하여 연료질을 향상시키는 것이 새로운 대안으로 대두대고 있다. 바이오오일은 주로 fast pyrolysis를 통해 생성하는데 이렇게 생성된 바이오오일은 높은 산소 함유량으로 인하여 낮은 발열량(heating value)과 안정성(stability) 문제를 야기한다. 따라서, 바이오오일을 원유와 같은 품질로 업그레이드 하기 위해서는 산소를 제거하는 것이 꼭 필요하다. 일반적으로 바이오오일을 업그레이드 하는 방법에는 hydrodeoxigenation (HDO)와 zeolite cracking이 있다. HDO는 고압의 수소를 이용하여 산소를 제거함으로써 원유와 같은 등급의 오일을 생성할 수 있으며, hydrodesulphurization (HDS)에 사용되는 Co-MoS2/Al2O3나 Pd/C와 같은 금속 촉매가 사용된다. 그러나 이러한 촉매는 탄소침착(carbon deposition)으로 사용수명에 단점을 가지고 있다. 한편, zeolite를 이용한 cracking은 HZSM-5와 같은 촉매를 사용하며 산소를 필요로 하지 않기 때문에 일반 대기압 조건에서 조업될 수 있으나, 이 역시 탄소침착으로 인하여 촉매의 사용수명이 높지 않다. 또한, zeolite cracking은 부수적으로 수소가 첨가되지 않기 때문에 낮은 H/C 비율을 초래하며, 이로 인하여 원유에 비해 대략 25% 적은 발열량을 보이는 단점이 있다. 따라서 현재의 기반시설을 고려하면 HDO를 이용한 업그레이딩이 원유와 비슷한 품질의 오일을 생성할 수 있다는 점에서 zeolite cracking보다 더 좋은 대안이라고 볼 수 있다. 마지막으로, 이러한 공정을 상업화하기 위해서는 촉매 개발, 탄소 침착 메커니즘과 반응의 이해, 황(sulphur)에 의한 비활성화 이해, 고압 필요성에 대한 평가, 그리고 수소 공급을 위한 재생 에너지원 (sustainable source)이 먼저 규명되어야 한다.
Key words : Bio-oil, Biofuels, Hydrodeoxygenation, Zeoilte Cracking, HDO, 바이오오일, 바이오연료, 바이오원유, 촉매, 열분해 오일
2. 목차
1. 개요
2. 바이오 오일 (bio-oil)
3. 바이오 오일 업그레이딩 ? 일반적인 고려사항4. Hydrodeoxygenation4.1. 촉매와 반응 메커니즘4.2. Kinetic Model4.3. 비활성화 (deactivation)
5. Zeolite cracking5.1. 촉매와 반응 메커니즘5.2. Kinetic models5.3. 비활성화
6. 일반적인 고려사항
7. 바이오오일 업그레딩의 전망
8. 토의, 결론 및 앞으로의 과제
9. 분석자 의견
References
3. 원문정보
P.M. Mortensen, J.-D. Grunwaldt, P.A. Jensen, K.G. Knudsen, A.D. Jensen/ A review of catalytic upgrading of bio-oil to engine fuels/ Applied Catalysis A: General/ 2011
※ 이 자료의 분석은 미국, Purdue University의 황현태님께서 수고해 주셨습니다.