초록 ▼

1. 지난 10년간의 연구를 통해 저급 탄화수소로 부터 경제적으로 에틸렌과 프로필렌을 생산할 수 있는 유동층 접촉분해 공정($ACO^{TM}$)용 성형촉매 제조 기술을 개발하였고, 협동연구기관인 SK 이노베이션(주)에서는 이를 바탕으로 demo plant용 촉매(50톤, ACO-100)을 OEM 생산하여 실증 평가하였다.
2. 이의 결과를 바탕으로 중국 옌창 화학에 2011년 9월에 ACO 기술은 1차 수출 계약되었으며, 2014년 하반기부터 본격적인 상업운전을 시작할 예정이다.
3. ACO 촉매 원천

1. 지난 10년간의 연구를 통해 저급 탄화수소로 부터 경제적으로 에틸렌과 프로필렌을 생산할 수 있는 유동층 접촉분해 공정($ACO^{TM}$)용 성형촉매 제조 기술을 개발하였고, 협동연구기관인 SK 이노베이션(주)에서는 이를 바탕으로 demo plant용 촉매(50톤, ACO-100)을 OEM 생산하여 실증 평가하였다.
2. 이의 결과를 바탕으로 중국 옌창 화학에 2011년 9월에 ACO 기술은 1차 수출 계약되었으며, 2014년 하반기부터 본격적인 상업운전을 시작할 예정이다.
3. ACO 촉매 원천기술을 확보하면서 지금까지의 기술 우위를 바탕으로 세계 촉매 시장에의 진출을 위해 나노크기의 핵심 분자체 (ZSM-5) 양산기술을 개발하였다. 특히 상업적 규모로 생산가능한 경제적 제조기술 확보를 위해, 고 결정성 seed을 이용하면서 water glass, 황산알루미늄과 같은 저가의 원료로 ZSM-5를 유기 구조 유도체 없이 합성하는 기술을 확보하였다.
4. 이러한 원천소재 기술을 ACO 공정에 적용하기 위해 기 확보된 성형 기술을 바탕으로 약200kg 규모의 성형촉매(S-20X, S-2001X)를 제조하였다. 실험실 규모는 물론 pilot(7kg naphtha/hr) 규모에서도 장기 운전 평가를 수행하였고, ACO-100 촉매와 상대 비교함으로서 상업적으로 적용 가능한 원천 기술임을 확인하였다.
5. 이상의 연구 결과를 바탕으로 1차 수출 ACO 공정이 성공적으로 운전될 2014년 이후 예상되는 본격적 촉매 공급 수요에 대응하기 위해 SK이노베이션(주)와 공동으로 촉매 상용화 연구를 계속하여 수행 할 예정이다.

Abstract ▼

Final target
Fabrication of microspheroidal catalyst for fluidized catalytic cracking process with heavy naphtha of 300,000tons/year
▶Catalyst performance : olefin yield >50%, propylene/ethylene >0.8, reaction temperature <700${^{\circ}C}$
▶Physical properties of catalyst : AI <1

Final target
Fabrication of microspheroidal catalyst for fluidized catalytic cracking process with heavy naphtha of 300,000tons/year
▶Catalyst performance : olefin yield >50%, propylene/ethylene >0.8, reaction temperature <700${^{\circ}C}$
▶Physical properties of catalyst : AI <12 (at 5 hr), Size : 60-100 mm, life time >40days
▶Production : 10 kg/day
▶Energy consumption < 4,900 kJ/kg-ethylene (reduction of CO2 emission 600,000tons/year)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 15
• CONTENTS ... 20
• 목 차 ... 21
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 22
• 1. 연구개발의 목적 ... 22
• 2. 연구개발 필요성 및 개요 ... 22
• 3. 연구개발의 범위 ... 27
• 4. 연구개발 로드맵 ... 31
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 32
• 1. 에틸렌 및 프로필렌 제조기술 개발 현황 ... 32
• 2. 공정 단위별 주요 기술 개발 현황 ... 35
• 제 3 장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 38
• 1. 1차년도 연구 내용과 결과 ... 38
• 2. 2차년도 연구 내용과 결과 ... 47
• 3. 3차년도 연구 내용과 결과 ... 55
• 4. 4차년도 연구 내용과 결과 ... 64
• 4 장 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 74
• 가. 3단계 연차별 연구 목표 달성도 ... 74
• 나. 관련 분야에의 기여도 ... 78
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용 계획 ... 80
• 제 6 장 연구개발 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 81
• 산업 환경 분석 ... 81
• 경쟁 기술 분석 ... 86
• 제 7 장 연구시설 장비 · 현황 ... 93
• 제 8 장 참고 문헌 ... 94
• 첨부 1. 위탁과제 보고서(충북대학교) ... 95
• 첨부 2. 위탁과제 보고서(한남대학교) ... 153