초록 ▼

[기술의 개요]
기존의 수증기 열분해 방식의 나프타 분해 공정은 고온의 공정으로 석유화학 공정 중 에너지를 가장 많이 사용하는 공정이다. 또한 열분해 방식의 나프타 분해 공정은 에틸렌을 주로 생산하는 공정이다. 향후 에틸렌 보다 프로필렌의 수요가 더 증가할 것으로 예상되며, 또한 CO2 저감 및 에너지 사용량의 저감을 위하여 새로운 기술이 필요하며 이러한 것을 해결하기 위하여 당 과제의 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 촉매를 이용한 나프타 분해 공정을 개발함을써 에틸렌과 동일량의 프로필렌을 생산할 수 있고 기존의 공정보다 운

[기술의 개요]
기존의 수증기 열분해 방식의 나프타 분해 공정은 고온의 공정으로 석유화학 공정 중 에너지를 가장 많이 사용하는 공정이다. 또한 열분해 방식의 나프타 분해 공정은 에틸렌을 주로 생산하는 공정이다. 향후 에틸렌 보다 프로필렌의 수요가 더 증가할 것으로 예상되며, 또한 CO2 저감 및 에너지 사용량의 저감을 위하여 새로운 기술이 필요하며 이러한 것을 해결하기 위하여 당 과제의 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 촉매를 이용한 나프타 분해 공정을 개발함을써 에틸렌과 동일량의 프로필렌을 생산할 수 있고 기존의 공정보다 운전조건을 약 200℃ 낮을 수 있었다.
[연구내용]
순환유동층 반응기에서 나프타에서 전범위 타프타까지의 원료를 촉매를 이용하여 분해를 하여 에틸렌, 프로필렌의 올레핀 제품을 제조하는 공정을 개발하였음. I.C 1cm의 Bench Unit에서 I.D 49cm의 Demo Plant까지 Scale-up을 실시하여 상용화 가능성을 검토하였음. 운전조건을 변화하여 에틸렌, 프로필렌의 생산비율을 조절할 수 있었으며, 연속적인 조업이 가능함을 확인하였음. 다양한 원료(Olefinic, Napthenic 등)에 대한 Test를 실시하여 원료에 따른 반응성능을 평가하였으며, 촉매를 이용하여 유동층 반응기에서 올레핀 제조가 가능함을 확인하였음.
[연구결과]
One-thorough Yield 35% Ethylene+Propylene 조건을 확보하였으며, Ultimate Yield 60% 이상을 확보하였음.

Abstract ▼

The conventional steam thermal cracker requires a lot of energy due to operate at high temperature. Also it produces the ethylene as main product. Olefin producer expects more propylene consumption than ethylene at future, It is necessary that new process rduce CO2 emission and energy consumption. T

The conventional steam thermal cracker requires a lot of energy due to operate at high temperature. Also it produces the ethylene as main product. Olefin producer expects more propylene consumption than ethylene at future, It is necessary that new process rduce CO2 emission and energy consumption. This study developed new naphtha cracking process by catalyst in a fluidized bed. It produces same propylene as ethylene and has lower 200℃ operating temperature than conventional process.
In this study, we utilized three facilities such as bench unit, pilot plant and demo plant. Bench unit is 0.94 cm I.D, and 2.4 m height. Maximum feed rate is 200g/hr Feed flexibility was tested in bench unit. Naphthenic, paraffinic, olefinic and hevier hydrocarbons were employed as feedstock, Pilot plant is 3 cm I.D, and 7.4 m height. Maximum feed rate is 10 kg/hr, performance of commerical catalyst which is SK's Propriety catalyst was tested in pilot plant. This catalyst was employed in demo plant, Demo plant is 49 cm, I.D. and 29.8m height. Four kind of feedstocks were employed in demo plant. This study show possibility of feed flexibility and olefins yield as feedstock. The results of demo plant were 60% ethylene plus propylene ultimate yield by catalytic naphtha cracking. Also we estimated economic evaluation as feedstock. Now a day butadiene price is very high. In this process, butadiene is not produced. Therefore economic of this process is lower than steam cracker. However steam cracker must have paraffinic feedstock. In the future, paraffinic feedstock usch as naphtha will be shotage. This process has merit for producing olefins because of feed flexibility

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 6
• 목 차 ... 7
• 제 1 장. 연구개발과제 개요 ... 8
• 제 1 절. 연구개발의 필요성 ... 8
• 제 2 절. 연구개발의 목적 ... 21
• 제 2 장. 국내외 기술개발 현황 ... 22
• 제 1 절. 해외 연구개발 현황 ... 22
• 제 2 절. 국내 연구개발 현황 ... 25
• 제 3 장. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 26
• 제 1 절. Feed Flexibility Test ... 26
• 제 2 절. Pilot에서의 Naphtha Feed의 최적운전조건 확보 ... 31
• 제 3 절. Pilot을 활용한 촉매의 최적 운전조건 확보 ... 34
• 제 4 절. Bench Scale 장비를 활용한 축매 Screening ... 36
• 제 5 절. 수율향상을 위한 신규반응기 개발 ... 42
• 제 6 절. Demo Plant 촉매 장기 Test ... 43
• 제 7 절. 상용화 공장 (Demo Plant) 건설 및 시운전 ... 43
• 제 8 절. 경제성 평가 ... 46
• 제 9 절. Regenerator Smulation ... 47
• 제 4 장. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 48
• 제 1 절. 목표달성도 ... 48
• 제 2 절. 관련분야에의 기여도 ... 49
• 제 5 장. 연구개발결과의 활용계획 ... 50
• 제 6 장. 연구시설 및 장비 현황 ... 51
• 제 7 장. 참고문헌 ... 53
• 끝페이지 ... 54