보고서 정보
주관연구기관 |
한국화학연구원 Korea Research Institute of Chemical Technology |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2012-06 |
과제시작연도 |
2011 |
주관부처 |
중소기업청 Small and Medium Business Administration |
등록번호 |
TRKO201200008200 |
과제고유번호 |
1425068019 |
사업명 |
산학연협력기술개발 |
DB 구축일자 |
2013-05-20
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초록
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1. 최종목표
1. 폐유지로부터 유래한 바이오디젤의 물성향상을 위한 산화방지제 첨가제 개발; 산화안정성 10시간 이상(첨가제 500ppm이하), 산화방지제 순도 99%이상, 바이오디젤 판매단가의 0.5%이하의 경제성, 개발첨가제의 연료 첨가제로서의 적합성 검증, 2. 산화안정성 향상 첨가제의 기존 투입 및 이들 첨가제에 대한 영향조사; 첨가제 함량에 따른 산화안정성 향상 효과 분석.
2. 개발내용 및 결과
1. 산화안정성 향상을 위한 하이드로퀴논계,겔레이트 및 아민계 산화방지제 유도체 개발
-하이드로퀴논계 산화
1. 최종목표
1. 폐유지로부터 유래한 바이오디젤의 물성향상을 위한 산화방지제 첨가제 개발; 산화안정성 10시간 이상(첨가제 500ppm이하), 산화방지제 순도 99%이상, 바이오디젤 판매단가의 0.5%이하의 경제성, 개발첨가제의 연료 첨가제로서의 적합성 검증, 2. 산화안정성 향상 첨가제의 기존 투입 및 이들 첨가제에 대한 영향조사; 첨가제 함량에 따른 산화안정성 향상 효과 분석.
2. 개발내용 및 결과
1. 산화안정성 향상을 위한 하이드로퀴논계,겔레이트 및 아민계 산화방지제 유도체 개발
-하이드로퀴논계 산화방지제 3종합성; t-부틸하이드로퀴논, 디-t-부틸하이드로퀴논, t-부틸하이드로아니솔(수율 40∼84%, 순도 >99%), -겔레이트계 산화방지제 2종합성; 프로필겔레이트, 피로게롤 화합물(수율 80∼86%, 순도 96∼99%), -아민계 산화방지제 7종합성; 디에틸-p-페닐렌디아민, 디부틸-p-페닐렌디아민, 디헥실-p-페닐렌디아민, 디옥틸-p-페닐렌디아민, 디페닐-p-페닐렌디아민, 디벤질-p-폐닐렌디아민, 디펜에틸-p-폐닐렌디아민 화합물(수율 66∼72%, 순도 97∼99%).
2. 산화안정성 향상을 위한 하이드로퀴논계, 겔레이트계 및 아민계 산화방지제 유도체 선별 및 개발
-하이드로퀴논계 산화방지제 2종합성; t-부틸하이드로퀴논, t-부틸하이드로아니솔(수율53∼84%, 순도>99%), -겔레이트계 산화방지제 2종합성; 프로필겔레이트, 피로게롤(수율 84-88%, 순도 >99%), -아민계산화방지제 3종합성; 디에틸-p-페닐렌디아민, 디부틸-p-페닐렌디아민, 디페닐-p-페닐렌디아민(수율 70∼72%, 순도 97∼99%).
3. 산화안정성 향상을 위한 산화방지제 유도체 개발 및 적합성 평가
-선별한 산화방지제 화합물의 산화안정성 측정(첨가제 500ppm이하); 하이드로퀴논계(7.4∼20.7시간), 겔레이트계 (10.9∼16.3시간), 아민계(14.1∼21시간), 페놀계 산화방지제(3.2∼6.7시간), 이민계(3.6∼4.7시간).
4. 선별 산화방지제의 규모성장을 통한 합성공정 최적화
-하이드로퀴논계 산화방지제인 t-부틸하이드로퀴논의 pilot규모의 합성 및 경제성 검토.
5. 합성한 산화방지제와 산 또는 염기성 첨가제 배합비율에 따른 산화안정성 향상 연구
-염기성 첨가제에 따라 약 500ppm에서 t-부틸하이드로퀴논이 37.5∼45.3시간의 산화유도를 가짐.
6. 최적의 산화안정성 향상 첨가제의 적합성 및 신뢰성 확보
-합성 산화방지제들의 산화안정도, 밀도, 동점도, 전산가 측정등 물성평가를 통한 품질기준 만족 여부평가; t-부틸하이드로퀴논, 디-t-부틸하이드로퀴논, t-부틸하이드로아니솔, 프로필겔레이트, 디부틸-p-페닐렌디아민, 디페닐-p-페닐렌디아민 등이 적합함.
7. 산화방지제 첨가에 따른 산화안정성 성능평가 시스템 구축
-바이오디젤에 산화방지제를 500ppm 첨가 후, 자동차배기가스 산화안정성 성능평가.
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
-국내 발생 폐유지 유래 바이오디젤 생산은 폐기물의 재활용 및 생산비용 절감이라는 장점으로 생산이 증대됨에 따라 이에 산화안정성 개선 효과가 높은 첨가제 개발이 요구되며, 또한 현재 사용되는 산화방지제는 전량 수입에 의존하고 있어서 제품 개발에 의한 국산화가 시급함.
-본 연구개발을 통해 핵심 첨가제의 국산화를 바탕으로 바이오디젤의 사용상의 산화안정성이 확보함으로서 선진국의 기술 수준과 대등한 기술 확보 및 기술수출이 기대됨.
-본 연구개발을 통해 첨가제 개발자와 정유업체, 부품업체, 자동차 업체간 협력체계 구축이 가능하게 되어 기타 바이오 연료유 첨가제의 국산개발도 촉진될 것으로 예상됨.
◦ 경제적 성과
-폐오일 유래 바이오디젤은 가격면에서 가장 저렴하고 경제성 있는 대체에너지를 원활히 사용할 수 있는 계기가 마련됨으로서 고유가시대에 에너지 가격의 경쟁력을 제고 할 수 있음.
-성능이 우수한 산화방지제인 첨가제 개발로 국내뿐만 아니라 해외국가에 첨가제를 수출함으로서 새로운 수익성 창출이 예상됨.
-지금까지 외국의 전문업체가 장악하여 온 국내 첨가제 시장에 경쟁력 있는 국산 제품을 출시함으로서 국내 수입 대체 효과 발생이 기대됨.
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
-현 국내에서 연료첨가제를 생산, 수입, 시판하는 업체는 모두 50여개 사가 등록되어 있으나 대부분이 중소기업업체로 이들이 5개의 대기업 정유 업체에 첨가제를 납품하는 상황으로 핵심 첨가제의 국산화를 바탕으로 대기업, 중소기업 간 경제 양극화 문제를 최소화하고 내수 확대, 일자리 창출, 가계 소득증가 등 국가적 차원의 경제 문제 해결에 기여 및 대기업과 중소기업의 동반성장의 토대가 마련됨.
-석유자원의 고갈과 원유가 급등으로 인한 대체에너지 개발에 가장 근접해 있는 바이오디젤의 산화안정성 향상을 위한 산화방지제 개발은 폐자원 재활용화 및 국내 첨가제 제조기술 향상 측면에서 중요성을 지님.
4. 기술개발결과 활용계획
-현재 국내 바이오디젤 생산업체는 일부 대기업을 제외하고는 대부분 첨가제 기술이 전혀 확보되어 있지 않은 중소규모의 기업체들로서 이러한 기업체들을 대상으로 본 연구 주관기관의 참여기업인 첨가제 전문업체 “(주)이맥솔루션”에 개발된 기술을 이전하고 이를 사업화할 수 있도록 유도할 예정임.
5. 기술개발자료의 보안관리
◦ 보안등급 분류기준에 따른 등급부여 및 관련 의견 기술
보안등급 일반으로 분류하며, 지식재산권 확보와 관련하여 기술유출가능성, 세계 초일류 기술 및 제품, 외국의 기술이전 거부로 국산화 및 미래 성장 잠재력이 높은 기술, 국방안보관련 기술등등을 검토할 때, 보안등듭 분류기준에 일반과제로 분류됨. 단 기준제품의 원가절감이나, 성능을 일부분 개선시킬 수 있는 과제로 판단됨.
◦ 연구개발의 기술임치 및 특허 출원등록 실적
-지적재산권(특허, 실용신안 등): 2건(바이오디젤용 산화방지제로서 2-터셔리-부틸하이드로퀴논의 제조방법, 출원번호:2011-0116916, 바이오디젤용 산화방지제로 유용한 페닐렌디아민 화합물 및 이의 제조방법, 출원번호:2012-0079093.
-논문발표: 6건(한국공업화학회4건, 한국에너지공학회1건, 한국자동차공학회1건)
목차 Contents
- 산학연공동기술개발사업 최종보고서 ... 1
- 최종보고서 제출서 ... 3
- 간접비 집행내역 ... 4
- 과제별 사업비사용실적보고서 ... 6
- 개발결과의견서 ... 10
- 최종보고요약서 ... 11
- 제 1 장 서론 ... 13
- 제 1 절 기술개발의 개요 ... 13
- 제 2 절 기술개발의 필요성 ... 14
- 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 15
- 제 1 절 기술개발의 목표 ... 15
- 제 2 절 과제개발내용 ... 16
- 제 3 절 산화안정제의 신뢰성 평가 및 시스템 ... 45
- 제 3 장 사업성과 ... 51
- 제 1 절 기술적 성과를 기술 ... 51
- 제 2 절 ※ 경제적 성과를 기술 ... 51
- 제 3 절 ※ 기타 성과를 기술 ... 52
- 제 4 장 결론 ... 55
- 제 1 절 연구결과 및 경제성 검토 ... 55
- 제 2 절 산화안정성 첨가제의 신뢰성 평가 ... 58
- 제 3 절 ※ 향후 계획 등을 기술 ... 59
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