초록 ▼

개발 목적 및 필요성
- 신재생 에너지인 바이오디젤이 수송연료에 의무적으로 혼합되어 사용됨에 따라 부생되는 글리세롤의 양이 최근 크게 증가하여 폐기물화 됨. 이는 바이오디젤의 경제성에도 영향을 미침. 따라서 글리세롤의 고부가 전환이 필요함.
- 글리시돌은 전 세계적으로 2,000 톤 – 3,000 톤 규모로 생산되는 물질로 고분자원료, 안정제 및 염료, 의약품, 향료, 농약의 중간체로 사용되는 물질임.
- 현재 글리시돌은 알릴알코올/과산화수소, 혹은 글리세롤/HCl/NaOH를 사용하여 제조되고 있음. 이 방법들은 낮

개발 목적 및 필요성
- 신재생 에너지인 바이오디젤이 수송연료에 의무적으로 혼합되어 사용됨에 따라 부생되는 글리세롤의 양이 최근 크게 증가하여 폐기물화 됨. 이는 바이오디젤의 경제성에도 영향을 미침. 따라서 글리세롤의 고부가 전환이 필요함.
- 글리시돌은 전 세계적으로 2,000 톤 – 3,000 톤 규모로 생산되는 물질로 고분자원료, 안정제 및 염료, 의약품, 향료, 농약의 중간체로 사용되는 물질임.
- 현재 글리시돌은 알릴알코올/과산화수소, 혹은 글리세롤/HCl/NaOH를 사용하여 제조되고 있음. 이 방법들은 낮은 수율, 당량의 산 및 염기 사용으로인한 과량의 NaCl 부생 등의 경제성 및 환경 부담에 문제점을 내포함.
- 본 연구를 통해 개발한 신 공정은 글리세롤을 CO₂ 전환물인 DMC와 반응시켜 중간체인 글리세롤카보네이트를 합성하고, 이를 글리시돌로 전환하는 것으로, 부생되는 메탄올과 CO₂를 다시 원료인 DMC로 전환 가능한 청정공정임.

Abstract ▼

Ⅳ. Results
1. Purification of Crude glycerol
- Simple distillation of crude glycerol was efficient for the purification (99.4%)
- Small metallic impurity in crude glycerol did not affect to next reaction

2. Catalyst Study for the Synthesis of Glycerol Carbonate
- DMC method was se

Ⅳ. Results
1. Purification of Crude glycerol
- Simple distillation of crude glycerol was efficient for the purification (99.4%)
- Small metallic impurity in crude glycerol did not affect to next reaction

2. Catalyst Study for the Synthesis of Glycerol Carbonate
- DMC method was selected for the synthesis of glycerol carbonate
- Heterogeneous new catalysts were synthesized and characterized:Surfactant-assisted MgO (83.6% GLC Yield), LaO (89.9% GLC Yield),polymer-supported DABCO (92.5% GLC Yield)
- Reaction mechanism was studied using IR, NMR, and computer modeling
- Effect of reaction temperature, time, catalyst amount, and reactants ratio on the yield of glycerol carbonate was investigated
- Using a commercialized inexpensive catalyst, reaction for the production of glycerol carbonate was optimized

3. Decarboxylation of Glycerol Carbonate to Glycidol
- Catalytic activities of ionic liquids, metal salts were investigated
Effect of cation and anion on the yield of glycidol has been studied
- Best solvent system for the decarboxylation was selected
- Continuous reaction with solvent: 98.2% GLC yield

4. Consecutive Transesterification and Decarboxylation
- New catalyst system has developed, which connect transesterification and decarboxylation without isolation and purification of glycerol carbonate
- Reaction optimization for the consecutive reaction form glycerol to glycidol

5. Bench Scale Synthesis of Glycerol Carbonate and Glycidol (5 L reactor scale)
- Reaction optimization for the synthesis of glycerol carbonate
- Reaction optimization for the synthesis of glycidol:
> 80% Glycidol yield (based on glycerol)

6. Mini-pilot Scale Process Design of Glycidol Synthesis from Glycerol (20 kg/day)
- 1.0 kg/H scale mini-pilot plant

( 출처 : SUMMARY 13p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 3
• 요 약 서 ... 4
• 요 약 문 ... 7
• SUMMARY ... 12
• 목차 ... 15
• 표목차 ... 16
• 그림목차 ... 19
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 24
• 1-1. 연구개발 목적 ... 26
• 1-2. 연구개발의 필요성 ... 26
• 1-3. 연구개발 범위 ... 30
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 32
• 2-1. 해외 기술개발 동향 ... 34
• 2-2. 국내 기술개발 동향 ... 37
• 3. 연구수행내용 및 결과 ... 40
• 3-1. 연구개발내용(범위) 및 최종목표 ... 42
• 3-2. 연구개발 결과 및 토의 ... 44
• 3-3. 연구개발 결과 요약 ... 172
• 4. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 176
• 4-1. 목표달성도 ... 178
• 4-2. 관련분야 기여도 ... 180
• 5. 연구결과의 활용계획 등 ... 182
• 5-1. 연구개발결과의 활용방안 ... 184
• 5-2. 사업화 계획 및 효과 ... 185
• 5-3. 기대성과 ... 187
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 190
• 6-1. Crude 글리세롤 기반 글리시돌 생산기술 확립 ... 192
• 6-2. 직쇄형 및 고차가지형 폴리글리세롤 제조용 신규 촉매계 개발 ... 196
• 7. 연구개발결과의 보안등급 ... 198
• 8. NTIS에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 202
• 9. 연구개발과제 수행에 따른 연구실등의 안전조치 이행실적 ... 206
• 10. 연구개발과제의 대표적 연구실적 ... 210
• 10-1. Crude 글리세롤 기반 글리시돌 생산기술 확립 ... 212
• 10-2. 직쇄형 및 고차가지형 폴리글리세롤 제조용 신규 촉매계 개발 ... 214
• 11. 참고문헌 ... 216
• 부 록 ... 224
• <부 록 1> 1.0 KG/H GLD Pilot Plant 예비설계서 ... 225
• 끝페이지 ... 242