초록 ▼

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
미세조류 유래 지질로부터 긴사슬알파올레핀을 생산하기 위해 불포화지방산의 복분해, 지방산의 탈탄산-탈수반응, 그리고 수소화-탈수반응의 세 가지 반응경로를 검토하였다. 에틸렌을 이용한 모델화합물의 복분해의 경우, 약 9 area% 수준의 bio_LAO 선택성에 그쳤고, 이론적으로 최대 수율이 50%를 넘지 못하는 한계를 가지고 있다. 또한, 균일계 촉매의 사용으로 발생하는 촉매 회수, 비용 및 색도 문제 등이 수반되어 상용화에 적합하지 않는 경로로 판단 된다. 탈탄산-탈수반응 경로를 통한

IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
미세조류 유래 지질로부터 긴사슬알파올레핀을 생산하기 위해 불포화지방산의 복분해, 지방산의 탈탄산-탈수반응, 그리고 수소화-탈수반응의 세 가지 반응경로를 검토하였다. 에틸렌을 이용한 모델화합물의 복분해의 경우, 약 9 area% 수준의 bio_LAO 선택성에 그쳤고, 이론적으로 최대 수율이 50%를 넘지 못하는 한계를 가지고 있다. 또한, 균일계 촉매의 사용으로 발생하는 촉매 회수, 비용 및 색도 문제 등이 수반되어 상용화에 적합하지 않는 경로로 판단 된다. 탈탄산-탈수반응 경로를 통한 긴사슬 알파올레핀 생산의 경우, Pd/C와 DPEphos를 활용하여 전환율 약 75%와 43%의 bio-LAO 선택도를 확인하였으나, 높은 선택도를 유지하기 위해서는 리간드 및 무수화합물이 필요했다. 별도의 리간드와 무수화합물을 사용하지 않고 텅 스텐계열 불균일계 촉매를 활용한 지방산의 직접 탈카르복실화반응을 수행할 경우, 15% 정도의 긴사슬 bio-LAO 선택도를 얻을수 있었다. 선택적 수소화 및 탈수반응을 통한 긴사슬 bio-LAO 생산 경로의 경우, 300°C 부근 반응온도에서 100%에 근접한 지방알코올 전환율과 60% 수준의 bio-LAO 수율을 확보하였고, 액상 생성물 중, bio-LAO의 선택성은 80%를 초과 하였다. 결론적으로, 미세조류 유래 지질로부터 긴사슬 알파올레핀을 생산하는 가장 최선의 방법은 선택적 수소화 및 탈수반응을 통한 경로라고 말할수 있다.

본 연구는 해양에너지 및 바이오리파이너리를 연계할수 있는 차세대 바이오매스인 해양 미세조류를 이용하여 선형알파올레핀을 생산하는 연구로, 해양에너지-CCU-리파이너리 각 요소기술을 연계할 수 있는 기술이다. 이산화탄소 포집 및 고정화 측면에서 유리한 미세조류로부터 초고부가 선형알파올레핀의 생산 원천기술을 확보하여, 대규모의 미세조류 배양 단지를 가지고 있는 중국과 후속연구를 추진하고자 한다.

(출처 : 요약문 3p)

Abstract ▼

IV. Result and Recommendations
Ethylene metathesis of unsaturated fatty acids, decarbonylative dehydration of fatty acids and selective hydrogenation-hydration of fatty acids have been investigated to produce bio-LAO from lipids extracted from microalgae. Oleic acid, most abundant fatty acid in t

IV. Result and Recommendations
Ethylene metathesis of unsaturated fatty acids, decarbonylative dehydration of fatty acids and selective hydrogenation-hydration of fatty acids have been investigated to produce bio-LAO from lipids extracted from microalgae. Oleic acid, most abundant fatty acid in the extracted lipid, was selected as a model compound for above mentioned reactions. In case of metathesis of oleic acid using ethylene, the best result, about 9 area% selectivity, was obtained with 1^st generation Grubbs catalyst and DCM solvent. In case of decarbonylative dehydration route, 75% conversion and 43% selectivity were achieved with Pd/C and DPEphos, but anhydride compounds and ligands were needed to achieve a high yield of bio-LAO. When using tungsten-based heterogenous catalysts for the decarbonylative dehydration of oleic acid, 15% selectivity was obtained without any ligands and anhydride activator. Among the tested reactions, the selective hydrogenation-hydration reaction route showed relatively high conversion and bio-LAO yield； 100 % conversion of fatty alcohol and 60 % bio-LAO yield at 300 °C with W/r-alumina. Consequently, among the investigated three reaction routes, the selective hydrogenation-hydration reaction of fatty acids or triglycerides was the best route in terms of bio-LAO yield, catalyst stability and operating costs.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY ... 5
• CONTENTS ... 7
• 목차 ... 9
• 그림목차 ... 11
• 표목차 ... 13
• 제1장 서론 ... 14
• 제1절 해양 미세조류 ... 14
• 1. 해양 미세조류 ... 14
• 2. 바이오 리파이너리 ... 15
• 제2절 연구의 필요성 ... 18
• 1. 기술개발의 필요성 ... 18
• 2. 경제·산업적 측면에서의 필요성 ... 19
• 제3절 최종 연구목표 및 연차별 연구내용 ... 21
• 1. 최종 연구목표 ... 21
• 2. 연차별 주요 연구내용 ... 21
• 제4절 기술개발의 이슈 ... 22
• 1. 주요 기술개발 이슈 및 타개전략 ... 22
• 제2장 기술개발 동향 ... 24
• 제1절 기존 알파올레핀 생산공정 ... 24
• 제2절 바이오매스 유래 알파올레핀 생산 ... 24
• 1. 불포화지방산의 복분해 ... 24
• 2. 지방산의 탈탄산-탈수반응 ... 25
• 3. 지방산의 수소화-탈수반응 ... 25
• 제3장 주요 연구결과 ... 27
• 제1절 미세조류 추출 오일 분석 및 모델화합물 선정 ... 27
• 제2절 복분해를 통한 불포화 지방산으로부터 bio-LAO 생산 ... 28
• 1. 실험방법 및 분석 ... 28
• 2. 복분해를 통한 Oleic acid로부터 bio-LAO 생산 ... 28
• 제3절 탈탄산-탈수반응을 통한 지방산으로부터 bio-LAO 생산 ... 31
• 1. 모델화합물 선정 및 반응장치 세팅 ... 31
• 2. 반응방법 및 분석 ... 32
• 3. 스테아르산으로부터 탈카르보닐화 탈수반응을 이용한 bio-LAO 생산 ... 32
• 제4절 지방산의 선택적 수소화반응과 탈수반응을 통한 bio-LAO 생산 ... 36
• 1. 지방산으로부터 bio-LAO 생산 예상경로 ... 36
• 2. 선택적 수소화반응을 통한 지방알코올 생산 ... 36
• 3. 지방알코올로부터 탈수반응을 통한 bio-LAO 생산 ... 37
• 제4장 결 론 ... 45
• 참고문헌 ... 47
• 끝페이지 ... 50