초록 ▼

□ 연구개요
합성가스로부터 석유화학 연료를 합성하기 위한 촉매 반응 시스템 개발 및 이를 통한 대체석유자원의 고부가가치화 기술 개발 (CO (또는 CO₂) 전환율 > 50%)
(1) CO₂가 과량으로 함유된 합성가스(제철소 부생가스 등)를 이용하여 석유화학 원료물질(연료유(디젤 및 가솔린) 및 BTX)를 직접 합성하기 위한 경제적인 촉매시스템 개발
(2) 온실가스 저감 및 이를 활용한 고부가 석유화학 제품 합성을 통한 국내 석유화 학산업의 경쟁력 향상 방안 연구
(3) 국내 폐자원(부생가스 등)을 경제적으로 활

□ 연구개요
합성가스로부터 석유화학 연료를 합성하기 위한 촉매 반응 시스템 개발 및 이를 통한 대체석유자원의 고부가가치화 기술 개발 (CO (또는 CO₂) 전환율 > 50%)
(1) CO₂가 과량으로 함유된 합성가스(제철소 부생가스 등)를 이용하여 석유화학 원료물질(연료유(디젤 및 가솔린) 및 BTX)를 직접 합성하기 위한 경제적인 촉매시스템 개발
(2) 온실가스 저감 및 이를 활용한 고부가 석유화학 제품 합성을 통한 국내 석유화 학산업의 경쟁력 향상 방안 연구
(3) 국내 폐자원(부생가스 등)을 경제적으로 활용하기 위한 촉매반응시스템 개발

□ 연구 목표대비 연구결과
(1) 고정층 촉매 반응시스템 설치 : 1차년도에 설치 완료하여 관련 반응을 진행하였음
(2) 규칙적인 메조세공 구조의 촉매 개발을 통한 합성가스로부터 연료유 합성 반응 진행
- 합성가스로부터 청정 연료유 합성을 위한 CoAlOx 계열의 메조포러스 촉매 개발
- CO (또는 CO₂) 전환률 > 50% (평형전환율 대비 70 ~ 90%의 CO_x 전환률 달성함)
(3) 메조포러스 금속산화물 기반의 제올라이트와의 혼성 촉매 개발
- 합성가스로부터 BTX를 직접 합성하기 위한 신규 촉매 개발 (BTX 선택도 > 10%)
- 혼성 촉매의 안정적인 활성 확보를 위한 웉전 조건 최적화 연구 진행
(4) 본 연구를 통하여 다음과 같은 실적을 달성하였으며 이를 통하여 인력양성에 기영하였음
- 논문(14편), 국내특허(4건), 학회발표 (국내: 39건 및 해외: 8건)
- 석박사 학위자 배출 (석사: 5명 및 박사: 3명)

□ 연구개발결과의 중요성
(1) 본 연구 결과의 기술적인 성공은 국내에서 발생하는 온실가스의 저감 효과 및 제철소에서 발생하는 부생가스 등의 폐자원을 고부가화하여 국내 석유화학 산업 경쟁력 향상에 도움이 됨
(2) 본 연구에서 제안하는 메조포러스 금속산화물 촉매와 제올라이트를 이용하여 제조 가능한 혼성 촉매를 이용하여 합성가스로부터 연료유(가솔린 및 디젤) 및 BTX를 직접 합성하는 촉매공정의 개발은 향후 국내의 청정 자동차 연료 보급 (황 및 분진 발생량이 적은 GTL 연료임) 및 BTX 제품은 국내 석유화학 산업의 기초 유분으로 제공될 수 있어서 석유화학산업의 경제성 확보에 도움이 될 수 있음
(3) 본 기술을 활용하여 건설되는 석유화학 플랜트는 컴팩트한 반응기를 활용할 수 있으므로, 기존의 석유화학 플랜트 건설 비용과 비교하여 경쟁력을 지닐 수 있음
(4) 특히, 마이크로 반응기술을 활용하는 본 기술은 향후 한계가스전 및 동반가스전 등과 같은 활용성이 떨어지는 천연가스 원료를 유용하게 활용하기 위한 GTL-FPSO 반응공정에 적용이 가능한 분야로 판단됨
(5) 본 연구를 통하여 도출되는 메조포러스 촉매 및 마이크로반응시스템은 부생가스 및 매립지가스등을 활용하여 합성가스로부터 직접 함산소 화합물을 제조하는 기술로도 전개가 가능한 기술 분야임

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 7
• (1) Mesoporous FeZrOx 금속산화물 촉매를 활용한 Fischer-Tropsch 합성 반응 ... 7
• (2) FeZrOx@제올라이트 혼성촉매를 활용한 Fischer-Tropsch 합성 반응 ... 8
• (3) FeZr(x)Ox+Mo(x)/FER 혼성촉매를 활용한 Fischer-Tropsch 합성 반응 ... 9
• (4) FeZr(x)Ox+Mo(6)/FER 촉매를 활용한 혼성방법에 따른 Fischer-Tropsch 합성 반응 ... 10
• (5) FeZr(x)Ox+ZSM-5 혼성촉매를 활용한 Fischer-Tropsch 합성 반응 ... 11
• (6) 메조포러스 FeZrOx과 Mo/HFER 혼성 촉매를 활용한 합성가스 전환용 촉매 연구 ... 11
• (7) 신규의 메조포러스 철 카바이드 촉매 합성 및 Fischer-Tropsch 합성 반응 ... 12
• (8) 이중 세공구조를 가지는 Fe/KIT-6 촉매의 Fischer-Tropsch 합성 반응 ... 13
• (9) 알루미나로 처리된 메조 코발트 산화물 촉매의 Fischer-Tropsch 합성 반응 ... 14
• (10) 합성가스로부터 직접 연료유 생성을 위한 ZrPOx로 표면 처리된 CoZrP/KIT-6 촉매 연구 ... 15
• (11) 신규의 Mo/ZrO2 + HZSM-5 혼성촉매 상에서 올레핀 및 연료유 합성 연구 ... 16
• (12) 주석 (Sn)으로 처리된 메조포러스 Co-Al 산화물 촉매의 CO 수소화 반응 ... 17
• (13) 메조포러스 Co-Al 촉매를 활용한 CO2의 수소화를 통한 메탄 생성 연구 ... 18
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 21
• 4. 참고문헌 ... 21
• 5. 연구성과 ... 22
• 끝페이지 ... 29