초록 ▼

연구개요
최종목표: 프로판의 산화적 탈수소화에 있어 이산화탄소의 역할규명
산화적 탈수소에 의한 전환으로 고수율 에너지 절약형 촉매 개발
프로판과 이산화탄소의 동시적 활성화 표면연구
이산화탄소 전환 극대화로 이산화탄소를 활용하는 새로운 탈수소화 공정 개발
(정량적 목표: 수율 > 35% 이상, 전환율 40% 이상, 선택도 90% 이상)

연구 목표대비 연구결과
1) 프로판으로부터 산화적 탈수소에 의한 프로필렌 (C3=) 반응
가) 산화적 탈수소화 반응에 의한 올레핀의 수율 극대화 연구<

연구개요
최종목표: 프로판의 산화적 탈수소화에 있어 이산화탄소의 역할규명
산화적 탈수소에 의한 전환으로 고수율 에너지 절약형 촉매 개발
프로판과 이산화탄소의 동시적 활성화 표면연구
이산화탄소 전환 극대화로 이산화탄소를 활용하는 새로운 탈수소화 공정 개발
(정량적 목표: 수율 > 35% 이상, 전환율 40% 이상, 선택도 90% 이상)

연구 목표대비 연구결과
1) 프로판으로부터 산화적 탈수소에 의한 프로필렌 (C3=) 반응
가) 산화적 탈수소화 반응에 의한 올레핀의 수율 극대화 연구
- Fix-bed반응 조건의 최적화: 프로판 전환율 > 40%, 프로필렌 선택도 > 90%
- 생성물 중 CO, H2, H2O 등 부산물의 분석 및 Kinetic Modeling
나) 프로판 활성의 어려움 (활성화 에너지)
- 프로판에서 프로필렌으로 전환하는 반응은 흡열반응으로 873K (600℃) 이상의 에너지를 필요로 한다. 또한, 프로판의 크래킹 (Cracking) 때문에 부산물인 메탄이 발생되어 프로필렌의 선택도를 감소시키는 단점이 있다. 산화적 탈수소화 (Oxidative Dehydrogenation, ODH) 반응은 프로판의 반응에서 생성되는 수소를 H2O 로 바꿔줌으로써, 흡열반응을 발열반응으로 전환시켜준다. 이 때문에 낮은 온도에서 프로필렌 선택도와 프로판의 전환율을 개선시킬 수 있다.
- 산소를 이용한 산화적 탈수소화 반응에 의한 프로필렌의 선택도는 산소에 의한 연소반응과의 경쟁으로 감소시키는 단점이 있다. (연소에 의해 이산화탄소와 일산화탄소 배출)
2) 촉매의 안정성 향상 연구
■ 고부가가치 및 대량 수요의 기반 화합물 제조를 위한 산화적 탈수소화 반응에 적용
■ 프로필렌의 극대화를 위한 산화제로 이산화탄소 활용 - 산소의 부산물 생성 및 공정 위험성 등의 단점 극복 (그린화학)
■ 부산물의 생성을 억제하는 그린 생산 기술 확보 (비활성화 원리 규명)
■ 고활성/고선택성, 반응 안정성 부산물 활용, 평행 전환율 제한 극복 (반응기작 연구)
3) 산화적 탈수소화 반응의 산화제로 사용되는 이산화탄소의 활성화가 용이한 촉매개발: 프로판의 메틸기와 산화제로써의 이산화탄소 동시 활성화 전략
가) 프로판 및 이산화탄소 활성용을 위한 금속산화물 촉매의 개발
- ZrO2 Based 혼합산화물 촉매의 합성 및 촉매적 활성연구
- 산화물촉매에 대한 Screening
나) 혼합금속산화물 촉매의 나노화 연구
- 마이크로파에 의한 나노 세공체 합성 및 금속산화물의 직접적 담지
- 고비표면적, 고수열성 TUD-1 형태의 금속산화물 합성

연구개발결과의 중요성
본 연구의 개발은 대량의 프로판으로부터 고부가 가치의 프로필렌 제조로서 산업에 영향을 줄 것으로 기대한다. 프로필렌 가격이 이미 고유가와 수급현황으로 에틸렌과 비슷한 가격대를 형성함으로써 본 개발 결과가 석유화학 공업에 미칠 영향은 크다.
프로필렌의 수요는 꾸준히 증가함으로써 본 연구결과에 따른 프로판으로부터 프로필렌 제조개발기술은 고부가 가치 기술의 확보와 경제개발에 이바지 할 것으로 보임.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 가. 연구범위 및 연구수행 방법 ... 3
• 나. 연구 목표 및 내용 ... 5
• 다. 연구추진내용 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 끝페이지 ... 14