케나프를 활용한 올레핀 생산 공정 개발 및 환경성 평가

Abstract

기존 화석연료 기반 올레핀 합성공정은 대량의 온실가스 배출 등 환경오염 문제가 대두되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위 해 친환경 원료인 바이오매스 기반으로 올레핀을 합성하는 공정을 설계함으로써 새로운 대안 공정을 제시하고자 한다. 특히 바이오매스 원료는 전라북도 새만금 간척지에서 재배하고 있는 케나프를 활용하여 열화학적 전환 공정을 설계 및 화석연료 기반 올레핀 생산 공정과 환경성 평가 및 비교를 하는 것이 목적이다. 이론데이터 기반으로 바이오매스 가스화 공정을 설계하고 기존의 키네틱 모델을 반영하여 메탄올 생산 이후 올레핀을 생산하는 MTO(Methanol To Olefin) 설계 전략을 제시한다. 아울러 메탄올 과 올레핀 합성공정과 분리공정을 포함하는 통합공정을 개발하였으며, 개발된 통합공정의 에너지 요구량을 독립적으로 충족시키기는 고효율의 공정시스템 설계를 위해 열 교환망 설계와 열 병합 발전시스템을 구축하여 에너지 분석을 수행하였으며, 통합 공정의 출입하는 물질 및 에너지 파라미터들을 이용하여 환경성 평가를 수행하였다. 더 나아가 기존의 화석연료 기반 올레핀 생산 공정과 환경성을 비교함으로써, 바이오매스를 활용한 친환경 올레핀 생산 전략을 제시하였다.