일본 Nippon Kayaku(NKC)가 플로우 합성을 통해 기능성 화학제품 생산을 시도하고 있다.
NKC는 원료를 연속적으로 공급해 화학제품을 합성하는 플로우 합성공법 실용화를 위해 2019년 7월 가시마(Kashima) 공장에 파일럿 플랜트를 도입하고 자체 생산하는 화합물을 대상으로 플로우 합성을 통해 양산이 가능한지 검증할 계획이다.
플로우 합성공법은 기존 배치공법에 비해 환경부하를 낮출 수 있을 뿐만 아니라 효율·안전성을 향상시킬 수 있어 많은 기대를 모으고 있다.
NKC는 장기적으로 자사의 정밀화학제품에 플로우 합성공법을 적용하는 것을 검토하고 있으며 환경·안전을 모두 고려한 고기능 화학제품을 생산함으로써 코스트 경쟁력을 강화할 예정이다.
플로우 합성공법은 반응 하나하나를 담당하는 칼럼을 관으로 연결해 원료를 흘려보냄으로써 목적 화학제품을 생산하는 공법이다.
대부분의 화학제품은 합성할 때 1개의 반응이 끝나면 먼저 합성이 완료된 중간소재를 추출하고 다음 탱크에 다른 촉매 등과 함께 투입해 반응시키는 과정을 반복하는 배치공법을 통해 생산하고 있다.
플로우 합성공법은 조작을 자동화할 수 있고 인력 감축, 코스트 경감 등이 기대되고 있다.
배치공법보다 가열이나 냉각에 필요한 에너지가 적고 폐기물 배출량도 적은 편이어서 환경부하를 낮출 수 있으며 반응공간이 작아 안전성이 높다는 특징도 있다.
NKC는 여러 강점을 고려해 플로우 합성공법을 4년 전부터 이노베이션 창출 연구센터의 연구주제 가운데 하나로 설정한 바 있고, 자체 생산하는 정밀화학제품 생산에 적용하기 위해 국내외 연구기관 등과 공동연구를 진행해왔다.
최근에는 화합물 대상을 선정하고 실험실 스케일로 플로우 합성을 적용해도 양산이 가능한지 검증하는 연구를 진행하고 있으며 앞으로 파일럿 플랜트 건설을 통해 실용화에 더욱 박차를 가할 예정이다.
파일럿 플랜트는 가시마 공장 내부에 구축했고 7월 가동에 들어간 것으로 알려졌다.
먼저 특정 화합물만을 대상으로 실용화가 가능할지 검증할 예정이나 장기적으로는 모든 정밀화학제품에 적용하는 방안을 고려하고 있다.
최근 중국 정부가 환경규제를 강화하면서 원래 중국에서 조달해오던 정밀화학제품의 원료 및 중간체 가격이 급등했고 장기적으로는 생산이 아예 중단돼 조달이 불가능해지는 원료도 나타날 것으로 우려되고 있다.
따라서 NKC는 정밀화학제품의 안정공급 체제를 강화하면서도 제조코스트 절감에 도움이 되는 플로우 합성공법에 대한 연구 및 실증을 확대하고 있으며, 궁극적으로는 정밀화학 원료 및 중간체를 자체생산하는 방안을 검토하고 있다.