화학뉴스

세키스이케미칼(Sekisui Chemical)은 바이오 리파이너리 에탄올(Ethanol) 기술 상용화에 속도를 내고 있다.
바이오 리파이너리 에탄올 기술은 기존의 대량생산 및 대량소비형 리니어 경제는 물론이고 일부만 리사이클 가능해 폐기물이 일정량 발생할 수밖에 없는 리사이클 경제와도 차별화된 기술로 많은 종류의 폐기물이 섞여 있어 기존 기술로는 처리할 수 없었던 폐기물 등을 원료로 에탄올을 제조하는 것이다.
이후 에탄올을 에틸렌(Ethylene)으로 전환하고 PE(Polyethylene) 등 플래스틱으로 제조하면 몇번이든 순환시킬 수 있게 돼 각종 폐기물 및 폐플래스틱 문제 해결 뿐만 아니라 새로운 화석자원 사용량을 감축하는 효과가 있을 것으로 기대된다.
세키스이케미칼은 2025년까지 바이오 리파이너리 에탄올을 사업화하기 위해 이와테현(Iwate)에 실증 플랜트를 건설하고 10분의 1 스케일로 실증실험을 진행하고 있다.
이와테 실증 플랜트는 기존에 사이타마현(Saitama) 파일럿 플랜트에서 축적한 기술을 도입해 2022년 4월부터 가동하고 있다.
에탄올화는 크게 폐기물 공급, 가스화, 정제, 에탄올 생산, 증류 공정으로 진행되며 이와테 실증 플랜트는 지역 폐기물 수거기업이 회수한 하루 60톤 상당의 가정 배출 폐기물 가운데 일부를 처리할 계획이다.
폐기물을 분쇄하고 열풍으로 건조시켜 높이 20미터의 가스화로로 옮긴 다음 가열해 모래 안에 소량 단위로 투입하며 비탄, 금속, 도자기 등 무기물은 다시 회수해 지역사회에 환원하는 것을 목표로 하고 있다.
현재까지 2입방미터 사이즈의 무기물을 컨테이너 2개 분량 환원한 것으로 알려졌다.
가스 중에는 필요한 일산화탄소(CO)와 수소 이외에 400여종에 달하는 내화물질이 혼합돼 있으며, 특히 에탄올을 생성하기 위한 미생물이 혐기성이기 때문에 산소를 제거하는 작업이 필수적이다.
미생물에 악영향을 미칠 수 있는 10개 정도의 물질을 주의하면서 흡착 소재를 투입하고 10개의 처리조를 거쳐 내화물질을 제거함으로써 미생물이 활동하기 쉬운 환경을 정비하고 있다.
2개의 반응조를 통해서 비타민제와 같은 역할을 수행하는 액체배지 중에서 미생물이 가스를 초산(Acetic Acid), 에탄올 등으로 변환하도록 도우면 에탄올 농도 5%를 확보할 수 있으며 이후 증류공정을 통해 JAAS 규격을 충족시킬 수 있는 99.5%까지 농도를 높인 다음 출하하고 있다.
현재는 다양한 공정의 최적화된 조건을 도출하고 있는 단계로 건조공정은 열풍 온도와 폐기물의 조건 등을 변경하면서 불순물 발생 상황을 파악하고 가스 정제공정을 필요로 하는 처리조만을 통과시킴으로써 효율화된 시스템을 확립할 수 있을지 등을 확인하고 있다.
공정 중 사용되는 물은 최대한 재생 이용하며 미생물 관련 기술을 라이선스한 LanzaTech의 주기적인 점검 아래 플랜트를 가동하고 있다.
최근에는 플랜트를 보수하며 최신 기술을 도입하고 있으며 11월1일 재가동함으로써 2023년부터 에탄올 제조코스트를 낮출 수 있는 실험에 착수할 예정이다.
협력 파트너인 스미토모케미칼(Sumitomo Chemical)과 함께 PE 제조에 활용할 수 있는지 확인할 것으로 알려졌다. (K)