알플러스, 2030년 20만톤 목표 … BTX 중심의 촉매 프로세스 선택

1개 공정만으로 플래스틱 CR(Chemical Recycle)을 실현하는 기술 개발이 기대된다.
폐플래스틱 재자원화에 도전하고 있는 알플러스(R Plus)는 이르면 2023년 CR 기술 연구개발(R&D)을 마친 후 상업화 준비단계에 돌입하고 2024년 사업타당성 검토(FS), 기본설계(FEED) 등을 추진할 계획인 것으로 알려졌다.
일본 석유화학기업을 대상으로 2030년까지 20만톤 수준의 CR 플랜트를 건설하며 처음에는 추출유분이 아로마틱(BTX) 중심인 촉매 프로세스를 선택할 계획이다.
알플러스는 CR 기술 Plas-TCat 특허를 공동으로 보유하고 있는 미국 바이오 벤처 아넬로텍(Anellotech)이 2022년 텍사스에 건설한 일일 0.5톤 파일럿 플랜트에서 상업화에 가까운 기술성숙도(TRL) 6단계 실증시험을 시작함에 따라 연구개발이 최종단계에 돌입한 것으로 판단하고 있다.
CR 기술은 일반적으로 유화공정 후 열분해함으로써 플래스틱 기초 원료를 생성하는 2단계 공정을 거치지만 Plas-TCat은 유화 단계를 생략함으로써 1개의 촉매 유동상 반응로에서 진행하는 1개 공정이 특징이다.
리액터 안에서 폐플래스틱을 섭씨 500도 이상으로 열분해해 폴리머 사슬을 절단하고 생성된 왁스류를 촉매로 알칸과 올레핀류로 분해하기 때문에 올레핀을 바로 추출할 수 있으나 촉매접촉반응에서 다시 환화함으로써 BTX 생산이 가능한 것으로 알려졌다.
가스 형태로 생성되는 혼합유분을 분리 트레인에서 액체 BTX와 에탄(Ethane), 올레핀, 프로필렌(Propylene) 등 가스유분으로 분별하는 작업도 1개 유닛에서 실현하기 위해 올레핀 추출을 위한 정제장치를 설치하거나 기존 NCC(Naphtha Cracking Center)를 활용하는 방안을 검토하고 있다.
아넬로텍 기술은 분자가 큰 중질유를 촉매접촉에 따라 저분자 가솔린 혹은 중간유분으로 분해하는 반응유동접촉분해(FCC) 기술을 응용한 것이며, 제올라이트(Zeolite) 베이스 독자 촉매를 개발함으로써 생성효율과 수율 향상에 성공했다.
알플러스는 촉매를 활용해 올레핀과 BTX를 선택적으로 추출할 수 있다는 점에서 최초 상업생산 플랜트에서 재생 PET(Polyethylene Terephthalate) 등으로 유도하는 가능성을 열어두고 BTX가 50%인 방식을 채용할 계획이다.
2023년까지 기초기술을 확립하고 2024년 말까지는 라이선스를 통한 스케일업 기술서류 작성 등 서브 라이선스 정비를 추진한다.
이후 2025년 말까지 사업 주체로 기대되는 석유화학기업이 사업타당성 조사를 진행하고 2년 동안 엔지니어링기업이 FEED를 추진한다면 2027년 말에는 운영 주체가 투자 결정을 내리고 건설에 2년 정도가 소요돼 2030년에는 사업화가 가능할 것으로 예상하고 있다.
알플러스는 라이선스를 통한 기술 서브 라이선스 로열티를 참여기업에게 배분할 계획이다.
CR로 추출한 유분은 폴리머 생산기업에게 공급해 재생 PET로 전환하고 알플러스가 구매한 후 참여기업이 출자비중에 따라 오프테이크하는 방식을 검토하고 있다.
원료용 폐플래스틱은 석탄 대체 폐기물고형연료(RPF)나 시멘트 원료 파쇄 플러프를 선택함으로써 업사이클에 도전하고 MR(Material Recycle) 가능한 펠릿은 사용하지 않을 계획이다.
원료 조달은 알플러스 책임 아래 관리하며 다양한 수지에 대응할 예정이나 염소분은 리액터 촉매를 부식시켜 탈염 전처리가 필요하기 때문에 염소를 다량 포함한 건축소재는 원료에 적합하지 않다고 판단하고 있다.
알플러스는 산토리(Suntory)가 바이오매스 베이스 PET 개발을 위해 아넬로텍과 연계하는 과정에서 폐플래스틱 CR 기술 개발에 따른 수지 취급을 지원하기 위해 2020년 4월 설립한 리사이클 전문기업이다.
미쓰이케미칼(Mitsui Chemicals), MGC(Mitsubishi Gas Chemical), 도요보(Toyobo), 시세이도(Shiseido), 이와타니(Iwatani) 등 40사가 출자했다. (강윤화 책임기자)