SK, P-X 수율 높이고 CO2도 저감
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잉여 Toluene 활용해 P-X 수율 극대화 … 에너지 절감 통한 CO2 감축 SK가 2005년 1월18-20일 한국과학기술회관에서 개최된 이산화탄소 저감 및 처리기술 전시회에서 BTX 공정에서 발생하는 잉여 부산물에서 ATA-11 촉매를 이용한 P-X 수율증대 기술과 에틸렌 튜브의 코팅을 통한 에너지 절감기술을 소개했다.SK가 2000년 기술개발에 성공한 ATA-11 촉매는 나프타 Reformer에서 벤젠, 톨루엔, 자일렌을 추출하고 남은 부산물에 포함된 톨루엔(Toluene)에서 자일렌(Xylene)을 추출해 P-X의 수율을 높이는 기술로 최근 심각한 공급부족을 겪고 있는 P-X의 생산성 개선이 가능한 것으로 알려졌다. 촉매기술은 Reformer에서 생산되는 벤젠, 톨루엔, 자일렌, C9+ Aromatics, 페놀(Phenol) 가운데 추출되지 않고 남은 잉여 톨루엔과 C9+ Aromatics를 반응시켜 Trans-Akylation 공정을 거쳐 벤젠과 자일렌의 수율을 높인다. 일반적으로 톨루엔의 양이 C9+ Aromatics보다 많으면 벤젠의 수율이 높아지지만 SK의 촉매기술을 사용하면 C9+ Aromatics의 활용도를 높여 자일렌의 추출량이 더 많아지게 된다. 따라서 자일렌의 수율을 높임으로써 최근 공급부족이 심화된 P-X의 생산효율성 개선을 가져왔다. ATA-11 촉매는 일반적인 Ziggler-Natta 촉매가 아닌 Metallocene 촉매로 Metal/Zeolite 시스템을 갖는 이원기능촉매이며 울산 플랜트에 적용하고 있다. 금속과 제올라이트(Zeolite)의 산(Acid) 기능은 톨루엔과 C9+ Aromatics의 Transalkylation 반응을 진행시켜 벤젠과 Mixed-Xylene(M-X)을 생성하기 때문에 더 많은 양의 C9+ Aromatics를 활용해 M-X를 생산해낼 수 있어 효율적이다. ATA-11 촉매 뿐만 아니라 Naphtha Cracker에서의 에틸렌(Ethylene) 제조공정 튜브(Tube)에서 고질적으로 발생하는 Coking 현상을 저감하는 기술도 소개됐다. 일반적으로 Fe/Si/Cr의 합금으로 제조된 튜브 내에서 Fe가 Coke를 발생하는 촉매역할을 해 발생되는 Coke로 튜브의 압력이 증가하면서 에틸렌 생성에 더 많은 에너지가 소모돼 생산성 저하와 코스트 증가, 이산화탄소 발생 증가 등을 초래해 문제가 됐다. 그러나 튜브 내에 무기질 성분으로 코팅을 함에 따라 Fe의 촉매활성을 떨어뜨림으로써 Coke 생성을 억제해 코팅한 튜브를 적용해 가동했을 때 적용전의 운전일수가 13일이었던 것에 비해 27일로 증가했고 1회의 코팅으로 운전사이클 3회까지 효과가 지속되는 것으로 나타났다고 SK측은 밝혔다. 일반적으로 에틸렌 플랜트의 가동온도가 섭씨 880도인 점을 전제로 한다면 코팅기술을 적용해 열손실에 의한 에너지 감소효과가 약 5%정도인 것으로 나타났으며 코팅기술을 적용했을 때 에틸렌 50만톤 크래커를 기준으로 이산화탄소 35만톤이 저감된다. SK는 최근 교토의정서 발효를 앞두고 이산화탄소(CO2) 저감기술에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 CO2의 저감기술로 제시되고 있는 여러 방법 가운데 에너지 소비 자체를 줄임으로써 이산화탄소의 발생을 감소시키는 것이 근본적인 대안이라고 밝혔다. 한편, 전시회에서는 이산화탄소 저감기술을 다양한 접근방법을 통해 제시했는데 연소시스템 효율을 향상시켜 간접적으로 CO2를 감축시키는 기술, 이산화탄소를 효율적으로 분리시키는 방법, 미활용 에너지 활용설비를 통한 상대적 CO2 발생량 감축, 설비효율화로 에너지 절감을 통한 CO2 감축, CO2 저감에 관한 정책수립 등 1가지 원인 제거가 아닌 총체적이고 다각적인 CO2 절감기술이 전시됐다. <한유진 기자> <화학저널 2005/01/25> |
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