저급 중질나프타로부터 고부가가치 경질올레핀의 생산이 가능한 신개념 올레핀 제조기술이 국내 기술진에 의해 개발돼 기후변화협약 대응에 청신호를 예고했다.

선진국에서도 완성하지 못한 에너지절약형 접촉분해용 촉매 및 공정개발은 향후 상업공정 개발시 연간 약 1억불 상당의 에너지 절감과 140만톤 규모의 이산화탄소 발생 저감효과가 기대된다.

25일 한국화학연구원에 따르면 박용기·이철위 박사팀은 에너지 절약형 접촉분해공정용 촉매 및 PILOT 단계공정을 개발, 선진국 기술에 의존하던 나프타분해설비를 신개념 국내기술로 실용화할 수 있는 기틀을 마련했다.

과학기술부의 지원을 받아 SK주식회사, SK기술원(원장 박상훈)과 공동으로 3년간 15억원의 연구비를 투입해 개발한 올레핀 제조기술은 저급의 중질나프타로부터 고부가가치의 경질올레핀(에틸렌, 프로필렌)을 50% 이상의 높은 수율로 생산할 수 있다.

연구팀이 개발한 신기술은 700℃ 이하의 저온 촉매분해로 인해 이산화탄소 배출량을 연간 140만톤(약 20%)이상 획기적으로 줄일 수 있는 신 나프타 접촉분해 공정기술이다. 기존 열분해공정에 비해 올레핀 수율 및 프로필렌 선택도가 우수하고 가격 경쟁력도 뛰어난 것이 특징이다.

과기부 관계자는 "석유화학산업의 나프타 분해설비는 선진국 기술의존도가 높아 이를 국산화하는 것은 국가기간산업 선진화에 새로운 돌파구를 마련하는 계기"라며 "연간 70억불에 이르는 올레핀의 국내시장 규모와 프로필렌의 수요증가를 고려하면 이번 기술은 석유화학산업의 재도약과 경쟁력 향상에 크게 기여할 것"으로 전망했다.

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원유가 점차 중질화되고 프로필렌 수요는 증가 추세인 시기에 저급의 중질나프타를 원료로 에틸렌보다 프로필렌 생산량을 높일 수 있는 나프타 분해기술개발은 국가 경제적 측면에서 중요함에도 불구, 일부 선진국만이 상용화한 상황이다. 경질올레핀 생산을 위한 나프타 분해공정은 대표적 에너지 다소비 공정으로 석유화학산업 전체 에너지 소비량의 40% 이상을 차지하고 있다.

이에 따라 에너지소비를 줄여 이산화탄소 배출량을 최소화 할 수 있는 신공정 개발이 절실히 요구됐다.

지난해 국내 에틸렌 생산량은 연간 650만톤으로 세계 6위며, 이로 인한 이산화탄소 발생량은 연간 700만톤에 달했다. 즉, 20%의 에너지를 절감할 경우, 연간 약 140만톤의 이산화탄소 배출저감 및 1천억원 이상의 에너지 절감이 기대된다.

이번 에너지 절약형 나프타분해공정 개발은 이산화탄소 배출저감 효과가 매우 크며, 기후변화협약에 대한 대비가 가능한 기술로 인식되고 있다.

한편, 이번에 개발된 기술은 이미 지난해 9월 특허출원한 바 있으며, SK(주)에 공정기술을 이전, 개발기술의 상업화를 추진중이다.

나프타 분해기술을 개발한 박용기박사 연구팀