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식물성 오일 기반 바이오항공유 제조공정에서 수소첨가 업그레이딩을 위한 운전조건에 따른 탄화수소화합물의 특성
곽연수(Yeonsu Kwak),장정희(Jung Hee Jang),김성탁(Sungtak Kim),안민회(Minhwei Ahn),이은실(Eun-Sil Lee),한기보(Gi Bo Han),정병훈(Byung Hun Jeong),한정식(Jeong Sik Han),전철환(Cheol-Hwan Jeon) 한국유화학회 2018 한국응용과학기술학회지 Vol.35 No.3
바이오항공유 제조 공정 내 수첨업그레이딩 공정의 운전조건 선정은 반응물로부터 얻고자 하는 주생성물인 탄화수소 화합물에 대하여 바이오항공유로서 원하는 탄소수 분포의 물성을 갖도록 하기 위한 중요한 인자이다. 본 연구에서는 식물성 오일 유래 노말 파라핀계 탄화수소 화합물에 대한 수첨 업그레이딩 반응이 0.5 wt.% Pt/Zeolite 촉매 하에서 수행되었으며, 이를 통해 크래킹 반응과 이성질화 반응이 동반됨으로써 바이오항공유로서 물성을 갖는 탄소수 분포인 C 8 -C 16 에 해당하는 노말 파라핀계와 이소 파라핀계가 혼합된 탄화수소류 화합물이 제조되었다. 반응온도, 반응압력, 반응물 몰비와 공간속도를 변화하여 얻어진 생성물의 수율 및 조성을 분석하였다. 상기 공정 조건에 대한 정보는 수첨 업그레 이딩 반응특성의 이해뿐 아니라 향후 증류를 통한 바이오항공유 제조에 도움을 줄 수 있다. In bio-jet fuel production, selecting operating conditions of hydro-upgrading is of great importance to make iso-Paraffin rich hydrocarbons with carbon distribution including jet fuel range. Herein, iso-Paraffin rich biofuel including jet fuel range hydrocarbons (C 8 -C 16 ) is produced from simultaneous cracking and isomerization using n-Paraffin rich hydrocarbon derived from hydrotreated vegetable oil over 0.5 wt..% Pt/Zeolite catalyst. We report and analyze the yields and compositions in the produced hydrocarbons affected by various operating conditions, such as reaction temperature, reaction pressure, molar ratio of reactants, and weight hourly space velocity. Aforementioned operating conditions not only can help interpret the reaction dynamics of hydro-upgrading, but also further produce bio jet-fuel after distillation.
팜유(Plam Oil)의 탈산소 공정 중 운전 조건이 생성물의 조성에 미치는 영향
김성탁(Sungtak Kim),장정희(Jeong Hee Jang),안민회(Minhwei Ahn),곽연수(Yeonsu Kwak),한기보(Gi Bo Han),정병훈(Byung Hun Jeong),한정식(Jeong Sik Han),김재곤(Jae-Kon Kim) 한국유화학회 2018 한국응용과학기술학회지 Vol.35 No.3
식물성 오일을 이용한 바이오 항공유의 제조공정에서 탈산소 반응의 적절한 운전조건 선정을 통한 생성물 물성 최적화는 최대의 바이오항공유 수율을 얻기 위해 필수적인 요소이다. 이에 따라 팜유의 탈산소화 반응이 1 wt.% Pt/Al 2 O 3 촉매가 장입된 내경이 1인치인 고정층 반응기에서 수행되었 다. 업그레이딩 공정을 통하여 수송 연료로 활용될 수 있는 액체 생성물(organic liquid product)은 가스 크로마토그래피 방법으로 그 조성을 분석하였다. 피드 내의 팜유/수소 비율과 수소 압력은 탈카르복실레 이션과 수첨탈산소 반응에 영향을 주어 생성물의 조성 변화를 초래하였다. 반응 온도가 증가함에 따라 탈산소 생성물의 연속적 크래킹 반응이 촉진되어 C 5 ~C 14 영역의 생성물 조성이 증가하였다. 본 연구의 결과는 팜유의 탈산소화 반응 특성의 이해 뿐 아니라 연속 공정인 수첨 업그레이딩 공정을 통한 바이오 항공유의 제조에 도움을 줄 수 있다. Selection of optimum reaction conditions during deoxygenation process of palm oil is essential factor to obtain the maximum yield of bio-jet fuel. In this context, the deoxygenation of palm oil was carried out in a fixed bed reactor with an internal diameter of 1 inch loaded with a 1 wt.% Pt/Al 2 O 3 catalyst. The composition of the organic liquid product(OLP), which can be utilized as a transportation fuel through the upgrading process, was analyzed by a gas chromatography method. The palm oil/hydrogen ratio and hydrogen pressure in the feed affected the decarboxylation(DCB) and hydrodeoxygenation(HDO) reactions, resulting in a change in the composition of the OLP. As the reaction temperature increased, the continuous cracking reaction of the deoxygenation product was promoted and the product composition in the C 5 ~C 14 region was increased. Thus, the results can help to understand the characteristics of deoxidation reaction of palm oil as well as the subsequent process, hydro-upgrading, to obtain the maximum yield of bio-jet fuel.