원료와 촉매 변화에 따른 Methanol-to-Propylene 공정 개선

Abstract

석유 자원의 한계성으로 인해 석유화학제품들의 대체 생산을 위한 여러 가지 노력들이 많이 연구되어 왔다. 그중에서도 다양한 방법들을 이용해서 올레핀을 생산하는 공정에 대한 연구가 활발히 이루어져 왔고, 최근 전 세계적으로 여러 올레핀 중에서 프로필렌의 수요가 증가함에 따라, 메탄올을 원료로 해서 ZSM-5 계열의 촉매를 이용하여 프로필렌을 제조하는 “메탄올로부터 프로필렌으로의 전환(Methanol-to-Propylene; MTP)”공정이 프로필렌 공급에서의 한가지 대안으로 제시되었다. MTP 공정은 크게 2가지 공정으로 이루어진다. 첫 번째 공정은 메탄올이 DME 반응기에서 탈수화 반응으로 디메틸에테르로 변환한 후 MTP 반응기에서 탄화수소 혼합물이 생성되는 반응 공정이고, 두 번째는 생성된 탄화수소 혼합물을 증류탑을 이용한 올레핀의 정제 과정을 통해서 99.7wt%의 프로필렌을 제품으로 생산하는 분리 공정이다. 본 연구에서는 Lurgi 공정을 기초로 해서 상용 모사프로그램인 Aspen Plus를 이용하여 MTP 공정을 모사하고, 모사를 통한 결과를 이용해서 원료가 되는 메탄올의 원료 구성과 촉매 대체에 따른 반응 생성물 변화를 고려한 공정 조건 조절 및 그 영향을 살펴 본다.