한국화학연구원 김도경 박사팀이 한국기술교육대학교 김태용 교수팀과 함께 폐플라스틱 열분해유에 포함된 질소·황·염소·산소계 불순물이 제올라이트 촉매의 경질 올레핀 생산 성능에 미치는 영향을 분석했다. 불순물 13종을 각각 첨가해 실험한 결과 황·염소·산소계 화합물의 영향은 작았지만, 일부 질소계 화합물, 특히 2-메틸피리딘이 촉매 성능을 크게 떨어뜨렸다. 머신러닝 포텐셜(MLP) 기반 계산화학 분석으로 질소계 불순물이 촉매의 반응 자리를 먼저 차지해 탄화수소의 반응 기회를 줄인다는 원리를 확인했다. 불순물 농도가 높을수록 성능 저하가 커졌지만 반응 온도를 높이거나 촉매를 재생 처리하면 성능이 완화·회복돼 순환 유동층 공정 적용 가능성을 뒷받침했다. 이 연구는 국제학술지 ACS Catalysis에 4월 표지 논문으로 게재됐다.
핵심
- 질소계 불순물, 특히 2-메틸피리딘이 제올라이트 촉매의 경질 올레핀 생산 성능을 크게 저하시킴
- 황·염소·산소계 불순물의 영향은 상대적으로 작았음
- 머신러닝 포텐셜 기반 계산화학으로 불순물이 촉매 반응 자리를 선점하는 원리를 규명
- 반응온도 상승과 촉매 재생 처리로 성능 저하가 완화·회복돼 순환 유동층 공정 가능성 확인
원문이 밝힌 한계
- 원료별 불순물 관리와 전처리 공정, 운전 조건 최적화는 향후 추가 연구가 필요하다
원문 · 전자신문 — 화학연, AI·실험으로 '폐플라스틱 열분해유' 속 경질 올레핀 생산 저해 요인 규명
이 글은 AI의 도움을 받아 작성했습니다. 연구의 주장과 평가는 원 논문·발표처의 것입니다. 오류는 contact@qpx.kr.
