화학공학소재연구정보센터
Applied Chemistry for Engineering, Vol.34, No.2, 126-130, April, 2023
폐플라스틱 열분해유의 납사 전환을 위한 수첨처리 및 수첨분해 촉매연구
Study of Hydrotreating and Hydrocracking Catalysts for Conversion of Waste Plastic Pyrolysis Oil to Naphtha
초록
플라스틱의 폐기물 및 화학원료로의 재활용 분야에 대한 사회적 관심이 급격히 높아지고 있는 상황에서, 폐플라스틱 열분해유를 이용한 납사 생산은 가장 기술 장벽을 낮춰 시대적 요구에 가장 빠르게 대응할 수 있는 방법이다. 따라서 본 연구에서는 폐플라스틱 열분해유를 이용한 수첨처리, 수첨분해에 대한 연구를 진행하였다. 자세하게는 수첨처리를 통한 불순물 제거, 수첨분해를 통한 납사 수율 증대를 목적으로 연구를 진행하였다. 그 결과 폐플라스틱 열분해유 중 200 °C 이하의 비점을 가지는 납사유분은 황화물계 촉매를 이용한 370 °C, 2시간 조건에서의 수첨처리를 통해 90 wt% 이상의 황 및 질소 전환율, 염소의 경우 거의 100 wt%에 가까운 전환율을 확인하였고, 200 °C 이상 비점을 가지는 폐플라스틱 열분해 중질유분은 NiMo/ZSM-5 촉매를 이용한 400 °C, 2시간의 수첨분해를 통해 35.7 wt%의 납사 수율을 얻을 수 있음을 확인하였다.
In response to environmental demands, pyrolysis is one of the practical methods for obtaining reusable oils from waste plastics. However, the waste plastic pyrolysis oils (WPPO) are consumed as low-grade fuel oil due to their impurities. Thus, this study focused on the upgrading method to obtain naphtha catalytic cracking feedstocks from WPPO by the hydro processing, including hydrotreating and hydrocracking reaction. Especially, various transition metal sulfides supported catalysts were investigated as hydrotreating and hydrocracking catalysts. The catalytic performance was evaluated with a 250 ml-batch reactor at 370~400 °C and 6.0 MPa H2. Sulfur-, nitrogen-, and chlorine-compounds in WPPO were well eliminated with nickel-molybdenum/alumina catalysts. The NiMo/ZSM-5 catalyst has the highest naphtha yield.