| 초록 |
열분해(Thermal Cracking)는 화학 산업의 중요 기초 화합물 생산에 사용되는 공정으로 공정의 특성상 생산성 및 에너지 절감 측면에서 한계에 이르렀으며, 과도한 에너지 소비에 따른 CO2의 과다배출로 심각한 환경 문제를 야기하고 있다. 따라서 기존의 열분해 공정에 비하여 생산성을 높이면서도 에너지를 절감할 수 있는 친환경적인 신공정의 개발에 대한 필요성이 인식되어 왔으며, 지난 20~30년 동안 주요 선진 업체를 중심으로 열분해 공정을 대체할 접촉분해(Catalytic Cracking) 기술에 대한 연구가 진행되어 왔지만 아직까지 상업화 된 예는 거의 없는 실정이다. 기존 열분해 공정에 촉매 기술을 접목시킨 접촉분해 공정은 위에서 언급한 열분해 공정의 단점을 극복할 수 있지만 심각한 압력 강하를 유발하기 때문에 공정 생산성 및 장치 안전성을 저하시킬 수 있다. 따라서 촉매 접촉분해 기술의 개발에 있어서 반응기 내 압력 강하를 최소화하는 것이 중요한 해결 과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 Pilot 반응기를 통해 검증된 촉매 접촉분해 기술을 현장 상업 반응기에 적용하였을 때 발생될 압력 강하를 CFD를 이용하여 예측함으로써 Scale-up 과정에서 발생할 수 있는 문제를 효과적으로 해결하고자 하였다. 복잡한 접촉분해과정은 분자량 변화만을 고려한 단일 반응으로 단순화하였으며, 촉매층에 대해서는 다공성 물질(Porous Media) 가정을 적용하였다. |
