기계연, 화학·에너지 글로벌기업 KBR에 '탄소 저감' CPOx 기술 이전

01/07/2024

한국기계연구원(이하 기계연)이 지난달 28일(현지시각) 글로벌 엔지니어링 기업인 KBR(Kellogg Brown & Root)과 CPOx(Catalytic Partial Oxidation, 촉매 부분 산화) 기술 이전 계약을 체결했다고 1일 밝혔다.

1998년 설립된 KBR는 정유, 석유화학 등 화학·에너지 분야 글로벌 기업으로 세계 최초로 촉매를 활용한 중질유 분해시설인 FCC(고도화설비) 기술을 개발해 전세계에 기술 라이센싱을 하고 있다. 우리나라 대부분의 정유 및 석유화학 플랜트가 KBR사의 엔지니어링 서비스를 받고 있다.

기계연 자율제조연구소 반도체장비연구센터 이대훈 책임연구원, 조성권 책임연구원 연구팀이 처음 고안한 CPOx 기술은 촉매방식 NCC(Naptha Cracking Center) 공정의 촉매 재생기에, 연료유 대신 공정 과정에서 발생하는 메탄을 열원으로 공급해 이산화탄소 배출을 줄이는 기술이다.

NCC 공정은 원유 정제 과정에서 추출되는 납사(석유(원유) 증류 할 때 끓는 점 35~220℃ 사이에서 유출되는 탄화수소)를 열분해해 플라스틱 원료인 올레핀 화합물을 생산하는 설비 공정이다.

NCC 공정은 850도의 고온에서 운전되는 반면, 촉매방식 NCC 공정은 650도의 비교적 낮은 온도에서 가동 가능해 에너지 절감 효과가 있다.

이산화탄소 감축과 경제성 확보를 위해 촉매방식 NCC 공정에서 촉매 재생기에 필요한 열원을 연료유에서 메탄으로 대체해야 하는 필요성이 대두됐지만, KBR의 K-COT(촉매방식 NCC 공정)은 공정 부생가스인 메탄을 열원으로 공급할 때 고질적인 이상연소(After-burn·공급한 연료가 촉매층에서 연소되지 않고 촉매가 없는 상단에서 연소되는 비정상 운전 현상) 문제가 발생해 메탄 사용이 불가능했다.

기계연이 개발한 CPOx 기술은 K-COT에서 메탄을 촉매에 반응시켜 일산화탄소와 수소로 분해하고 촉매 재생기로 공급하는 기술이다. 이 기술을 통해 이상연소 문제를 해결할 수 있고, 이에 따라 탄소배출권을 확보해 올레핀 생산 단가를 절감할 수 있다.

올레핀은 석유화학제품의 기초 원료로 각종 플라스틱을 비롯해 자동차, 전자, 건설, 제약, 의류 소재 등 거의 모든 분야에서 사용되는 가장 기초적인 원료물질이다.

이날 기계연 류석현 원장은 KBR사 헨릭 라슨 부회장(청정 암모니아· 수소 글로벌 부문장) 등 KBR사 핵심 임원진이 참석한 가운데 미국 휴스턴 KBR 본사에서 기술이전 협약을 맺고, 이전 기술 적용처 확대와 향후 협력 분야 확장 가능성 등에 대해 폭넓게 협의했다.

류석현 기계연 원장은 "탄소국경세 등 탄소 배출이 기업 경쟁력을 위협하는 가운데 KBR과 같은 세계적인 기업에 우리 연구원의 독자적인 기술로 탄소 배출 저감 관련 기술이전 성과를 이뤘다는 데 매우 의미가 크다"며 "앞으로도 기계연의 미래를 선도하는 우수한 기술들이 글로벌 산업 시장에서 가시적인 성과를 낼 수 있도록 실질적인 국제협력 네트워크를 확대하겠다"고 말했다.

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