고체산촉매를 이용한 바이오디젤의 합성연구

소개

감사합니다.

목차

Ⅰ. 서 론 2
1. 과제선정 배경 4
2. 과제 목표 4
3. 추진 계획 5

Ⅱ. 설 계 7
1. 설계 사양 7
2. 업무 분담 7
3. 해결 방안 7
4. 설계 내용 8
5. 산업표준 및 지적재산권 침해 여부 8

Ⅲ. 실 험 결과 9
1. 실험 결과물 성능평가 기준 및 방법 9
2. 실험 결과 11

Ⅳ. 기대효과 18

Ⅴ. 결 론 18

참고문헌 18

본문내용

Ⅰ. 서 론

1. 과제선정 배경
디젤 엔진이 처음 등장 했을 때는 식물성 기름이 주원료로 사용 되었다. 하지만 화석연료의 등장으로 한동안 사용하지 않았다. 그런 식물성 기름이 이제는 바이오 디젤이라는 새 이름으로 사용되기 시작 하였다. 바이오 디젤이란 연소기관으로의 적용을 목적으로 식물성, 동물상유지와 같은 재생가능한 생물학적 자원으로부터 만들어지는 긴 사슬 지방산의 모노알킬에스터로서 기존의 디젤을 대체하기 위한 연료유를 말한다. 이러한 바이오 디젤에 대한 연구는 브라질 등의 국가에서 연구하고 있는 바이오 에탄올에 대한 연구 및 폐유지나 갈조류 등의 해양 식물을 이용한 바이오 디젤 연구가 많이 진행되고 있고 이중 바이오 에탄올의 경우 이미 상용화가 되어 연료로 사용되고 있는 것으로 알려져 있다.
이렇게 바이오 디젤이 새롭게 주목받는 이유는 전 세계적으로 소비되는 에너지의 대부분은 석유, 석탄, 천연가스와 같은 화석연료가 최근 원료가격 급등은 물론, 화석연료 연소에 따른 환경오염이 심각하여 이를 대체할 수 있는 청정대체연료 확보가 시급한 실정이기 때문이다. 이런 바이오디젤을 생산 방법에는 액체 산이나 액체 염기를 이용한 방법이 많이 이용되고 있다.
하지만 액체산은 반응시간이 길고 과량의 알콜을 필요로 하고 장치부식, 폐수발생의 문제점을 가지고 있다. 그래서 액체산 촉매보다는 비싸지만 재사용이 가능하고 폐수 발생의 문제가 없는 고체산 촉매를 사용하기로 하였다.
이번 연구에서는 액체 산의 단점을 보완하고 연간 약 27만 톤이나 생기는 폐식용유의 자원도 재활용 할 수 있는 고체산을 이용한 바이오 디젤을 전환연구를 진행하고자 한다.

2. 과제 목표
바이오 디젤 반응은 Fig. 1에서처럼 전이에스터화 (Trans - esterfication) 반응으로 생성된다. 전이에스터화 반응은 지방이나 유지를 알콜과 반응시켜 에스터와 글리세롤을 형성하는 반응을 말한다. 여기서 우리는 지방이나 유지를 식용유로 대체 하였다. 그리고 액체산 촉매의 단점을 보완하기 위해 고체산 촉매를 사용 할 것이다.

참고자료

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· 2. 이진석, 김덕근, “폐유지로부터 화학 촉매를 이용한 바이오 디젤 제조 기술 개발”, 과학기술부/환경부 21C프론티어사업 최종보고서, 2006.
· 3. Freedman, B., Pryde, E.H. and Mounts, T.L, : JAOCS, 61, 1638(1984).
· 4. Gryglewicz, S. : Bioresource Technology, 70, 249 (1999)
· 5. 고태석, 정경환, “산성도가 다른 제올라이트 촉매에서 전이에스터화 반응에 의한 폐식용유로부터 바이 오디젤 제조”, J. Korean Ind. Eng. Chem., Vol.19, No.2, 2008.
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· 7. 김선욱, 신은우, “Zinc Aluminate 촉매를 이용한 고압 연속식 고정층 반응기에서의 바이오디젤 제조”, Korean Chem. Eng. Res., Vol.46, No.1, 2008.
· 8. 김영주, 김덕근, 이영우, 박순철, 이진석, “Amberlyst - 15 촉매의 존재 하에서 올레산과 메탄올의 에스 테르와 반응 속도식 연구 ” , Korean Chem. Eng. Res., Vol/43, No.5, 2005.
· 9. 김덕근, “대두원유의 전이에스테르화 반응에 의한 바이오디젤 제조”, 한국신〮〮ㆍ재생에너지학회 2006년도 추계학술대회 논문집, pp.533, 2006
· 10. 강명구, 김재현 “바이오디젤”, 오토저널 제27권 제2호, 2005년
· 11. Nak. Cheon Jeong, Kyong Byng Yoon. Anew. Chem 120. 10282. 2008.