National Research and Development Corporation, 바카라 커뮤니티 [Nakabachi Ryoji 의장] (이하 "AIST")기능 바카라 꽁 머니 연구 부서[Research Division Director Kitamoto Dai] 바이오 기반 재료 바카라 꽁 머니 그룹 인 Hanaoka Toshiaki의 최고 연구원 및 최고 연구원 인 Fujimoto Shinji는 논문 제조 프로세스의 부산물이 될 것입니다lignin(검은 액체)1,3- 부타디엔우리는 합성 (1,3-bd)을위한 경제적 인 과정을 고안했습니다
Naphtha원산지에틸렌의 생산 삭감으로, 부산물 인 1,3-bd의 공급이 감소 할 것이라는 우려가 있습니다 반면에, 지구 온난화를 예방하는 관점에서, 원료를 석유에서 바이오 매스로 전환해야 할 수요가 있으며, 바이오 매스에서 1,3-BD의 합성 과정이 필요합니다 이번에는 제지 공정에서 부산물 인 리그닌에 초점을 맞추고 가스화를 통해 1,3-BD를 효율적으로 합성하기위한 여러 프로세스를 시뮬레이션했습니다 결과,디메틸 에테르(DME)를 통한 경로는 수율이 가장 높으며 1,3-BD의 분배 가격이 특정 수준을 초과하면 높은 이익을 기대할 수 있음이 밝혀졌습니다
이 과정에 대한 자세한 내용은 "American Scientific Journal"에너지 및 연료"(t Hanaoka, S Fujimoto et al., 에너지 연료., 2017, 31, 12965–12976) 및 네덜란드 과학 저널 "재생 에너지"(t Hanaoka, S Fujimoto et al., 갱신 에너지doi : 101016/JRenene201809050)에 게시되었습니다 또한 2019 년 1 월 16 일부터 17 일까지 Higashihiroshima Arts and Culture Hall Kurara (Higashihiroshima City, Hiroshima Prefture)에서 열릴 제 14 차 Biomass Science Conference에서도 발표 될 예정입니다
 |
| 이 연구에서 제안 된 바와 같이 리그닌에서 1,3-BD 및 기존 1,3-BD 제조 노선으로의 전환 경로 |
C4 바카라 꽁 머니 물질를 나타내는 1,3-BD는 일반적인 목적 고무 및 수지의 원료로서 광범위한 사용을 가지고 있으며, 운송 장비가 체중이 줄어들면서 미래에 수요가 증가 할 것으로 예상됩니다 현재, C4 바카라 꽁 머니 물질은 석유 유래 나프타로부터 에틸렌 합성의 부산물로서 얻어진다 그러나 일본에서는 에틸렌 식물의 수축으로 인해 C4 바카라 꽁 머니 물질의 공급이 감소 할 것이라는 우려가 있습니다 한편, 최근 몇 년 동안 해외에서셰일 가스에서 유래 된 에틸렌의 생산 빠르게 증가하고 있습니다 그러나, 셰일 가스는 주로 메탄이기 때문에 에틸렌이 생산 될 때 C4 바카라 꽁 머니 물질을 생산하기가 어렵다 따라서 전 세계적으로 C4 바카라 꽁 머니 물질의 공급이 하락하거나 가격 인상이 될 것이라는 우려가 있습니다 예를 들어, 최근 몇 년 동안 1,3-BD의 분포 가격은 상승 추세에 있으며 1,500 ~ 3,000 $/t의 큰 변동이있었습니다
반면에, 지구 온난화를 방지하는 관점에서, 바이오 매스 유래 바카라 꽁 머니 물질 제조에 대한 기술 개발이 주목을 받고 있습니다 그 중에서, 제지 과정의 부산물 인 Lignin은 바이오 매스 자원 중 하나이며 기술을 효과적으로 활용하려고 노력했습니다 그러나 리그닌은 복잡한 구조를 가지며 단일 제품으로 변환하기가 어렵고 중요한 사용은 발견되지 않았습니다
바카라 꽁 머니 물질로서 Lignin을 사용한 이전 연구는 주로 구조를 사용하는 페놀 수지에 적용하는 데 중점을 두었습니다 예를 들어, AIST는 자동차의 내부 및 외부 부분에 리그닌 사용에 대한 보고서 (AIST : 목재 구성 요소를 라이트닝 바카라한 내부) 한편 Aist는 가지고 있습니다Wood Biomass가스화 및 획득Syngas연료 및 다양한기본 바카라 꽁 머니 물질로 전환 기술을 개발하고 있습니다 특히 리그닌은 다른 바이오 매스 원료보다 탄소 함량이 높고 CO211214_11322 |보다 CO를 생산하는 것이 더 쉽습니다 따라서이 연구에서 우리는 리그닌을 가스화하고 Syngas를 통해 1,3-BD를 합성하는 과정을 고안하고 효율에 대한 시뮬레이션 연구 (이점)를 연구했습니다
먼저, 리그닌 가스에 의해 얻어진 syngas는 (1) DME, (2) 직접 합성, (3)메탄올vian-Butene(그림 1) 이상적인 경우에서 프로세스의 이점은 각 바카라 꽁 머니 반응에 대한 수율이 이론적 값 (이상적인 경우)에 도달 할 때 계산되었습니다 결과적으로,도 1에 도시 된 바와 같이, DME를 통한 프로세스가 1,3-bd의 수율이 가장 높고 1,3-bd 가격이 1,500 $/t의 현재 수준이면 경제학이 예상된다는 것이 밝혀졌다 또한,이 공정은 발전이 발생하지 않은 가스 인 메탄과 같은 가연성 가스를 사용하여 발전을 위해 전기 판매로 인한 추가 수입을 통해 50%의 이익이 증가 함을 보여 주었다
 |
| 그림 1 1,3-BD 합성 과정의 시뮬레이션 결과 및 리그닌의 이점 |
현재 제지 공정에는 부산물로 리그닌 (흑주)을 함유 한 액체가 포함되지만 대부분은 발전 및 열을위한 원료로 사용됩니다 따라서, 우리는 전체 발전에 리그닌을 사용하고 DME를 통해 1,3-BD 합성 공정에 사용하는 이점을 비교했습니다 또한, 1,3-BD 합성 공정에서 미 반응 가스가 기술이 이미 설립 된 발전에 사용되도록 설정되었습니다 판매 가격은 다음과 같습니다피드 인 관세 구매 시스템에 따라 흑액 또는 건축 자재 폐기물이 사용되었을 때, 그 금액은 각각 017 $/kWh 및 013 $/kWh ($ 1 = \ 100)입니다 1,3-bd 가격은 1,500 ~ 3,000 $/t (2016 년 가장 높음)입니다
그림 2는 각 프로세스의 이익에 대한 전력 판매 가격과 1,3-BD 가격의 영향을 보여줍니다 그림 2 (a)와 2 (b)는 각각 흑액 및 건축 재료 폐기물의 가격을 보여줍니다 (a)에서 1,3-bd 가격은 2,100 $/t를 초과하고 (b)에서 1,3-bd 합성 공정 (수율 : 14 wt%)의 이상적인 사례는 발전을 사용하는 것보다 더 경제적입니다 그러나 실제 과정에서 촉매는 각 바카라 꽁 머니 반응에서 수율을 이론적 값에 더 가깝게 만드는 데 사용됩니다 1,3-BD가 DME (현재의 경우)를 통해 공정에 대해 현재 이용 가능한 촉매를 사용하여 합성되면 수율은 3 중량%이므로 경제학을 기대할 수 없습니다 그러나 그림 2는 촉매 성능이 향상되면 이익이 이상적인 사례에 접근하고 발전을 능가한다는 것을 보여줍니다 즉, 경제적 인 1,3-BD 합성 공정을 실현하는 데 촉매를 개선하는 것이 필수적입니다 전기 판매 가격이 하락할 것으로 예상되고 미래에 1,3-bd의 가격이 상승 할 것으로 예상되면, 리그닌을 함유 한 액체 (흑주)을 함유 한 액체에서 1,3-bd를 합성 할 수있는 프로세스가 좋을 가능성이 높습니다
 |
| 그림 2 Lignin을 사용하여 각 프로세스의 이익에 대한 전력 판매 가격 및 1,3-BD 가격의 효과 |
실험적 연구는 촉매 성능의 1,3-BD 수율을 향상시키기 위해 수행 될 예정이며, 이는 1,3-BD 합성 공정을 실현하기위한 병목 현상이다 동시에, 프로세스 개선은 시뮬레이션을 통해 반복되며 기업 협업을 통해 조기 실제 응용 프로그램이 달성됩니다 또한 1,3-BD 이외의 전환 프로세스를 고려하고 새로운 바이오 매스 활용 프로세스를 설계하고 제안합니다
국립 선진 산업 과학 기술 연구소, 국립 연구 개발 공사
기능 바카라 꽁 머니 연구 부서, 바이오 기반 재료 바카라 꽁 머니 그룹
최고 연구원 Hanaoka Toshiaki 이메일 : Thanaoka * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)
기능 바카라 꽁 머니 연구 부서, 바이오 기반 재료 바카라 꽁 머니 그룹
최고 연구원 Fujimoto Shinji 이메일 : sfujimoto * aistgojp ( @로 변경하고 보내주세요)