폐플라스틱을 재활용한 불소계 윤활유 제조공정 상용화 성공

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윤정
등록 2011-12-09 17:07:00

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교과부 21C 프론티어사업의 지원으로 7년여 연구 끝에 화학연구원 독자기술로 원천기술확보에서 상용화까지 성공

□ 폐플라스틱을 재활용하여 고효율 불소계 윤활유의 기초원료부터 중간체 및 제조 상용화까지의 기술 개발에 국내최초로 성공했다.

○ 이는 교육과학기술부(장관 이주호) 21세기프론티어 연구개발사업의 일환인 이산화탄소저감및처리기술사업단(단장 박상도)의 지원으로 한국화학연구원(원장 김재현)과 (주)니카코리아(대표 김경재)의 연구진들이 7년간의 연구를 통해 원천기술확보에서 상용화까지 성공한 것이다.

□ 이번 성과는 화학(연)이 독자적인 친환경 화학기술을 기반으로 원천기술개발에서 생산기술공정까지 개발, 상용화에 성공했다는 면에서 기존 불소화학산업의 패러다임을 바꾸는 혁신적인 新녹색 기술로 평가된다.

○ 본 성과의 핵심기술은 기존기술과 달리 지구온난화의 주범인 프레온 가스를 사용하지 않고 열분해를 통해 폐 플라스틱을 재활용하여 기초원료인 불소계 에틸렌과 프로필렌을 생산하고 이를 활용하여 불소계 윤활유를 제조하는 공정을 개발한 것이다.

○ 불소계 윤활유는 극히 낮은 표면 저항에 따른 뛰어난 윤활성, 넓은 온도 적용범위, 우수한 내식성 등의 장점으로 반도체, 우주항공, 기계 및 방위산업 등 초정밀·극한기술에 활용되며, 현존하는 윤활유 중 가장 우수한 성능을 발휘하는 이산화탄소 배출 저감도가 매우 높은 고부가가치의 정밀화학제품으로, 본 기술은 불소계 윤활유를 제조하는 기술로 다음과 같이 기존의 기술과 차별성을 가진다.

① (폐자원활용 저단계 고효율 공정) 그동안 전세계적으로 온난화 물질인 프레온을 열분해하여 원료를 생산해 왔으나, 불소계 폐 플라스틱을 열분해하여 재활용 원료를 생산하는 공정을 채택함으로써 기존의 4~6 단계 증류공정에서 요구되는 높은 에너지 소비량을 2단계로 50%이상 대폭 감축할 수 있을뿐 아니라 폐자원의 재생에 따른 친환경 공정이다.

② (수입대체효과) 전량 수입에 의존하고 있는 불소화학 제품의 기초원료인 불소계 에틸렌과 프로필렌 등 관련 원료, 중간체 및 최종제품인 불소계 윤활유까지 콤비나트형 개발을 통해 소재의 국내 자급 및 상용화 제조공정을 확보한데 큰 의미가 있다.

※ 국내 연간 불소계 화학제품 원료 수입액 : 약 1,000억원

③ (순도/전환율 상승) 불순물이 거의 생성되지 않는 열분해 기술에 의한 높은 전환율* 등을 통해 기존의 프레온을 열분해하는 기술에 비해 원가 경쟁력을 확보할 수 있다.

* 기존 프레온가스 전환율 70%, 순도 90%에 비해, 폐 프라스틱 열분해 기술의 경우 100%전환율, 불소계 에틸렌프로필렌 98%순도를 가짐

○ (주)니카코리아는 본 기술을 토대로 최근 대구 성서공장에 유기불소화합물의 기초물질인 불소계 에틸렌과 프로필렌 생산 설비를 500톤 규모로 확대하고, 고분자형 불소계 에테르 중간체 및 불소계 윤활유를 생산할 수 있는 플랜트를 성공적으로 완공하고 시험가동하였다.

- 이를 통해 공정의 안정성과 경제성을 평가하고 최적의 가동 조건을 검증하여, 2012년 1월 국내 적용과 함께 상업생산*을 시작할 예정이다.

* 불소윤활유 기술을 포함한 응용제품인 지문방지제 및 반사방지 광학 필름 등 IT 산업 경쟁력 향상에 필수적인 불소계 에테르 소재 제조기술의 국내 확보가 실현됨에 따라 상업생산에 착수

□ 화학(연) 박인준 팀장은 “교과부의 장기적이고 안정적인 지원이 있었기에 기술 완성이 가능했다”며 “이러한 지원을 통해 앞으로도 많은 연구자들이 연구에 몰입할 수 있는 여건이 마련되기를 희망한다“고 말했다.

□ 지난 10년간 교과부 지원으로 온실가스 감축 기술개발을 이끌어온 이산화탄소사업단의 박상도 단장은 “미국, 일본, 독일 등 극히 일부분의 선진국가만 보유하고 있으며 기술수입도 매우 어려운 기술을 국내 독자기술로 개발하여 상용화까지 성공하게 되어 매우 뜻 깊다”며 “이번 기술을 통해 대한민국이 불소화학 분야의 기술 종속국에서 최정상급 선도국으로 거듭날 수 있을 것”이라고 밝혔다.

□ 교육과학기술부는 앞으로도 전지구적 문제인 기후변화의 대응과 저탄소 녹색성장을 통한 국가 경쟁력 제고를 위해 산·학·연·관 간의 유기적 협력을 통한 국가 전략적 기술개발을 지속 지원할 계획이다.

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