KIER에서 흡착분리공정 연구에 관심을 갖기 시작한 것은 1985년이었다. 흡착분리공정은 당시 기존의 에너지 다소 비분리기술인 증류·증발 심냉분리공정을 대체할 수 있는 새로운 공정기술로 부각되고 있었다. KIER는 1989년 창원공단에서 상업화 시범을 보인 산소 제조PSA, 1994년 인천의 고니정밀에서 상업화 공급을 시작한 고순도 질소 제조 PSA 등의 기술개발 작업을 수행하며 경험을 축적해 나갔다. 흡착공정기술에 대한 연구의 깊이를 더하며 선진기술에 접근해가던 KIER에 1995년에는 드디어 새로운 공정기술 개발의 기회가 찾아왔다. 삼성정밀화학 암모니아공장에서 흡착공정시험장치를 시운전하던 중 우연히 이소부탄에 관한 이야기를 전해듣게 된 것이다. S유화 무수말레인산 공장에서 노말부탄을 원료로 사용하기 위해 C4 LPG에서 정제하고 남은 성분에 이소부탄이 농축되어 있으며, 이것을 정제하면 고가의 용제로 상품화도 가능하다는 정보는 KIER 연구팀의 귀를 솔깃하게 했다. 당시 이소부탄은 현대석유화학과 대림산업에서 고밀도 에틸렌을 중합하는 공정에 다량으로 사용되고 있었으나 전량이 일본에서 고가로 수입되었다. 따라서 불순물을 손쉽게 제거할 수만있다면 연료로 사용되는 LPG로부터 이소부탄을 생산하여 이들 기업에 공급하는 일이 가능한 상황이었다. 문제는 정제기술의 개발이었는데, 연구팀은 축적된 경험과 노하우를 바탕으로 한번 도전해 보자는 결정을 내렸다. 1995년 KIER는 이소부탄의 정제기술 개발에 착수했다. 그러나 이 무렵 고순도 이소부탄의 상품화를 위해서는 보다 고도의 공정기술이 요구되고 있었다. 무엇보다 새로운 흡착제의 개발이 시급했지만 연구팀은 한동안 기존의 시장에서 구입할수 있는 흡착제들을 조합하여 충진하는 공정구성을 시도할 수 밖에 없었다. 그런데 행운이라고나 할까 KIER는 π-착화합결합을 활용하여 경질올레핀을 선택적으로 흡착할 수 있는 새로운 흡착제를 때 맞춰 자체 개발하는 데 성공하게 되었다. 이는 새로운 흡착공정 기술의 실현을 목전에 두게 되었음을 의미하는 것으로서, 흡착제 개발에 착수한 후 5년여 동안 여러 가지 물질의 제조 및 공정시험을 거쳐 어렵사리 이룬 쾌거였다. π-착화합결합은 전이금속의 전자들과 불포화탄화수소의 π결합 사이의 전자주고받기 작용에 따라 발생하는 흡착현상을 말하며, 이는 뉴욕주립대학(SUNY) 화공과 Ralph T. Yang 교수(후에미시간대학 화공과 학과장 역임)가 기초연구를 통하여 일찍이 그 가능성을 소개한 바 있었다. KIER는 1992년부터 흡착제 및 흡착 공정기술 분야에서 세계적으로 이름이 알려진 Yang 교수와 교류하며 새로운 흡착제의 개발에도 매진해 왔고, 기술 확보를 통해 다양한 아이디어를 실험하면서 보다 큰 결실을 이루어 낸 것이다. 이소부탄이 99.5% 정도의 순도로 상품화되기 위해서는 매우 높은 다단 증류탑을 사용하여 접촉 수소화 반응, 증류, 필터 등 여러 단계의 처리 과정을 거치는 것이 일반적이다. 그러나 KIER에서 개발한 흡착공정은 자체 개발한 흡착제로 충진함으로써 흡착탑의 부피를 대폭 줄였으며, 하나의 흡착탑에 여러 가지 흡착제를 층으로 충진하여 혼합물에 포함된 불순물을 차례차례 흡착시킨 후 최종적으로 흡착탑의 상부에서 99.99% 이상의 고순도 이소부탄을 얻을 수 있었다. 제올라이트 분자체를 이용하여 이소부탄과 노말부탄 성분을 분리하는 기술은 미국에서 개발된 적이 있으나 여러 가지 혼합물로부터 단번에 이소부탄을 고순도로 정제하는 기술은 KIER에서 처음으로 개발한 것이었다. 특히 π-착화합결합을 이용한 흡착제의 제조와 이것을 이용하여 탄화수소를 정제하는 분리정제기술의 상업화는 세계 최초로 이루어졌다. 이 기술은 (주)MK케미칼에 이전돼 2004년 월산공단에 설립된 생산공장에서 처음 적용이 되었다. 이외에도 테크노켐, (주)제이오 등에 기술이전이 이루어졌다. 과거에는 국내 가전사(家電社)들이 순도 99.5%의 이소부탄을 외국에서 고가로 수입하여 사용했으나 KIER의 기술개발로 이제는 99.99% 이상의 고순도 이소부탄을 자체 생산하여 국내 공급은 물론 해외수출까지 할 수 있게 되었다. KIER가 보유한 고순도 이소부탄 제조기술은 국내는 물론 일본, 미국, 인도 등에서 국제특허 인증을 획득한 상태이며, 이 분야 1위로 발돋움할 때까지 전 세계 시장을 대상으로 계속해서 힘찬 활보를 이어간다는 계획이다. 본 메일은 발신전용메일로 메일수신을 동의하셨기에 기재해 주신 이메일 주소로 발송되었습니다. 한국에너지기술연구원에서 드리는 각종 정보의 메일 수신을 원치 않으시면 [수신거부]를 눌러 회원 개인정보를 변경해 주시기 바랍니다. If you do not want this type of information or email, please click here 기타 문의 사항은 한국에너지기술연구원 웹사이트의 [ 참여마당> 묻고 답하기 ] 메뉴를 이용하여 주시기 바랍니다.