Gamma-valerolactone(GVL) 기반 나일론 6,6 생산 공정 설계 및 경제성/환경성 평가

Abstract

바이오매스로부터 합성 가능한 Gamma-valerolactone(GVL)은 연료 첨가제 및 친환경 용매, 고분자합성 등에 사용 가능하다. 나일론 생산에 사용되는 중요한 단량체 중 하나인 Adipic acid(AA)는 많은 연구에서 GVL로부터 합성 방법이 보고되어 있으며 최근에는 재생 가능한 나일론에 대한 관심과 수요가 증가되고 있다. 하지만 GVL로부터 AA를 합성하는 과정에 반응물로 독성물질인 일산화탄소를 사용하며 반응 수율이 낮은 문제들이 보고 되어있다. 최근 이온성액체 및 Grubbs 촉매를 사용하여 GVL로부터 AA를 보다 친환경적이며 효율적인 합성 방법이 보고되었다. Aspen plus 공정 시뮬레이터를 사용하여 실험 데이터를 기반으로 대규모 공정 시뮬레이션을 수행하였다. 열교환 네트워크를 설계하여 공정 에너지 효율성을 극대화하였으며, 개발 공정을 바탕으로 나일론 최저 판매가격을 산정하였다. 또한 최저 판매가격의 큰 영향을 미치는 주요 변수에 대한 민감도 분석을 수행하였으며 SimaPro LCA software를 사용하여 환경성 평가를 진행하였다.