일반기술

열분해 신공정으로 폐폴리스틸렌으로부터 스틸렌 단량체를 회수하는 방법

*원리 및 구성본 발명은 폐폴리스티렌의 재활용에 관한 것으로 폐폴리스틸렌로부터 원료인 스틸렌모노머로 재이용하는 기술에 관한 것이다. 폐폴리스틸렌을 열분해하여 스틸렌을 포함하는 오일을 생성하게하는 기술이며 오일에 함유된 스틸렌의 수율을 증가시키기위하여 반응시스템을 개발하는 것이다. 이때 생성되는 스틸렌은 폴리스틸렌의 제조원료나 석유화학제품의 중간체로 사용되어 폐자원의 재활용이 가능하다. *배경전자제품, 포장재, 상자, 쿠션재, 식품용접시, 냉장보존 용기 등이 폐기됨으로써, 우리나라에서만에도 매년 30 만톤 정도의 폐폴리스틸렌이 발생되고 있다. 이러한 폐폴리스틸렌은 주로 재생수지 제조, 경량 콘크리트 제조, 접착제 제조 등에 재활용되고 있다.그러나 상기 재활용은 물리적 방법을 사용하여 재생하는 것으로 그 부가가치가 대단히 낮으며 여러번 반복 재생시에는 재활용할 수 없는 다량의 폐폴리스틸렌이 발생한다. 또한 농수산 시장이나 건축폐기물에서 배출되는 다량의 폐폴리스틸렌은 다른 폐폴리스틸렌에 비하여 청결하지 못해 물리적 재생방법을 사용하기가 곤란하다.특히 폐폴리스틸렌은 다른 것에 비해 약 50배 이상으로 그 처리량이 많아 매립이나 물리적 재활용이 어려워 매립이나 소각 등에 의해 처리되고 있으나 소각에 의한 방법은 다이옥신 등의 환경문제를 야기하고 있다. 따라서 폐폴리스틸렌을 화학적으로 처리하는 회수방법을 통하여 스틸렌 단량체 같은 원료로 회수하여 자원화 함으로써 경제성을 크게 향상시킬 수 있으며, 이는 자원의 순환이라는 측면에서 매우 가치가 있는 방법이다.*종래기술화학적 처리 방법에 의한 폴리스틸렌으로부터 스틸렌 단량체의 회수 방법은 1997년에 니시자키(Nishizaki)에 의해 처음으로 시도되었는바, 733K 온도에서 열분해에 의해 폴리스틸렌으로부터 스틸렌 단량체의 약 50 % 가량이 회수가 가능하다고 보고하였다. 이러한 기술을 토대로 스틸렌 단량체의 수율을 증가시키기 위하여 많은 연구자들에 의해 여러 촉매의 영향이 검토되어 많은 촉매들이 개발되어지고 있다.그러나, 상기 개발되어진 촉매는 그 특성에 따라 부산물인 에틸벤젠, 알파메틸스틸렌, 벤젠, 톨루엔 등을 증가시켜 스틸렌의 선택도를 감소시키는 단점이 있다.*특징 및 장점 1)열분해 반응전에 용융하는 전처리 공정과 반응기에 스크루우를 이용하여 투입하는 방법의 수행으로 용융에 의해 불용성 물질이 제거되고, 반응성이 좋게 한정된 분자량의 폐폴리스틸렌을 사용하여 반응속도를 증가시켜 반응성을 증가시킴.2)스틸렌 단량체의 회수공정에서 부반응으로 생성되는 에틸벤젠, 알파메틸스틸렌, 벤젠, 톨루엔 등의 생성을 억제시켜 회수되는 스틸렌 단량체의 수율을 높이는 효과를 가짐