일반기술

개질된 고체 산 촉매 및 이를 이용한 디메틸에테르의 제조

합성가스로부터 디메틸에테르의 합성 반응에 활성을 보이는 산 촉매의 특성을 변화시켜 디메틸에테르를 합성하는 방법에 관한 것으로 제올라이트, 실리카/알루미나, 알루미나, 비결정질 인산염 및 황산염, 설폰산기를 함유하는 폴리스티렌-디비닐벤젠 공중합체 또는 혼합된 금속산화물 등의 고체 산 촉매를 0.001∼10 N의 알칼리 및 0.001∼10N 포름알데히드를 함유하는 수용액으로 0∼100 ℃의 온도에서 20분∼10시간 동안 처리하여 개질된 고체 산 촉매를 제조하고, 이 개질된 고체산 촉매와 메탄올 합성 촉매가 혼합된 혼성 촉매의 존재하에 합성 가스로부터 디메틸에테르와 메탄올의 혼합물을 제조한다.산촉매를 이용함으로써 더 높은 수율 및 선택도로 디메틸에테르를 제조할 수 있다.디메틸에테르를 합성하는 전형적인 방법은 메탄올을 산촉매로서의 진한 황산 촉매와 반응시키는 방법인데, 황산을 재생하는데 많은 비용이 들고 황산의 특성상 반응 중에 생기는 물과 반응하여 폭발을 일으킬 위험이 있다. 이를 해결하기 위해 메탄올 합성 촉매와 탈수반응 산 촉매를 혼합한 혼성 촉매를 사용하여 합성가스로부터 직접 디메틸에테르를 합성하는 방법이 개발되었고 최근에는 이러한 산 촉매와 메탄올 합성 촉매를 물리적으로 혼합하여 사용하는 대신 유효성분을 함침법으로 합성한 촉매를 사용하는 방법도 제시되었다. 한편, 디메틸에테르 합성에 사용되는 산촉매의 성능을 개선하려는 연구도 많이 행해졌다.합성가스로부터 디메틸에테르의 합성 반응에 활성을 보이는 산 촉매의 특성을 변화시켜 더 높은 수율 및 선택도로 디메틸에테르를 합성하였으며 개질된 산촉매를 사용하면 합성가스로부터 높은 일산화탄소 전환율, 선택도 및 수율로 디메틸에테르를 제조할 수 있고, 메탄올의 탈수반응에 의한 디메틸에테르의 합성 이외에도 에탄올의 탈수반응에 의한 에틸렌의 합성, 에틸렌옥사이드의 수화반응에 의한 에틸렌글리콜의 합성 등 다양한 반응에서 높은 전환율 및 수율을 얻을 수 있다.