폴리올레핀계 폐플라스틱을 경질 올레핀(이하 에틸렌, 프로필렌 및 부텐 등)으로 전환하기 위한 에너지 효율적인 화학적 재활용 공정은, 환경 오염을 개선하고 탄소중립을 위한 온실가스 배출을 감소하는데 있어 매우 중요하게 여겨진다. 본 연구에서는 대체 재활용 체계인 화학적 후처리가 되지 않은 원유 상태의 폐플라스틱 열분해유를 제올라이트 기반 촉매를 활용한 촉매분해(접촉분해) 공정의 실현 가능성을 증명하고, 현재 가장 상업적으로 적용되는 체계인 나프타 범위의 수소화-후처리된 폐플라스틱 열분해유의 열분해 공정과 비교하고자 하였다. 폐플라스틱 열분해유를 활용한 새로운 촉매분해 반응은 56.6 질량%의 가장 높은 경질 올레핀(에틸렌부터 부텐까지) 수율을 달성한 반면, 열분해 반응은 36.1 질량%의 경질 올레핀 수율을 얻었으며, 나프타를 활용한 열분해 반응은 29.7 질량%의 경질 올레핀 수율을 얻었다. 이러한 결과를 비교 분석하여 폐플라스틱 열분해유의 촉매분해가 열분해 및 나프타 열분해 보다 우수한 것을 입증하였으며, 더욱이 폐플라스틱 열분해유가 반응 원료로써 나프타보다 우수하다는 것을 입증하였다.
또한 다양한 후보군 중, 미세구형의 인 첨가 및 스팀 처리된 제올라이트 기반 성형촉매에 대하여 비활성화 테스트를 진행하였는데, 수행된 비활성화 테스트는 무게 시간당 공간 속도의 16 시간-1 조건 하에서 단 9 번의 반응(810 초) 후 촉매의 코크스 축적으로 인한 에틸렌(17.6 에서 14.6 질량%까지), 프로필렌(25.8 에서 23.6 질량%까지) 및 방향족(16.1 질량%에서 13.4 질량%까지)의 급격한 수율 감소를 나타내었다. 이러한 급격한 촉매 비활성화는 반응에 사용된 촉매의 재생을 통하여 완전히 회복됨을 보였으며, 차후 연속적인 반응-재생 공정의 가능성을 검증할 수 있었다.
본 연구의 주된 내용인 폐플라스틱 열분해유의 후처리 없이 전 범위의 활용과 그에 따른 수소화 처리 공정의 불필요성, 촉매 사용으로 인한 에너지 소비 감소, 보다 더 높은 경질 올레핀 수율, 지속적인 촉매 코크스 제거 등의 연구 결과는 현재의 폐플라스틱을 활용한 상업적 전략에 비해 여러 이점을 제공할 수 있는 연속적인 재생 공정과 통합된 폐플라스틱 열분해유의 촉매 분해라는 새로운 접근법을 제시하는데 의의가 있다.