합성가스 제조를 위한 메탄의 부분산화

전문가 제언

□ 메탄이 주 성분인 천연가스로부터 합성가스를 제조하는 방법은 세 가지가 있다. 가장 일반적으로 사용하는 “수증기 개질법”, 촉매를 쓰지 않고 가스화하는 “무 촉매 부분 산화법” 그리고 촉매를 사용하는 “촉매 부분 산화법”이 그것으로 이것은 본문의 분류와 일치하지 않는다.

○ 부분 산화법은 1960년대 영국의 Imperial Chemical Corporation이 수증기 개질법을 개발하고 이를 일반화하기 전에는 메탄으로부터 합성가스를 얻는 가장 보편적 공정이었다.
- 우리나라도 1950년대부터 충주비료공장에서 메탄은 아니지만 석유 정류물인 벙커-C를 무 촉매 부분 산화법으로 암모니아 합성용 수소를 생산한 일이 있다.

□ 본 논문은 메탄에서 합성가스를 부분 산화법으로 제조하는 이유와 방법 및 그 목적을 촉매를 중심으로 자세히 기술하였다. 그리고 메탄에서 합성가스를 얻는 다른 기술과의 기술적, 경제적 및 공정상의 장단점을 자세히 비교하였다.

○ 기술상 문제로는 주로 촉매가 메탄의 분해를 촉진하여 촉매 층에 탄소가 축적됨에 따른 촉매의 활성 감소 및 궁극적으로 비활성화가 주로 문제가 되는 것으로 나타났다.
- 경제적으로는 부분 산화 공정에 투입되는 산소를 얻기 위한 “산소 분리 공장”이 공기를 압축 팽창을 반복하여 액화한 뒤 이를 그 구성요소인 산소와 질소의 비등점의 차이를 이용하여 증류 분리하는데 여기에 소요되는 에너지가 너무 많다는 점이다. 더구나 여기서 부산물로 생산되는 다량의 순수 질소의 용도나 수요가 없다면 전체 공정에서 경제성을 갖기 어렵다는 점이다.

□ 본 논문에서 생산된 합성가스의 용도로 메탄올, 합성 연료 또는 포름 알데하이드 등 탄화수소를 고려하고 있다. 그러나 이 경우 산소 분리 공장에서 부생되는 질소의 용도가 없다.

○ 비료 제조 등 화학 공업이나 폭약 공업의 기본 연료로서 암모니아를 제조하는 경우 위에서 말한 부산물인 질소를 사용할 수 있음으로 다른 탄화수소의 생산보다 더 경제성이 있음을 유의할 필요가 있다.
- 본 논문에서도 합성가스로 에너지 밀도가 높고 운반하기 편리하며 연료 전지에서 개질하여 수소를 공급할 수 있다는 점에서 메탄올 제조에 대해 논의하였으나 이에 뒤지지 않는 장점을 지닌 합성 연료 디메틸에테르의 합성도 고려해 볼만 하다고 생각한다.

저자

York, Andrew P. E.; Xiao, Tiancun; Green, Malcom L. H.

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2003

권(호)

22(3-4)

잡지명

Topics in Catalysis

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

345~358

분석자

김*설

분석물

• 합성가스 제조를 위한 메탄의 부분산화.pdf [188,428 byte]

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