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탄화수소의 부분 산화

전문가 제언: ○ 증기 개질은 지난 수십 년 동안 천연 가스 산업에서 합성 가스를 만들기 위해 가장 일반적으로 사용되는 공정이다. 일반적으로 주로 메탄가스로 구성된 천연가스는 일차 합성가스로 전환되며 이 합성 가스는 일반적으로 일산화탄소와 수소의 혼합가스를 말한다. 합성 가스는 후속 반응에 의하여 암모니아, 요소비료, 메탄올 등 다양한 다른 석유화학 제품으로 전환되어 화학 공업에서 매우 중요한 공정중의 하나이다.

○ 다공성 담체와 같은 특정 고체에 지지한 귀 금속은 부분 산화공정에 사용하는 촉매로 널리 사용되어 왔다. 높은 발열 반응인 완전 산화 반응으로 인해 촉매 층 상부 또는 전단 부분에 고온 영역이 형성된다. 이러한 높은 온도 상승은 촉매의 활성을 저해하고 촉매에 손상의 원인이 된다. 이러한 결점을 현 특허 기술에서 탄화수소 원료의 초기 완전 산화를 줄이고 반응기 전단에서 온도 상승을 줄일 수 있다고 본다.

○ 촉매에 의한 개질 반응에서 원료 탄화수소의 초기 완전 산소를 줄일 수 있는 촉매 부분 산화 반응 공정은 반응기 앞부분에서 온도 상승을 가능한 한 줄이도록 하고 개질 반응의 속도로 유지하기 위하여 가능한 그 이후의 온도를 높게 유지하는 것이 바람직하다고 본다. 그러므로 원하지 않는 물과 이산화탄소와 같은 완전 산화물을 가능한 한 줄이고 추가하여 수소와 일산화탄소의 합성가스를 얻을 수 있다고 판단된다.

○ 현 발명에서는 촉매에 의한 부분 산화 반응 공정의 촉매 수명을 연장하기 위하여 촉매의 소결 현상을 제거 할 수 있고, 탄화수소 원료의 초기 완전 산화를 줄이기 위하여 반응 시스템의 전단에서 온도 상승을 최대한 줄일 수 있다는 장점을 가지고 있다. 요구하지 않는 완전 산화물인 물과 CO2를 합성가스로 전환시키기 위하여 이후 반응 온도를 가능한 높게 유지하고 반응속도를 높이는 특징을 가지고 있다.

저자: XU, Bang-Cheng
자료유형: 특허정보