메탄의 촉매 변환: 이산화탄소 개질과 산화 커플링

전문가 제언

○ 에너지 수요는 계속 증가하고 있으나 재생가능한 에너지로 전환은 시간이 소요될 것으로 예상됨에 따라 화석연료는 에너지자원으로서 계속 요구되고 있다. 화석연료 중 천연가스는 양이 풍부하고 다수의 국가에서 선호하고 있다. 국제에너지기구의 전망에 의하면 천연가스는 앞으로 적어도 25년간 세계 에너지수요에 있어 중추적인 역할을 할 것으로 전망하고 있다. 천연가스의 전환효율 최대화는 경제 및 환경 면에서 바람직한 기술이다.

○ 대부분 원격지에서 생산되는 천연가스는 액화천연가스(LPG)나 배관으로 수송된다. 액화프로세스는 대규모의 시설이 유리하므로 중소 규모의 가스전은 경제적인 개발이 어렵다. 또한 이들 천연가스 중에는 이산화탄소와 유화수소가 포함되어 추가 처리장치가 필요하다. 이들 저가의 원재료(주로 메탄)는 액체형태의 수송가능한 물질(Gas to Liquid)이나 불포화탄화수소나 산화물 등의 고부가 가치 화학품으로 변환해야 상업적인 가치가 있게 된다.

○ 메탄 변환은 메탄의 선택적인 산화로 가치있는 탄화수소나 산화물을 생산하는 직접경로와 Fischer-Tropsch 합성과 같이 계속 변환이 필요한 합성가스 제조 프로세스로 구성되는 간접경로가 있다. 간접 합성가스 경로는 더욱 발전된 기술이지만 상당한 규모의 설비 자본이 소요되는 문제가 있다. 직접경로는 제품 수율 향상이 필요하지만 반응기 등의 장치를 결합할 수 있어 자본 소요가 적다는 매력이 있다.

○ 본고는 고도의 흡열반응이 수반되는 메탄의 촉매사용 개질(간접 경로)의 기계적인 면과 약간의 흡열반응이 수반되는 촉매 사용 메탄의 산화 커플링으로 불포화 탄화수소를 생산하는 공정(직접 경로)에 대하여 설명한 것이다. 직접경로 메탄변환은 아직 확립된 기술은 아니며 실험실 규모로 연구 개발되고 있으나 스케일 업 등으로 가까운 장래에 실용화될 것으로 기대된다. 에너지 자립화를 위해 우리 산업계도 외국의 소규모 천연가스 생산 현장에서 메탄 변환으로 고부가가치 제품을 생산하여 국내로 수입하는 방안을 더욱 적극적으로 검토해야 할 것으로 사료된다.

저자

Kazuhiro Takanabe

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2012

권(호)

55(1)

잡지명

Journal of the Japan Petroleum Institut

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1~12

분석자

이*옹

분석물

• 메탄의 촉매 변환- 이산화탄소 개질과 산화 커플링.pdf [317,267 byte]

이미지변환중입니다.