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증기 개질공정

전문가 제언: ○ 증기개질방법은 암모니아, 메탄올합성 및 Fischer-Tropsch 공정과 같은 여러 화학공정에서 수소와 탄소산화물을 포함하는 합성가스를 생산하기 위해 널리 사용되는 중요한 공정이다. 이때 개질기에서 촉매가 휘발 되면 이는 흡열 증기개질반응에 의해 냉각되어도 2차 층에 침전된다. 이로서 증기 개질촉매가 오염되어 촉매성능 저하의 결과를 가져온다. 그러므로 이러한 결점을 극복할 수 있는 기술은 업계의 관심대상이다.

○ 발명의 증기 개질공정은 탄화수소함유 가스를 증기의 존재 하에서 산소-함유 가스로 비-촉매에 의해서 부분 연소시켜 1200℃이하에서 부분 산화 탄화수소 혼합가스를 생성한다. 이때 1차 층의 촉매활성이 2차 층보다 높아 높은 흡열 증기개질반응에 의해 가스온도를 빠르게 냉각시켜 촉매휘발을 방지하여 탄소침전에 의한 촉매오염이 없이 촉매성능을 유지시킬 수 있어 개질기의 성능향상에 큰 도움이 될 것으로 보인다.

○ 증기 개질반응기에서 일차 촉매 층은 백금, 팔라듐, 이리듐, 루테늄, 로듐에서 선택한 촉매활성 금속을 지르코늄에 지지한 촉매를 사용한다. 이 중에서 로듐은 같은 반응조건에서 니켈보다 증기압이 낮아 촉매 손실과 탄소침전에 의한 촉매오염을 줄일 수 있어 다른 기존 촉매보다는 더 바람직하다. 특히 발명의 개질기내의 1차 및 2차 촉매배열과 촉매 제조방법은 우리나라 합성가스 제조공정에 적용이 바람직 한 것이다.

○ 현재 바이오매스 원료를 사용하여 Fischer-Tropsch 공정에 사용하기 위한 적합한 합성가스 생산기술의 개발이 세계적으로 진행되고 있다. 석유를 대체하는 바이오 오일의 생산 기술은 경제성은 물론, 여러 가지 기술적인 문제가 많다고 본다. 우리나라에서도 바이오오일의 생산을 위해 높은 활성과 긴 수명의 새로운 촉매의 개발이 우선되어야 하며 또한 공정의 간소화를 통한 공정효율의 극대화가 무엇보다 중요하다.

저자: Johnson Matthey Public Limited Company
자료유형: 특허정보