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니켈계 촉매상에서 메탄의 이산화탄소 개질 반응 Ⅰ. 이산화탄소와 수증기의 메탄 개질 반응성 비교
Carbon Dioxide Reforming of Methane over Nickel Based Catalysts Ⅰ. Comparison with Steam Reforming
HWAHAK KONGHAK, December 1997, 35(6), 883-889(7), NONE
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Abstract
기존의 수증기 개질 반응에 사용되는 상업용 니켈계 촉매를 사용하여 이산화탄소에 의한 메탄의 개질 반응을 실시하였다. 전반적으로 동일한 반응 조건하에서 이산화탄소 개질 반응은 수증기 개질에 비하여 낮은 전환율을 보였지만 일산화탄소의 선택도는 더 높은 값을 나타내었다. 이산화탄소의 개질 반응에 있어서는 주로 코크의 생성에 의하여 촉매의 비활성화가 일어났으며, 이 현상은 활성점에 흡착된 탄소 화합물에 의한 코크의 형성과 Boudouard 반응으로 알려진 코크의 생성 반응에 의한 것으로 사료된다. 이산화탄소 개질 반응은 수증기 개질에 비하여 낮은 H2/CO의 비를 갖는 합성 가스를 얻을 수 있고, 따라서 낮은 H2/CO의 비를 요구하는 합성 반응들에 유용하게 사용될 수 있다. 반응물의 조성비를 변화시켰을 때 수증기 개질에서 더 큰 전환율의 변화가 관찰되었으며, 낮은 공간속에서도 400-800℃의 온도 범위에서 평형 전환율에 가까운 값을 나타내었다. 수증기와 이산화탄소의 혼합 개질 반응에서는 서로 간의 상승효과는 관찰되지 않았으며, 수증기와 이산화탄소의. 도입 순서 변화 실험결과로부터도 수증기와 이산화탄소 개질 반응이 서로 독립적으로 일어남을 확인하였다.
Carbon dioxide reforming of methane was performed over a commercial nickel-based catalyst(ICI 46-1) to compare it with steam reforming of methane. Under the same conditions, the conversion of methane in carbon dioxide reforming was lower than that in steam reforming, but the yield of carbon monoxide was higher due to the higher selectivity to carbon monoxide. While no deactivation of catalyst was observed in steam reforming, cokes, which can be formed by methane cracking(CH4→C+2H2) or Boudouard reaction(2CO→C+CO2), deactivated the catalyst for carbon dioxide reforming. Carbon dioxide reforming produced synthesis gas with a low hydrogen-to-carbon monoxide ratio, which could be useful for synthesis reactions requiring such a ratio. No synergy effect between carbon dioxide and steam was found for simultaneous carbon dioxide and steam reforming of methane.
Keywords
References
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