KR100912725B1 - New catalysts for methane reforming with carbon dioxide to syngas, preparation method thereof and preparation method of syngas using there catalysts and carbon dioxide - Google Patents
New catalysts for methane reforming with carbon dioxide to syngas, preparation method thereof and preparation method of syngas using there catalysts and carbon dioxide Download PDFInfo
- Publication number
- KR100912725B1 KR100912725B1 KR1020080012661A KR20080012661A KR100912725B1 KR 100912725 B1 KR100912725 B1 KR 100912725B1 KR 1020080012661 A KR1020080012661 A KR 1020080012661A KR 20080012661 A KR20080012661 A KR 20080012661A KR 100912725 B1 KR100912725 B1 KR 100912725B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- nickel
- catalyst
- carbon dioxide
- gas
- methane
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/24—Chromium, molybdenum or tungsten
- B01J23/30—Tungsten
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/755—Nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/20—Carbon compounds
- B01J27/22—Carbides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/0201—Impregnation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/08—Heat treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/22—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds
- C01B3/24—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons
- C01B3/26—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by decomposition of gaseous or liquid organic compounds of hydrocarbons using catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
본 발명은 이산화탄소를 이용한 천연가스로부터 합성가스 제조용 촉매, 이의 제조방법 및 상기 촉매와 이산화탄소를 이용한 천연가스로부터 합성가스 제조방법에 관한 것으로 보다 상게하게는 이산화탄소를 이용한 천연가스로부터 합성가스 제조용 촉매로서 텅스텐 카바이드(WC)의 담체에 니켈(Ni) 금속이 담지된 촉매, 이의 제조방법 및 상기 촉매와 이산화탄소를 이용한 천연가스로부터 합성가스 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst for syngas production from natural gas using carbon dioxide, a method for preparing the same, and a method for producing syngas from natural gas using the catalyst and carbon dioxide. More particularly, tungsten is used as a catalyst for syngas production from natural gas using carbon dioxide. A catalyst in which a nickel (Ni) metal is supported on a carrier of a carbide (WC), a method for preparing the same, and a method for preparing a synthesis gas from natural gas using the catalyst and carbon dioxide.
텅스텐 카바이드, 니켈, 이산화탄소, 메탄, 합성가스 Tungsten carbide, nickel, carbon dioxide, methane, syngas
Description
본 발명은 이산화탄소를 이용한 천연가스로부터 합성가스 제조용 촉매, 이의 제조방법 및 상기 촉매와 이산화탄소를 이용한 천연가스로부터 합성가스 제조방법에 관한 것으로 보다 상게하게는 이산화탄소를 이용한 천연가스로부터 합성가스 제조용 촉매로서 텅스텐 카바이드(WC)의 담체에 니켈(Ni) 금속이 담지된 촉매, 이의 제조방법 및 상기 촉매와 이산화탄소를 이용한 천연가스로부터 합성가스 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst for syngas production from natural gas using carbon dioxide, a method for preparing the same, and a method for producing syngas from natural gas using the catalyst and carbon dioxide. More particularly, tungsten is used as a catalyst for syngas production from natural gas using carbon dioxide. A catalyst in which a nickel (Ni) metal is supported on a carrier of a carbide (WC), a method for preparing the same, and a method for preparing a synthesis gas from natural gas using the catalyst and carbon dioxide.
메탄(Methane)은 분자식이 CH4으로 구성된 화합물로서 제일 단순한 알칸화합 물이며 천연가스의 주성분이기도 하다. 메탄의 결합각은 109.5도로 이루어져 있으며, 메탄 분자 하나가 산소에 의해 연소되었을 때, 하나의 이산화탄소(CO2) 분자와 두 개의 물분자(H2O)가 생성된다. Methane is a compound consisting of CH 4 with a molecular formula, which is the simplest alkane compound and the main component of natural gas. The bonding angle of methane is 109.5 degrees. When one methane is burned by oxygen, one carbon dioxide (CO 2 ) molecule and two water molecules (H 2 O) are produced.
메탄이 연료로써 각광받는 것은 알칸화합물중 상대적으로 풍부하게 존재하고 있기 때문이다. 그러나 표준상태 조건에서 메탄은 오로지 기체 상태로 존재하기 때문에 메탄을 다른 곳으로 수송시키는 과정이 매우 까다롭다. 그리고 수송과정에서 드는 비용과 유지 비용이 만만치 않아 경제적인 면에서도 효과적이지 못한 실정이다. 환경적인 측면에서도 비록 대기 중 존재하는 이산화탄소가 메탄 보다 220배 달해서 메탄이 이산화탄소보다 지구온난화에 주는 영향력이 낮다고 볼 수 있지만, 이산화탄소에 비해 메탄의 온실 효과가 25배나 달하게 되어 메탄 저감 기술이 시급한 실정이다. 이에 맞추어 메탄을 합성가스로 전환시키는 연구가 활성화 되고 있다.Methane attracts attention as a fuel because it is relatively rich in alkanes. However, under standard conditions, methane is only in the gaseous state, which makes the process of transporting methane very difficult. In addition, the cost of the transportation process and maintenance costs are not so economically effective. In terms of environmental aspects, although carbon dioxide in the atmosphere is 220 times higher than methane, and methane has a lower impact on global warming than carbon dioxide, methane reduction technology is urgent as the greenhouse effect of methane is 25 times higher than that of carbon dioxide. . In response, research to convert methane into syngas has been activated.
합성가스(Synthesis gas)는 수소(H2)와 일산화탄소(CO)의 혼합가스를 의미하고, 이러한 합성가스의 생성과정을 살펴보면, 액상 탄화수소 화합물 혹은 천연가스를 산화제를 통해 개질시켜 수소와 일산화탄소를 생성시키거나 석탄이나 우드칩(wood chip)과 같은 바이오매스(biomass)를 가스화 공정을 통해 생성된다. 생성된 합성가스는 주로 암모니아, 메탄올 등의 화합물을 합성하는데 유용하게 쓰이고 있고, 최근에는 피셔-트로프슈(Fischer-Tropsch) 합성이나 DME(Di-Methyl-Ether) 등 차세대 합성 연료의 제조 과정에 있어서 중간원료 가스로서 중요성이 커지고 있고, 부가가치가 높은 공정 중 하나도 손꼽히고 있다.Synthesis gas refers to a mixed gas of hydrogen (H 2 ) and carbon monoxide (CO). Looking at the production process of this synthesis gas, hydrogen and carbon monoxide are generated by reforming a liquid hydrocarbon compound or natural gas through an oxidant. Biomass, such as coal or wood chips, are produced through a gasification process. The produced syngas is mainly used for synthesizing compounds such as ammonia and methanol. Recently, the synthesis gas is used in the synthesis of Fischer-Tropsch or in the manufacturing process of next-generation synthetic fuel such as DME (Di-Methyl-Ether). It is growing in importance as an intermediate raw material gas, and one of the high value-added processes is also counted.
천연가스로부터 합성가스를 생성시키는 과정은 메탄을 산화시키는 산화제 종류에 의해 구분되어 진다. 메탄을 산화시키는 산화제 종류에 따른 천연가스로부터 합성가스를 생성시키는 과정의 일예로 산소를 메탄 산화제로 사용한 촉매 부분산화 반응, 물을 산화제로 사용한 수증기 개질법, 이산화탄소를 사용한 이산화탄소 개질법 등이 있다. 상기에서 이산화탄소의 개질법의 경우 온실효과 주범인 이산화탄소와 메탄과의 반응을 통해 합성가스가 생성됨으로써, 이산화탄소 절감정책에 크게 기여할 수 있으며, 산업 발전 속도가 저해될 수 있는 이산화탄소 배출 규제법에 적절히 대응될 수 있고, 경제적으로나 환경적으로 크게 보탬이 될 수 있는 개질 공정방식중 하나로 알려져 있다. 이산화탄소를 사용한 메탄 개질로부터 생성되는 합성가스는 대체로 옥소알코올(oxoalcohol), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 아세트산(Acetic acid) 등의 화합물 생산에 적절히 사용되고 있다.The process of producing syngas from natural gas is distinguished by the type of oxidant that oxidizes methane. An example of a process for generating a synthesis gas from natural gas according to the type of oxidant for oxidizing methane includes a catalytic partial oxidation reaction using oxygen as a methane oxidant, steam reforming using water as an oxidant, and carbon dioxide reforming using carbon dioxide. In the case of the carbon dioxide reforming method, the synthesis gas is generated through the reaction between carbon dioxide and methane, which is the main culprit of the greenhouse effect, thereby greatly contributing to the carbon dioxide reduction policy and appropriately coping with the carbon dioxide emission regulation law that may hinder the speed of industrial development. It is known as one of the reforming process methods that can be greatly economically and environmentally beneficial. Syngas produced from methane reforming using carbon dioxide is generally used for the production of compounds such as oxoalcohol, polycarbonate, acetic acid, and the like.
이산화탄소의 개질법에서 메탄 산화제인 이산화탄소로부터 메탄이 개질되는 과정을 살펴보면, 메탄이 활성화되면서 생성된 활성 탄소와, 이산화탄소가 해리 되면서 생성된 일산화탄소의 탄화과정을 통해 여타 다른 개질 공정보다 촉매 표면에서 코크(coke) 생성속도가 매우 빨라 촉매 수명이 짧아지게 되어 실용화에 어려움이 있다. 따라서 이산화탄소로부터 메탄 개질 공정을 실용화시키기 위해 코크 생성 선택도를 낮추어주게 하기 위해 염기도가 강화된 담체를 사용하거나, 표면적이 넓은 담체 표면에 생성된 코크를 기화시키는 기화촉진제인 알카리금속을 첨가 하는 등의 연구가 진행되고 있다.In the reforming method of carbon dioxide, methane is reformed from methane oxidant, carbon dioxide, and the carbonization process of activated carbon produced by methane and carbon monoxide produced by dissociation of carbon dioxide is more effective at coke than other reforming processes. The production rate is very fast, and the catalyst life is shortened, which makes it difficult to use. Therefore, in order to reduce the coke formation selectivity for the practical use of the methane reforming process from carbon dioxide, a carrier with enhanced basicity is used, or an alkali metal, an evaporation accelerator which vaporizes the coke formed on the surface of the carrier having a large surface area, is added. Research is ongoing.
합성가스를 제조에 관련된 선행기술을 살펴보면 미국특허 6,312,669에 탄화 수소와 이산화탄소로부터 합성가스를 제조할 때 귀금속의 지지체로 전기음성도 13 이하를 갖도록 지지체 중에 알칼리 금속을 포함한 촉매가 코크(coke)에 대한 내구성이 우수함을 개시하고 있다. Looking at the prior art related to the production of syngas, US Pat. No. 6,312,669 describes a catalyst containing alkali metal in the support for coke to have an electronegativity of 13 or less as a support for precious metals when preparing synthesis gas from hydrocarbons and carbon dioxide. It is disclosed that the durability is excellent.
그리고 세륨-지르코늄 산화물로 구성된 담체표면에 니켈 금속을 담지시킨 촉매에서 세륨 산화물의 산화수 변화효과와 산세기가 낮은 지르코니아의 복합효과로 메탄 수증기 개질 반응중 생성되는 코크에 대한 내구성이 우수함을 보고하고 있다(N. Laositipojana, S.Assabumrungrat, Appled Catalysis General : A (2005) 200). In addition, it has been reported that the catalyst having a nickel metal supported on the support surface composed of cerium-zirconium oxide has excellent durability against coke generated during the methane steam reforming reaction due to the effect of changing the oxidation number of cerium oxide and zirconia having low acid strength. (N. Laositipojana, S. Assabumrungrat, Appled Catalysis General: A (2005) 200).
또한 열에 강한 란타늄 산화물(La2O3) 담체와 이산화탄소(CO2)와의 중간체 반응으로 인해 코크 침적율을 줄일 수 있어 란타늄 산화물 표면에 니켈 금속이 담지된 촉매를 사용하였을 때, 이산화탄소를 이용한 메탄 개질로부터 합성가스 생성공정에서 장시간 운전에 효과적이고 활성이 높음을 보고하고 있다(Xenophon E. Verykios, International Journal of Hydrogen Energy 28 (2003) 1045).In addition, the coke deposition rate can be reduced due to the intermediate reaction between the heat-resistant lanthanum oxide (La 2 O 3 ) carrier and carbon dioxide (CO 2 ). It has been reported that the syngas production process is effective and high in activity for a long time (Xenophon E. Verykios, International Journal of Hydrogen Energy 28 (2003) 1045).
상기 선행기술은 고가의 귀금속 및/또는 금속산화물을 포함하는 촉매 제조방식이 복잡하고 가격경쟁면에서 불리하여 상업화가 어려운 문제가 있다. The prior art has a problem in that it is difficult to commercialize because the catalyst production method including expensive precious metals and / or metal oxides is complicated and disadvantages in price competition.
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용할 수 있는 촉매 및 촉매의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a catalyst and a method for preparing the catalyst that can be used when producing a synthesis gas from natural gas.
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조함에 있어서, 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매를 제공하고자 한다.The present invention provides a catalyst in which tungsten carbide is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material in the production of syngas from natural gas.
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조함에 있어서, 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매의 제조방법을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a method for preparing a catalyst in which a tungsten carbide is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material in preparing a synthesis gas from natural gas.
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조함에 있어서, 메탄(CH4)가스를 포함하는 천연가스를 반응가스로 하되, 상기 반응가스와 이산화탄소를 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매 또는 상기에서 언급한 제조방법에 의해 제조한 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매 존재하에서 반응시켜 천연가스로부터 합성가스를 제조하는 방법을 제공하고자 한다.According to the present invention, in preparing a synthesis gas from natural gas, natural gas including methane (CH 4 ) gas is used as a reaction gas, and the reaction gas and carbon dioxide are used as a tungsten carbide carrier, and nickel is used as an active material. The present invention provides a method for producing a synthesis gas from natural gas by using a catalyst supported on the catalyst or tungsten carbide prepared by the above-mentioned manufacturing method as a carrier, and reacting nickel as an active material in the presence of a catalyst supported on the carrier. .
본 발명은 비교적 가격이 저렴한 텅스텐 카바이드 담체에 니켈 금속이 담지된 촉매를 사용함에 따라, 이산화탄소를 이용한 메탄 개질로부터 합성가스 생산 공정을 수행할 때, 텅스텐 카바이드와 니켈금속의 복합효과를 통해 비교적 낮은 온도인 700℃와 750℃ 부근에서도 활성이 높고, 생성되는 활성탄소에 의해 촉매에 침적되는 탄소를 감소시킴으로써 촉매의 활성도가 증가될 뿐만 아니라 촉매에 침적되는 탄소의 함량이 낮아져서 천연가스로부터 합성가스 제조시 장시간 운전이 가능한 효과가 있다.According to the present invention, a catalyst having nickel metal supported on a relatively inexpensive tungsten carbide carrier is used. Thus, when a synthesis gas production process is performed from methane reforming using carbon dioxide, a relatively low temperature is achieved through the combined effect of tungsten carbide and nickel metal. Phosphorus activity is high around 700 ℃ and 750 ℃, and the activity of the catalyst is increased by reducing the carbon deposited on the catalyst by the activated carbon produced, and the content of carbon deposited on the catalyst is lowered. Long time operation is possible.
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용할 수 있는 촉매를 나타낸다.The present invention represents a catalyst that can be used when producing syngas from natural gas.
본 발명은 메탄(CH4)가스가 포함된 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용할 수 있는 촉매를 나타낸다.The present invention represents a catalyst that can be used in the production of syngas from natural gas containing methane (CH 4 ) gas.
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용할 수 있으며, 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매를 나타낸다.The present invention can be used in the production of syngas from natural gas, and represents a catalyst in which tungsten carbide is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material.
본 발명은 메탄(CH4)가스가 포함된 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용할 수 있으며, 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매를 나타낸다.The present invention can be used in the production of syngas from natural gas containing methane (CH 4 ) gas, and represents a catalyst in which tungsten carbide is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material.
본 발명의 촉매는 활성물질로서 천연가스에 포함된 메탄의 활성화도를 높여 줄 수 있는 것을 사용할 수 있다.The catalyst of the present invention can be used as an active material that can increase the activation of methane contained in natural gas.
본 발명의 촉매는 활성물질로서 니켈금속(Ni metal)을 사용하여 천연가스에 포함된 메탄의 활성화도를 높여 줄 수 있다.The catalyst of the present invention can increase the activation of methane contained in natural gas using nickel metal (Ni metal) as the active material.
본 발명의 촉매에서 담체에 담지된 니켈금속에 메탄가스가 흡착되어 해리되는 과정에서 CH3, CH2, CH 등의 탄화수소화합물과 탄소(C) 등이 생성되며, 메탄가스의 해리에 의해 생성된 탄화수소화합물은 산화제인 이산화탄소와 반응하여 합성가스가 생성된다.Hydrocarbon compounds such as CH 3 , CH 2 , CH and carbon are generated in the process of adsorbing and dissociating methane gas to the nickel metal supported on the carrier in the catalyst of the present invention, and generated by dissociation of methane gas. Hydrocarbon compounds react with carbon dioxide, an oxidant, to produce syngas.
본 발명의 촉매 활성물질로 사용되는 니켈금속은 메탄으로부터 활성화된 탄화수소화합물의 생성속도가 높은 촉매로 알려져 있으나, 메탄의 활성화에 따라 생성된 탄소가 촉매 표면 특히 촉매 활성물질인 니켈 표면에 탄소의 침적율이 매우 높아 촉매의 활성이 저하되는 단점이 있다. 하지만 촉매의 담체인 텅스텐 카바이드(WC)의 탄소와 산화제인 이산화탄소의 분해에 의해 생성된 활성산소화의 교환작용으로 인해 니켈 표면에 침적된 탄소를 제거할 수 있어 촉매의 활성이 장시간 동안 유지할 수 있다. 즉, 본 발명의 촉매는 담체인 텅스텐 카바이드의 탄소와 활성산소와의 교환 작용으로 인해 활성물질인 니켈 표면에 침적된 탄소를 제거할 수 있으며, 이때 니켈 표면에 침적된 탄소의 제거는 하기 반응식(1) 내지 반응식(5)와 같다.Nickel metal used as the catalytically active material of the present invention is known as a catalyst having a high rate of generation of hydrocarbon compounds activated from methane, but carbon deposited on the surface of the catalyst, particularly the surface of nickel, is the catalyst active material. Very high rate has the disadvantage of lowering the activity of the catalyst. However, due to the exchange of active oxygenation generated by decomposition of carbon of tungsten carbide (WC), which is a carrier of the catalyst, and carbon dioxide, which is an oxidant, carbon deposited on the surface of nickel can be removed, and thus the activity of the catalyst can be maintained for a long time. That is, the catalyst of the present invention can remove carbon deposited on the surface of nickel as an active material due to the exchange action of carbon and active oxygen of tungsten carbide as a carrier, wherein the removal of carbon deposited on the surface of nickel is represented by the following reaction formula ( 1) to the same as Scheme (5).
Ni + CH4 → Ni-CH3, Ni-CH2, Ni-CH or Ni-C...반응식(1)Ni + CH 4 → Ni-CH 3 , Ni-CH 2 , Ni-CH or Ni-C ... Scheme (1)
CO2 → CO + O*...반응식(2)CO 2 → CO + O * ... Scheme (2)
WC + O* ↔ WO + C*...반응식(3)WC + O * ↔ WO + C * ... Scheme (3)
WO + Ni-C ↔ WC + Ni +O*...반응식(4)WO + Ni-C ↔ WC + Ni + O * ... Scheme (4)
C* + O* ↔ CO...반응식(5)C * + O * ↔ CO ... Scheme (5)
본 발명의 촉매는 활성물질로서 니켈이 촉매 전체 중량을 기준으로 0.001∼30% 담지될 수 있다.The catalyst of the present invention may be supported by 0.001 to 30% of nickel as the active material based on the total weight of the catalyst.
본 발명의 촉매는 활성물질로서 니켈이 촉매 전체 중량을 기준으로 0.01∼20% 담지될 수 있다.In the catalyst of the present invention, nickel may be supported by 0.01 to 20% based on the total weight of the catalyst as an active material.
본 발명의 촉매는 활성물질로서 니켈이 촉매 전체 중량을 기준으로 0.1∼15% 담지될 수 있다.In the catalyst of the present invention, nickel may be supported as an active material by 0.1 to 15% based on the total weight of the catalyst.
본 발명의 촉매는 담체로서 텅스텐 카바이드를 사용할 수 있다. The catalyst of the present invention may use tungsten carbide as a carrier.
본 발명의 촉매에서 담체인 텅스텐 카바이드는 상기에서 언급한 바와 같이 텅스텐 카바이드의 탄소가 이산화탄소로부터 분리된 활성산소화에 의해 텅스텐 산화물이 형성되고 이러한 텅스텐 산화물은 니켈에 침적된 탄소와의 교환작용에 의해 텅스텐 산화물이 텅스텐 카바이드로 환원되고, 촉매의 활성물질인 니켈 표면에 침적된 탄소를 제거할 수 있다.In the catalyst of the present invention, tungsten carbide is a carrier, as mentioned above, tungsten oxide is formed by active oxygenation in which carbon of tungsten carbide is separated from carbon dioxide, and the tungsten oxide is tungsten by exchange with carbon deposited in nickel. The oxide is reduced to tungsten carbide, and carbon deposited on the surface of nickel, the active material of the catalyst, can be removed.
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용할 수 있는 촉매의 제조방법을 나타낸다.The present invention shows a method for producing a catalyst that can be used when producing syngas from natural gas.
본 발명은 메탄(CH4)가스가 포함된 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용 할 수 있는 촉매의 제조방법을 나타낸다.The present invention shows a method for producing a catalyst that can be used in the production of syngas from natural gas containing methane (CH 4 ) gas.
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용할 수 있으며, 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매의 제조방법을 나타낸다.The present invention can be used when producing a synthesis gas from natural gas, and shows a method for producing a catalyst in which tungsten carbide is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material.
본 발명은 메탄(CH4)가스가 포함된 천연가스로부터 합성가스를 제조시 사용할 수 있으며, 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매의 제조방법을 나타낸다.The present invention can be used in the production of syngas from natural gas containing methane (CH 4 ) gas, and shows a method for producing a catalyst in which tungsten carbide is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material.
본 발명의 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매의 제조방법은 니켈 전구체를 텅스텐 화합물에 담지, 건조, 소성, 탄화 및 환원시키는 단계를 포함한다.A method for producing a catalyst in which tungsten carbide of the present invention is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material includes supporting, drying, calcining, carbonizing and reducing the nickel precursor in a tungsten compound.
본 발명의 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매의 제조방법은 (1)니켈 전구체를 텅스텐 화합물에 담지시키는 단계, (2)니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 건조하는 단계, (3)건조한 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 소성하는 단계, (4)소성한 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 탄화시켜 텅스텐 화합물을 탄화시키는 단계, (5)탄화시킨 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물의 니켈 전구체를 환원시키는 단계를 포함한다. The method for preparing a catalyst in which tungsten carbide of the present invention is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material includes (1) supporting a nickel precursor on a tungsten compound, and (2) drying the tungsten compound on which the nickel precursor is supported. (3) calcining the tungsten compound carrying the dried nickel precursor, (4) carbonizing the tungsten compound carrying the baked nickel precursor, and carbonizing the tungsten compound, (5) carrying the carbonized nickel precursor Reducing the nickel precursor of the prepared tungsten compound.
상기에서 니켈 전구체를 텅스텐 화합물에 담지시 니켈 전구체는 니켈 질산화물, 니켈 염화물의 군으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.When the nickel precursor is supported on the tungsten compound, the nickel precursor may be any one selected from the group consisting of nickel nitrate and nickel chloride.
상기에서 니켈 전구체를 텅스텐 화합물에 담지시 니켈 질산화물, 니켈 염화 물의 군으로부터 선택된 어느 하나인 니켈 전구체를 함침법으로 텅스텐 화합물에 담지하되 텅스텐 화합물에 담지된 니켈 함량은 촉매 전체 중량을 기준으로 0.001∼30%, 바람직하게는 0.01∼20%, 보다 바람직하게는 0.1∼15%가 되도록 담지할 수 있다.When the nickel precursor is supported on the tungsten compound, the nickel precursor, which is one selected from the group of nickel nitrate and nickel chloride, is supported on the tungsten compound by impregnation, and the nickel content supported on the tungsten compound is 0.001 to 30 based on the total weight of the catalyst. %, Preferably it is 0.01-20%, More preferably, it can carry so that it may become 0.1 to 15%.
상기에서 니켈 전구체를 텅스텐 화합물에 담지시 니켈 질산화물, 니켈 염화물의 군으로부터 선택된 어느 하나이고 농도가 0.01M∼10M, 바람직하게는 0.1M∼5M, 보다 바람직하게는 0.5M∼3M인 니켈 전구체를 함침법(impregnation)으로 텅스텐 화합물에 담지하되 텅스텐 화합물에 담지된 니켈 함량은 촉매 전체 중량을 기준으로 0.001∼30% 바람직하게는 0.01∼20%, 보다 바람직하게는 0.1∼15%가 되도록 담지할 수 있다. 이때 니켈 전구체가 수용액 형태로 제공되는 경우 니켈 전구체 수용액에 텅스텐 화합물을 첨가하고 증발장치(evaporator)를 통해 물을 증발시킴으로써 텅스텐 화합물에 니켈 전구체를 담지시킬 수 있다.When the nickel precursor is supported on the tungsten compound, the nickel precursor is any one selected from the group consisting of nickel nitrate and nickel chloride, and has a nickel precursor having a concentration of 0.01M to 10M, preferably 0.1M to 5M, more preferably 0.5M to 3M. Supported by the tungsten compound by impregnation, the nickel content supported on the tungsten compound may be supported to 0.001 to 30%, preferably 0.01 to 20%, more preferably 0.1 to 15% based on the total weight of the catalyst. . In this case, when the nickel precursor is provided in the form of an aqueous solution, the nickel precursor may be supported on the tungsten compound by adding a tungsten compound to the aqueous nickel precursor solution and evaporating water through an evaporator.
상기에서 니켈 전구체를 텅스텐 화합물에 담지단계시 텅스텐 화합물은 텅스텐 카바이드(WC), 텅스텐 산화물(WO2), 텅스텐 산화물(WO3)의 군으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다. When the nickel precursor is supported on the tungsten compound, the tungsten compound may be any one selected from the group consisting of tungsten carbide (WC), tungsten oxide (WO 2 ), and tungsten oxide (WO 3 ).
상기 텅스텐 산화물(WO2), 텅스텐 산화물(WO3)은 후술하는 촉매의 탄화과정에 의해 텅스텐 카바이드화 될 수 있다.The tungsten oxide (WO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ) may be tungsten carbide by the carbonization process of the catalyst to be described later.
상기에서 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 건조시 건조는 50∼120℃에서 5∼50시간, 바람직하게는 10∼40시간, 보다 바람직하게는 15∼30시간 동안 실시 할 수 있다.When drying the tungsten compound carrying the nickel precursor in the drying may be carried out at 50 to 120 ℃ 5 to 50 hours, preferably 10 to 40 hours, more preferably 15 to 30 hours.
상기에서 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 건조시 건조는 80∼100℃에서 5∼50시간, 바람직하게는 10∼40시간, 보다 바람직하게는 15∼30시간 동안 실시할 수 있다.When drying the tungsten compound carrying the nickel precursor in the drying may be carried out at 80 to 100 ℃ 5 to 50 hours, preferably 10 to 40 hours, more preferably 15 to 30 hours.
상기에서 건조한 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 소성하면 니켈 전구체는 산화니켈이 되고 텅스텐 화합물은 텅스텐 산화물(WO2 또는 WO3)이 된다.When the tungsten compound on which the dried nickel precursor is supported is calcined, the nickel precursor becomes nickel oxide and the tungsten compound becomes tungsten oxide (WO 2 or WO 3 ).
상기에서 건조한 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 소성시 소성은 200∼750℃, 바람직하게는 300∼700℃, 보다 바람직하게는 400∼600℃에서 30분∼10시간, 바람직하게는 1∼8시간, 보다 바람직하게는 2∼5시간 동안 공기 공간속도 10∼10,000cc/min g, 바람직하게는 20∼1,000cc/min g, 보다 바람직하게는 50∼100cc/min g의 공기흐름분위기하에서 실시할 수 있다.Firing of the tungsten compound on which the dried nickel precursor is carried is calcined at 200 to 750 ° C, preferably 300 to 700 ° C, more preferably 400 to 600 ° C for 30 minutes to 10 hours, preferably 1 to 8 hours. More preferably 10 to 10,000 cc / min g, preferably 20 to 1,000 cc / min g, and more preferably 50 to 100 cc / min g, for 2 to 5 hours. have.
상기에서 언급한 바와 같이 소성을 거진 촉매는 니켈 전구체가 산화니켈이 되고 텅스텐 화합물은 텅스텐 산화물(WO2 또는 WO3)이 되므로, 촉매의 담체인 텅스텐 산화물을 텅스텐 카바이드 형태로 하기 위해 탄화공정을 실시하고, 탄화공정 후 산화니켈을 니켈금속으로 환원시키기 위해 환원공정을 실시한다.As mentioned above, in the calcined catalyst, the nickel precursor becomes nickel oxide and the tungsten compound becomes tungsten oxide (WO 2 or WO 3 ), so that the carbonization process is performed to form tungsten oxide, which is the carrier of the catalyst, in the form of tungsten carbide. After the carbonization process, a reduction process is performed to reduce the nickel oxide to nickel metal.
상기에서 소성한 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 탄화시켜 담체인 텅스텐 화합물을 텅스텐 카바이드로 탄화시 탄화는 600∼950℃, 바람직하게는 650∼900℃, 보다 바람직하게는 700∼850℃에서 30분∼20시간, 바람직하게는 2시간∼15시간, 보다 바람직하게는 5∼10시간 동안 탄화용 반응가스 공간속도 10∼ 100,000cc/min g, 바람직하게는 20∼10,000cc/min g, 보다 바람직하게는 50∼1,000cc/min g의 분위기하에서 실시할 수 있다.The carbonization of the tungsten compound carrying the calcined nickel precursor to carbonization of the tungsten compound as a carrier with tungsten carbide results in carbonization of 600 to 950 ° C, preferably 650 to 900 ° C, more preferably 700 to 850 ° C for 30 minutes. Carbonization reaction gas space velocity of 10 to 100,000 cc / min g, preferably 20 to 10,000 cc / min g, more preferably 20 to 20 hours, preferably 2 to 15 hours, more preferably 5 to 10 hours Can be performed in an atmosphere of 50 to 1,000 cc / min g.
상기 탄화용 반응가스는 탄소수 1 내지 10개인 탄화수소가스, 일산화탄소 중에서 선택된 어느 하나인 가스를 사용할 수 있다.The carbonization reaction gas may be any one selected from hydrocarbon gas and carbon monoxide having 1 to 10 carbon atoms.
상기 탄화용 반응가스는 메탄, 에탄, 프로판, 일산화탄소 중에서 선택된 어느 하나인 가스를 사용할 수 있다.The carbonization reaction gas may be a gas selected from methane, ethane, propane, and carbon monoxide.
상기 탄화용 반응가스는 메탄, 프로판, 일산화탄소 중에서 선택된 어느 하나인 가스를 사용할 수 있다.The carbonization reaction gas may be a gas selected from methane, propane, and carbon monoxide.
상기 탄화용 반응가스는 일산화탄소를 사용할 수 있다.The carbonization reaction gas may use carbon monoxide.
상기에서 니켈 전구체가 담지된 텅스텐 화합물을 탄화시켜 담체인 텅스텐 화합물을 텅스텐 카바이드로 탄화시킨 후 산화니켈을 니켈금속으로 환원시킬 수 있다.The tungsten compound on which the nickel precursor is supported may be carbonized to carbonize the tungsten compound as a carrier with tungsten carbide and then reduce nickel oxide to nickel metal.
상기에서 환원은 100∼900℃, 바람직하게는 200∼800℃, 보다 바람직하게는 300∼700℃에서 10분∼4시간, 바람직하게는 30∼3시간, 보다 바람직하게는 50분∼2시간 동안 수소 또는 수소를 포함하는 반응가스 공간속도 10∼100,000cc/min g의 분위기하에서 실시할 수 있다.The reduction in the above is for 10 minutes to 4 hours, preferably 30 to 3 hours, more preferably 50 minutes to 2 hours at 100 to 900 ° C, preferably 200 to 800 ° C, more preferably 300 to 700 ° C. It can be performed in an atmosphere of hydrogen or a reaction gas space velocity of 10 to 100,000 cc / min g.
상기 환원단계에서 수소를 포함하는 반응가스는 수소 5몰%∼99몰%와 비활성가스 1몰%∼95몰%으로 이루어진 반응가스를 사용할 수 있다. 이때 비활성가스는 질소(N), 헬륨(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 중에서 선택된 어느 하나의 가스를 사용할 수 있다.As the reaction gas containing hydrogen in the reduction step, a reaction gas consisting of 5 mol% to 99 mol% of hydrogen and 1 mol% to 95 mol% of inert gas may be used. At this time, the inert gas may be any one selected from nitrogen (N), helium (He), neon (Ne), argon (Ar).
본 발명은 천연가스로부터 합성가스를 제조하는 방법을 포함한다.The present invention includes a method for producing syngas from natural gas.
본 발명의 천연가스로부터 합성가스를 제조하는 방법은 천연가스로부터 합성가스를 제조함에 있어서, 메탄(CH4)가스를 포함하는 천연가스를 반응가스로 하되, 상기 반응가스와 이산화탄소를 상기에서 언급한 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매 존재하에서 반응시키는 것을 포함한다.In the method for producing syngas from natural gas of the present invention, in the synthesis gas from natural gas, natural gas including methane (CH 4 ) gas as a reaction gas, the reaction gas and carbon dioxide mentioned above It includes tungsten carbide as a carrier, and reacting nickel as an active material in the presence of a catalyst supported on the carrier.
본 발명의 천연가스로부터 합성가스를 제조하는 방법은 천연가스로부터 합성가스를 제조함에 있어서, 메탄(CH4)가스를 포함하는 천연가스를 반응가스로 하되, 상기 반응가스와 이산화탄소를 상기에서 제조한 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매 존재하에서 반응시키는 것을 포함한다.Method for producing a synthesis gas from natural gas of the present invention, in the production of synthesis gas from natural gas, using natural gas containing methane (CH 4 ) as a reaction gas, the reaction gas and carbon dioxide prepared above It includes tungsten carbide as a carrier, and reacting nickel as an active material in the presence of a catalyst supported on the carrier.
상기의 천연가스로부터 합성가스를 제조시 천연가스는 천연가스 중에 포함된 메탄가스의 함량은 10몰%∼50몰%인 것을 사용할 수 있다.When preparing the synthesis gas from the natural gas, the natural gas can be used that the content of methane gas contained in the natural gas is 10 mol% to 50 mol%.
상기의 천연가스로부터 합성가스를 제조시 천연가스는 메탄가스를 사용할 수 있다.When preparing the synthesis gas from the natural gas, natural gas may use methane gas.
상기의 천연가스로부터 합성가스를 제조시 이산화탄소는 반응가스 중의 메탄에 대한 이산화탄소비(CO2/CH4)가 0.1∼20이 되도록 공급하여 반응시킬 수 있다.When preparing a synthesis gas from the natural gas, carbon dioxide may be reacted by supplying a carbon dioxide ratio (CO 2 / CH 4 ) to methane in the reaction gas to be 0.1 to 20.
상기의 천연가스로부터 합성가스를 제조시 이산화탄소는 반응가스 중의 메탄 에 대한 이산화탄소비(CO2/CH4)가 0.2∼10이 되도록 공급하여 반응시킬 수 있다.When preparing the synthesis gas from the natural gas, carbon dioxide may be reacted by supplying the carbon dioxide ratio (CO 2 / CH 4 ) to methane in the reaction gas to be 0.2 to 10.
상기의 천연가스로부터 합성가스를 제조시 이산화탄소는 반응가스 중의 메탄에 대한 이산화탄소비(CO2/CH4)가 0.5∼8이 되도록 공급하여 반응시킬 수 있다.When preparing the synthesis gas from the natural gas, carbon dioxide may be reacted by supplying the carbon dioxide ratio (CO 2 / CH 4 ) to methane in the reaction gas to be 0.5 to 8.
상기의 천연가스로부터 합성가스를 제조시 반응가스와 이산화탄소는 공간속도 100∼100,000cc/hr g으로 공급하여 반응시킬 수 있다.When preparing the synthesis gas from the natural gas, the reaction gas and carbon dioxide can be reacted by supplying at a space velocity of 100 to 100,000 cc / hr g.
상기의 천연가스로부터 합성가스를 제조시 반응가스와 이산화탄소는 공간속도 200∼80,000cc/hr g으로 공급하여 반응시킬 수 있다.When preparing a synthesis gas from the natural gas, the reaction gas and carbon dioxide can be reacted by supplying a space velocity of 200 ~ 80,000cc / hr g.
상기의 천연가스로부터 합성가스를 제조시 반응가스와 이산화탄소는 공간속도 500∼50,000cc/hr g으로 공급하여 반응시킬 수 있다.When preparing the synthesis gas from the natural gas, the reaction gas and carbon dioxide can be reacted by supplying at a space velocity of 500 to 50,000 cc / hr g.
본 발명의 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매, 이의 제조방법 및 상기 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매 또는 상기의 제조방법에 의해 제조한 텅스텐 카바이드를 담체로 하고, 활성물질로서 니켈이 상기 담체에 담지된 촉매를 이용하여 천연가스로부터 합성가스를 제조하는 방법에 대해 조사한바, 본 발명은 상기에서 언급한 성분, 온도, 시간 등의 제반조건에 의해 촉매, 이의 제조방법 및 천연가스로부터 합성가스를 제조하는 것이 바람직하다.A catalyst in which tungsten carbide of the present invention is used as a carrier and nickel is supported on the carrier as an active material, a method for preparing the same, and a catalyst in which nickel is supported on the carrier as the carrier, and a method for producing the catalyst The method for preparing syngas from natural gas using a tungsten carbide prepared by the carrier as a carrier and nickel supported on the carrier as an active material was investigated. The present invention relates to the above-mentioned components, temperature, It is preferable to produce a synthesis gas from a catalyst, a method for preparing the same, and natural gas by various conditions such as time.
이하 본 발명의 내용을 실시예 및 시험예를 통하여 구체적으로 설명한다. 그 러나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 권리범위가 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the content of the present invention will be described in detail through examples and test examples. However, these are intended to explain the present invention in more detail, and the scope of the present invention is not limited thereto.
<실시예 1> 니켈금속이 담지된 텅스텐 카바이드 촉매 제조(1) Example 1 Preparation of Tungsten Carbide Catalyst Supported with Nickel Metal (1)
0.6M 니켈 질산화물 수용액에 텅스텐 카바이드를 첨가하여 담체인 텅스텐 카바이드에 촉매 전체 중량 대비 10%의 니켈이 담지되도록 함침법(impregnation)으로 담지하고 로터리 증발장치(rotary evaporator)를 통해 물을 증발시켜 텅스텐 카바이드에 니켈 질산화물을 담지시켰다.Tungsten carbide was added to 0.6 M nickel nitrate aqueous solution, impregnated with impregnation so that tungsten carbide as a carrier was loaded with 10% nickel relative to the total weight of the catalyst, and water was evaporated through a rotary evaporator to tungsten carbide. Nickel nitrate was supported on the substrate.
상기 니켈 질산화물이 텅스텐 카바이드에 담지된 것을 100℃에서 24시간 동안 건조하였다. The nickel nitrate supported on tungsten carbide was dried at 100 ° C. for 24 hours.
상기 건조 후 니켈 질산화물이 텅스텐 카바이드에 담지된 것을 공기 공간속도(GHSV)를 100cc/min g로 맞추어 650℃에서 3시간 동안 소성하여 니켈 질산화물을 산화니켈로 변화시켰다. After drying, the nickel nitrate was supported on tungsten carbide and calcined at 650 ° C. for 3 hours at an air space velocity (GHSV) of 100 cc / min g to change the nickel nitrate to nickel oxide.
상기 소성 후 산화니켈이 텅스텐 카바이드에 담지된 것을 일산화탄소 공간속도(GHSV) 200cc/min g으로 설정하여 800℃에서 2시간 동안 탄화시켜 상기 소성공정 후 텅스텐 카바이드에 생성된 텅스텐 산화물(WO2 또는 WO3)을 텅스텐 카바이드(WC)가 되도록 탄화시켰다. After the firing, the nickel oxide supported on the tungsten carbide was set to a carbon monoxide space velocity (GHSV) of 200 cc / min g and carbonized at 800 ° C. for 2 hours to produce tungsten oxide (WO 2 or WO 3) formed on the tungsten carbide after the firing process. ) Was carbonized to tungsten carbide (WC).
상기 탄화 후 산화니켈이 텅스텐 카바이드에 담지된 것을 750℃에서 40분 동안 10몰% 수소와 질소 90몰%으로 혼합된 수소가 포함된 가스 분위기에서 산화니 켈을 환원시켜 담체인 텅스텐 카바이드에 활성물질인 니켈금속이 담지된 촉매를 제조하였다.After the carbonization, the nickel oxide is supported on tungsten carbide by reducing nickel oxide in a gas atmosphere containing hydrogen mixed with 10 mol% hydrogen and 90 mol% nitrogen for 40 minutes at 750 ° C. A catalyst supported with phosphorous nickel metal was prepared.
상기에서 촉매 제조시 탄화과정이 끝나고 환원공정 전의 촉매의 XRD 분석을 실시하여 그 결과를 도 1에 나타내었다. In the catalyst preparation, the carbonization process is completed and the XRD analysis of the catalyst before the reduction process is shown in FIG. 1.
도 1에 보면 촉매의 담지체인 텅스텐 카바이드(WC)와 니켈산화물(NiO) 피크가 선명히 보이는 것을 알 수 있습니다. 이때 니켈(Ni) 금속이 아니라 Ni 산화물로 존재하는 이유는 니켈 산화물 자체는 산화물 생성도가 높아서, 상기 촉매 제조 공정 중에 탄화과정이 끝나게 되면 니켈 산화물로 존재하기 때문입니다. 이 니켈 산화물이 환원공정을 거치면 니켈 금속이 됩니다. 즉, 반응전에 니켈 산화물을 니켈 금속으로 환원시키기 위해 환원공정을 거치게 되고, 환원공정을 거친후 바로 반응을 시키게 되는 것입니다. 따라서 상기 촉매 제조시 탄화공정 후 촉매의 XRD 분석 그래프에서 니켈 산화물(NiO)이 보인다는 것은 담체인 텅스텐 카바이드에 담지된 니켈 금속이 산화된 상태로 존재한다는 이야기이므로 WC에 제대로 Ni이 담지가 된 것을 알 수 있습니다.1, it can be seen that the tungsten carbide (WC) and nickel oxide (NiO) peaks, which are catalyst carriers, are clearly visible. In this case, the reason for the presence of Ni oxide instead of nickel (Ni) metal is that nickel oxide itself has a high oxide production rate, and thus, when carbonization is completed during the catalyst manufacturing process, it exists as nickel oxide. When this nickel oxide undergoes a reduction process, it becomes nickel metal. In other words, the nickel oxide is reduced to nickel metal before the reaction, and the reaction is performed immediately after the reduction process. Therefore, the nickel oxide (NiO) is shown in the XRD analysis graph of the catalyst after the carbonization process in the preparation of the catalyst, which means that the nickel metal supported on the tungsten carbide, which is a carrier, is in an oxidized state, so that Ni is properly supported on the WC. I can tell.
<실시예 2> 니켈금속이 담지된 텅스텐 카바이드 촉매 제조(2) Example 2 Preparation of Tungsten Carbide Catalyst Supported with Nickel Metal (2)
탄화시 탄화시간을 8시간 동안 실시하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 담체인 텅스텐 카바이드에 활성물질인 니켈금속이 담지된 촉매를 제조하였다.Except that the carbonization time during the carbonization for 8 hours was prepared in the same manner as in Example 1 to prepare a catalyst in which the active material nickel metal supported on the tungsten carbide carrier.
<실시예 3> 합성가스 제조(1) Example 3 Synthesis Gas Production (1)
실시예 1에서 제조한 촉매 존재하에서 메탄가스를 이산화탄소와 750℃에서 20시간 동안 반응시켜 합성가스를 제조하였다. Synthetic gas was prepared by reacting methane gas with carbon dioxide at 750 ° C. for 20 hours in the presence of the catalyst prepared in Example 1.
상기 합성가스 제조시 메탄가스에 대한 이산화탄소의 공급비(CO2/CH4)는 1.1, 메탄가스와 이산화탄소의 공간속도(GHSV)를 18,000cc/hr g으로 하여 합성가스를 제조하였다.In the synthesis gas production, the supply ratio of carbon dioxide to methane gas (CO 2 / CH 4 ) was 1.1, the space velocity (GHSV) of methane gas and carbon dioxide was 18,000cc / hr g to produce a synthesis gas.
<실시예 4> 합성가스 제조(2) Example 4 Synthesis Gas Production (2)
실시예 2에서 제조한 촉매 존재하에서 메탄가스를 이산화탄소와 750℃에서 20시간 동안 반응시켜 합성가스를 제조하였다. Synthetic gas was prepared by reacting methane gas with carbon dioxide at 750 ° C. for 20 hours in the presence of the catalyst prepared in Example 2.
상기 합성가스 제조시 메탄가스에 대한 이산화탄소의 공급비(CO2/CH4)는 1.1, 메탄가스와 이산화탄소의 공간속도(GHSV)를 18,000cc/hr g으로 하여 합성가스를 제조하였다.In the synthesis gas production, the supply ratio of carbon dioxide to methane gas (CO 2 / CH 4 ) was 1.1, the space velocity (GHSV) of methane gas and carbon dioxide was 18,000cc / hr g to produce a synthesis gas.
상기 실시예 1,2와 같이 촉매 제조시 일산화탄소로 탄화시간을 각기 달리하여 제조한 실시예 1,2에서 각각 제조한 촉매 존재하에서 메탄과 이산화탄소를 반응시켜 합성가스 제조시 메탄의 전환율을 도 2, 이산화탄소의 전환율을 도 3에 각각 나타내었다.As shown in Examples 1 and 2, the conversion of methane when syngas was prepared by reacting methane and carbon dioxide in the presence of the catalyst prepared in Examples 1 and 2, respectively, was prepared by varying carbonization time with carbon monoxide. Conversion rates of carbon dioxide are shown in FIG. 3, respectively.
도 2, 도 3과 같이 2시간 동안 탄화시킨 촉매(실시예 3)의 활성 보다 8시간 동안 탄화시킨 촉매(실시예 4)의 활성이 높게 나오게 되는 것을 확인할 수 있다. 이는 탄화시간이 2시간 인 경우 소성과정에서 생성된 텅스텐 산화물이 텅스텐 카바이드로 충분히 전환되지 못하여 촉매 활성이 낮아지는 것으로 확인되었다. 따라서 촉매 활성을 높이기 위해서는 탄화시간이 충분히 진행되어져야 한다.As shown in FIGS. 2 and 3, the activity of the catalyst carbonized for 8 hours (Example 4) is higher than that of the catalyst carbonized for 2 hours (Example 3). It was confirmed that when the carbonization time was 2 hours, the tungsten oxide produced during the calcination process could not be sufficiently converted to tungsten carbide, resulting in low catalytic activity. Therefore, in order to increase the catalytic activity, the carbonization time should be sufficiently progressed.
<실시예 5> 니켈금속이 담지된 텅스텐 카바이드 촉매 제조(3) Example 5 Preparation of Tungsten Carbide Catalyst Supported with Nickel Metal (3)
0.6M 니켈 질산화물 수용액에 텅스텐 카바이드를 첨가하여 담체인 텅스텐 카바이드에 촉매 전체 중량 대비 5%의 니켈이 담지되도록 함침법(impregnation)으로 담지하고 로터리 증발장치(rotary evaporator)를 통해 물을 증발시켜 텅스텐 카바이드에 니켈 질산화물을 담지시켰다.Tungsten carbide was added to 0.6 M nickel nitrate aqueous solution to impregnate tungsten carbide with 5% nickel by weight based on the total weight of the catalyst by impregnation. Tungsten carbide was evaporated by rotary evaporator. Nickel nitrate was supported on the substrate.
상기 니켈 질산화물이 텅스텐 카바이드에 담지된 것을 100℃에서 24시간 동안 건조하였다. The nickel nitrate supported on tungsten carbide was dried at 100 ° C. for 24 hours.
상기 건조 후 니켈 질산화물이 텅스텐 카바이드에 담지된 것을 공기 공간속도(GHSV)를 100cc/min g로 맞추어 650℃에서 3시간 동안 소성하여 니켈 질산화물을 산화니켈로 변화시켰다. After drying, the nickel nitrate was supported on tungsten carbide and calcined at 650 ° C. for 3 hours at an air space velocity (GHSV) of 100 cc / min g to change the nickel nitrate to nickel oxide.
상기 소성 후 산화니켈이 텅스텐 카바이드에 담지된 것을 일산화탄소 공간속도(GHSV) 200cc/min g으로 설정하여 800℃에서 8시간 동안 탄화시켰다. After the firing, the nickel oxide supported on tungsten carbide was carbonized at 800 ° C. for 8 hours at a carbon monoxide space velocity (GHSV) of 200 cc / min g.
상기 탄화 후 산화니켈이 텅스텐 카바이드에 담지된 것을 750℃에서 40분 동안 10몰% 수소와 질소 90몰%으로 혼합된 수소가 포함된 가스 분위기에서 산화니켈을 환원시켜 담체인 텅스텐 카바이드에 활성물질인 니켈금속이 담지된 촉매를 제 조하였다.After the carbonization, the nickel oxide is supported on tungsten carbide, and the nickel oxide is reduced in a gas atmosphere containing hydrogen mixed with 10 mol% hydrogen and 90 mol% nitrogen for 40 minutes at 750 ° C. A nickel metal supported catalyst was prepared.
<실시예 6><Example 6>
실시예 5에서 제조한 촉매 존재하에서 메탄가스를 이산화탄소와 750℃에서 20시간 동안 반응시켜 합성가스를 제조하였다. Synthetic gas was prepared by reacting methane gas with carbon dioxide at 750 ° C. for 20 hours in the presence of the catalyst prepared in Example 5.
상기 합성가스 제조시 메탄가스에 대한 이산화탄소의 공급비(CO2/CH4)는 1.1, 메탄가스와 이산화탄소의 공간속도(GHSV)를 18,000cc/hr g으로 하여 합성가스를 제조하였다.In the synthesis gas production, the supply ratio of carbon dioxide to methane gas (CO 2 / CH 4 ) was 1.1, the space velocity (GHSV) of methane gas and carbon dioxide was 18,000cc / hr g to produce a synthesis gas.
<실시예 7><Example 7>
실시예 5에서 제조한 촉매 존재하에서 메탄가스를 이산화탄소와 700℃에서 20시간 동안 반응시켜 합성가스를 제조하였다. Synthetic gas was prepared by reacting methane gas with carbon dioxide at 700 ° C. for 20 hours in the presence of the catalyst prepared in Example 5.
상기 합성가스 제조시 메탄가스에 대한 이산화탄소의 공급비(CO2/CH4)는 1.1, 메탄가스와 이산화탄소의 공간속도(GHSV)를 18,000cc/hr g으로 하여 합성가스를 제조하였다.In the synthesis gas production, the supply ratio of carbon dioxide to methane gas (CO 2 / CH 4 ) was 1.1, the space velocity (GHSV) of methane gas and carbon dioxide was 18,000cc / hr g to produce a synthesis gas.
<실시예 8><Example 8>
실시예 5에서 제조한 촉매 존재하에서 메탄가스를 이산화탄소와 750℃에서 20시간 동안 반응시켜 합성가스를 제조하였다. Synthetic gas was prepared by reacting methane gas with carbon dioxide at 750 ° C. for 20 hours in the presence of the catalyst prepared in Example 5.
상기 합성가스 제조시 메탄가스에 대한 이산화탄소의 공급비(CO2/CH4)는 1.0, 메탄가스와 이산화탄소의 공간속도(GHSV)를 18,000cc/hr g으로 하여 합성가스를 제조하였다.In the production of the synthesis gas, the supply ratio of carbon dioxide to methane gas (CO 2 / CH 4 ) was 1.0, and the synthesis gas was prepared using a space velocity (GHSV) of methane gas and carbon dioxide as 18,000 cc / hr g.
<실시예 9>Example 9
실시예 5에서 제조한 촉매 존재하에서 메탄가스를 이산화탄소와 750℃에서 20시간 동안 반응시켜 합성가스를 제조하였다. Synthetic gas was prepared by reacting methane gas with carbon dioxide at 750 ° C. for 20 hours in the presence of the catalyst prepared in Example 5.
상기 합성가스 제조시 메탄가스에 대한 이산화탄소의 공급비(CO2/CH4)는 0.59, 메탄가스와 이산화탄소의 공간속도(GHSV)를 18,000cc/hr g으로 하여 합성가스를 제조하였다.The synthesis gas was prepared by supplying a ratio of carbon dioxide to methane gas (CO 2 / CH 4 ) to 0.59, and a space velocity (GHSV) of methane gas and carbon dioxide to 18,000 cc / hr g.
<실시예 10><Example 10>
실시예 5에서 제조한 촉매 존재하에서 메탄가스를 이산화탄소와 750℃에서 20시간 동안 반응시켜 합성가스를 제조하였다. Synthetic gas was prepared by reacting methane gas with carbon dioxide at 750 ° C. for 20 hours in the presence of the catalyst prepared in Example 5.
상기 합성가스 제조시 메탄가스에 대한 이산화탄소의 공급비(CO2/CH4)는 1.1, 메탄가스와 이산화탄소의 공간속도(GHSV)를 25,000cc/hr g으로 하여 합성가스를 제조하였다.In the synthesis gas production, the supply ratio of carbon dioxide to methane gas (CO 2 / CH 4 ) was 1.1, the space velocity (GHSV) of methane gas and carbon dioxide was 25,000cc / hr g to prepare a synthesis gas.
<비교예 1>Comparative Example 1
0.6M 니켈 질산화물 수용액에 알루미나를 첨가하여 담체인 알루미나에 촉매 전체 중량 대비 10%의 니켈이 담지되도록 함침법(impregnation)으로 담지하고 로터리 증발장치(rotary evaporator)를 통해 물을 증발시켜 알루미나에 니켈 질산화물을 담지시켰다.Alumina was added to a 0.6 M nickel nitrate aqueous solution to impregnate alumina as a carrier with 10% nickel relative to the total weight of the catalyst by impregnation, and water was evaporated through a rotary evaporator to evaporate nickel nitrate to alumina. It was supported.
상기 니켈 질산화물이 알루미나에 담지된 것을 100℃에서 24시간 동안 건조하였다. The nickel nitrate supported on alumina was dried at 100 ° C. for 24 hours.
상기 건조 후 니켈 질산화물이 알루미나에 담지된 것을 공기 공간속도(GHSV)를 100cc/min g로 맞추어 650℃에서 3시간 동안 소성하여 니켈 질산화물을 산화니켈로 변화시켰다. After drying, the nickel nitrate supported on alumina was calcined at 650 ° C. for 3 hours at an air space velocity (GHSV) of 100 cc / min g to change the nickel nitrate to nickel oxide.
상기 소성 후 산화니켈이 알루미나에 담지된 것을 750℃에서 40분 동안 10몰% 수소와 질소 90몰%으로 혼합된 수소가 포함된 가스 분위기에서 환원시켜 담체인 알루미나에 활성물질인 니켈금속이 담지된 촉매를 제조하였다.After the calcination, the nickel oxide supported on the alumina was reduced in a gas atmosphere containing hydrogen mixed with 10 mol% hydrogen and 90 mol% nitrogen at 750 ° C. for 40 minutes to support nickel metal as an active material on alumina as a carrier. Catalyst was prepared.
<비교예 2>Comparative Example 2
비교예 1에서 제조한 촉매 존재하에서 메탄가스를 이산화탄소와 750℃에서 10시간 동안 반응시켜 합성가스를 제조하였다. Synthetic gas was prepared by reacting methane gas with carbon dioxide at 750 ° C. for 10 hours in the presence of the catalyst prepared in Comparative Example 1.
상기 합성가스 제조시 메탄가스에 대한 이산화탄소의 공급비(CO2/CH4)는 1.1, 메탄가스와 이산화탄소의 공간속도(GHSV)를 18,000cc/hr g으로 하여 합성가스를 제조하였다.In the synthesis gas production, the supply ratio of carbon dioxide to methane gas (CO 2 / CH 4 ) was 1.1, the space velocity (GHSV) of methane gas and carbon dioxide was 18,000cc / hr g to produce a synthesis gas.
상기 실시예 6 내지 실시예 10 및 비교예 2에서 각각의 합성가스 제조시 합성가스 제조 후 1시간, 10시간, 20시간 동안 반응이 진행되었을 때 반응 전환율과 주 생성물인 일산화탄소의 수율 결과를 하기의 표 1 내지 표 6에 나타내었다. In Example 6 to Example 10 and Comparative Example 2, when the reaction proceeds for 1 hour, 10 hours, and 20 hours after the synthesis gas is prepared, the reaction conversion rate and the yield of carbon monoxide, the main product, are as follows. Tables 1-6 are shown.
담체를 알루미나를 사용하여 니켈금속을 담지한 촉매와 같은 양의 니켈 금속을 텅스텐 카바이드에 담지시킨 촉매의 활성을 비교하면, 표 1의 결과처럼 초기 활성은 알루미나 담체를 사용했을 경우가 비교적 높은 활성을 띠고 있지만, 표 3의 결과에서 볼 수 있듯이 촉매의 비활성속도가 알루미나 담체를 사용했을 때 가장 높은 것을 확인할 수 있다. 알루미나 담체는 700℃ 온도에서부터 표면적이 낮은 상(Phase)로 전이가 일어나고 다른 산화물 담체보다 산세기가 높은 특징을 가지고 있다. Comparing the activity of the catalyst having the same amount of nickel metal loaded on the tungsten carbide as the catalyst supporting the nickel metal using alumina as the carrier, the initial activity was relatively higher when the alumina carrier was used as shown in Table 1. Although shown in the results of Table 3, it can be seen that the inactivation rate of the catalyst is the highest when using an alumina carrier. The alumina carrier has a feature of transitioning from a temperature of 700 ° C. to a phase having a low surface area and having a higher acid strength than other oxide carriers.
본 실험은 700℃ 이상 온도조건에서 장시간 반응이 진행되어 반응 중 담체 표면적이 줄어드는 방향으로 담체의 상변이가 진행되고 있고, 알루미나의 산세기가 높아 이산화탄소가 해리되는 과정에서 생성된 일산화탄소와 활성화된 메탄으로부터 생성된 코크의 침척속도 매우 빠르게 진행되어 비활성도가 높은 것으로 확인되어진다. 텅스텐 카바이드를 담체로 사용한 경우는 이산화탄소가 해리되면서 생성된 활성 산소와 텅스텐 카바이드의 탄소원자의 교환 작용에 의해 니켈금속에서 생성된 활성화된 탄소가 침적되지 않고 제거되는 효과로 인해 장시간 촉매활성을 유지할 수 있어 비활성 속도를 줄이게 되어 촉매 활성이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.In this experiment, carbon dioxide and activated methane produced in the process of dissociating carbon dioxide due to the high acid strength of alumina are proceeded in the direction that the reaction proceeds for a long time under the temperature condition above 700 ℃ and the surface area of the carrier decreases. The infiltration rate of the coke produced from the process proceeds very fast and it is confirmed that the specific activity is high. When tungsten carbide is used as a carrier, catalytic activity can be maintained for a long time due to the effect that carbon dioxide is dissociated and activated carbon produced in nickel metal is removed without being deposited by the action of exchanging activated oxygen and carbon atoms of tungsten carbide. It was confirmed that the activity of the catalyst was improved by reducing the inactivation rate.
텅스텐 카바이드를 담체로 사용한 촉매에서 니켈 금속량을 5중량%, 10중량 %인 경우를 각각 비교하면, 니켈양이 낮은 경우 촉매의 활성이 더 높은 것을 확인할 수 있다. 본 발명에서 사용한 텅스텐 카바이트의 표면적이 상대적으로 낮다. 10중량% 보다 5중량%의 활성이 높게 나오는 이유는 많은 양의 니켈 금속이 담지된 촉매의 경우 텅스텐 카바이드의 표면 덮임율이 높아져서 앞서 언급한 니켈금속과 텅스텐 카바이드간의 복합효과 작용을 저해시키게 된다. 따라서 텅스텐 카바이드의 표면적과 니켈금속 담지량을 적절히 조절하여 복합효과 작용을 활성화 시키는 것이 촉매 활성에 영향을 주게 된다.Comparing the case of 5 wt% and 10 wt% of nickel metal in the catalyst using tungsten carbide as a carrier, it can be confirmed that the activity of the catalyst is higher when the nickel amount is low. The surface area of tungsten carbide used in the present invention is relatively low. The reason why the activity of 5% by weight is higher than 10% by weight is that in the case of a catalyst containing a large amount of nickel metal, the surface coverage of tungsten carbide is increased, thereby inhibiting the compounding effect between the aforementioned nickel metal and tungsten carbide. Therefore, by appropriately adjusting the surface area and nickel metal loading of tungsten carbide to activate the composite effect action will affect the catalytic activity.
표 1에서 반응물 공급비를 달리한 촉매 활성을 비교하면, CO2/CH4 값이 1.1일때가 가장 높고 0.59일 때가 가장 낮다. 따라서 반응물을 공급할 때 CO2/CH4 비의 조절에 촉매 활성에 영향을 주는 요인으로 고려되어져야 한다. Comparing the catalytic activity with different reactant feed ratios in Table 1, the highest CO 2 / CH 4 value is 1.1 and the lowest is 0.59. Therefore, the feeding of the reactants should be considered as a factor affecting the catalytic activity in the control of the CO2 / CH4 ratio.
제시된 표 1 내지 표 6에서 볼 수 있듯이 공간속도가 18,000cc/hr g보다 25,000cc/hr g인 경우가 촉매 활성이 다소 낮은 것을 확인할 수 있다. 이는 이산화탄소로부터 메탄 개질반응의 평형상수가 다소 낮기 때문에 촉매와 반응물간의 접촉시간이 충분히 이루어져야 한다.As can be seen in Tables 1 to 6, the catalytic activity is somewhat lower when the space velocity is 25,000 cc / hr g than 18,000 cc / hr g. This is because the equilibrium constant of the methane reforming reaction from carbon dioxide is rather low, so that the contact time between the catalyst and the reactant should be sufficient.
표 1. 메탄과 일산화탄소 전환율(반응시간 : 1시간)Table 1. Conversion of methane and carbon monoxide (reaction time: 1 hour)
표 2. 일산화탄소 수율 (반응시간 : 1시간)Table 2. Carbon monoxide yield (reaction time: 1 hour)
표 3. 메탄과 이산화탄소 전환율 (반응시간 : 10시간)Table 3. Methane and Carbon Dioxide Conversion Rate (Reaction Time: 10 Hours)
표 4. 일산화탄소 수율 (반응시간 : 10시간)Table 4. Carbon monoxide yield (reaction time: 10 hours)
표 5. 메탄과 이산화탄소 전환율 (반응시간 : 20시간)Table 5. Methane and Carbon Dioxide Conversion Rate (Reaction Time: 20 hours)
표 6. 일산화탄소 수율 (반응시간 : 20시간)Table 6. Carbon Monoxide Yield (Reaction Time: 20 hours)
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. As described above, although described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and modified within the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. It will be appreciated that it can be changed.
이에 본 발명자들은 상용 텅스텐 카바이트 표면에 니켈 금속을 담지시킴으로써 메탄 활성화에 기여하는 니켈 금속의 특성과 이산화탄소가 해리과정이산화탄소 해리 과정에서 생성된 활성산소와 텅스텐 카바이드의 탄소와의 교환 작용으로 침적된 탄소가 반응중에 제거되어 이산화탄소를 사용한 메탄 개질용 촉매 활성을 개선시켜 주고, 수명을 늘려주는 효과를 본 발명을 통해 확인할 수 있었다.Therefore, the present inventors found that nickel metal is supported on the surface of commercial tungsten carbide to promote methane activation and carbon dioxide is deposited due to the exchange of active oxygen produced during dissociation and carbon dioxide dissociation with carbon of tungsten carbide. Removed during the reaction to improve the catalytic activity for methane reforming using carbon dioxide, it was confirmed through the present invention to increase the life.
도 1은 실시예 1에서 촉매 제조시 탄화과정이 끝나고 환원공정 전의 촉매의 XRD 분석을 나타낸 그래프이다. 1 is a graph showing the XRD analysis of the catalyst before the reduction process after the carbonization process in the catalyst preparation in Example 1.
도 2는 실시예 1,2에서 각각 제조한 촉매 존재하에서 메탄과 이산화탄소를 반응시켜 합성가스 제조시 메탄의 전환율을 나타낸 것으로서, 실시예 3은 실시예 1에서 제조한 촉매를 이용한 합성가스 제조시 메탄의 전환율을 나타낸 것이고, 실시예 4는 실시예 2에서 제조한 촉매를 이용한 합성가스 제조시 메탄의 전환율을 나타낸 것이다.FIG. 2 shows the conversion of methane when syngas is produced by reacting methane and carbon dioxide in the presence of the catalysts prepared in Examples 1 and 2, and Example 3 is methane when syngas is prepared using the catalyst prepared in Example 1. Example 4 shows the conversion rate of, and Example 4 shows the conversion rate of methane when preparing the synthesis gas using the catalyst prepared in Example 2.
도 3은 실시예 1,2에서 각각 제조한 촉매 존재하에서 메탄과 이산화탄소를 반응시켜 합성가스 제조시 이산화탄소의 전환율을 나타낸 것으로서, 실시예 3은 실시예 1에서 제조한 촉매를 이용한 합성가스 제조시 이산화탄소의 전환율을 나타낸 것이고, 실시예 4는 실시예 2에서 제조한 촉매를 이용한 합성가스 제조시 이산화탄소의 전환율을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the conversion of carbon dioxide in the synthesis gas production by reacting methane and carbon dioxide in the presence of the catalyst prepared in Examples 1 and 2, Example 3 is the carbon dioxide in the synthesis gas production using the catalyst prepared in Example 1 Example 4 shows the conversion rate of, and Example 4 shows the conversion rate of carbon dioxide when syngas was prepared using the catalyst prepared in Example 2.
Claims (21)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080012661A KR100912725B1 (en) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | New catalysts for methane reforming with carbon dioxide to syngas, preparation method thereof and preparation method of syngas using there catalysts and carbon dioxide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080012661A KR100912725B1 (en) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | New catalysts for methane reforming with carbon dioxide to syngas, preparation method thereof and preparation method of syngas using there catalysts and carbon dioxide |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20090087298A KR20090087298A (en) | 2009-08-17 |
KR100912725B1 true KR100912725B1 (en) | 2009-08-19 |
Family
ID=41206379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080012661A KR100912725B1 (en) | 2008-02-12 | 2008-02-12 | New catalysts for methane reforming with carbon dioxide to syngas, preparation method thereof and preparation method of syngas using there catalysts and carbon dioxide |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100912725B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104307511A (en) * | 2014-11-03 | 2015-01-28 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | Preparation method of carbon-based tungsten coating catalyst |
KR20160077957A (en) | 2014-12-24 | 2016-07-04 | 강원대학교산학협력단 | Method to convert from greenhouse gases to synthesis gas using catalytic complexes and apparatus used for conversion to synthesis gas |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105771995B (en) * | 2016-03-31 | 2018-10-19 | 山西大学 | A kind of cladding nano material and preparation method thereof |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6897178B1 (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-24 | The Regents Of The University Of Michigan | Carbide/nitride based fuel processing catalysts |
-
2008
- 2008-02-12 KR KR1020080012661A patent/KR100912725B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6897178B1 (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-24 | The Regents Of The University Of Michigan | Carbide/nitride based fuel processing catalysts |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104307511A (en) * | 2014-11-03 | 2015-01-28 | 太仓派欧技术咨询服务有限公司 | Preparation method of carbon-based tungsten coating catalyst |
KR20160077957A (en) | 2014-12-24 | 2016-07-04 | 강원대학교산학협력단 | Method to convert from greenhouse gases to synthesis gas using catalytic complexes and apparatus used for conversion to synthesis gas |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20090087298A (en) | 2009-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101994152B1 (en) | A Reduced Carbon Poisoning Perovskite Catalyst Impregnated with Metal Ion, Preparation Method Thereof and Methane Reforming Method Threrewith | |
KR101529906B1 (en) | Process for operating hts reactor | |
KR100732784B1 (en) | Process for the production of dimethylether from hydrocarbon | |
US6623720B2 (en) | Transition metal carbides, nitrides and borides, and their oxygen containing analogs useful as water gas shift catalysts | |
KR20100014012A (en) | Catalyst for the preparation of synthesis gas from natural gas with carbon dioxide and the preparation method there of | |
KR100612956B1 (en) | High Performance Water Gas Shift Catalysts and A Method of Preparing The Same | |
US20120181484A1 (en) | Catalytic method for obtaining hydrogen or a hydrogen-rich gas starting from bioethanol and/or ethanol | |
KR20130074393A (en) | Catalyst for efficient co2 conversion and method for preparing thereof | |
KR100912725B1 (en) | New catalysts for methane reforming with carbon dioxide to syngas, preparation method thereof and preparation method of syngas using there catalysts and carbon dioxide | |
JP6102473B2 (en) | Catalyst for producing synthesis gas, method for regenerating the catalyst, and method for producing synthesis gas | |
KR101245484B1 (en) | Water gas shift catalysts and method for producing syngas by Water gas shift reaction using the same | |
KR102186058B1 (en) | Catalyst Comprising MgO-Al2O3 Hybrid Support and The Method of Preparing Synthesis Gas from Carbon Dioxide Reforming of Alcohol Using the Same | |
Zhang et al. | CO 2 Conversion to Value‐Added Gas‐Phase Products: Technology Overview and Catalysts Selection | |
KR101487387B1 (en) | Preparation Method of Metal Carbide Methane Reforming Catalyst and Methane Reforming Catalyst Prepared by the Method | |
KR20190067146A (en) | Preparation Method of Reduced Carbon Poisoning Perovskite Catalyst Impregnated with Metal Ion, and Methane Reforming Method Threrewith | |
KR101467405B1 (en) | Catalyst for the steam reforming of methane, method for preparing thereof and method for the steam reforming of methane in by-product gas containing sulphur using the catalyst | |
KR20100104934A (en) | Method for preparing fischer-tropsch catalysts, the fischer-tropsch catalysts thereof, and method for preparing synthesis gas for liquefaction process with high yield using the same | |
KR100336968B1 (en) | Modified Zirconia-supported nickel reforming catalysts and its use for producing synthesis gas from natural gas | |
US11691128B2 (en) | Thermally stable monolith catalysts for methane reforming and preparing method of the same | |
CN114308093A (en) | High-load nickel-based carbide catalyst and preparation method and application thereof | |
JP6089894B2 (en) | Catalyst for producing synthesis gas and method for producing synthesis gas | |
KR101400889B1 (en) | Carbonhydrate reforming catalyst and the method of preparation thereof | |
KR100460433B1 (en) | Catalyst for Purifying Reformate Gas and Process for Selectively Removing Carbon Monoxide Contained in Hydrogen-enriched Reformate Gas Using the Same | |
KR20150129566A (en) | Ni-based catalysts for combined steam and carbon dioxide reforming with natural gas | |
KR101440193B1 (en) | Catalyst for the mixed reforming of natural gas, preparation method thereof and method for mixed reforming of natural gas using the catalyst |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120730 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130730 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |