KR102217720B1 - Metanation catalyst with high hydrostability and the method for preparing thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내구성이 우수한 메탄 합성 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 CO, CO2 및 H2가 포함된 합성가스로부터 메탄을 합성하기 위한 촉매로서, 담체; 및 상기 담체 상에 담지된 철(Fe), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합; 니켈(Ni); 및 마그네슘(Mg)을 포함하는 메탄 합성 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 수분에 노출된 700℃ 이상의 고온 환경에서도 내구성이 우수하며, 이와 함께 높은 이산화탄소 전환율을 갖는 촉매가 제공되므로, 고온 고압의 스팀을 포함하는 조건에서 촉매의 변성 및 특성 저하가 발생되지 않아 메탄 합성의 공정 효율이 향상될 수 있다.
The present invention relates to a catalyst for synthesizing methane having excellent durability and a method for preparing the same, and more particularly, to CO, CO 2 And a catalyst for synthesizing methane from syngas containing H 2 , comprising: a carrier; And iron (Fe), calcium (Ca), or a combination thereof supported on the carrier. Nickel (Ni); And a catalyst for synthesizing methane including magnesium (Mg) and a method for preparing the same.
According to the present invention, since the catalyst has excellent durability even in a high temperature environment of 700° C. or higher exposed to moisture, and has a high carbon dioxide conversion rate, modification of the catalyst and deterioration of properties do not occur under conditions including high temperature and high pressure steam. Therefore, the process efficiency of methane synthesis can be improved.

Description

수분내구성이 우수한 메탄 합성 촉매 및 이의 제조방법{Metanation catalyst with high hydrostability and the method for preparing thereof}Methanation catalyst with high hydrostability and the method for preparing thereof having excellent moisture durability

본 발명은 내구성이 우수한 메탄 합성 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 과량의 스팀과 함께 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소를 포함하여 이루어진 합성가스의 메탄화 반응 전환 효율이 낮은 온도에서도 효율적으로 수행되는 니켈계 촉매 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a catalyst for synthesizing methane having excellent durability and a method for producing the same, and more particularly, to a synthesis gas comprising carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen together with an excessive amount of steam. It relates to a nickel-based catalyst and a method for preparing the same.

메탄(Methane)은 분자식이 CH4인 화합물로서 가장 단순한 알칸화합물이며, 천연가스의 주성분이기도 하다. 메탄의 결합각은 109.5도로 이루어져 있으며, 메탄 분자 하나가 산소에 의해 연소되었을 때, 하나의 이산화탄소(CO2) 분자와 두 개의 물 분자(H2O)가 생성된다. 메탄이 연료로 각광받는 것은 알칸화합물 중 상대적으로 풍부하게 존재하고 있기 때문이다.
Methane is the simplest alkane compound as a compound with a molecular formula of CH 4 and is also a main component of natural gas. The bonding angle of methane is 109.5 degrees, and when one methane molecule is burned by oxygen, one carbon dioxide (CO 2 ) molecule and two water molecules (H 2 O) are produced. Methane is attracting attention as a fuel because it is relatively abundant among alkanes.

한편, 상기와 같은 메탄은 합성가스로부터 합성될 수 있으며, 상기 합성가스(Synthesis gas)는 수소(H2), 이산화탄소(CO2) 및 일산화탄소(CO)의 혼합가스를 의미하고, 이러한 합성가스의 생성 과정을 살펴보면 산화제를 통해 액상 탄화수소 화합물 혹은 천연가스를 개질시켜 생성시키거나, 석탄이나 우드칩(wood chip)과 같은 바이오매스(biomass)의 가스화 공정을 통해 생성된다.
Meanwhile, methane as described above may be synthesized from synthesis gas, and the synthesis gas refers to a mixture gas of hydrogen (H 2 ), carbon dioxide (CO 2 ), and carbon monoxide (CO). Looking at the generation process, it is generated by reforming a liquid hydrocarbon compound or natural gas through an oxidizing agent, or through a gasification process of biomass such as coal or wood chips.

이와 같이 생성된 합성가스는 주로 암모니아, 메탄올, 메탄 등의 화합물을 합성하는데 유용하게 쓰이고 있고, 최근에는 피셔-트로프슈(Fischer-Tropsch) 합성이나 DME(Di-Methyl-Ether) 등 차세대 합성 연료의 제조 과정에 있어서 중간 원료 가스로서 중요성이 커지고 있다.
Synthetic gas generated in this way is mainly used to synthesize compounds such as ammonia, methanol, and methane, and recently, the synthesis of next generation synthetic fuels such as Fischer-Tropsch synthesis or DME (Di-Methyl-Ether). The importance is increasing as an intermediate raw material gas in the manufacturing process.

일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 및 수소(H2)가 반응하여 메탄을 합성하기 위한 반응은 다음과 같다.
The reaction for synthesizing methane by reacting carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and hydrogen (H 2 ) is as follows.

CO + 3H2 → CH4 + H2O (반응열 : 206kJ/mol) ...반응식 1CO + 3H 2 → CH 4 + H 2 O (Reaction heat: 206kJ/mol) ... Reaction Formula 1

CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O (반응열 : 165kJ/mol) ...반응식 2CO 2 + 4H 2 → CH 4 + 2H 2 O (Reaction heat: 165kJ/mol) ... Reaction Formula 2

상기 반응식 1 및 2를 참고하면, 일산화탄소 또는 이산화탄소와 수소가 반응하여 메탄(CH4)을 합성하는 경우 많은 열이 발생하게 되며, 이로 인해 촉매 및 반응기 내부 온도가 약 600℃ 이상의 고온으로 상승하게 된다. 따라서, 메탄 합성 촉매의 경우 합성 반응 도중 발생하는 높은 열에 견딜 수 있도록 적어도 600℃ 이상의 온도에서 견딜 수 있는 고온의 내구성을 필요로 한다.
Referring to Reaction Schemes 1 and 2, when carbon monoxide or carbon dioxide and hydrogen react to synthesize methane (CH 4 ), a lot of heat is generated, and the temperature inside the catalyst and the reactor rises to a high temperature of about 600°C or higher. . Therefore, in the case of the methane synthesis catalyst, high temperature durability that can withstand a temperature of at least 600°C is required to withstand high heat generated during the synthesis reaction.

이러한 높은 발열 반응으로 인한 문제점을 해결하기 위한 방법으로는 열용량이 높은 물을 증기 상태로 반응 가스인 일산화탄소, 이산화탄소 및 수소와 함께 투입하여 메탄 합성 반응 시 발생하는 열을 식혀주는 방법이 있다(US 1974-503684 등 참조). 다만, 이를 위해서는 스팀이 포함된 고온 및 고압의 조건에서 변성 및 특성 저하가 없는 촉매가 필요하다.
As a method for solving the problem caused by such a high exothermic reaction, there is a method of cooling the heat generated during the methane synthesis reaction by injecting water with high heat capacity in a vapor state together with reaction gases such as carbon monoxide, carbon dioxide and hydrogen (US 1974). -503684, etc.). However, for this, a catalyst that does not deteriorate and does not deteriorate in properties under high temperature and high pressure conditions including steam is required.

한편, 일반적인 메탄 합성 공정의 경우 높은 반응열로 인해 다단으로 이루어진 반응 시스템을 구축하여 단계별로 메탄 전환율을 높이는 방식을 이용하여 최종적으로 높은 농도의 메탄을 합성한다. 이때 각 단계의 반응에서 메탄 합성 시 발생한 물과 일산화탄소가 반응하여 이산화탄소가 일부 생성되게 되므로, 다단 반응기의 후단 부분은 이산화탄소의 전환율이 높은 촉매를 사용하는 것이 공정 효율을 높이는데 유리하게 작용한다.
Meanwhile, in the case of a general methane synthesis process, a high concentration of methane is finally synthesized using a method of increasing the methane conversion rate step by step by constructing a multistage reaction system due to high reaction heat. At this time, since water and carbon monoxide generated during methane synthesis in each step of the reaction react to produce some carbon dioxide, the use of a catalyst having a high conversion rate of carbon dioxide at the rear end of the multistage reactor is advantageous to increase process efficiency.

따라서, 700℃ 이상의 고온에서 내구성이 우수하며, 스팀이 포함된 고온 및 고압의 조건에서 변성 및 특성 저하가 없는 촉매가 개발되는 경우 관련 분야에서 유용하게 사용될 것으로 기대된다.
Therefore, it is expected to be useful in related fields when a catalyst having excellent durability at a high temperature of 700° C. or higher and without deterioration and deterioration in properties is developed under high temperature and high pressure conditions including steam.

본 발명의 한 측면은 다량의 스팀이 포함된 고온 및 고압의 조건에서도 효과적인 메탄 합성 반응을 수행하는 촉매를 제공하는 것이다.
One aspect of the present invention is to provide a catalyst that performs an effective methane synthesis reaction even under high temperature and high pressure conditions including a large amount of steam.

본 발명의 다른 측면은 상기와 같은 수분 내구성이 우수한 촉매를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
Another aspect of the present invention is to provide a method of preparing a catalyst having excellent moisture durability as described above.

본 발명의 일 견지에 의하면, CO, CO2 및 H2가 포함된 합성가스로부터 메탄을 합성하기 위한 촉매로서, 담체; 및 상기 담체 상에 담지된 철(Fe), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합; 니켈(Ni); 및 마그네슘(Mg)을 포함하는, 메탄 합성 촉매가 제공된다.According to one aspect of the present invention, CO, CO 2 And a catalyst for synthesizing methane from syngas containing H 2 , comprising: a carrier; And iron (Fe), calcium (Ca), or a combination thereof supported on the carrier. Nickel (Ni); And magnesium (Mg), a catalyst for methane synthesis is provided.

상기 촉매는, 전체 촉매 100 중량부 당 20 내지 85 중량부의 담체; 및 철(Fe) 0 초과 내지 10 중량부, 칼슘(Ca) 0 초과 내지 10 중량부 또는 이들의 조합; 니켈 20 내지 40 중량부; 및 마그네슘 0 초과 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
The catalyst, 20 to 85 parts by weight of a carrier per 100 parts by weight of the total catalyst; And iron (Fe) 0 to 10 parts by weight, calcium (Ca) 0 to 10 parts by weight, or a combination thereof; 20 to 40 parts by weight of nickel; And it is preferable to include more than 0 20 parts by weight of magnesium.

상기 담체는 알루미나, 실리카 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다.
The carrier is preferably alumina, silica, or a combination thereof.

본 발명의 다른 견지에 의하면, 촉매 전구체를 물에 분산시키는 단계; 물에 분산된 촉매 전구체를 가열하는 단계; 암모니아수를 투입하여 침전을 유도하는 단계; 침전된 촉매의 수분을 제거하여 고형분을 획득하는 단계; 증류수를 이용하여 상기 고형분으로부터 염기 성분을 제거하는 단계; 건조하는 단계; 및 열처리하는 단계를 포함하는 메탄 합성 촉매의 제조방법이 제공된다.
According to another aspect of the invention, dispersing the catalyst precursor in water; Heating the catalyst precursor dispersed in water; Introducing aqueous ammonia to induce precipitation; Removing moisture from the precipitated catalyst to obtain a solid content; Removing a basic component from the solid content using distilled water; Drying; And there is provided a method for producing a methane synthesis catalyst comprising the step of heat treatment.

상기 촉매 전구체는 담체 전구체; 및 담체 상에 담지되는 철(Fe) 전구체, 칼슘(Ca) 전구체 또는 이들의 조합; 니켈(Ni) 전구체; 및 마그네슘(Mg) 전구체를 포함하는 것이 바람직하다.
The catalyst precursor is a carrier precursor; And an iron (Fe) precursor, a calcium (Ca) precursor, or a combination thereof supported on the carrier. Nickel (Ni) precursor; And a magnesium (Mg) precursor.

상기 담체 전구체는 질산알루미늄9수화물((Al2NO3)39H2O), 테트라에틸 오쏘실리케이트 (Si(OC2H5)4) 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다.
The carrier precursor is preferably aluminum nitrate 9 hydrate ((Al 2 NO 3 ) 3 9H 2 O), tetraethyl orthosilicate (Si(OC 2 H 5 ) 4 ) or a combination thereof.

상기 니켈 전구체는 질산니켈6수화물(Ni(NO3)2·6H2O), 초산니켈4수화물((CH3CO2)2Ni·4H2O), 염화니켈6수화물(NiCl2·6H2O) 및 탄산니켈4수화물(NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
The nickel precursors include nickel nitrate hexahydrate (Ni(NO 3 ) 2 ·6H 2 O), nickel acetate tetrahydrate ((CH 3 CO 2 ) 2 Ni·4H 2 O), nickel chloride hexahydrate (NiCl 2 ·6H 2 O) and nickel carbonate tetrahydrate (NiCO 3 ·2Ni(OH) 2 ·4H2O) is preferably selected from the group consisting of.

상기 마그네슘 전구체는 질산마그네슘6수화물(Mg(NO3)6H2O), 초산마그네슘4수화물((CH3CO2)2Mg·4H2O), 염화마그네슘6수화물(MgCl2·6H2O) 및 탄산마그네슘((MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
The magnesium precursor is magnesium nitrate hexahydrate (Mg(NO 3 ) 6H 2 O), magnesium acetate tetrahydrate ((CH 3 CO 2 ) 2 Mg·4H 2 O), magnesium chloride hexahydrate (MgCl 2 ·6H 2 O) and magnesium carbonate ((MgCO 3 ) 4 Mg(OH) 2 ·5H 2 O) is preferably selected from the group consisting of.

상기 칼슘 전구체는 질산칼슘4수화물(Ca(NO3)2·4H2O), 염화칼슘2수화물(CaCl2·2H2O), 초산칼슘(Ca(CH3COO)2·2H2O), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 및 탄산칼슘(CaCO3)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
The calcium precursor is calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO 3 ) 2 ·4H 2 O), calcium chloride dihydrate (CaCl 2 ·2H 2 O), calcium acetate (Ca(CH 3 COO) 2 ·2H 2 O), calcium hydroxide It is preferably selected from the group consisting of (Ca(OH) 2 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ).

상기 철 전구체는 질산제일철9수화물(Fe(NO3)2·9H2O), 염화제일철4수화물(FeCl2·4H2O), 염화제이철6수화물(FeCl3·6H2O) 및 황산제일철7수화물(FeSO4·7H2O)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
The iron precursors are ferrous nitrate 9 hydrate (Fe(NO 3 ) 2 ·9H 2 O), ferrous chloride tetrahydrate (FeCl 2 ·4H 2 O), ferric chloride hexahydrate (FeCl 3 ·6H 2 O) and ferrous sulfate 7 It is preferably selected from the group consisting of hydrates (FeSO 4 ·7H 2 O).

상기 가열하는 단계는 50 내지 60℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
The heating step is preferably carried out at a temperature of 50 to 60 ℃.

상기 침전을 유도하는 단계는 pH 9 내지 pH 10에서 이루어지는 것이 바람직하다.
The step of inducing the precipitation is preferably performed at pH 9 to pH 10.

상기 염기 성분을 제거하는 단계는 회수되는 증류수의 pH가 7 내지 8이 되도록 수행되는 것이 바람직하다.
The step of removing the basic component is preferably performed so that the pH of the recovered distilled water is 7 to 8.

상기 건조하는 단계는 190 내지 250℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
The drying step is preferably carried out at a temperature of 190 to 250 ℃.

상기 열처리하는 단계는 700 내지 900℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
The heat treatment step is preferably carried out at a temperature of 700 to 900 ℃.

본 발명에 의하면, 수분에 노출된 700℃ 이상의 고온 환경에서도 내구성이 우수하며, 이와 함께 높은 이산화탄소 전환율을 갖는 촉매가 제공되므로, 고온 고압의 스팀을 포함하는 조건에서 촉매의 변성 및 특성 저하가 발생되지 않아 메탄 합성의 공정 효율이 향상될 수 있다.
According to the present invention, since the catalyst has excellent durability even in a high temperature environment of 700° C. or higher exposed to moisture, and has a high carbon dioxide conversion rate, modification of the catalyst and deterioration of properties do not occur under conditions including high temperature and high pressure steam. Therefore, the process efficiency of methane synthesis can be improved.

도 1은 스팀 포함 여부에 따른 비교예 1 촉매의 일산화탄소 및 수소의 전환율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 스팀이 포함된 조건에서 비교예 1 및 실시예 1 내지 4에 개시된 촉매의 일산화탄소 및 수소의 전환율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing the result of measuring the conversion rate of carbon monoxide and hydrogen of the catalyst of Comparative Example 1 according to whether or not steam is included.
FIG. 2 is a graph showing the results of measuring the conversion rates of carbon monoxide and hydrogen of the catalysts disclosed in Comparative Examples 1 and 1 to 4 under a steam condition.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.

본 발명은 석탄 혹은 바이오매스 등의 가스화를 통하여 얻어지거나 혹은 석유화학산업 등의 부생 가스에서 얻을 수 있는 합성가스 즉, CO, CO2 및 H2 혼합 가스를 이용하여 천연가스의 주성분인 메탄을 합성하는 방법에 사용되는 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
The present invention is a synthesis gas that is obtained through gasification such as coal or biomass, or from a by-product gas such as petrochemical industry, that is, CO, CO 2 And a catalyst used in a method of synthesizing methane, which is a main component of natural gas, using an H 2 mixed gas, and a method for producing the same.

본 발명에 의하면 CO, CO2 및 H2가 포함된 합성가스로부터 메탄을 합성하기 위한 촉매가 제공되며, 상기 촉매는 담체; 및 상기 담체 상에 담지된 철(Fe), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합; 니켈(Ni); 및 마그네슘(Mg)을 포함한다.
According to the invention CO, CO 2 And a catalyst for synthesizing methane from syngas containing H 2 , wherein the catalyst includes a carrier; And iron (Fe), calcium (Ca), or a combination thereof supported on the carrier. Nickel (Ni); And magnesium (Mg).

보다 상세하게, 상기 촉매는, 전체 촉매 100 중량부 당 20 내지 85 중량부의 담체; 및 철(Fe) 0 초과 내지 10 중량부, 칼슘(Ca) 0 초과 내지 10 중량부 또는 이들의 조합; 니켈 20 내지 40 중량부; 및 마그네슘 0 초과 20 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
In more detail, the catalyst, 20 to 85 parts by weight of a carrier per 100 parts by weight of the total catalyst; And iron (Fe) 0 to 10 parts by weight, calcium (Ca) 0 to 10 parts by weight, or a combination thereof; 20 to 40 parts by weight of nickel; And it is preferable to include more than 0 20 parts by weight of magnesium.

본 발명에 있어서, 상기 철(Fe), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합; 니켈(Ni); 및 마그네슘(Mg)에서, 니켈 및 마그네슘과 함께 철(Fe), 칼슘(Ca) 또는 이들의 조합이 추가로 포함되며, 상기와 같은 성분의 구성을 만족하는 경우만이 본 발명에 의한 효과를 획득할 수 있다. 보다 바람직하게, 상기 성분은 철(Fe) 0 초과 내지 10 중량부, 칼슘(Ca) 0 초과 내지 10 중량부 또는 이들의 조합으로 포함되는 것이다.
In the present invention, the iron (Fe), calcium (Ca) or a combination thereof; Nickel (Ni); And in magnesium (Mg), iron (Fe), calcium (Ca) or a combination thereof is additionally included along with nickel and magnesium, and only when the composition of the above components is satisfied, the effect of the present invention can be obtained. I can. More preferably, the component is iron (Fe) 0 to 10 parts by weight, calcium (Ca) 0 to 10 parts by weight, or a combination thereof.

한편, 니켈이 전체 촉매 100 중량부 당 20 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 CO2전환율이 낮아지고 촉매 효율이 저하되며, 니켈이 전체 촉매 100 중량부 당 40 중량부를 초과하는 경우에는 소결 현상이 발생하여 촉매의 수명이 낮아지는 문제가 있다.
On the other hand, when nickel is contained in an amount of less than 20 parts by weight per 100 parts by weight of the total catalyst, the CO 2 conversion rate is lowered and the catalyst efficiency is lowered, and when nickel exceeds 40 parts by weight per 100 parts by weight of the total catalyst, a sintering phenomenon occurs. Thus reducing the life of the catalyst there is a problem.

한편, 상기 마그네슘은 전체 촉매 100 중량부 당 0 초과 20 이하의 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 마그네슘이 전체 촉매 100 중량부 당 20 중량부를 초과하여 포함하는 경우에는 CO전환율이 저하되는 현생이 발생한다.
Meanwhile, the magnesium is preferably contained in an amount of more than 0 and 20 or less by weight per 100 parts by weight of the total catalyst. When magnesium contains more than 20 parts by weight per 100 parts by weight of the total catalyst, the CO conversion rate is lowered.

본 발명에 있어서, 전체 촉매 100 중량부를 기준으로 할 때 나머지의 함량은 담체의 함량인 것이다. 바람직하게, 상기 담체는 전체 촉매 100 중량부 당 20 내지 85 중량부의 양으로 포함된다.
In the present invention, based on 100 parts by weight of the total catalyst, the remaining content is the content of the carrier. Preferably, the carrier is included in an amount of 20 to 85 parts by weight per 100 parts by weight of the total catalyst.

상기 담체는 알루미나, 실리카 또는 이들의 조합일 수 있다.
The carrier may be alumina, silica, or a combination thereof.

한편, 상기와 같은 본 발명의 촉매는 촉매 전구체를 물에 분산시키는 단계; 물에 분산된 촉매 전구체를 가열하는 단계; 암모니아수를 투입하여 침전을 유도하는 단계: 침전된 촉매의 수분을 제거하여 고형분을 획득하는 단계; 증류수를 이용하여 상기 고형분으로부터 염기 성분을 제거하는 단계; 건조하는 단계; 및 열처리하는 단계를 포함하는 방법에 의해 제조될 수 있다.
On the other hand, the catalyst of the present invention as described above comprises the steps of dispersing a catalyst precursor in water; Heating the catalyst precursor dispersed in water; Inducing precipitation by adding aqueous ammonia: removing moisture from the precipitated catalyst to obtain a solid content; Removing a basic component from the solid content using distilled water; Drying; And it may be prepared by a method comprising the step of heat treatment.

본 발명에 있어서 상기 촉매 전구체는 담체 전구체; 및 담체 상에 담지되는 철(Fe) 전구체, 칼슘(Ca) 전구체 또는 이들의 조합; 니켈(Ni) 전구체; 및 마그네슘(Mg) 전구체를 포함하는 것이 바람직하다.
In the present invention, the catalyst precursor is a carrier precursor; And an iron (Fe) precursor, a calcium (Ca) precursor, or a combination thereof supported on the carrier. Nickel (Ni) precursor; And a magnesium (Mg) precursor.

상기 본 발명의 촉매의 제조방법에 있어서, 촉매의 구체적인 성분 및 함량 등 촉매와 관련한 내용은 촉매와 관련하여 상술한 바와 같다.
In the method for preparing the catalyst of the present invention, details related to the catalyst, such as specific components and contents of the catalyst, are as described above with respect to the catalyst.

상기 담체 전구체는 질산알루미늄9수화물((Al2NO3)39H2O), 테트라에틸 오쏘실리케이트 (Si(OC2H5)4) 또는 이들의 조합인 것이 바람직하다.
The carrier precursor is preferably aluminum nitrate 9 hydrate ((Al 2 NO 3 ) 3 9H 2 O), tetraethyl orthosilicate (Si(OC 2 H 5 ) 4 ) or a combination thereof.

상기 니켈 전구체는 질산니켈6수화물(Ni(NO3)2·6H2O), 초산니켈4수화물((CH3CO2)2Ni·4H2O), 염화니켈6수화물(NiCl2·6H2O) 및 탄산니켈4수화물(NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
The nickel precursors include nickel nitrate hexahydrate (Ni(NO 3 ) 2 ·6H 2 O), nickel acetate tetrahydrate ((CH 3 CO 2 ) 2 Ni·4H 2 O), nickel chloride hexahydrate (NiCl 2 ·6H 2 O) and nickel carbonate tetrahydrate (NiCO 3 ·2Ni(OH) 2 ·4H2O) is preferably selected from the group consisting of.

상기 마그네슘 전구체는 질산마그네슘6수화물(Mg(NO3)2·6H2O), 초산마그네슘4수화물((CH3CO2)2Mg·4H2O), 염화마그네슘6수화물(MgCl2·6H2O) 및 탄산마그네슘((MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
The magnesium precursor is magnesium nitrate hexahydrate (Mg(NO 3 ) 2 ·6H 2 O), magnesium acetate tetrahydrate ((CH 3 CO 2 ) 2 Mg·4H 2 O), magnesium chloride hexahydrate (MgCl 2 ·6H 2 O) and magnesium carbonate ((MgCO 3 ) 4 Mg(OH) 2 ·5H 2 O) is preferably selected from the group consisting of.

상기 칼슘 전구체는 질산칼슘4수화물(Ca(NO3)2·4H2O), 염화칼슘2수화물(CaCl2·2H2O), 초산칼슘(Ca(CH3COO)2·2H2O), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 및 탄산칼슘(CaCO3)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
The calcium precursor is calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO 3 ) 2 ·4H 2 O), calcium chloride dihydrate (CaCl 2 ·2H 2 O), calcium acetate (Ca(CH 3 COO) 2 ·2H 2 O), calcium hydroxide It is preferably selected from the group consisting of (Ca(OH) 2 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ).

상기 철 전구체는 질산제일철9수화물(Fe(NO3)2·9H2O), 염화제일철4수화물(FeCl2·4H2O), 염화제이철6수화물(FeCl3·6H2O) 및 황산제일철7수화물(FeSO4·7H2O)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것이 바람직하나, 이에 특히 제한되는 것은 아니다.
The iron precursors are ferrous nitrate 9 hydrate (Fe(NO 3 ) 2 ·9H 2 O), ferrous chloride tetrahydrate (FeCl 2 ·4H 2 O), ferric chloride hexahydrate (FeCl 3 ·6H 2 O) and ferrous sulfate 7 It is preferably selected from the group consisting of hydrates (FeSO 4 ·7H 2 O), but is not particularly limited thereto.

상기 전구체를 물에 분산시키는 단계에 있어서, 분산을 위한 물의 양은 특히 제한되는 것은 아니며, 충분한 분산을 위한 적절한 양의 물을 사용할 수 있다. 다만, 전체 촉매 전구체의 중량을 기준으로 3배 내지 5배의 물을 사용하는 것이 바람직하다.
In the step of dispersing the precursor in water, the amount of water for dispersion is not particularly limited, and an appropriate amount of water for sufficient dispersion may be used. However, it is preferable to use 3 to 5 times of water based on the weight of the total catalyst precursor.

촉매 전구체의 분산이 완료되면 분산된 촉매 전구체를 가열하는 단계를 수행하며, 상기 가열하는 단계는 50 내지 60℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하다.
When the dispersion of the catalyst precursor is completed, a step of heating the dispersed catalyst precursor is performed, and the heating step is preferably performed at a temperature of 50 to 60°C.

그 후 암모니아수를 투입하여 침전을 유도하는 단계를 수행하며, 상기 침전을 유도하는 단계는 pH 9 내지 10에서 이루어지는 것이 바람직하다. 상기와 같은 pH 범위를 만족하는 경우 높은 금속 결정화도를 획득할 수 있다.
Then, ammonia water is added to induce precipitation, and the step of inducing precipitation is preferably performed at a pH of 9 to 10. When the above pH range is satisfied, a high metal crystallinity can be obtained.

상기 침전을 유도하는 단계에서 사용되는 암모니아수는 특히 제한되는 것은 아니나 약 30wt% 농도의 암모니아수를 사용하는 것이 바람직하며, 침전을 유도하는 단계는 교반을 수반하여 진행하는 것이 보다 바람직하다.
Although the ammonia water used in the step of inducing the precipitation is not particularly limited, it is preferable to use ammonia water having a concentration of about 30 wt%, and the step of inducing the precipitation is more preferably carried out with stirring.

상기 친점을 유도하는 단계에 의해 침전이 생성된 후에는 온도를 승온하여 숙성하는(aging) 단계가 추가로 수행될 수 있다. 상기 숙성 단계는 80 내지 100℃의 온도에서 2 시간 내지 6시간에 걸쳐 수행되는 것이 바람직하다. 상기 숙성 단계가 완료되면 온도를 상온으로 냉각시킨다.
After the precipitation is generated by the step of inducing the affinity, the step of aging by raising the temperature may be additionally performed. The aging step is preferably carried out over 2 hours to 6 hours at a temperature of 80 to 100 ℃. When the aging step is completed, the temperature is cooled to room temperature.

후속적으로 침전된 촉매의 수분을 제거하여 고형분을 획득하는 단계를 수행한다. 상기 수분을 제거하는 과정은 특히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 필터를 통해 물을 제거함으로써 고형분을 획득할 수 있다. 이때 사용될 수 있는 필터 역시 특히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 내염기성 및 100 ℃ 이상의 고온안정성이 우수한 폴리프로필렌(PP)또는 폴리에스터 계열의 여과포 등이 사용될 수 있다.
Subsequently, a step of obtaining a solid content is performed by removing moisture from the precipitated catalyst. The process of removing the moisture is not particularly limited, but a solid content may be obtained, for example, by removing the water through a filter. The filter that can be used at this time is not particularly limited, but, for example, a polypropylene (PP) or polyester-based filter cloth having excellent basic resistance and high temperature stability of 100° C. or higher may be used.

그 후 증류수를 이용하여 상기 고형분으로부터 염기 성분을 제거하는 단계를 수행하며, 이때 상기 염기 성분을 제거하는 단계는 회수되는 증류수의 pH가 7 내지 8이 되도록 수행되는 것이 바람직하다. 즉, 증류수를 고형분에 흘려주어 염기 성분을 제거하는 것이 바람직하며, 염기 성분이 충분히 제거되지 못할 경우 촉매의 특성을 저하시킬 수 있다.
Thereafter, the step of removing the base component from the solid content is performed using distilled water, and the step of removing the base component is preferably performed so that the pH of the recovered distilled water is 7 to 8. That is, it is preferable to remove the base component by flowing distilled water into the solid content, and if the base component is not sufficiently removed, the properties of the catalyst may be deteriorated.

이와 같이 염기가 제거된 고형분은 건조 단계 및 열처리하는 단계를 거쳐 최종 촉매로 획득될 수 있다.
The solid content from which the base is removed may be obtained as a final catalyst through a drying step and a heat treatment step.

상기 건조하는 단계는 190 내지 250℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 건조하는 단계의 온도가 190℃ 미만인 경우에는 건조가 충분히 수행되지 않는 문제가 있으며, 건조하는 단계가 250℃를 초과하는 경우에는 촉매 특성이 변형될 우려가 있다. 상기 건조하는 단계는 200 내지 220℃에서 수행되는 것이 보다 바람직하다.
The drying step is preferably performed at a temperature of 190 to 250°C, and when the temperature of the drying step is less than 190°C, there is a problem that drying is not sufficiently performed, and when the drying step exceeds 250°C There is a concern that catalyst properties may be modified. The drying step is more preferably carried out at 200 to 220 ℃.

한편, 상기 열처리하는 단계는 700 내지 900℃의 온도에서 수행되는 것이 바람직하며, 열처리하는 단계의 온도가 700℃ 미만인 경우에는 소성이 충분히 수행되지 않아 촉매 활성이 저하될 수 있으며, 열처리하는 단계가 900℃를 초과하는 경우에는 촉매의 소결현상이 일어나 촉매 특성이 변형될 우려가 있다. 상기 열처리하는 단계는 700 내지 800℃에서 수행되는 것이 보다 바람직하다.
On the other hand, the step of the heat treatment is preferably carried out at a temperature of 700 to 900 ℃, if the temperature of the heat treatment step is less than 700 ℃ sintering is not sufficiently performed, the catalytic activity may be reduced, and the heat treatment step is 900 If it exceeds ℃, there is a concern that sintering of the catalyst occurs and the catalyst properties are deformed. The heat treatment step is more preferably carried out at 700 to 800 ℃.

나아가, 상기 열처리하는 단계에 후속적으로 촉매를 환원시키는 단계가 수행될 수 있다. 상기 열처리 후 획득되는 촉매 내 니켈은 니켈 옥사이드 형태로 존재하는데, 촉매의 환원단계를 수행함으로써 니켈 옥사이드가 니켈로 전환될 수 있다. 상기 촉매를 환원시키는 단계는 400 내지 800℃의 온도에서 4 내지 8 시간 동안 수행되는 것이 바람직하다.
Furthermore, the step of reducing the catalyst may be performed subsequent to the heat treatment step. Nickel in the catalyst obtained after the heat treatment exists in the form of nickel oxide, and nickel oxide can be converted to nickel by performing the reduction step of the catalyst. The step of reducing the catalyst is preferably carried out for 4 to 8 hours at a temperature of 400 to 800 ℃.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

<< 실시예Example >>

비교예Comparative example 1 One

증류수 4 리터와 니켈 전구체인 질산 니켈(Nickel nitrate) 396g, 마그네슘 전구체인 질산 마그네슘(Magnesium nitrate)422g, 알루미나 전구체인 질산 암모늄(Aluminum nitrate) 1709g을 혼합하고 60℃로 가열하였다. 혼합 용액에 30wt%농도의 암모니아수를 1.1 리터 넣은 후 충분히 교반하고, 이후 암모니아수를 추가로 천천히 투입하면서 혼합용액의 pH가 9 내지 10이 되도록 하였다. 후속적으로 온도를 90℃도로 높이고 2시간 동안 교반하였다. 그 후 온도를 상온으로 냉각시켜 교반한 용액을 필터를 통해 물을 제거하여 고형분을 획득하고, 나아가 증류수로 고형분 내부의 염기 성분을 제거하였으며, 이때 회수되는 증류수의 pH가 7 내지 8이 되도록 하였다. 이후, 상기 염기 성분을 제거한 고형분은 500℃에서 6시간 동안 소성하여 니켈 20 중량부 및 마그네슘 10 중량부를 포함하여 촉매를 제조하였다.
4 liters of distilled water, 396 g of nickel nitrate as a nickel precursor, 422 g of magnesium nitrate as a magnesium precursor, and 1709 g of ammonium nitrate as an alumina precursor were mixed and heated to 60°C. After adding 1.1 liters of 30wt% aqueous ammonia to the mixed solution, the mixture was stirred sufficiently, and then, ammonia water was added slowly, so that the pH of the mixed solution was 9 to 10. Subsequently, the temperature was raised to 90° C. and stirred for 2 hours. After that, the temperature was cooled to room temperature and the stirred solution was filtered to remove water to obtain a solid content, and further, the basic component inside the solid was removed with distilled water, and the pH of the distilled water recovered at this time was set to 7 to 8. Thereafter, the solid component from which the base component was removed was calcined at 500° C. for 6 hours to prepare a catalyst including 20 parts by weight of nickel and 10 parts by weight of magnesium.

실시예Example 1 One

상기 비교예 1에 개시된 촉매의 제조 공정 중 철 전구체 29g을 함께 혼합하고, 질산 암모늄(Aluminum nitrate) 1671g을 혼합한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1에 개시된 공정과 동일한 공정에 의하여, 니켈 20 중량부, 마그네슘 10 중량부 및 철 1 중량%를 포함하여 촉매를 제조하였다.
20 weight of nickel in the same process as the process disclosed in Comparative Example 1, except that 29 g of an iron precursor was mixed together and 1671 g of ammonium nitrate was mixed in the manufacturing process of the catalyst disclosed in Comparative Example 1 Parts, 10 parts by weight of magnesium, and 1% by weight of iron were included to prepare a catalyst.

실시예Example 2 2

상기 비교예 1에 개시된 촉매의 제조 공정 중 철 전구체 145g을 함께 혼합하고, 질산 암모늄(Aluminum nitrate) 1519g을 혼합한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1에 개시된 공정과 동일한 공정에 의하여, 칼슘 0 중량부, 니켈 20 중량부, 마그네슘 10 중량부 및 철 5중량%를 포함하여 촉매를 제조하였다.
In the process of manufacturing the catalyst disclosed in Comparative Example 1, 145 g of an iron precursor was mixed together, and 1519 g of ammonium nitrate was mixed, and 0 weight of calcium was carried out by the same process as the process disclosed in Comparative Example 1. A catalyst was prepared including parts, 20 parts by weight of nickel, 10 parts by weight of magnesium, and 5% by weight of iron.

실시예Example 3 3

상기 비교예 1에 개시된 촉매의 제조 공정 중 철 전구체 145g 및 칼슘 전구체 118g을 함께 혼합하고, 질산 암모늄(Aluminum nitrate) 1313g을 혼합한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1에 개시된 공정과 동일한 공정에 의하여, 니켈 20 중량부, 마그네슘 10 중량부, 철 5중량% 및 칼슘 5 중량%를 포함하여 촉매를 제조하였다.
In the manufacturing process of the catalyst disclosed in Comparative Example 1, 145 g of an iron precursor and 118 g of a calcium precursor were mixed together, and 1313 g of ammonium nitrate was mixed, and the same process as the process disclosed in Comparative Example 1 was used. , 20 parts by weight of nickel, 10 parts by weight of magnesium, 5% by weight of iron, and 5% by weight of calcium were prepared to prepare a catalyst.

실시예Example 4 4

상기 비교예 1에 개시된 촉매의 제조 공정 중 니켈 전구체 594g, 철 전구체 145g 및 칼슘 전구체 118g을 함께 혼합하고, 질산 암모늄(Aluminum nitrate) 938g을 혼합한 것을 제외하고는, 상기 비교예 1에 개시된 공정과 동일한 공정에 의하여, 니켈 30 중량부, 마그네슘 10 중량부, 철 8중량% 및 칼슘 8 중량%를 포함하여 촉매를 제조하였다.
In the manufacturing process of the catalyst disclosed in Comparative Example 1, except that 594 g of a nickel precursor, 145 g of an iron precursor, and 118 g of a calcium precursor were mixed together, and 938 g of ammonium nitrate was mixed, the process disclosed in Comparative Example 1 and By the same process, a catalyst was prepared including 30 parts by weight of nickel, 10 parts by weight of magnesium, 8% by weight of iron, and 8% by weight of calcium.

실험예Experimental example 1 One

상기 비교예에서 제조된 촉매는 수소분위기 하 700℃에서 5시간 환원한 후 반응 가스인 CO/H2의 비를 1/3으로 포함하는 가스만을 포함하는 경우와, 이에 CO 및 H2 45 vol%의 스팀(H2O)을 반응기에 추가로 주입하는 경우로 나누어 압력을 20 bar로 고정하여 반응시켰다.
The catalyst prepared in the comparative example contains only a gas containing 1/3 the ratio of CO/H 2 as a reaction gas after 5 hours reduction at 700° C. under a hydrogen atmosphere, and 45 vol% of CO and H 2 In the case of additionally injecting steam (H 2 O) into the reactor, the pressure was fixed to 20 bar and reacted.

이때, 반응 온도를 250 ℃에서 450℃까지 달리하며 반응 실험을 수행하였으며, 반응 생성물의 조성은 가스분석기를 이용하여 분석하였다. CO와 H2의 반응에 의하여 CH4또는 CO2를 생성하며 CO의 소모량을 기준으로 반응 온도에 따른 CO 전환율을 계산하였으며 스팀 분위기에 따른 CO 전환율 결과를 도 1에 나타내었다.
At this time, a reaction experiment was performed while varying the reaction temperature from 250° C. to 450° C., and the composition of the reaction product was analyzed using a gas analyzer. CH 4 or CO 2 was generated by the reaction of CO and H 2 , and the CO conversion rate according to the reaction temperature was calculated based on the consumption amount of CO, and the CO conversion rate result according to the steam atmosphere is shown in FIG. 1.

그 결과를 도 1에 나타내었으며, 도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 비교예 1의 촉매의 경우 스팀이 포함되지 않은 조건에서는 250℃ 근방에서 CO 전환률이 상승하는 것을 확인할 수 있으며, 220 내지 250℃에서 촉매가 활성을 보이는 것을 의미한다. 이에 반해, 스팀이 포함된 조건에서는 약 270 내지 300℃ 사이에서 촉매가 활성을 보이기 시작하는 것을 확인할 수 있다.
The results are shown in Fig. 1, and as can be seen in Fig. 1, in the case of the catalyst of Comparative Example 1, it can be confirmed that the CO conversion rate increases in the vicinity of 250°C in the condition where steam is not included, and at 220 to 250°C It means that the catalyst is active. On the other hand, it can be seen that the catalyst starts to show activity between about 270 to 300° C. under the condition including steam.

이와 같이 촉매 활성 온도가 높아지는 경우 초기 반응 온도를 올려야 하므로 더욱 많은 에너지의 소모를 필요로 하고, 이는 결국 해당 공정의 운전 비용을 높이게 된다. 따라서, 반응의 효율성 및 경제적 관점에서 촉매의 활성 온도는 낮은 것이 유리하다.
In this way, when the catalytic activity temperature is increased, the initial reaction temperature must be increased, and thus more energy is consumed, which in turn increases the operating cost of the process. Therefore, it is advantageous that the active temperature of the catalyst is low from the viewpoint of the efficiency and economy of the reaction.

실험예Experimental example 2 2

상기 비교예 1 및 실시예 1 내지 4에서 제조된 촉매는 수소분위기 하 700℃에서 5시간 환원한 후 반응 가스인 CO/H2의 비를 1/3으로 포함하는 가스와 CO 및 H2 45 vol%의 스팀(H2O)을 반응기에 주입하면서 압력을 20 bar로 고정하여 반응시켰다.
The catalysts prepared in Comparative Examples 1 and 1 to 4 were reduced at 700° C. for 5 hours in a hydrogen atmosphere, and then a gas containing 1/3 of the ratio of CO/H 2 as a reaction gas and CO and H 2 45 vol % Steam (H 2 O) was injected into the reactor and the pressure was fixed at 20 bar to react.

이때, 반응 온도를 250 ℃에서 450℃까지 달리하며 반응 실험을 수행하였으며, 반응 생성물의 조성은 가스분석기를 이용하여 분석하였다. CO와 H2의 반응에 의하여 CH4 또는 CO2를 생성하며, CO의 소모량을 기준으로 반응 온도에 따른 CO 전환율을 계산하였으며 촉매 조성에 따른 CO 전환율 결과를 도 2에 나타내었다.
At this time, a reaction experiment was performed while varying the reaction temperature from 250° C. to 450° C., and the composition of the reaction product was analyzed using a gas analyzer. CH 4 by the reaction of CO and H 2 Alternatively, CO 2 is generated, and the CO conversion rate according to the reaction temperature is calculated based on the consumption amount of CO, and the CO conversion rate result according to the catalyst composition is shown in FIG. 2.

도 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 발명에 의한 실시예 1 내지 4의 촉매는 스팀이 포함된 조건에서도 250℃ 근방에서 CO 전환률이 상승하는 것을 확인할 수 있으며, 이는 220 내지 250℃에서 촉매가 활성을 보이는 것을 의미한다.
As can be seen in Figure 2, it can be seen that the catalysts of Examples 1 to 4 according to the present invention increase the CO conversion rate in the vicinity of 250° C. even in the condition containing steam, which means that the catalyst is active at 220 to 250° C. Means what you see.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.

Claims (15)

CO, CO2 및 H2가 포함된 합성가스로부터 메탄을 합성하기 위한 촉매로서,
상기 촉매는 전체 촉매 100 중량부 당 0 초과 내지 10 중량부의 철(Fe); 20 내지 40 중량부의 니켈(Ni); 0 초과 내지 20 중량부의 마그네슘(Mg); 및 잔부의 담체를 포함하는, 메탄 합성 촉매.
As a catalyst for synthesizing methane from syngas containing CO, CO 2 and H 2 ,
The catalyst may contain more than 0 to 10 parts by weight of iron (Fe) per 100 parts by weight of the total catalyst; 20 to 40 parts by weight of nickel (Ni); Greater than 0 to 20 parts by weight of magnesium (Mg); And the remainder of the carrier.
제1항에 있어서, 상기 촉매는,
칼슘(Ca) 0 초과 내지 10 중량부를 추가로 포함하는 메탄 합성 촉매.
The method of claim 1, wherein the catalyst,
A catalyst for methane synthesis further comprising more than 0 to 10 parts by weight of calcium (Ca).
제1항에 있어서, 상기 담체는 알루미나, 실리카 또는 이들의 조합인 메탄 합성 촉매.
The catalyst for methane synthesis according to claim 1, wherein the carrier is alumina, silica, or a combination thereof.
담체 전구체; 및 담체 상에 담지되는 철(Fe) 전구체, 니켈(Ni) 전구체 및 마그네슘(Mg) 전구체를 포함하는 촉매 전구체를 물에 분산시키는 단계;
물에 분산된 촉매 전구체를 가열하는 단계;
암모니아수를 투입하여 pH 9 내지 pH 10에서 침전을 유도하는 단계;
침전된 촉매의 수분을 제거하여 고형분을 획득하는 단계;
회수되는 증류수의 pH가 7 내지 8이 되도록 증류수를 이용하여 상기 고형분으로부터 염기 성분을 제거하는 단계;
건조하는 단계; 및
열처리하는 단계
를 포함하는 메탄 합성 촉매의 제조방법.
Carrier precursors; And dispersing a catalyst precursor including an iron (Fe) precursor, a nickel (Ni) precursor, and a magnesium (Mg) precursor supported on the carrier in water.
Heating the catalyst precursor dispersed in water;
Introducing ammonia water to induce precipitation at pH 9 to pH 10;
Removing moisture from the precipitated catalyst to obtain a solid content;
Removing a basic component from the solid by using distilled water so that the recovered distilled water has a pH of 7 to 8;
Drying; And
Heat treatment step
Method for producing a methane synthesis catalyst comprising a.
제4항에 있어서, 상기 촉매 전구체는 칼슘(Ca) 전구체를 추가로 포함하는, 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the catalyst precursor further comprises a calcium (Ca) precursor.
제4항에 있어서, 상기 담체 전구체는 질산알루미늄9수화물((Al2NO3)39H2O), 테트라에틸 오쏘실리케이트 (Si(OC2H5)4) 또는 이들의 조합인 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the carrier precursor is aluminum nitrate 9 hydrate ((Al 2 NO 3 ) 3 9H 2 O), tetraethyl orthosilicate (Si(OC 2 H 5 ) 4 ) or a combination thereof. Manufacturing method.
제4항에 있어서, 상기 니켈 전구체는 질산니켈6수화물(Ni(NO3)2·6H2O), 초산니켈4수화물((CH3CO2)2Ni·4H2O), 염화니켈6수화물(NiCl2·6H2O) 및 탄산니켈4수화물(NiCO3·2Ni(OH)2·4H2O)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the nickel precursor is nickel nitrate hexahydrate (Ni(NO 3 ) 2 ·6H 2 O), nickel acetate tetrahydrate ((CH 3 CO 2 ) 2 Ni·4H 2 O), nickel chloride hexahydrate (NiCl 2 ·6H 2 O) and nickel carbonate tetrahydrate (NiCO 3 ·2Ni(OH) 2 ·4H2O) A method for producing a methane synthesis catalyst selected from the group consisting of.
제4항에 있어서, 상기 마그네슘 전구체는 질산마그네슘6수화물(Mg(NO3)2·6H2O), 초산마그네슘4수화물((CH3CO2)2Mg·4H2O), 염화마그네슘6수화물(MgCl2·6H2O) 및 탄산마그네슘((MgCO3)4Mg(OH)2·5H2O)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the magnesium precursor is magnesium nitrate hexahydrate (Mg(NO 3 ) 2 ·6H 2 O), magnesium acetate tetrahydrate ((CH 3 CO 2 ) 2 Mg·4H 2 O), and magnesium chloride hexahydrate (MgCl 2 ·6H 2 O) and magnesium carbonate ((MgCO 3 ) 4 Mg(OH) 2 ·5H 2 O) A method for producing a methane synthesis catalyst selected from the group consisting of.
제5항에 있어서, 상기 칼슘 전구체는 질산칼슘4수화물(Ca(NO3)2·4H2O), 염화칼슘2수화물(CaCl2·2H2O), 초산칼슘(Ca(CH3COO)2·2H2O), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 및 탄산칼슘(CaCO3)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 5, wherein the calcium precursor is calcium nitrate tetrahydrate (Ca(NO 3 ) 2 ·4H 2 O), calcium chloride dihydrate (CaCl 2 ·2H 2 O), and calcium acetate (Ca(CH 3 COO) 2 · 2H 2 O), calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) and calcium carbonate (CaCO 3 ) A method for producing a methane synthesis catalyst selected from the group consisting of.
제4항에 있어서, 상기 철 전구체는 질산제일철9수화물(Fe(NO3)2·9H2O), 염화제일철4수화물(FeCl2·4H2O), 염화제이철6수화물(FeCl3·6H2O) 및 황산제일철7수화물(FeSO4·7H2O)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the iron precursor is ferrous nitrate 9 hydrate (Fe(NO 3 ) 2 ·9H 2 O), ferrous chloride tetrahydrate (FeCl 2 ·4H 2 O), ferric chloride hexahydrate (FeCl 3 ·6H 2 O) and ferrous sulfate heptahydrate (FeSO 4 · 7H 2 O) A method for producing a methane synthesis catalyst selected from the group consisting of.
제4항에 있어서, 상기 가열하는 단계는 50 내지 60℃의 온도에서 수행되는 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the heating is performed at a temperature of 50 to 60°C.
삭제delete 삭제delete 제4항에 있어서, 상기 건조하는 단계는 190 내지 250℃의 온도에서 수행되는 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the drying is performed at a temperature of 190 to 250°C.
제4항에 있어서, 상기 열처리하는 단계는 700 내지 900℃의 온도에서 수행되는 메탄 합성 촉매의 제조방법.
The method of claim 4, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 700 to 900°C.
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