Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.9, No.1, 94-100, February, 1998
마이크로웨이브 플라즈마에 의한 메탄의 C2+계 탄화수소로의 전환반응에 관한 연구
A Study on Conversion of Methane to C2+ Hydrocarbons by a Microwave Plasma
초록
천연가스의 주성분인 메탄의 마이크로웨이브 플라즈마 촉매반응에 의한 C2+ 탄화수소로의 전환반응을 고찰하였다. 플라즈마 출력의 증가(40∼120 watt)와 유량이 감소(40∼5mL/min)함에 따라서 메탄의 C2+ 생성물로의 전환율을 유지할 수 있다. 실험에 사용한 여러 촉매중에는 Fe계의 촉매가 가장 높은 에틸렌의 선택도(30%)를 나타내었다. 실제 천연가스의 전환실험에서는 C2+ 생성물의 수율이 33.3%에서 46%의 범위를 보였다. 순수한 메탄이 원료였을 때 보다 높은 C2+ 수율이 얻어진 것은 천연가스가 메탄 보다 반응성이 높은 성분인 에탄과 프로판등을 함유하고 있기 때문으로 생각된다.
Methane, the major constituent of natural gas, had been converted to higher hydrocarbons by a microwave plasma. The yield of C2+ product could be increased from 29.2% to 42.2% with increasing plasma power(40 ∼120 watt) and decreasing flow rate(40 ∼5 mL/min) of methane. With catalyst, the selectivities of ethylene and increased while yield of C2+ remaining constant. Among various catalysts, Fe catalyst showed the highest ethylene selectivity of 30%. A natural gas could produce more C2+ than a pure methane. This is due to high reactivity of ethane and propane in the natural gas.
- Amenomiya Y, Birss VI, Goledzinowski M, Galuszka J, Sanger AR, Catal. Rev.-Sci. Eng., 32, 163 (1990)
- Kharas KCC, Lunsford JH, J. Am. Chem. Soc., 111, 2336 (1989)
- Lunsford JH, Langmuir, 5, 12 (1989)
-
Kizling MB, Jaras SG, Appl. Catal. A: Gen., 147(1), 1 (1996)
-
Ioffe MS, Pollington SD, Wan JK, J. Catal., 151(2), 349 (1995)
- Kawahara Y, U.S. Patent, 3,663,394 (1972)
- Kawahara Y, J. Phys. Chem., 73, 1648 (1969)
- Wan JK, U.S. Patent, 4,574,038 (1986)
- McCarty RL, J. Chem. Phys., 22, 1360 (1954)
- Suib SL, Zhang Z, U.S. Patent, 5,015,349 (1991)
- Suib SL, Zerger RP, J. Catal., 139, 383 (1993)
- Bolouri KS, Amouroux J, Plasma Chem. Plasma Process., 6(4), 335 (1986)