Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
권호 표지

A Study on Conversion of Methane to C2+ Hydrocarbons by a Microwave Plasma

마이크로웨이브 플라즈마에 의한 메탄의 C2+계 탄화수소로의 전환반응에 관한 연구

  • Cho, Wonihl (Div. of Gas Utilization, Korea Gas Corporation R&D Center Ansan City) ;
  • Baek, Youngsoon (Div. of Gas Utilization, Korea Gas Corporation R&D Center Ansan City) ;
  • Pang, Hyosun (Div. of Gas Utilization, Korea Gas Corporation R&D Center Ansan City) ;
  • Kim, Young Chai (Department of Chemical Engineering, Hanyang University) ;
  • Moon, Sei-ki (Department of Chemical Engineering, Hanyang University)
  • 조원일 (한국가스공사 연구개발원 가스이용연구실) ;
  • 백영순 (한국가스공사 연구개발원 가스이용연구실) ;
  • 방효선 (한국가스공사 연구개발원 가스이용연구실) ;
  • 김영채 (한양대학교 화학공학과) ;
  • 문세기 (한양대학교 화학공학과)
  • Received : 1997.09.19
  • Accepted : 1997.12.16
  • Published : 1998.02.10
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Abstract

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.

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 29.2%에서 42.2%로 향상되었으며, 촉매를 플라즈마와 함계 사용하여 에틸렌과 아세틸렌의 선택도를 향상시키는 동시에 높은 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.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국가스공사

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