메탄에서 직접 바카라을 만들었습니다!

메탄에서 직접 바카라을 만들었습니다!

2019/01/31

메탄에서 직접 바카라을 만들었습니다!바카라과 완전 국내 생산의 안정적인 공급 촉진

플라스틱 및 합성 고무의 원료로바카라, AIST오일을 사용하지 않고 메탄에서 직접 바카라을 얻는 고효율 순환 유동층 공정바카라의 안정적인 공급 및국내 생산 달성이 기술은 현재 실질적인 사용을 향해 꾸준히 발전하고 있습니다

우리는 사회에 필수적인 바카라이 부족합니다! 새로운 세대 방법에 대한 검색이 시작되었습니다

"바카라"이라는 단어를들을 때 평범한 사람은 그것이 얼마나 중요한지 이해하지 못할 수 있습니다 그러나 바카라이 플라스틱 및 합성 고무와 같은 원료라는 것을 알고 있다면, 그것이 우리의 일상 생활의 필수 부분이라는 것을 이해할 것입니다

바카라은 석유에서 파생 된 기본 원료 중 하나이며, 전 세계적으로 매년 4,300 만 톤의 소비량이 있으며, 일본에서만 매년 4 ~ 5 백만 톤의 소비량이 소비됩니다 그러나 바카라의 공급이 가까운 시일 내에 단축 될 것이 확실하며, 바카라 부족은 이미 유럽과 미국에서 시작되었습니다 일본에서는 2030 년경 수요가 공급을 초과했으며 상황이 계속되면 부족이 더 커질 것으로 예상됩니다

"현재 공급되고있는 대부분의 바카라은 석유에서 휘발유를 정제하는 부산물이기 때문입니다 전 세계 인구와 경제 발전으로 바카라에 대한 수요는 계속 증가하고 있지만 석유가 계속해서 안정적으로 공급 될 것이라는 보장은 없습니다 더욱 인기있는 전기 차량이 더 인기 있고 전기 차량이 감소하고 있으며, 가스 롤러는 일본어와 일본어가 추가되고 있습니다 감소하는 것은 사용되지 않고 생산되지 않고 휘발유 생산이 줄어들고 바카라 생산도 감소 할 것입니다 "

Carbon Resources Transformation Process Group의 수석 수석 연구원 인 Zhang Sengoku의 에너지 창조 연구 부서는 바카라 부족의 배경을 설명합니다 오늘날 바카라의 90% 이상이 석유에서 파생 된 방법을 사용하여 생산되며, 전 세계의 연구원들은 수십 년 동안 비 삼투압 성분에서 바카라을 만드는 방법을 찾고 있습니다

결과 중 하나는 석탄에서 바카라을 제거하는 것입니다 이것은 이미 실용적으로 사용되었으며 중국의 파일럿 플랜트에서 생산되고 있지만 프로세스의 복잡성은 어려운 일입니다 석탄은 한 번 메탄올을 합성하기 위해 가스화 된 다음 메탄올 전환 기술이 적용되어 에틸렌, 프로필렌 및 바카라이 속한 "방향족"성분을 초래합니다 그런 다음 바카라을 분리 하고이 방향족으로부터 정제합니다 바카라은이 다단계 프로세스를 통해 생산됩니다

실제 생산 효율성을 달성하려면 간단한 프로세스를 사용하여 생산할 수 있어야합니다

1993 년에 메탄으로부터 바카라을 직접 전환 한 세계 최초의 보고서 (MTB 반응)는 많은 관심을 끌었다 직접 변환 할 수있을뿐만 아니라 메탄의 공급원 인 천연 가스 (셰일 가스 포함)와 메탄 수화물이 석탄보다 환경 영향이 낮고 석유에 비해 풍부한 매장량을 가진 천연 자원이라는 점도 매력적입니다 이 보고서를 바탕으로 많은 회사들이 연구 개발 산업에 진출했지만 결과는 달성되지 않았습니다

AIST는 2000 년에 연구를 시작했습니다

AIST는 보고서 몇 년 후 MTB 프로세스를 연구하기 시작했습니다 Nedo 프로젝트에 참여했습니다

"우리는 처음부터 실질적인 사용을 목표로했으며,이를 달성하는 데 필요한 관점에서 연구 개발을 진행했습니다"

메탄을 바카라으로 직접 변환하려면, 메탄은 산소를 함유하지 않는 조건 하에서 몰리브덴지지 된 제올라이트라는 촉매와 반응해야한다 이 촉매는 기공을 갖는 미네랄 제올라이트이며 금속 몰리브덴에 고정 된 후 700-800 ℃로 가열되고 메탄으로 반응하여 메탄을 바카라 및 수소로 전환시킬 수있게한다

연구팀은 메탄을 촉매와 효과적으로 반응하는 "유동적인 베드 MTB 공정"을 고안했다 탄소 자원 전환 프로세스 그룹의 책임자 인 Kuramoto Koji는 다음과 같이 프로세스를 설명합니다

5910_6202

기본 프로세스가 완료되었습니다 그러나, 실제적으로 사용하려면, 촉매의 반응 속도를 30%로 증가시킬 필요가 있었다 이를 염두에두고 Zhang과 다른 사람들은 계속 더 꾸준히 개선되었습니다

결합제가없는 촉매는 반응 속도를 크게 향상시킵니다

촉매의 반응 속도가 낮게 유지되면 양호한 과정에서도 바카라의 수율이 증가하지 않을 것입니다 반응 속도를 높이려면 촉매의 유동성을 증가시켜야합니다 따라서, Tsune은 촉매를 함께 유지하는 바인더 (접착제)의 존재에 중점을 두었습니다

6451_6624

촉매를 사용하는 데 또 다른 문제가있었습니다 메탄이 반응 할 때, 탄소 침전물은 촉매의 표면을 덮고 활성을 줄이고 결국 MTB 반응이 진행되는 것을 막는다

"실제로, 촉매가 몇 시간 내에 악화되면, 사용할 수 없다 따라서 촉매의 수명을 연장하기 위해 촉매에서 탄소를 효율적이고 지속적으로 제거 할 수있는 방법을 찾기로 결정했다"

Zhang이 여기서 작업 한 것은 수소를 사용하여 촉매의 재생 방법을 개발하는 것이 었습니다 화학적으로 말하면, 수소가 메탄 대신 공정에 첨가되고 촉매에 첨가되어 반응하면, 촉매 표면으로 덮인 탄소가 분해되고 촉매가 재 활성화 될 것이다

2011 년 AIST는 회사와 협력하여 바인더와 수소 기반 촉매 재생 방법을 사용하지 않는 고성능 촉매를 개발했습니다 궁극적 인 목표 응답 속도는 여전히 30%에서 멀지 만 실용적으로 사용할 가능성이 있습니다

2 타워 순환 유동 침대 공정과의 효율적인 연속 반응

우리가 그 후 우리가 촉매 반응을 지속적으로 유발하고 바카라을 지속적으로 생성하는 과정을 만들기 위해 노력했습니다 이전 방법으로, 촉매가 재 활성화되었을 때,이 기간 동안 바카라의 생산이 중단되었고, 공급은 불가능했다 주요 해외 석유 회사는 촉매 펠릿이 움직이지 않고 메탄을 하나씩 공급하기 위해 메탄을 공급하고 반응 활성이 감소 할 때 메탄을 수소로 전환하고 촉매를 활성화하는 여러 소위 고정 베드 촉매 반응기를 배열하려고 시도했습니다 그러나 Zhang 은이 방법이 처음부터 문제라고 믿었습니다

"반응 시간과 촉매 재생 시간은 다르며, 반응 중에 외부에서 가해지는 열의 양과 속도와 재생 동안 발생하는 열의 양과 속도를 제어하기위한 조건은 매우 다릅니다 실제 식물에서는 원시 메탄을 전환하고 재생 수소 가스 사이를 전환하는 것이 쉽지 않다고 생각했습니다 각 온도와 크기에 적합한 형태로 "

식물에는 고정 베드 촉매 반응기를 정렬하는 또 다른 약점이있었습니다 촉매는 시간이 지남에 따라 악화되므로 수술을 중지하고 몇 개월에 한 번 촉매를 교체해야합니다 그러나 플랜트는 지속적으로 작동해야하며 몇 달에 한 번 멈추면 식물처럼 비효율적입니다

"실제적인 사용을 고려할 때 장비를 계속 작동시키고 실행 중에 오래된 촉매를 지속적으로 배수하고 추가하는 것이 중요합니다"

이러한 관점에서 Zhang은 "순환 유동성 침대 MTB 공정"을 고안했습니다 먼저, 메탄은 반응 컬럼에서 촉매와 반응하여 바카라 및 수소의 가스를 수득한다 생성 된 바카라 및 분해 된 촉매 입자는 재생 타워로 보내지고 재생 타워 상단의 사이클론에 의해 가스 및 입자로 분리된다 여기서, 바카라 및 수소가 회복되고, 회수 된 수소의 일부는 촉매의 재생에 사용된다 입자는 재생 타워로 떨어지고 수소와 반응하고 일단 재생되면 반응 타워로 다시 전송됩니다

Kuramoto는“수십 년간의 시험 및 오류 후, 우리는 촉매를 순환시켜 반응과 재생을 모두 허용하는 프로세스를 만들어 냈습니다 온도, 압력, 순환 입자의 속도 및 성능을 극대화하는 재생 조건을 결합하여 현재 세계에서 가장 높은 반응 속도를 달성 한 결과를 얻었습니다

바카라과 완전 국내 생산의 안정적인 공급을 달성하기위한 견해

이 시점에 도달하면 비용을 포함한 포괄적 인 평가를 할 수있는 단계에 도달했습니다 그러나이를 실질적인 사용으로 전진시키기 위해서는 현재 상황보다 한 걸음 더 큰 테스트 플랜트를 만들고 데모 실험을 수행해야합니다 이를 위해서는 회사의 협력이 필요합니다

"오일은 미래에 꾸준하지 않을 것입니다 반면에, 메탄 수화물 채굴이 일본에서 진행되고 있다면 더 이상 바카라을 완전히 생산하는 꿈이 아닐 것입니다 그렇게 생각한다면이 기술은 미래에 반드시 꽃이 피게 될 것입니다 화학 분야뿐만 아니라 에너지 분야와 다른 분야에서도 많은 기회가있을 것입니다" (Zhang)

"이 기술은 안정적인 바카라을 제공 할뿐만 아니라 환경 영향을 줄이고 국가의 긴급한 문제인 탄소 순환 시스템을 구축하는 데 매우 중요한 기술입니다 회사의 협력과 함께이 기술의 실제 적용을 실현하기 위해 함께 일하는 꿈을 꾸고 있습니다"(쿠라 모토)

세계 최고의 기술은 실질적인 사용에서 한 걸음 떨어져 있습니다 남아있는 것은 회사와의 협력입니다