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10,000 Kcal/Nm3 ~ 13,000 Kcal/Nm3의 고발열량을 발휘하는 조성의 메탄 및 C2-C4 파라핀 함유 합성천연가스(SNG)를 제조하는 방법에 있어서,Fischer-Tropsh(FT) 합성반응 및 메탄화 반응이 단일반응기에서 순차적으로 일어나도록, 반응순서에 따라 상류에 FT 합성용 철계 촉매층 및 하류에 메탄화 반응용 니켈계 촉매층이 적층된 반응기에서 수소 및 일산화탄소로부터 메탄 및 C2-C4 파라핀 함유 합성천연가스를 생산하는 단계로서, FT 합성용 철계 촉매와 메탄화 반응용 니켈계 촉매의 합 100 중량부를 기준으로, 적층된 니켈계 촉매의 양을 10 내지 50 중량부로 조절하여 CO2 발생량을 낮춰 SNG 수율을 높이면서 10,000 Kcal/Nm3 ~ 13,000 Kcal/Nm3의 고발열량을 발휘하는 조성의 합성천연가스를 형성시키는 a단계를 포함하며, a단계는 동일 사용량의 철계 촉매와 니켈계 촉매를 물리적으로 혼합하여 사용한 경우보다 높은 CO 전환율 및 높은 SNG 발열량을 발휘하는 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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제1항에 있어서, a단계는 FT 반응과 메탄화 반응이 단계적으로 진행되도록 철계 촉매층과 니켈계 촉매층을 적층하여, 철계 촉매층의 수성가스전환반응 활성을 낮춰 SNG 수율을 높이는 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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제1항에 있어서, a단계는 FT 반응과 메탄화 반응이 단계적으로 진행되어, 상류의 철계 촉매층에서 미반응된 CO 및 발생된 CO2가 하류의 니켈계 촉매층에서 메탄화되고, 이로인해 철계 촉매층만 사용한 경우에 비해 CO to HC 전환율을 향상시키고 CO2 발생량을 감소시키는 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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제1항에 있어서, a단계는 상류의 철계 촉매층에서 미반응된 CO가 하류의 니켈계 촉매층에서 메탄화됨에 따라 CO to HC 전환율을 높이고, 일부의 CO가 철계 촉매층에서 수성가스전환반응에 의하여 CO2가 발생되는 대신 니켈계 촉매층에서 메탄화되어 CO to CO2 전환율을 낮추는 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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제1항에 있어서, a단계는 니켈계 촉매 사용비율 증가에 따라 CO to HC 전환율을 증가시키고, CO to CO2 전환율을 감소시키는 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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제1항에 있어서, a단계는 FT 반응과 메탄화 반응이 단계적으로 진행되도록 상류에 철계 촉매층과 하류에 니켈계 촉매층을 적층하여, Fe 및 Ni 활성금속이 공침된 Fe 및 Ni 함유 촉매를 사용한 경우에 비해, 니켈계 촉매층에서의 메탄화 반응 활성을 낮춰 CH4 선택도를 낮추고 SNG의 발열량을 높이는 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, a단계 이전 또는 이후에, 300 ∼ 600 ℃의 온도 범위의 수소 분위기에서 촉매를 환원하는 단계를 더 포함하는 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 합성천연가스는 메탄 : C2-C4 파라핀 (몰비) = 1 : 0
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제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, a단계에서 공급가스(feed gas) 중 H2/CO 비는 1
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제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, a단계에서 반응 압력은 20 ∼ 40 bar이고, 반응 온도는 300 ∼ 400 ℃이고, 공간속도는 1000 ml/gcat·h ∼ 20000 ml/gcat·h 인 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, a단계의 수소 및 일산화탄소 함유 공급가스는 석탄, 바이오매스, 또는 탄소 함유 폐기물을 가스화하여 생산된 합성가스 또는 이로부터 정제된 가스인 것이 특징인 고발열량의 SNG 제조 방법
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수소 및 일산화탄소로부터 10,000 Kcal/Nm3 ~ 13,000 Kcal/Nm3의 고발열량을 발휘하는 조성의 메탄 및 C2-C4 파라핀 함유 합성천연가스(SNG) 생산용 반응기에 있어서, Fischer-Tropsh(FT) 합성반응 및 메탄화 반응이 단일반응기에서 순차적으로 일어나도록, 반응순서에 따라 상류에 FT 합성용 철계 촉매층 및 하류에 메탄화 반응용 니켈계 촉매층이 적층되어 있고, CO2 발생량을 낮춰 SNG 수율을 높이면서 10,000 Kcal/Nm3 ~ 13,000 Kcal/Nm3의 고발열량을 발휘하는 조성의 합성천연가스를 형성하도록, FT 합성용 철계 촉매와 메탄화 반응용 니켈계 촉매의 합 100 중량부를 기준으로, 적층된 니켈계 촉매의 양이 10 내지 50 중량부로 조절되어 있고, 동일 사용량의 철계 촉매와 니켈계 촉매를 물리적으로 혼합하여 사용한 경우보다 높은 CO 전환율 및 높은 SNG 발열량을 발휘하는 것이 특징인 SNG 생산용 반응기
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제13항에 있어서, 제1항 및 제3항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 고발열량의 SNG 제조 방법에 사용하기 위한 것이 특징인 SNG 생산용 반응기
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