JP2010037229A - 二酸化炭素からのメタノール合成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二酸化炭素と水素の混合ガスを触媒を充填した反応管に導入し、該触媒にマイクロ波を照射することにより、導入した二酸化炭素を接触水素還元してメタノールを合成する二酸化炭素からのメタノール合成方法において、前記反応管に水素の割合(体積比)が90%以上である二酸化炭素と水素の混合ガスを空間速度(混合ガス基準)が1,700〜30,000h−1になるように導入する。
【選択図】図1
Description
CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O
図1は、本発明のメタノール合成で用いる、循環によるマイクロ波反応装置全体を示す概略構成図である。図1において、10はマイクロ波反応装置全体のフロー、1は反応装置であり、2は反応管、6は触媒、9はマイクロ波発振装置である。11はCO2とH2の混合ガスを収容するバッファータンク、12はガス配管、13は循環ポンプ、14はマスフローコントローラー、15はガス加熱用リボンヒーター、16は液体窒素(−20℃)を用いた生成物トラップ、17はガスサンプリング口、18はガス排気口、19は反応用ガスボンベ(CO2,H2,N2)である。反応装置には、圧力計、調整弁が設けてある。
CO2/H2=5/95(体積比)割合で混合ガスを調製し、流速をCO2換算流量が0.2L/min(混合ガス流量は4L/min)になるよう設定し、反応管に導入する混合ガスの空間速度を3,500h−1とした以外は、実施例1と同様、CO2の還元反応を行った。
CO2/H2=30/70(体積比)割合で混合ガスを調製し、流速をCO2換算流量が0.3L/min(混合ガスは1.0L/min)になるよう設定し、周波数2.45GHzのマイクロ波を反応管に照射して250℃まで昇温させた後、常圧、250℃で60分間加熱を行いCO2の還元反応を行った。
CO2/H2=25/75(体積比)割合で混合ガスを調製し、流速をCO2換算流量が0.2L/min(混合ガスは0.8L/min)になるよう設定し、実施例1と同様、周波数2.45GHzのマイクロ波を反応管に照射して220℃で120分間加熱を行いCO2の還元反応を行った。
CO2/H2=20/80(体積比)割合で混合ガスをつくり、流速をCO2換算流量が0.2L/min(混合ガスは1.0L/min)になるよう設定し、比較例2と同様、CO2の還元反応を行った。
CO2/H2=15/85(体積比)割合で混合ガスを調製し、流速をCO2換算流量が0.2L/min(混合ガスは1.3L/min)になるよう設定し、比較例2と同様、CO2の還元反応を行った。
CO2/H2=5/95、10/90、20/80、25/75(体積比)の割合で混合ガスをつくり、流速を、混合ガス流量が3L/minになるよう設定し、反応管に導入する混合ガスの空間速度をすべて2600h−1とした以外は、実施例1と同様、周波数2.45GHzのマイクロ波を反応装置に照射し、各々、180℃、200℃、210℃、220℃で、常圧で120分間加熱を行いCO2の還元反応を行った。加熱温度とメタノール転化率との関係を図4に示す。
2 反応管
6 触媒
9 マイクロ波発振装置
11 バッファータンク
12 配管
13 循環ポンプ
14 マスフローコントローラー
15 リボンヒーター
16 トラップ
17 ガスサンプリング口
18 ガス排気口
19 原料ガス
Claims (9)
- 二酸化炭素と水素の混合ガスを触媒を充填した反応管に導入し、該触媒にマイクロ波を照射することにより、導入した二酸化炭素を接触水素還元してメタノールを合成する二酸化炭素からのメタノール合成方法において、前記反応管に水素の割合(体積比)が90%以上である二酸化炭素と水素の混合ガスを空間速度(混合ガス基準)が1,700〜30,000h−1になるように導入することを特徴とする二酸化炭素からのメタノール合成方法。
- 触媒を150〜250℃の温度に維持することを特徴とする請求項1に記載の二酸化炭素からのメタノール合成方法。
- 触媒を200〜220℃の温度に維持することを特徴とする請求項1に記載の二酸化炭素からのメタノール合成方法。
- 水素の割合(体積比)が95〜99.9%であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の二酸化炭素からのメタノール合成方法。
- 二酸化炭素と水素の混合ガスを触媒を充填した反応管に導入し、該反応管から排出したガスに含まれているメタノールをトラップした後、残りの混合ガスを反応管に循環することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の二酸化炭素からのメタノール合成方法。
- 二酸化炭素と水素の混合ガスを、反応管の上流に配設したマスフローコントローラーで流量調整した後、反応管に導入することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の二酸化炭素からのメタノール合成方法。
- 二酸化炭素と水素の混合ガスを、マスフローコントローラーの上流に配設したバッファータンクで圧力調整することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の二酸化炭素からのメタノール合成方法。
- 反応管に循環する二酸化炭素と水素の混合ガスを、マスフローコントローラー又はバッファータンクの手前で水素の割合(体積比)が反応前と同じ割合になるように濃度調整した後、該混合ガスを反応管に循環することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の二酸化炭素からのメタノール合成方法。
- 二酸化炭素と水素の混合ガスを反応管の下方から反応管に導入し、該反応管内を流通させた後、該反応管の上方から排出することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の二酸化炭素からのメタノール合成方法。
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