JP2500357B2 - 二酸化炭素からメタンを製造する方法 - Google Patents
二酸化炭素からメタンを製造する方法Info
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、二酸化炭素と水素とを
反応させて、メタンを製造する方法に関する。
反応させて、メタンを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、地球の温暖化が深刻な環境問題と
なっている。地球の温暖化をもたらす主要原因物質とし
て二酸化炭素があり、大気の二酸化炭素濃度の上昇が地
球の温暖化の原因の一つであるとされている。従って、
二酸化炭素の排出量削減及び固定化が急務となってい
る。
なっている。地球の温暖化をもたらす主要原因物質とし
て二酸化炭素があり、大気の二酸化炭素濃度の上昇が地
球の温暖化の原因の一つであるとされている。従って、
二酸化炭素の排出量削減及び固定化が急務となってい
る。
【０００３】二酸化炭素の固定化方法としては、二酸化
炭素を水素と反応させてメタンに変換する方法があり、
具体的には、水素化触媒を使用して二酸化炭素を接触水
素化する方法がある。例えば、主として鉄、コバルト、
ニッケル等の遷移金属化合物を酸化物担体に担持してな
る水素化触媒を使用する方法が知られている（Ｃ．Ｈ．
Ｂａｒｔｈｏｒｏｍｅｗ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａ
ｔａｌｙｓｉｓ，８７，３５２（１９８４））。
炭素を水素と反応させてメタンに変換する方法があり、
具体的には、水素化触媒を使用して二酸化炭素を接触水
素化する方法がある。例えば、主として鉄、コバルト、
ニッケル等の遷移金属化合物を酸化物担体に担持してな
る水素化触媒を使用する方法が知られている（Ｃ．Ｈ．
Ｂａｒｔｈｏｒｏｍｅｗ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃａ
ｔａｌｙｓｉｓ，８７，３５２（１９８４））。
【０００４】しかし、現在知られているこれらの水素化
触媒は、一般に、高速反応条件下では、反応率が低く、
また、長時間高活性を維持することが困難であるという
問題点があり、工業的に実施しようとする場合にはあま
り有効でない。
触媒は、一般に、高速反応条件下では、反応率が低く、
また、長時間高活性を維持することが困難であるという
問題点があり、工業的に実施しようとする場合にはあま
り有効でない。
【０００５】接触水素化によって二酸化炭素を大量に固
定化するためには、高速反応条件下でも高い転化率を示
し、長期間高い活性を維持できる触媒の開発が必要であ
る。そのため、二酸化炭素の接触水素化反応において高
速反応条件下でも転化率が高い触媒の開発が要望されて
いる。
定化するためには、高速反応条件下でも高い転化率を示
し、長期間高い活性を維持できる触媒の開発が必要であ
る。そのため、二酸化炭素の接触水素化反応において高
速反応条件下でも転化率が高い触媒の開発が要望されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、二酸化炭素
を効率よくメタンに変換できる方法を提供することによ
り、地球の温暖化緩和に寄与すると同時に、石油資源の
節約をも達成しようとするものである。
を効率よくメタンに変換できる方法を提供することによ
り、地球の温暖化緩和に寄与すると同時に、石油資源の
節約をも達成しようとするものである。
【０００７】本発明は、二酸化炭素と水素とからメタン
を高速かつ選択的に製造できる方法を提供するものであ
る。
を高速かつ選択的に製造できる方法を提供するものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記のような
課題を解決するため研究を行い、希土類金属が二酸化炭
素に対して親和性が高いこと、一方、希土類金属自体は
水素に対する親和性が低いこと、そのため、二酸化炭素
の接触水素化に対する活性が低いこと、しかし、希土類
金属を水素に対して親和性が高い金属と組合せた金属間
化合物が二酸化炭素の接触水素化において比較的温和な
条件下でも高い活性を示し、高速反応条件下でも高い転
化率を示すこと、及び、高い活性を長時間維持できるこ
とを見出して本発明を完成した。
課題を解決するため研究を行い、希土類金属が二酸化炭
素に対して親和性が高いこと、一方、希土類金属自体は
水素に対する親和性が低いこと、そのため、二酸化炭素
の接触水素化に対する活性が低いこと、しかし、希土類
金属を水素に対して親和性が高い金属と組合せた金属間
化合物が二酸化炭素の接触水素化において比較的温和な
条件下でも高い活性を示し、高速反応条件下でも高い転
化率を示すこと、及び、高い活性を長時間維持できるこ
とを見出して本発明を完成した。
【０００９】本発明は、希土類金属を含む金属間化合物
を触媒とし、二酸化炭素と水素とを反応させることを特
徴とするメタンの製造方法にある。
を触媒とし、二酸化炭素と水素とを反応させることを特
徴とするメタンの製造方法にある。
【００１０】本発明におけるメタンの生成反応は、次式
で示される。
で示される。
【００１１】ＣＯ2 ＋４Ｈ2 →ＣＨ4 ＋２Ｈ2 Ｏ 本発明は、この反応を特定の触媒を使用することによっ
て達成する。
て達成する。
【００１２】本発明において使用する触媒は、希土類金
属とニッケルとを含む金属間化合物である。すなわち、
本発明において使用する触媒は、二酸化炭素が吸着・活
性化されやすい希土類金属と、水素が吸着・活性化され
やすいニッケルとを主成分とする金属間化合物である。
属とニッケルとを含む金属間化合物である。すなわち、
本発明において使用する触媒は、二酸化炭素が吸着・活
性化されやすい希土類金属と、水素が吸着・活性化され
やすいニッケルとを主成分とする金属間化合物である。
【００１３】希土類金属は、一般に希土類元素と総称さ
れる金属であり、具体的には、スカンジウム、イットリ
ウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウ
ム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリ
ニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エ
ルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムの１
７元素それぞれに相当する金属である。これらの希土類
金属の単体を、他の金属と比較すると、一般に、二酸化
炭素に対する親和性は高いが、水素に対する親和性は低
い傾向がある。本発明で使用する触媒としては、前記希
土類金属の中でもセリウム族に属する５元素、即ち、ラ
ンタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム又はサマ
リウムを含むものが好ましく、中でもランタンを含むも
のが好ましい。なお、本発明で使用する触媒としては、
二種以上の希土類金属を含む金属間化合物も使用でき
る。
れる金属であり、具体的には、スカンジウム、イットリ
ウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウ
ム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリ
ニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エ
ルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウムの１
７元素それぞれに相当する金属である。これらの希土類
金属の単体を、他の金属と比較すると、一般に、二酸化
炭素に対する親和性は高いが、水素に対する親和性は低
い傾向がある。本発明で使用する触媒としては、前記希
土類金属の中でもセリウム族に属する５元素、即ち、ラ
ンタン、セリウム、プラセオジム、ネオジウム又はサマ
リウムを含むものが好ましく、中でもランタンを含むも
のが好ましい。なお、本発明で使用する触媒としては、
二種以上の希土類金属を含む金属間化合物も使用でき
る。
【００１４】本発明で使用するニッケルは、希土類金属
よりも水素に対する親和性が高い。ニッケルは、従来か
ら接触水素化反応の触媒活性成分として使用されている
が、希土類元素との金属間化合物の形態で、高温条件下
における水素と二酸化炭素との反応によるメタン合成用
の触媒として使用されたことはない。
よりも水素に対する親和性が高い。ニッケルは、従来か
ら接触水素化反応の触媒活性成分として使用されている
が、希土類元素との金属間化合物の形態で、高温条件下
における水素と二酸化炭素との反応によるメタン合成用
の触媒として使用されたことはない。
【００１５】本発明で触媒として使用する二成分系の金
属間化合物としては、例えば、ＬａＮｉ5 、ＣｅＮ
ｉ5 、ＴｈＮｉ5 、ＬａＮｉ2 、Ｌａ3 Ｎｉ、Ｌａ7 Ｎ
ｉ3 、Ｌａ2 Ｎｉ7 、ＬａＮｉ3 を挙げることができ、
中でも、ＬａＮｉ5 が優れている。
属間化合物としては、例えば、ＬａＮｉ5 、ＣｅＮ
ｉ5 、ＴｈＮｉ5 、ＬａＮｉ2 、Ｌａ3 Ｎｉ、Ｌａ7 Ｎ
ｉ3 、Ｌａ2 Ｎｉ7 、ＬａＮｉ3 を挙げることができ、
中でも、ＬａＮｉ5 が優れている。
【００１６】なお、ＬａＮｉ5 系の金属間化合物は水素
吸蔵能が高いことが知られており、吸蔵された水素は活
性化されて反応し易い状態にあることが予想される。し
かし、このような希土類金属を含む金属間化合物を二酸
化炭素の水素化（メタン化反応）に使用する例は知られ
ていない。すなわち、本発明は、水素吸蔵能を有する希
土類金属を含む金属間化合物を二酸化炭素の水素化触媒
として利用する点に特徴がある。
吸蔵能が高いことが知られており、吸蔵された水素は活
性化されて反応し易い状態にあることが予想される。し
かし、このような希土類金属を含む金属間化合物を二酸
化炭素の水素化（メタン化反応）に使用する例は知られ
ていない。すなわち、本発明は、水素吸蔵能を有する希
土類金属を含む金属間化合物を二酸化炭素の水素化触媒
として利用する点に特徴がある。
【００１７】本発明において使用する触媒としては、二
成分系の金属間化合物だけではなく、希土類金属と、希
土類金属以外の二種以上の金属を含む金属間化合物、即
ち、二成分系の金属間化合物に対して第三成物を添加し
た三成分以上の多成分系の金属間化合物も使用できる。
そして、二成分系の金属間化合物よりも三成分系の金属
間化合物のほうが、二酸化炭素の水素化触媒としての特
性、即ち、水素化能、二酸化炭素吸着能、耐久性が優れ
る場合がある。
成分系の金属間化合物だけではなく、希土類金属と、希
土類金属以外の二種以上の金属を含む金属間化合物、即
ち、二成分系の金属間化合物に対して第三成物を添加し
た三成分以上の多成分系の金属間化合物も使用できる。
そして、二成分系の金属間化合物よりも三成分系の金属
間化合物のほうが、二酸化炭素の水素化触媒としての特
性、即ち、水素化能、二酸化炭素吸着能、耐久性が優れ
る場合がある。
【００１８】二成分系の金属間化合物、例えば、ランタ
ン−ニッケル系の金属間化合物の触媒としての特性を向
上させるための第三成分としては、銅、クロム、マンガ
ン、アルミニウムなどが挙げられる。
ン−ニッケル系の金属間化合物の触媒としての特性を向
上させるための第三成分としては、銅、クロム、マンガ
ン、アルミニウムなどが挙げられる。
【００１９】本発明で触媒として使用する三成分系の金
属間化合物としては、ＬａＮｉ４Ｃｒ、ＬａＮｉ４Ｃ
ｕ、ＬａＮｉ４Ａｌ、ＭｍＮｉ４．５Ｍｎ０．５（Ｍｍ
は、ミッシュメタルとしても知られる希土類金属混合物
を示す）などが挙げられる。
属間化合物としては、ＬａＮｉ４Ｃｒ、ＬａＮｉ４Ｃ
ｕ、ＬａＮｉ４Ａｌ、ＭｍＮｉ４．５Ｍｎ０．５（Ｍｍ
は、ミッシュメタルとしても知られる希土類金属混合物
を示す）などが挙げられる。
【００２０】本発明において触媒として使用する希土類
金属を含む金属間化合物の製造方法については、特に制
限はなく、公知の金属間化合物の製造方法を適用でき
る。例えば、各金属成分原料を、金属間化合物を形成す
る組成で混合し、加熱溶融することにより、所望の組成
の金属間化合物とすることができる。そして、得られた
金属間化合物を触媒として使用するにあたっては、反応
方式にあわせて、粒状、粉末状等に成形するのがよい。
金属を含む金属間化合物の製造方法については、特に制
限はなく、公知の金属間化合物の製造方法を適用でき
る。例えば、各金属成分原料を、金属間化合物を形成す
る組成で混合し、加熱溶融することにより、所望の組成
の金属間化合物とすることができる。そして、得られた
金属間化合物を触媒として使用するにあたっては、反応
方式にあわせて、粒状、粉末状等に成形するのがよい。
【００２１】本発明においては、二酸化炭素と水素とを
気相で触媒に接触させることによってメタンを製造する
ことができる。この際の反応方式については、特に限定
はなく、例えば、触媒を充填した反応装置に原料ガス
（二酸化炭素および水素）を導入し、メタンを製造する
固定床方式でも良い。また、反応条件については、特に
限定はないが、一般に、反応温度を２００〜５００℃、
より好ましくは２５０〜４００℃とし、反応圧力を１〜
１００気圧、より好ましくは５〜８０気圧、さらに好ま
しくは１０〜６０気圧とするのが良い。なお、これらの
温度および圧力範囲においては、反応温度を高くする
程、また、反応圧力を高くする程、メタンの収率が高く
なる傾向にある。但し、工業的に実施することを考慮し
て、従来の方法と比較した場合の本発明の優位点とし
て、反応温度および反応圧力が比較的低い条件下でも、
例えば反応温度２５０〜３５０℃、反応圧力５〜３０気
圧という条件下でも、有効な収率でメタンを製造する点
を挙げることができる。
気相で触媒に接触させることによってメタンを製造する
ことができる。この際の反応方式については、特に限定
はなく、例えば、触媒を充填した反応装置に原料ガス
（二酸化炭素および水素）を導入し、メタンを製造する
固定床方式でも良い。また、反応条件については、特に
限定はないが、一般に、反応温度を２００〜５００℃、
より好ましくは２５０〜４００℃とし、反応圧力を１〜
１００気圧、より好ましくは５〜８０気圧、さらに好ま
しくは１０〜６０気圧とするのが良い。なお、これらの
温度および圧力範囲においては、反応温度を高くする
程、また、反応圧力を高くする程、メタンの収率が高く
なる傾向にある。但し、工業的に実施することを考慮し
て、従来の方法と比較した場合の本発明の優位点とし
て、反応温度および反応圧力が比較的低い条件下でも、
例えば反応温度２５０〜３５０℃、反応圧力５〜３０気
圧という条件下でも、有効な収率でメタンを製造する点
を挙げることができる。
【００２２】また、固定床流通方式でメタンを製造する
場合の原料ガスの流通速度は、特に限定はないが、反応
装置への触媒の充填密度（ｇ／ｍｌ）を考慮した空間速
度ＳＶで１０００〜１０００００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈ
好ましくは２０００〜２００００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈ
とするのがよい。なお、一般に、空間速度を高くし過ぎ
ると、二酸化炭素の転化率が低下する傾向がある。
場合の原料ガスの流通速度は、特に限定はないが、反応
装置への触媒の充填密度（ｇ／ｍｌ）を考慮した空間速
度ＳＶで１０００〜１０００００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈ
好ましくは２０００〜２００００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈ
とするのがよい。なお、一般に、空間速度を高くし過ぎ
ると、二酸化炭素の転化率が低下する傾向がある。
【００２３】原料として使用する二酸化炭素と水素との
使用割合は、特に限定はないが、二酸化炭素１モルに対
して水素２〜８モル好ましくは３〜６モル特に好ましく
約４モルとするのがよい。
使用割合は、特に限定はないが、二酸化炭素１モルに対
して水素２〜８モル好ましくは３〜６モル特に好ましく
約４モルとするのがよい。
【００２４】
【作用】本発明において二酸化炭素のメタン化反応（水
素化）に用いる触媒は、希土類金属を含む金属間化合
物、例えばランタン−ニッケル系の金属間化合物であ
る。そして、ランタン−ニッケル系の金属間化合物は高
い水素吸蔵能を有することが知られているが、二酸化炭
素の水素化に高い活性を有することは知られていない。
素化）に用いる触媒は、希土類金属を含む金属間化合
物、例えばランタン−ニッケル系の金属間化合物であ
る。そして、ランタン−ニッケル系の金属間化合物は高
い水素吸蔵能を有することが知られているが、二酸化炭
素の水素化に高い活性を有することは知られていない。
【００２５】本発明において希土類金属を含む金属間化
合物が二酸化炭素の水素化に対して比較的低温において
も高い活性を有するのは、二酸化炭素がランタン等の希
土類金属に、水素がニッケル等の希土類金属以外の金属
に、それぞれ吸着・活性化されやすい（高い親和性を有
する）ためであると考えられる。その結果、例えば、固
定床流通反応方式においてガス流速を上げても二酸化炭
素の転化率が高いものと考えられる。
合物が二酸化炭素の水素化に対して比較的低温において
も高い活性を有するのは、二酸化炭素がランタン等の希
土類金属に、水素がニッケル等の希土類金属以外の金属
に、それぞれ吸着・活性化されやすい（高い親和性を有
する）ためであると考えられる。その結果、例えば、固
定床流通反応方式においてガス流速を上げても二酸化炭
素の転化率が高いものと考えられる。
【００２６】更に、金属間化合物は組成が安定している
ため長期間活性を維持できるものと考えられる。
ため長期間活性を維持できるものと考えられる。
【００２７】本発明は、高活性触媒を用いて二酸化炭素
と水素とから高速且つ選択的にメタンを製造する方法で
あり、地球の温暖化問題の解決に貢献するだけでなく、
メタンを利用する民生用燃料供給、化成品製造工業、エ
ネルギー変換工業など各種の化学工業分野にも有用な技
術を提供するものである。
と水素とから高速且つ選択的にメタンを製造する方法で
あり、地球の温暖化問題の解決に貢献するだけでなく、
メタンを利用する民生用燃料供給、化成品製造工業、エ
ネルギー変換工業など各種の化学工業分野にも有用な技
術を提供するものである。
【００２８】
【発明の効果】本発明において触媒として使用する希土
類金属を含む金属間化合物は、二酸化炭素の水素化に対
して比較的温和な条件で、高速反応条件下でも高い転化
率を示し、長時間、高い活性を維持できるので、本発明
によれば、二酸化炭素から効率よくメタンを製造するこ
とができる。
類金属を含む金属間化合物は、二酸化炭素の水素化に対
して比較的温和な条件で、高速反応条件下でも高い転化
率を示し、長時間、高い活性を維持できるので、本発明
によれば、二酸化炭素から効率よくメタンを製造するこ
とができる。
【００２９】
【実施例】以下実施例によって本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例のみに制限されるもので
はない。 実施例１〜２、比較例１ 本発明の金属間化合物触媒について、４０−２００メッ
シュのものを加圧固定床流通反応装置に充填し、加圧、
加熱下にＣＯ2 とＨ2 の混合ガスを導入して反応特性を
比較した。
るが、本発明はこれらの実施例のみに制限されるもので
はない。 実施例１〜２、比較例１ 本発明の金属間化合物触媒について、４０−２００メッ
シュのものを加圧固定床流通反応装置に充填し、加圧、
加熱下にＣＯ2 とＨ2 の混合ガスを導入して反応特性を
比較した。
【００３０】ＣＯ2 のメタン化反応において有効な水素
添加触媒として一般によく知られているニッケル触媒
（粉末）を用いた場合と、本発明のＬａＮｉ5 及びＬａ
Ｎｉ4Ｃｒを用いた場合との活性の比較を表１に示す。
Ｎｉ粉末と比較して本発明のランタン−ニッケル系の金
属間化合物では、メタン収率が著しく向上していること
が明らかである。なお、ＬａＮｉ5 は、２００℃という
比較的温和な条件でも触媒作用を示すことが確認されて
いる。
添加触媒として一般によく知られているニッケル触媒
（粉末）を用いた場合と、本発明のＬａＮｉ5 及びＬａ
Ｎｉ4Ｃｒを用いた場合との活性の比較を表１に示す。
Ｎｉ粉末と比較して本発明のランタン−ニッケル系の金
属間化合物では、メタン収率が著しく向上していること
が明らかである。なお、ＬａＮｉ5 は、２００℃という
比較的温和な条件でも触媒作用を示すことが確認されて
いる。
【００３１】
【表１】 反応条件：ＬａＮｉ5 １ｇ、Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４、３０
０℃、ＳＶ＝３０００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈ。 実施例３ 実施例１と同様にＬａＮｉ5 触媒を用いて、ランタン−
ニッケル系金属間化合物触媒が、高速反応下で高い転化
率を示すことを調べた。３００℃、５０気圧において、
原料ガス（ＣＯ2 ＋４Ｈ2 ）の流速を変化させた場合の
二酸化炭素の転化率及びメタンの選択率を表２に示す。
ランタン−ニッケル系金属間化合物触媒はＳＶ＝３００
００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈという高速反応条件下でも高
転化率（８８％）、高選択率（９８％）を示した。
０℃、ＳＶ＝３０００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈ。 実施例３ 実施例１と同様にＬａＮｉ5 触媒を用いて、ランタン−
ニッケル系金属間化合物触媒が、高速反応下で高い転化
率を示すことを調べた。３００℃、５０気圧において、
原料ガス（ＣＯ2 ＋４Ｈ2 ）の流速を変化させた場合の
二酸化炭素の転化率及びメタンの選択率を表２に示す。
ランタン−ニッケル系金属間化合物触媒はＳＶ＝３００
００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈという高速反応条件下でも高
転化率（８８％）、高選択率（９８％）を示した。
【００３２】
【表２】 反応条件：ＬａＮｉ5 １ｇ、Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４、３０
０℃、５０気圧。 実施例４ 加熱溶解により調製したＬａＮｉ5 （６０〜２００メッ
シュ）１ｇを内径１ｃｍのステンレス製反応管に充填
し、加圧固定床流通反応装置にセットする。原料ガス
（Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４）を５０気圧、ＳＶ＝３０００ｍｌ
／ｇ−ｃａｔ・ｈで供給した場合のメタン収率を表３に
示す。生成物の分析はオンラインガスクロマトグラフに
より行った。
０℃、５０気圧。 実施例４ 加熱溶解により調製したＬａＮｉ5 （６０〜２００メッ
シュ）１ｇを内径１ｃｍのステンレス製反応管に充填
し、加圧固定床流通反応装置にセットする。原料ガス
（Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４）を５０気圧、ＳＶ＝３０００ｍｌ
／ｇ−ｃａｔ・ｈで供給した場合のメタン収率を表３に
示す。生成物の分析はオンラインガスクロマトグラフに
より行った。
【００３３】
【表３】温度（℃） メタン収率（％） ２００ １６ ２５０ ８７ ３００ ９３ ３５０ ９４４００ ９３ 実施例５ 加熱溶解により調製したＬａＮｉ5 （６０〜２００メッ
シュ）１ｇを内径１ｃｍのステンレス製反応管に充填
し、加圧固定床流通反応装置にセットする。反応ガス
（Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４）を２００℃、ＳＶ＝３０００ｍｌ
／ｇ−ｃａｔ・ｈで供給し、圧力を１〜５０気圧に変化
させた場合のメタン収率を表４に示す。
シュ）１ｇを内径１ｃｍのステンレス製反応管に充填
し、加圧固定床流通反応装置にセットする。反応ガス
（Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４）を２００℃、ＳＶ＝３０００ｍｌ
／ｇ−ｃａｔ・ｈで供給し、圧力を１〜５０気圧に変化
させた場合のメタン収率を表４に示す。
【００３４】
【表４】 表３に示す結果から、触媒としてランタン−ニッケル系
金属間化合物を用いた場合の二酸化炭素のメタン化反応
は、比較的低温で反応が進行するという特徴があり、特
に２５０〜４００℃の範囲では反応温度の上昇に伴って
転化率が向上することが明らかである。また、表４に示
す結果からは、反応圧力に関して、１気圧でもメタン化
反応は進行するが、圧力を高めることにより、メタンの
反応収率が向上することが明かである。
金属間化合物を用いた場合の二酸化炭素のメタン化反応
は、比較的低温で反応が進行するという特徴があり、特
に２５０〜４００℃の範囲では反応温度の上昇に伴って
転化率が向上することが明らかである。また、表４に示
す結果からは、反応圧力に関して、１気圧でもメタン化
反応は進行するが、圧力を高めることにより、メタンの
反応収率が向上することが明かである。
【００３５】
【表５】温度（℃） メタン収率（％） ２００ ０．３ ２５０ ７ ３００ ５８ ３５０ ７７４００ ９１ 実施例７ 加熱溶解して調製したＬａＮｉ4 Ｃｕの１ｇをステンレ
ス製反応管に充填し、固定床流通反応装置にセットす
る。反応ガス（Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４）５０気圧、ＳＶ＝３
０００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈにおけるメタン収率を表６
に示す。
ス製反応管に充填し、固定床流通反応装置にセットす
る。反応ガス（Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４）５０気圧、ＳＶ＝３
０００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈにおけるメタン収率を表６
に示す。
【００３６】
【表６】温度（℃） メタン収率（％） ２５０ １．５ ３００ １３ ３５０ ３１４００ ６３ 実施例８、９ 加熱溶解して調製したＬａＮｉ4 Ａｌ〔実施例８〕又は
ＭｍＮｉ4.5 Ｍｎ0.5（但し、Ｍｍは稀土類金属混合物
を示し、本実施例においてはＭｍとして以下の組成を有
するものを使用した：Ｃｅ ４８％、Ｌａ ３１％、Ｐ
ｒ ５％、Ｎｄ１５％、Ｓｍ ０．２％）〔実施例９〕
の１ｇをステンレス製反応管に充填し、固定床流通反応
装置にセットする。反応ガス（Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４）５０
気圧、ＳＶ＝３０００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈにおけるメ
タン収率を表８に示す。
ＭｍＮｉ4.5 Ｍｎ0.5（但し、Ｍｍは稀土類金属混合物
を示し、本実施例においてはＭｍとして以下の組成を有
するものを使用した：Ｃｅ ４８％、Ｌａ ３１％、Ｐ
ｒ ５％、Ｎｄ１５％、Ｓｍ ０．２％）〔実施例９〕
の１ｇをステンレス製反応管に充填し、固定床流通反応
装置にセットする。反応ガス（Ｈ2 ／ＣＯ2 ＝４）５０
気圧、ＳＶ＝３０００ｍｌ／ｇ−ｃａｔ・ｈにおけるメ
タン収率を表８に示す。
【００３７】
【表７】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ Ｂ０１Ｊ 23/84 ３１１Ｘ
Claims (3)
- 【請求項１】希土類金属−ニッケル系の金属間化合物を
触媒とし、二酸化炭素と水素とを温度２００〜５００℃
で反応させることを特徴とするメタンの製造方法。 - 【請求項２】 触媒としてランタン−ニッケル系の金属
間化合物を使用する請求項１記載のメタンの製造方法。 - 【請求項３】触媒として、ランタンと、ニッケルと、
銅、クロム、マンガンまたはアルミニウムとからなる三
成分系の金属間化合物を使用する請求項１記載のメタン
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156064A JP2500357B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 二酸化炭素からメタンを製造する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5156064A JP2500357B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 二酸化炭素からメタンを製造する方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06340557A JPH06340557A (ja) | 1994-12-13 |
| JP2500357B2 true JP2500357B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=15619522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5156064A Expired - Lifetime JP2500357B2 (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | 二酸化炭素からメタンを製造する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2500357B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5392812B2 (ja) * | 2007-10-30 | 2014-01-22 | 国立大学法人富山大学 | 二酸化炭素の水素還元用触媒及び二酸化炭素の水素還元方法 |
| JP2011241182A (ja) * | 2010-05-19 | 2011-12-01 | Tokyo Gas Co Ltd | 二酸化炭素と水素からメタンを合成する方法 |
| GB2484095A (en) * | 2010-09-29 | 2012-04-04 | Kristian La Vda | Carbon dioxide recovery method |
| CN110891681B (zh) * | 2017-07-12 | 2022-11-29 | 国立研究开发法人科学技术振兴机构 | 金属间化合物、吸放氢材料、催化剂和氨的制造方法 |
| CN109261157A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-01-25 | 华南理工大学 | 一种Ni@LaCO3OH复合材料及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS601287A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | メタンガスの製造方法 |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP5156064A patent/JP2500357B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ＣＨＥＭＩＣＡＬＡＢＳＴＲＡＣＴＳ，Ｖｏｌ．９２要約番号４４２４７（１９８０） |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06340557A (ja) | 1994-12-13 |
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |