JP2556448B2 - 低級アルカンの接触脱水素縮合方法 - Google Patents
低級アルカンの接触脱水素縮合方法Info
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- JP2556448B2 JP2556448B2 JP6124417A JP12441794A JP2556448B2 JP 2556448 B2 JP2556448 B2 JP 2556448B2 JP 6124417 A JP6124417 A JP 6124417A JP 12441794 A JP12441794 A JP 12441794A JP 2556448 B2 JP2556448 B2 JP 2556448B2
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- Japan
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- lower alkane
- dehydrogenative condensation
- reaction
- activated carbon
- present
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C2/00—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms
- C07C2/76—Preparation of hydrocarbons from hydrocarbons containing a smaller number of carbon atoms by condensation of hydrocarbons with partial elimination of hydrogen
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
- 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、低級アルカンを脱水素
縮合させる方法に関するものである。
縮合させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】天然ガスの主成分である低級アルカンは化
学的に安定な気体であるため、熱エネルギー源としての
利用が多く、化学工業原料としての利用は限られてい
る。天然ガスを化学工業原料として利用する方法は、現
在のところ、天然ガスを水蒸気改質して合成ガス（ＣＯ
＋Ｈ２）に転換し、この合成ガスを化学工業原料として
利用するものであるが、水蒸気改質の工程が強い吸熱反
応であるためプロセス全体の効率が低いという問題があ
る。
学的に安定な気体であるため、熱エネルギー源としての
利用が多く、化学工業原料としての利用は限られてい
る。天然ガスを化学工業原料として利用する方法は、現
在のところ、天然ガスを水蒸気改質して合成ガス（ＣＯ
＋Ｈ２）に転換し、この合成ガスを化学工業原料として
利用するものであるが、水蒸気改質の工程が強い吸熱反
応であるためプロセス全体の効率が低いという問題があ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は以下の
通りである。 （１）低級アルカンをいったん合成ガスとすることな
く、直接化学工業原料として有用な炭化水素に転換する
方法を提供すること。 （２）低級アルカンを脱水素縮合させる方法を提供する
こと。 （３）低級アルカンを脱水素縮合して不飽和結合を有す
る炭化水素を生成させる方法を提供すること。 （４）メタンを脱水素縮合させる方法を提供すること。 （５）メタンを脱水素縮合させてエチレン及びアセチレ
ンを生成させる方法を提供すること。 （６）天然ガスから直接化学原料として有用な炭化水素
に転換する方法を提供すること。本発明のさらに他の課
題は以下の記載から明らかになるであろう。
通りである。 （１）低級アルカンをいったん合成ガスとすることな
く、直接化学工業原料として有用な炭化水素に転換する
方法を提供すること。 （２）低級アルカンを脱水素縮合させる方法を提供する
こと。 （３）低級アルカンを脱水素縮合して不飽和結合を有す
る炭化水素を生成させる方法を提供すること。 （４）メタンを脱水素縮合させる方法を提供すること。 （５）メタンを脱水素縮合させてエチレン及びアセチレ
ンを生成させる方法を提供すること。 （６）天然ガスから直接化学原料として有用な炭化水素
に転換する方法を提供すること。本発明のさらに他の課
題は以下の記載から明らかになるであろう。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、低級アルカンと水
素の混合物を、高温において活性炭と接触させるときに
は、低級アルカンの脱水素縮合反応が生起し、原料アル
カンよりも炭素数の増加した化学工業原料として有用な
炭化水素が得られることを見出し、本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明によれば、低級アルカンと水
素の混合物を、活性炭の存在下に高温で脱水素縮合反応
させることを特徴とする低級アルカンの脱水素縮合方法
が提供される。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、低級アルカンと水
素の混合物を、高温において活性炭と接触させるときに
は、低級アルカンの脱水素縮合反応が生起し、原料アル
カンよりも炭素数の増加した化学工業原料として有用な
炭化水素が得られることを見出し、本発明を完成するに
至った。すなわち、本発明によれば、低級アルカンと水
素の混合物を、活性炭の存在下に高温で脱水素縮合反応
させることを特徴とする低級アルカンの脱水素縮合方法
が提供される。
【０００５】本発明において反応原料として用いる低級
アルカンとしては、メタン、エタン、プロパン、ブタン
等が挙げられ、これらのものは単独又は混合物であるこ
とができる。本発明で用いる工業的に有利な低級アルカ
ンは、メタン、好ましくは天然ガスである。
アルカンとしては、メタン、エタン、プロパン、ブタン
等が挙げられ、これらのものは単独又は混合物であるこ
とができる。本発明で用いる工業的に有利な低級アルカ
ンは、メタン、好ましくは天然ガスである。
【０００６】本発明の方法は、低級アルカンと水素の混
合物を高温に加熱した活性炭と接触させることによって
実施される。活性炭としては、各種市販品を用いること
ができる。このような活性炭には、ヤシ殻活性炭の他、
石炭系活性炭、ピッチ系活性炭等が包含される。反応温
度は、一般的には、９００℃以上、好ましくは９５０℃
以上、より好ましくは１０００℃以上であり、高温であ
る程好ましい。反応温度の上限は反応器材質等により制
限されるが、通常は１３００℃程度である。本発明にお
いては、前記したように、低級アルカンは水素との混合
物の形で活性炭と接触させる。この混合物において、低
級アルカンと水素とのモル比は、１／９〜９／１、好ま
しくは１／３〜３／１であり、低級アルカンの比率が高
い程不飽和炭化水素の生成量は向上する。低級アルカン
に水素を混合することにより、炭素析出の抑制による生
成物収率の向上や、安定した反応器の運転を行うことが
できる等の利点が得られる。低級アルカンの活性炭に対
する接触時間は、Ｗ／Ｆ〔Ｗ：活性炭重量、Ｆ：低級ア
ルカンの供給速度（モル／ｈ）〕で表わして、１〜１
０、好ましくは４〜８であり、接触時間が長い程不飽和
炭化水素の生成量が増加する。
合物を高温に加熱した活性炭と接触させることによって
実施される。活性炭としては、各種市販品を用いること
ができる。このような活性炭には、ヤシ殻活性炭の他、
石炭系活性炭、ピッチ系活性炭等が包含される。反応温
度は、一般的には、９００℃以上、好ましくは９５０℃
以上、より好ましくは１０００℃以上であり、高温であ
る程好ましい。反応温度の上限は反応器材質等により制
限されるが、通常は１３００℃程度である。本発明にお
いては、前記したように、低級アルカンは水素との混合
物の形で活性炭と接触させる。この混合物において、低
級アルカンと水素とのモル比は、１／９〜９／１、好ま
しくは１／３〜３／１であり、低級アルカンの比率が高
い程不飽和炭化水素の生成量は向上する。低級アルカン
に水素を混合することにより、炭素析出の抑制による生
成物収率の向上や、安定した反応器の運転を行うことが
できる等の利点が得られる。低級アルカンの活性炭に対
する接触時間は、Ｗ／Ｆ〔Ｗ：活性炭重量、Ｆ：低級ア
ルカンの供給速度（モル／ｈ）〕で表わして、１〜１
０、好ましくは４〜８であり、接触時間が長い程不飽和
炭化水素の生成量が増加する。
【０００７】本発明によれば、低級アルカンを脱水素縮
合反応させることができ、これにより、低級アルカンの
脱水縮合生成物を得ることができる。この低級アルカン
の脱水縮合生成物には、オレフィン、アセチレン系炭化
水素、アルカン及び水素等が包含され、炭素数が３〜６
の低級アルカンでは、前記生成物の他、芳香族炭化水素
も生成する。低級アルカンとしてメタンを用いる場合の
脱水素縮合反応は次式で示すことができる。 ２ＣＨ４ → Ｃ２Ｈ６＋Ｈ２ （１） ２ＣＨ４ → Ｃ２Ｈ４＋２Ｈ２ （２） ２ＣＨ４ → Ｃ２Ｈ２＋３Ｈ２ （３）
合反応させることができ、これにより、低級アルカンの
脱水縮合生成物を得ることができる。この低級アルカン
の脱水縮合生成物には、オレフィン、アセチレン系炭化
水素、アルカン及び水素等が包含され、炭素数が３〜６
の低級アルカンでは、前記生成物の他、芳香族炭化水素
も生成する。低級アルカンとしてメタンを用いる場合の
脱水素縮合反応は次式で示すことができる。 ２ＣＨ４ → Ｃ２Ｈ６＋Ｈ２ （１） ２ＣＨ４ → Ｃ２Ｈ４＋２Ｈ２ （２） ２ＣＨ４ → Ｃ２Ｈ２＋３Ｈ２ （３）
【０００８】
【実施例】次に、本発明を実施例によって更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるも
のではない。なお、以下の実施例における生成物の分析
はガスクロマトグラフ法によって行った。
説明するが、本発明はこの実施例によって限定されるも
のではない。なお、以下の実施例における生成物の分析
はガスクロマトグラフ法によって行った。
【０００９】実施例１ 内径１１ｍｍのアルミナ製反応管を使用し、これに触媒
として市販の活性炭（二村化学工業製：太閤活性炭）
０．５ｇを充填し、メタンと水素の等モル混合ガスを２
００ミリモル／時の流速で反応管に供給した。反応を６
００〜１１００℃で行ったところ、反応温度８００℃以
下では実質的量のエチレンや、アセチレン等の生成物は
確認されなかったが、８００℃を超える反応温度では、
メタンの脱水素縮合反応が生起した。その実験結果を表
１（Ｎｏ．１〜６）に示すが、この表に示した生成率は
供給したメタンに対する生成率（モル％）を示してい
る。表１中のＮｏ．７はメタンと窒素の等モル混合ガス
を反応管に供給した場合の反応結果で、水素の生成率が
高く反応物及び生成物からの炭素析出が進行している。
として市販の活性炭（二村化学工業製：太閤活性炭）
０．５ｇを充填し、メタンと水素の等モル混合ガスを２
００ミリモル／時の流速で反応管に供給した。反応を６
００〜１１００℃で行ったところ、反応温度８００℃以
下では実質的量のエチレンや、アセチレン等の生成物は
確認されなかったが、８００℃を超える反応温度では、
メタンの脱水素縮合反応が生起した。その実験結果を表
１（Ｎｏ．１〜６）に示すが、この表に示した生成率は
供給したメタンに対する生成率（モル％）を示してい
る。表１中のＮｏ．７はメタンと窒素の等モル混合ガス
を反応管に供給した場合の反応結果で、水素の生成率が
高く反応物及び生成物からの炭素析出が進行している。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、低級アルカンを原料と
して、これをいったん合成ガスとすることなく、直接化
学原料として有用なオレフィン系化合物やアセチレン系
化合物等の不飽和化合物及び水素に転換させることがで
きる。特に、本発明によれば、メタンを含む天然ガスか
ら、エチレンやアセチレン及び水素を直接製造すること
ができる。本発明により得られる脱水縮合生成物には水
素が含まれるが、この水素は膜分離等の方法により他の
成分から分離回収し、本発明の反応を行う反応器の加熱
用燃料として利用することができ、これにより、炭酸ガ
スの発生を伴わない低級アルカンの脱水素縮合反応プロ
セスを確立することができる。
して、これをいったん合成ガスとすることなく、直接化
学原料として有用なオレフィン系化合物やアセチレン系
化合物等の不飽和化合物及び水素に転換させることがで
きる。特に、本発明によれば、メタンを含む天然ガスか
ら、エチレンやアセチレン及び水素を直接製造すること
ができる。本発明により得られる脱水縮合生成物には水
素が含まれるが、この水素は膜分離等の方法により他の
成分から分離回収し、本発明の反応を行う反応器の加熱
用燃料として利用することができ、これにより、炭酸ガ
スの発生を伴わない低級アルカンの脱水素縮合反応プロ
セスを確立することができる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｃ０７Ｂ 61/00 ３００ (72)発明者 小渕 存 茨城県つくば市小野川16番３ 工業技術 院資源環境技術総合研究所内 (72)発明者 水野 光一 茨城県つくば市小野川16番３ 工業技術 院資源環境技術総合研究所内 (72)発明者 田森 行男 茨城県つくば市小野川16番３ 工業技術 院資源環境技術総合研究所内 (72)発明者 藤元 薫 東京都品川区南大井６−18−１−1031 審査官 滝口 尚良 (56)参考文献 特開 平４−91038（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 低級アルカンと水素の混合物を、活性炭
の存在下に高温で脱水素縮合反応させることを特徴とす
る低級アルカンの脱水素縮合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124417A JP2556448B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 低級アルカンの接触脱水素縮合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6124417A JP2556448B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 低級アルカンの接触脱水素縮合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07304693A JPH07304693A (ja) | 1995-11-21 |
| JP2556448B2 true JP2556448B2 (ja) | 1996-11-20 |
Family
ID=14884967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6124417A Expired - Lifetime JP2556448B2 (ja) | 1994-05-13 | 1994-05-13 | 低級アルカンの接触脱水素縮合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2556448B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160214912A1 (en) * | 2014-07-18 | 2016-07-28 | Scott F. Mitchell | Hydrogen abstraction from alkanes using hydrogen storage materials |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3026451B2 (ja) * | 1990-08-06 | 2000-03-27 | 大阪瓦斯株式会社 | 炭化水素の製造方法 |
-
1994
- 1994-05-13 JP JP6124417A patent/JP2556448B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07304693A (ja) | 1995-11-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19960611 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |