JP2976032B1 - ２−プロパノールからの水素の製造方法 - Google Patents
２−プロパノールからの水素の製造方法Info
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- JP2976032B1 JP2976032B1 JP34247298A JP34247298A JP2976032B1 JP 2976032 B1 JP2976032 B1 JP 2976032B1 JP 34247298 A JP34247298 A JP 34247298A JP 34247298 A JP34247298 A JP 34247298A JP 2976032 B1 JP2976032 B1 JP 2976032B1
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- producing hydrogen
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Abstract
【要約】
【課題】 ２−プロパノールから水素ガスを温和な条件
で効率よく製造する方法を提供する。 【解決手段】 ２−プロパノール中で、アルカリ化合物
及び触媒の存在下に加熱・反応させる水素ガスの製造方
法。
で効率よく製造する方法を提供する。 【解決手段】 ２−プロパノール中で、アルカリ化合物
及び触媒の存在下に加熱・反応させる水素ガスの製造方
法。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２−プロパノール
から温和な条件で効率よく水素を製造する方法に関す
る。
から温和な条件で効率よく水素を製造する方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】水素ガスは、工業的に重要な化学原料で
あり、その用途は、アンモニア合成やメタノール合成、
さらには種々の有機化合物の水素化、塩化水素の製造
等、多岐にわたっている。また、化学原料としてだけで
なく、ロケット燃料等のエネルギー源としても用いら
れ、今後、二酸化炭素を排出しないクリーンな燃料とし
ても期待されている。現在の主な水素の工業的製造法と
しては、水電解法、化石燃料（石炭、石油、天然ガス）
由来の炭化水素や一酸化炭素と水蒸気との改質反応など
がある。水電解法は膨大な電力を消費するため、生産コ
ストが上昇するという問題がある。また、改質反応を利
用する方法は、生成ガス中に水素に加え二酸化炭素等の
副産物が混在するため、純粋な水素ガスを得るのに、精
製プロセスが必要である。また、各種有機化合物の脱水
素反応を利用する方法が提案されている。この方法で
は、触媒の存在下で比較的温和な条件で反応が進行し、
比較的純度の高い水素ガスが得られるという利点があ
る。２−プロパノールを利用する方法は研究例も多く、
ルテニウム、白金等の貴金属を活性炭等の担体に担持し
た触媒が有効であることが報告されている。しかしなが
ら、水素の生成速度が遅いという欠点があり、実用化に
は至っていない。
あり、その用途は、アンモニア合成やメタノール合成、
さらには種々の有機化合物の水素化、塩化水素の製造
等、多岐にわたっている。また、化学原料としてだけで
なく、ロケット燃料等のエネルギー源としても用いら
れ、今後、二酸化炭素を排出しないクリーンな燃料とし
ても期待されている。現在の主な水素の工業的製造法と
しては、水電解法、化石燃料（石炭、石油、天然ガス）
由来の炭化水素や一酸化炭素と水蒸気との改質反応など
がある。水電解法は膨大な電力を消費するため、生産コ
ストが上昇するという問題がある。また、改質反応を利
用する方法は、生成ガス中に水素に加え二酸化炭素等の
副産物が混在するため、純粋な水素ガスを得るのに、精
製プロセスが必要である。また、各種有機化合物の脱水
素反応を利用する方法が提案されている。この方法で
は、触媒の存在下で比較的温和な条件で反応が進行し、
比較的純度の高い水素ガスが得られるという利点があ
る。２−プロパノールを利用する方法は研究例も多く、
ルテニウム、白金等の貴金属を活性炭等の担体に担持し
た触媒が有効であることが報告されている。しかしなが
ら、水素の生成速度が遅いという欠点があり、実用化に
は至っていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術の問題点を解消し、２−プロパノールにアルカリ化合
物と触媒を添加することにより、水素ガスを温和な条件
で効率よく製造する方法を提案することを課題とする。
術の問題点を解消し、２−プロパノールにアルカリ化合
物と触媒を添加することにより、水素ガスを温和な条件
で効率よく製造する方法を提案することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、アルカリ化合物及び触媒を含有する２
−プロパノールを、２−プロパノールの沸点もしくはそ
れ以下の温度に加熱することを特徴とする水素の製造方
法としたものである。
に、本発明では、アルカリ化合物及び触媒を含有する２
−プロパノールを、２−プロパノールの沸点もしくはそ
れ以下の温度に加熱することを特徴とする水素の製造方
法としたものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】上記処理方法において、触媒とし
ては、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、ニッ
ケル又はそれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種を
担体に担持したものが使用できる。担体としては、シリ
カゲル、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物や活性炭
等を用いることができる。上記担体のなかでは、特に大
きな表面積を有する活性炭が好ましい。金属又はその酸
化物の担持量は特に制限はないが、０．１〜１０ｗｔ％
担持したものが好適である。また、本発明でいうアルカ
リ化合物とは、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属
化合物をいい、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カ
リウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどが
あげられる。この中で好ましくは水酸化リチウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム等を使用することができ
るが、特に安価で２−プロパノールに対して溶解度が高
い水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムが好ましい。ア
ルカリ化合物の添加量は、２−プロパノールに対して飽
和量以下でよく、通常、０．１〜１重量％である。反応
温度は、２−プロパノールの沸点（８３℃）あるいはそ
れ以下でもよいが、反応速度を速めるため、沸点近傍で
沸点以下が好ましい。触媒（担体を含む）の使用量は特
に制限はないが、２−プロパノールに対して、好ましく
は、０．１〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％
である。
ては、白金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、ニッ
ケル又はそれらの酸化物から選ばれた少なくとも１種を
担体に担持したものが使用できる。担体としては、シリ
カゲル、アルミナ、酸化チタン等の金属酸化物や活性炭
等を用いることができる。上記担体のなかでは、特に大
きな表面積を有する活性炭が好ましい。金属又はその酸
化物の担持量は特に制限はないが、０．１〜１０ｗｔ％
担持したものが好適である。また、本発明でいうアルカ
リ化合物とは、アルカリ金属化合物、アルカリ土類金属
化合物をいい、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリ
ウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カ
リウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなどが
あげられる。この中で好ましくは水酸化リチウム、水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム等を使用することができ
るが、特に安価で２−プロパノールに対して溶解度が高
い水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムが好ましい。ア
ルカリ化合物の添加量は、２−プロパノールに対して飽
和量以下でよく、通常、０．１〜１重量％である。反応
温度は、２−プロパノールの沸点（８３℃）あるいはそ
れ以下でもよいが、反応速度を速めるため、沸点近傍で
沸点以下が好ましい。触媒（担体を含む）の使用量は特
に制限はないが、２−プロパノールに対して、好ましく
は、０．１〜１０重量％、より好ましくは１〜５重量％
である。
【０００６】さらに本発明を詳細に説明する。２−プロ
パノールは、所定量のアルカリ化合物と触媒を添加して
懸濁液としたのち、通常、２−プロパノールの沸点（８
３℃）近傍まで加熱され、還流条件下で反応を行う。加
熱及び還流中、懸濁液はスターラーと攪拌子により攪拌
される。反応は次に示すような反応式に従って進行し、
２−プロパノール１分子から、アセトンと水素がそれぞ
れ１分子生成する。 ＣＨ3 ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ3 → ＣＨ3 Ｃ（Ｏ）ＣＨ3 ＋ Ｈ2 （１） 液相で生成した水素ガスは、気相へ放出される。２−プ
ロパノールの脱水素反応（上記反応式（１））は、触媒
の存在下で進行するが、水酸化ナトリウム等のアルカリ
化合物を２−プロパノールに添加することにより、以下
の実施例に示すように、反応速度は著しく増大する。ア
ルカリ化合物は、助触媒として作用し、水素生成を促進
している。さらに、この方法では、固体触媒を用いるた
め、触媒の液相からの分離・回収を容易に行うことがで
きるという利点がある。
パノールは、所定量のアルカリ化合物と触媒を添加して
懸濁液としたのち、通常、２−プロパノールの沸点（８
３℃）近傍まで加熱され、還流条件下で反応を行う。加
熱及び還流中、懸濁液はスターラーと攪拌子により攪拌
される。反応は次に示すような反応式に従って進行し、
２−プロパノール１分子から、アセトンと水素がそれぞ
れ１分子生成する。 ＣＨ3 ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ3 → ＣＨ3 Ｃ（Ｏ）ＣＨ3 ＋ Ｈ2 （１） 液相で生成した水素ガスは、気相へ放出される。２−プ
ロパノールの脱水素反応（上記反応式（１））は、触媒
の存在下で進行するが、水酸化ナトリウム等のアルカリ
化合物を２−プロパノールに添加することにより、以下
の実施例に示すように、反応速度は著しく増大する。ア
ルカリ化合物は、助触媒として作用し、水素生成を促進
している。さらに、この方法では、固体触媒を用いるた
め、触媒の液相からの分離・回収を容易に行うことがで
きるという利点がある。
【０００７】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお
下記例中特に断らない限り、組成を表わす％は重量％を
示す。 実施例１ ２−プロパノール（６０ｍｌ）を、上部に凝縮器を付け
た２００ｍｌ平底フラスコに採り、水酸化ナトリウム
０．２０ｇを加え溶解させた。容器内を窒素ガスで置換
した後、炭素担持白金触媒（５％Ｐｔ／Ｃ）０．５０ｇ
を加え、スターラーで攪拌しながら、還流条件（８３
℃）まで加温し、６０分間反応させた。生成する水素ガ
ス量は、凝縮器の出口に取り付けたガスビューレットに
より測定した。実験結果を表１に示す。表１には比較の
ために、水酸化ナトリウムを添加しない場合（比較例
１）を併記する。本発明方法によれば水素ガスの生成量
は６６０ｍｌとなり、水酸化ナトリウムを添加しない場
合（１３０ｍｌ）に比べて、はるかに多量の水素ガスが
得られた。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお
下記例中特に断らない限り、組成を表わす％は重量％を
示す。 実施例１ ２−プロパノール（６０ｍｌ）を、上部に凝縮器を付け
た２００ｍｌ平底フラスコに採り、水酸化ナトリウム
０．２０ｇを加え溶解させた。容器内を窒素ガスで置換
した後、炭素担持白金触媒（５％Ｐｔ／Ｃ）０．５０ｇ
を加え、スターラーで攪拌しながら、還流条件（８３
℃）まで加温し、６０分間反応させた。生成する水素ガ
ス量は、凝縮器の出口に取り付けたガスビューレットに
より測定した。実験結果を表１に示す。表１には比較の
ために、水酸化ナトリウムを添加しない場合（比較例
１）を併記する。本発明方法によれば水素ガスの生成量
は６６０ｍｌとなり、水酸化ナトリウムを添加しない場
合（１３０ｍｌ）に比べて、はるかに多量の水素ガスが
得られた。
【０００８】実施例２ 炭素担持白金触媒の代わりに炭素担持ロジウム触媒（５
％Ｒｈ／Ｃ）を用いた以外は、実施例１と全く同様にし
て同じ反応条件で反応を行った。実験結果を表１に示
す。また、比較のために、水酸化ナトリウムを添加しな
い場合（比較例２）を併記する。水素ガスの生成量は６
００ｍｌとなり、水酸化ナトリウムを添加しない場合
（２３０ｍｌ）に比べて、はるかに多量の水素ガスが得
られた。
％Ｒｈ／Ｃ）を用いた以外は、実施例１と全く同様にし
て同じ反応条件で反応を行った。実験結果を表１に示
す。また、比較のために、水酸化ナトリウムを添加しな
い場合（比較例２）を併記する。水素ガスの生成量は６
００ｍｌとなり、水酸化ナトリウムを添加しない場合
（２３０ｍｌ）に比べて、はるかに多量の水素ガスが得
られた。
【０００９】実施例３ 炭素担持白金触媒の代わりに炭素担持パラジウム触媒
（５％Ｐｄ／Ｃ）を用いた以外は、実施例１と全く同様
にして反応を行った。実験結果を表１に示す。また、比
較のために、水酸化ナトリウムを添加しない場合（比較
例３）を併記する。水素ガスの生成量は２６０ｍｌとな
り、水酸化ナトリウムを添加しない場合（１０ｍｌ）に
比べて、はるかに多量の水素ガスが得られた。
（５％Ｐｄ／Ｃ）を用いた以外は、実施例１と全く同様
にして反応を行った。実験結果を表１に示す。また、比
較のために、水酸化ナトリウムを添加しない場合（比較
例３）を併記する。水素ガスの生成量は２６０ｍｌとな
り、水酸化ナトリウムを添加しない場合（１０ｍｌ）に
比べて、はるかに多量の水素ガスが得られた。
【００１０】
【表１】
【００１１】
【発明の効果】本発明方法によれば、８３℃以下の温和
な条件で、２−プロパノールから短時間で大量の水素ガ
スを製造することができる。このため、省エネルギー及
びランニングコストの大幅な低減を達成できる。
な条件で、２−プロパノールから短時間で大量の水素ガ
スを製造することができる。このため、省エネルギー及
びランニングコストの大幅な低減を達成できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｂ０１Ｊ 23/755 Ｂ０１Ｊ 23/74 ３２１Ｍ
Claims (3)
- 【請求項１】 アルカリ化合物及び触媒を含有する２−
プロパノールを、２−プロパノールの沸点もしくはそれ
以下に加熱することを特徴とする２−プロパノールから
の水素の製造方法。 - 【請求項２】 前記触媒が、白金、パラジウム、ルテニ
ウム、ロジウム、ニッケル又はそれらの酸化物のうちか
ら選ばれた少なくとも１種を担体に担持させたものであ
ることを特徴とする請求項１記載の２−プロパノールか
らの水素の製造方法。 - 【請求項３】 前記アルカリ化合物が、水酸化リチウ
ム、水酸化ナトリウム又は水酸化カリウムから選ばれた
少なくとも１種であることを特徴とする請求項１又は２
記載の２−プロパノールからの水素の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34247298A JP2976032B1 (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | ２−プロパノールからの水素の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34247298A JP2976032B1 (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | ２−プロパノールからの水素の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2976032B1 true JP2976032B1 (ja) | 1999-11-10 |
| JP2000169101A JP2000169101A (ja) | 2000-06-20 |
Family
ID=18354014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34247298A Expired - Lifetime JP2976032B1 (ja) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | ２−プロパノールからの水素の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2976032B1 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4604476B2 (ja) * | 2002-10-30 | 2011-01-05 | 東京電力株式会社 | 水素の貯蔵、輸送方法 |
| JP4817691B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-11-16 | メタウォーター株式会社 | 水素の取り出し方法 |
| US9889429B2 (en) | 2012-10-16 | 2018-02-13 | Bill W. Helton | Hydrogen production catalysts and associated systems and methods |
| JP2014181163A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | 二酸化炭素還元システム |
-
1998
- 1998-12-02 JP JP34247298A patent/JP2976032B1/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000169101A (ja) | 2000-06-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |