JP3095497B2 - エタンによる二酸化炭素の変換方法 - Google Patents
エタンによる二酸化炭素の変換方法Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Carbon And Carbon Compounds (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、有機化学工業の原料と
して重要な一酸化炭素とエチレンとの併産方法に関す
る。
して重要な一酸化炭素とエチレンとの併産方法に関す
る。
【０００２】
【従来技術】二酸化炭素は地球温暖化の主要原因物質と
して、排出の削減、有効利用が緊急の課題として求めら
れている。一方、一酸化炭素は、メタノールから酢酸を
製造する際の原料として、あるいは、ヒドロホロミル化
により各種有機化合物を製造する際の原料として非常に
重要な化合物である。従って、二酸化炭素を原料として
これを有用な一酸化炭素に変換できれば環境問題から、
また、工業的にも非常に有意義である。
して、排出の削減、有効利用が緊急の課題として求めら
れている。一方、一酸化炭素は、メタノールから酢酸を
製造する際の原料として、あるいは、ヒドロホロミル化
により各種有機化合物を製造する際の原料として非常に
重要な化合物である。従って、二酸化炭素を原料として
これを有用な一酸化炭素に変換できれば環境問題から、
また、工業的にも非常に有意義である。
【０００３】二酸化炭素を還元して一酸化炭素を製造す
る方法としては、還元剤として水素を用いる方法（米国
特許３，７１８，４１８号）、メタンを用いる方法
（Ｏ．Ｔｏｋｕｎａｇａ ａｎｄ Ｓ．Ｏｇａｓａｗａ
ｒａ，Ｒｅａｃｔ．Ｋｉｎｅｔ．Ｃａｔａｌ．Ｌｅｔ
ｔ．，３９（１），６９（１９８９））、トルエンを用
いる方法（第６６回、触媒討論会（Ａ）３Ｌ４０７（１
９９０年））などが知られている。
る方法としては、還元剤として水素を用いる方法（米国
特許３，７１８，４１８号）、メタンを用いる方法
（Ｏ．Ｔｏｋｕｎａｇａ ａｎｄ Ｓ．Ｏｇａｓａｗａ
ｒａ，Ｒｅａｃｔ．Ｋｉｎｅｔ．Ｃａｔａｌ．Ｌｅｔ
ｔ．，３９（１），６９（１９８９））、トルエンを用
いる方法（第６６回、触媒討論会（Ａ）３Ｌ４０７（１
９９０年））などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、二酸
化炭素を還元して一酸化炭素を製造する方法において、
新規でかつ経済的な方法を提供することにある。
化炭素を還元して一酸化炭素を製造する方法において、
新規でかつ経済的な方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために、二酸化炭素の一酸化炭素への変換反応
について鋭意検討した結果、意外にも安価な低級炭化水
素であるエタンを還元剤として用いることで、効率的か
つ経済的に二酸化炭素を還元して一酸化炭素を製造で
き、しかも同時にエチレンも選択性よく併産できること
を見いだし本発明を完成するに至った。
解決するために、二酸化炭素の一酸化炭素への変換反応
について鋭意検討した結果、意外にも安価な低級炭化水
素であるエタンを還元剤として用いることで、効率的か
つ経済的に二酸化炭素を還元して一酸化炭素を製造で
き、しかも同時にエチレンも選択性よく併産できること
を見いだし本発明を完成するに至った。
【０００６】即ち、本発明は、二酸化炭素及びエタンを
含有する混合ガスを酸化クロム触媒に接触させ一酸化炭
素とエチレンを製造することを特徴とするエタンによる
二酸化炭素の変換方法に関する。
含有する混合ガスを酸化クロム触媒に接触させ一酸化炭
素とエチレンを製造することを特徴とするエタンによる
二酸化炭素の変換方法に関する。
【０００７】以下に本発明をさらに詳細に説明する。
【０００８】本発明において、触媒として酸化クロム触
媒を用いる。酸化クロム触媒は、酸化クロムそのもので
あっても、或いは酸化クロムを担体に担持させた触媒で
あってもかまわない。
媒を用いる。酸化クロム触媒は、酸化クロムそのもので
あっても、或いは酸化クロムを担体に担持させた触媒で
あってもかまわない。
【０００９】酸化クロム触媒の調製方法に特に制限はな
く、硝酸塩、塩化物等の無機塩を原料として焼成により
得てもよいし、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニ
ア等の無機化合物にクロム塩を含浸し焼成により得ても
よい。
く、硝酸塩、塩化物等の無機塩を原料として焼成により
得てもよいし、シリカ、アルミナ、ジルコニア、チタニ
ア等の無機化合物にクロム塩を含浸し焼成により得ても
よい。
【００１０】また、共沈法、アルコシド法によって調製
しても良い。例えば、硝酸クロム水溶液をシリカに含浸
し乾燥ののち、空気気流中で焼成することで酸化クロム
触媒とすることができる。
しても良い。例えば、硝酸クロム水溶液をシリカに含浸
し乾燥ののち、空気気流中で焼成することで酸化クロム
触媒とすることができる。
【００１１】或いは、塩化クロム及び硝酸アルミニウム
の混合水溶液にアンモニア水あるいは炭酸ナトリウムな
どを加え沈澱を得、これを水洗、乾燥、焼成して触媒と
することもできる。
の混合水溶液にアンモニア水あるいは炭酸ナトリウムな
どを加え沈澱を得、これを水洗、乾燥、焼成して触媒と
することもできる。
【００１２】なお、上記の調製方法において行われる焼
成温度として、３００℃以上が好ましい。３００℃未満
では原料として用いるクロム塩が分解しないため、十分
な二酸化炭素の転化率が得られないことがある。
成温度として、３００℃以上が好ましい。３００℃未満
では原料として用いるクロム塩が分解しないため、十分
な二酸化炭素の転化率が得られないことがある。
【００１３】本発明の方法においては、エタンを二酸化
炭素の還元剤として用いるが、このエタンの量は二酸化
炭素に対するエタンのモル比として規定することができ
る。具体的には、エタン／二酸化炭素の比は０．０５〜
２５で行われるが、このうち０．１〜２０が好ましい。
エタン／二酸化炭素の比が０．０５未満ではリサイクル
する二酸化炭素の量が多くなり、一方、エタン／二酸化
炭素の比が２５を越えると十分な一酸化炭素生成速度が
得られなくなり不経済となることがある。
炭素の還元剤として用いるが、このエタンの量は二酸化
炭素に対するエタンのモル比として規定することができ
る。具体的には、エタン／二酸化炭素の比は０．０５〜
２５で行われるが、このうち０．１〜２０が好ましい。
エタン／二酸化炭素の比が０．０５未満ではリサイクル
する二酸化炭素の量が多くなり、一方、エタン／二酸化
炭素の比が２５を越えると十分な一酸化炭素生成速度が
得られなくなり不経済となることがある。
【００１４】なお、反応系内に供給するガスとしてエタ
ン及び二酸化炭素のほか、希釈ガスとして空気、窒素ま
たは水蒸気を添加しても良い。
ン及び二酸化炭素のほか、希釈ガスとして空気、窒素ま
たは水蒸気を添加しても良い。
【００１５】本発明の方法における反応温度は３００℃
〜１０００℃でよい。より好ましくは４００℃〜９５０
℃である。反応温度が３００℃未満では二酸化炭素の十
分な転化率が得られず、また、１０００℃を越える場合
には触媒のシンタリングやコーキングにより活性の低下
を起こしたり、生成したエチレンの分解によりエチレン
の収量低下を招いたりすることがある。
〜１０００℃でよい。より好ましくは４００℃〜９５０
℃である。反応温度が３００℃未満では二酸化炭素の十
分な転化率が得られず、また、１０００℃を越える場合
には触媒のシンタリングやコーキングにより活性の低下
を起こしたり、生成したエチレンの分解によりエチレン
の収量低下を招いたりすることがある。
【００１６】反応圧力については特に制限はなく、常圧
から２０気圧、好ましくは常圧から１０気圧で反応を行
うのがよい。
から２０気圧、好ましくは常圧から１０気圧で反応を行
うのがよい。
【００１７】触媒に対する原料供給速度は、単位触媒体
積当たりの原料の供給速度（ＳＶ）で規定することがで
きる。本発明の方法においてはＳＶは５００〜１０００
００／ｈでよい。ＳＶが５００／ｈ未満では一酸化炭素
の生成速度が小さく、またＳＶが１０００００／ｈを越
えると原料の転化率が低下し経済的でなくなることがあ
る。
積当たりの原料の供給速度（ＳＶ）で規定することがで
きる。本発明の方法においてはＳＶは５００〜１０００
００／ｈでよい。ＳＶが５００／ｈ未満では一酸化炭素
の生成速度が小さく、またＳＶが１０００００／ｈを越
えると原料の転化率が低下し経済的でなくなることがあ
る。
【００１８】反応方法は触媒と原料が効率的に接触でき
れば特に制限はなく、例えば、固定床、流動床、移動床
で反応を行わせることが出来る。
れば特に制限はなく、例えば、固定床、流動床、移動床
で反応を行わせることが出来る。
【００１９】また、触媒は成型して用いてもあるいは粉
末のまま用いても差し支えなく、反応方法によっては所
望の大きさに成型して用いればよい。
末のまま用いても差し支えなく、反応方法によっては所
望の大きさに成型して用いればよい。
【００２０】
【実施例】以下に本発明を実施例を用いて説明するが、
本発明がこれらの実施例によって制限されるものではな
いことは言うまでもない。
本発明がこれらの実施例によって制限されるものではな
いことは言うまでもない。
【００２１】実施例１ 硝酸クロム九水和物６．０ｇを水２０ｃｃに溶かした
後、３ｍｍ径の球状シリカ（富士デヴィソン製、ＣＡＲ
ＩＡＣＴ−３０）１０．４ｇを加え、３時間浸漬させ
た。その後、一晩１１０℃で乾燥したのち、触媒を６０
０℃で２時間空気焼成し、酸化クロムを１０重量％含有
した触媒を得た。
後、３ｍｍ径の球状シリカ（富士デヴィソン製、ＣＡＲ
ＩＡＣＴ−３０）１０．４ｇを加え、３時間浸漬させ
た。その後、一晩１１０℃で乾燥したのち、触媒を６０
０℃で２時間空気焼成し、酸化クロムを１０重量％含有
した触媒を得た。
【００２２】この触媒１．５ｇを内径１４ｍｍのＳＵＳ
反応管に充填し、温度を７００℃に保ち、ここにモル比
３：１：１の窒素、二酸化炭素、エタンの混合ガスを１
００ｃｃ／ｍｉｎ供給した。なお、反応ガスの分析はガ
スクロマトグラフィーにより行った。反応結果を表１に
示す。
反応管に充填し、温度を７００℃に保ち、ここにモル比
３：１：１の窒素、二酸化炭素、エタンの混合ガスを１
００ｃｃ／ｍｉｎ供給した。なお、反応ガスの分析はガ
スクロマトグラフィーにより行った。反応結果を表１に
示す。
【００２３】実施例２ 硝酸クロム九水和物４．５ｇを水１０ｃｃに溶かした
後、３ｍｍ径の球状アルミナ（住友化学製、ＫＨＡ−２
４）１０．０ｇを加え、３時間浸漬させた。その後、一
晩１１０℃で乾燥したのち、触媒を７００℃で２時間空
気焼成し、酸化クロムを８重量％含有した触媒を得た。
後、３ｍｍ径の球状アルミナ（住友化学製、ＫＨＡ−２
４）１０．０ｇを加え、３時間浸漬させた。その後、一
晩１１０℃で乾燥したのち、触媒を７００℃で２時間空
気焼成し、酸化クロムを８重量％含有した触媒を得た。
【００２４】この触媒１．５ｇを内径１４ｍｍのＳＵＳ
反応管に充填し、実施例１と同様の反応を行った。反応
結果を表１に示す。
反応管に充填し、実施例１と同様の反応を行った。反応
結果を表１に示す。
【００２５】実施例３ 所定量の硝酸クロム九水和物４．５ｇを水１０ｃｃに溶
かした後、ジルコニア押出し成型品（ノートン製）１
０．０ｇを加え、３時間浸漬させた。その後、実施例２
と同様の処理を行い、酸化クロム８重量％含有した触媒
を得た。
かした後、ジルコニア押出し成型品（ノートン製）１
０．０ｇを加え、３時間浸漬させた。その後、実施例２
と同様の処理を行い、酸化クロム８重量％含有した触媒
を得た。
【００２６】この触媒１．５ｇを内径１４ｍｍのＳＵＳ
反応管に充填し、実施例１と同様の反応を行った。反応
結果を表１に示す。
反応管に充填し、実施例１と同様の反応を行った。反応
結果を表１に示す。
【００２７】比較例１ 所定量の硝酸ビスマス五水和物を原料に、実施例１と同
様の触媒調製法により酸化ビスマス１０重量％含有した
触媒を得、この触媒１．５ｇを内径１４ｍｍのＳＵＳ反
応管に充填し、温度を６５０℃に保ち、ここにモル比
３：１：１の窒素、二酸化炭素、エタンの混合ガスを１
００ｃｃ／ｍｉｎ供給した。反応結果を表１に示す。
様の触媒調製法により酸化ビスマス１０重量％含有した
触媒を得、この触媒１．５ｇを内径１４ｍｍのＳＵＳ反
応管に充填し、温度を６５０℃に保ち、ここにモル比
３：１：１の窒素、二酸化炭素、エタンの混合ガスを１
００ｃｃ／ｍｉｎ供給した。反応結果を表１に示す。
【００２８】比較例２〜４ 塩化錫二水和物、硝酸鉛、硝酸マンガン六水和物を原料
に、比較例１と同様の触媒調製法により１０重量％の酸
化物をそれぞれ担持した触媒を得、比較例１と同様の反
応を行った。反応結果を表１に示す。
に、比較例１と同様の触媒調製法により１０重量％の酸
化物をそれぞれ担持した触媒を得、比較例１と同様の反
応を行った。反応結果を表１に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【発明の効果】エタンを二酸化炭素の還元剤とし、且つ
酸化クロム触媒を使用することで経済的に一酸化炭素と
エチレンを併産することができる。
酸化クロム触媒を使用することで経済的に一酸化炭素と
エチレンを併産することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 淺川 哲夫 三重県四日市市別名６丁目７−５ (72)発明者 中村 宗太郎 三重県鈴鹿市長太旭町６丁目19−18 (56)参考文献 特開 平４−270104（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−46132（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−109335（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−14629（ＪＰ，Ａ) 特公 昭54−11271（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C07C 11/04 B01J 23/26 C01B 31/18 C07C 5/42 C07B 61/00 300
Claims (1)
- 【請求項１】 二酸化炭素及びエタンの混合ガスを酸化
クロム触媒に接触させ一酸化炭素とエチレンを製造する
ことを特徴とするエタンによる二酸化炭素の変換方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03343337A JP3095497B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | エタンによる二酸化炭素の変換方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03343337A JP3095497B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | エタンによる二酸化炭素の変換方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05170673A JPH05170673A (ja) | 1993-07-09 |
| JP3095497B2 true JP3095497B2 (ja) | 2000-10-03 |
Family
ID=18360748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03343337A Expired - Fee Related JP3095497B2 (ja) | 1991-12-25 | 1991-12-25 | エタンによる二酸化炭素の変換方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3095497B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8303058B2 (en) | 2004-05-03 | 2012-11-06 | Lg Electronics Inc. | Refrigerator with TV and radio function |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4954952B2 (ja) * | 2007-08-14 | 2012-06-20 | ローム アンド ハース カンパニー | エチレンおよび一酸化炭素混合物をエタンから製造する方法 |
| JP5058915B2 (ja) * | 2007-09-20 | 2012-10-24 | ローム アンド ハース カンパニー | エタンからエチレン及び一酸化炭素の混合物を製造するための触媒プロセス |
| CA3074035A1 (en) * | 2017-08-28 | 2019-03-07 | 8 Rivers Capital, Llc | Oxidative dehydrogenation of ethane using carbon dioxide |
| CN114073947B (zh) * | 2020-08-18 | 2023-10-13 | 中石化南京化工研究院有限公司 | 一种二氧化碳氧化乙烷催化剂的制备方法 |
-
1991
- 1991-12-25 JP JP03343337A patent/JP3095497B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8303058B2 (en) | 2004-05-03 | 2012-11-06 | Lg Electronics Inc. | Refrigerator with TV and radio function |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05170673A (ja) | 1993-07-09 |
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