JP3148380B2 - 炭化水素水和物の安定化方法 - Google Patents
炭化水素水和物の安定化方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はメタンなどの炭化水素の
水和物の生成条件を高温、低圧側へシフトさせる炭化水
素水和物の安定化方法に関する。
水和物の生成条件を高温、低圧側へシフトさせる炭化水
素水和物の安定化方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】メタンなどの炭化水素類は低温、高圧下
で水と反応して炭化水素水和物を生成することが知られ
ており、たとえばメタンの圧力が４００ｐｓｉで水の温
度が０℃のときメタン水和物が生成する。地下約１００
０〜数千フィートではこのような炭化水素水和物の生成
に好適な条件が備わっており、シベリヤやカナダなど寒
冷地では広域にわたって膨大な量のメタン水和物が貯蔵
されていることが調査により確認されている。
で水と反応して炭化水素水和物を生成することが知られ
ており、たとえばメタンの圧力が４００ｐｓｉで水の温
度が０℃のときメタン水和物が生成する。地下約１００
０〜数千フィートではこのような炭化水素水和物の生成
に好適な条件が備わっており、シベリヤやカナダなど寒
冷地では広域にわたって膨大な量のメタン水和物が貯蔵
されていることが調査により確認されている。
【０００３】一方、環境汚染の少ないエネルギー源とし
て注目されている液化天然ガス（ＬＮＧ）の輸送や貯蔵
などの取扱いを簡便且つ容易にするために、脂肪族アミ
ンを含有する水溶液に天然ガスを接触させて天然ガスの
水和物を生成させる方法が提案されている（特公昭５３
−１５０８２号）。
て注目されている液化天然ガス（ＬＮＧ）の輸送や貯蔵
などの取扱いを簡便且つ容易にするために、脂肪族アミ
ンを含有する水溶液に天然ガスを接触させて天然ガスの
水和物を生成させる方法が提案されている（特公昭５３
−１５０８２号）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この脂肪族アミンを用
いる水和物生成法によれば、Ｏ℃で約３０気圧というメ
タン水和物の生成条件を０℃、１０気圧という低圧まで
下げることができ、それなりに天然ガスの取り扱いが簡
便になったが、脂肪族アミンは腐蝕性がある上ガスを燃
焼する際ＮＯX を発生する。ＮＯX は環境汚染の一要因
であることはよく知られている。
いる水和物生成法によれば、Ｏ℃で約３０気圧というメ
タン水和物の生成条件を０℃、１０気圧という低圧まで
下げることができ、それなりに天然ガスの取り扱いが簡
便になったが、脂肪族アミンは腐蝕性がある上ガスを燃
焼する際ＮＯX を発生する。ＮＯX は環境汚染の一要因
であることはよく知られている。
【０００５】炭化水素水和物の生成の条件をさらに常
温、常圧に近づけることができればその取扱いが一層簡
単になるので、その要件を満たすような添加物が望まれ
ている。
温、常圧に近づけることができればその取扱いが一層簡
単になるので、その要件を満たすような添加物が望まれ
ている。
【０００６】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、腐蝕性がなく且つ環境汚染のおそれもなく炭化水
素水和物の生成条件を高温、低圧測にシフトすることを
目的とする。
ので、腐蝕性がなく且つ環境汚染のおそれもなく炭化水
素水和物の生成条件を高温、低圧測にシフトすることを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明では、炭化水素ガスと水とを接触させて生成され
た炭化水素水和物を安定化させる炭化水素ガスの安定化
方法において、水に、炭素数が３〜６で官能基としてア
ルコール基、カルボニル基、エーテル基またはエステル
基を有する環状化合物を溶解させ、該環状化合物が溶解
した水溶液に前記炭化水素ガスを接触させることとし
た。また、水に、炭素数が３〜５で官能基としてアルコ
ール基、カルボニル基またはエステル基を有する鎖状化
合物を溶解させ、該環状化合物が溶解した水溶液に前記
炭化水素ガスを接触させることとした。
本発明では、炭化水素ガスと水とを接触させて生成され
た炭化水素水和物を安定化させる炭化水素ガスの安定化
方法において、水に、炭素数が３〜６で官能基としてア
ルコール基、カルボニル基、エーテル基またはエステル
基を有する環状化合物を溶解させ、該環状化合物が溶解
した水溶液に前記炭化水素ガスを接触させることとし
た。また、水に、炭素数が３〜５で官能基としてアルコ
ール基、カルボニル基またはエステル基を有する鎖状化
合物を溶解させ、該環状化合物が溶解した水溶液に前記
炭化水素ガスを接触させることとした。
【０００８】
【作用】水和物安定剤の導入により、より安定な結晶構
造が得られ、この結晶格子の間隙にメタンなどの炭化水
素分子が閉じ込められることにより、水和物生成平衡条
件がより高温、低圧側にシフトすると考えられる。
造が得られ、この結晶格子の間隙にメタンなどの炭化水
素分子が閉じ込められることにより、水和物生成平衡条
件がより高温、低圧側にシフトすると考えられる。
【０００９】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいて説明する。
【００１０】本発明者らは炭化水素の一例としてメタン
をとり上げ、種々の水和物安定剤について図１に示すよ
うな装置を用いてメタン水和物の安定化効果について確
認のための実験を行った。
をとり上げ、種々の水和物安定剤について図１に示すよ
うな装置を用いてメタン水和物の安定化効果について確
認のための実験を行った。
【００１１】装置は、反応槽１０の上方に、水和物安定
剤の水溶液を供給する安定剤供給器１１が設けられ、反
応槽１０の下部周囲には反応部を一定温度に保つための
恒温槽１２が設けられている。また、反応槽１０の反応
部を攪拌するための攪拌棒１３が設けられている。反応
槽１０には、メタンガスを導入するためのガス導入管１
４と、反応槽１０内のメタンガスを分析または排出する
ための排出管１５が設けられ、各部の温度を測定するた
めの温度計Ｔg 、Ｔl 、Ｔb 、と反応槽１０内の圧力を
測定するための圧力計Ｐが設けられている。
剤の水溶液を供給する安定剤供給器１１が設けられ、反
応槽１０の下部周囲には反応部を一定温度に保つための
恒温槽１２が設けられている。また、反応槽１０の反応
部を攪拌するための攪拌棒１３が設けられている。反応
槽１０には、メタンガスを導入するためのガス導入管１
４と、反応槽１０内のメタンガスを分析または排出する
ための排出管１５が設けられ、各部の温度を測定するた
めの温度計Ｔg 、Ｔl 、Ｔb 、と反応槽１０内の圧力を
測定するための圧力計Ｐが設けられている。
【００１２】実験は次の手順で行われる。
【００１３】まず漏れチェックのためのリークテストを
行った後、ガス導入管１４から大気圧と等しい圧力でメ
タンガスを反応槽１０内に導入する。ここで温度計Ｔb
を用いて図示しない加熱手段により恒温槽１２の温度を
監視しながら反応槽１０の反応部の温度を設定する。
行った後、ガス導入管１４から大気圧と等しい圧力でメ
タンガスを反応槽１０内に導入する。ここで温度計Ｔb
を用いて図示しない加熱手段により恒温槽１２の温度を
監視しながら反応槽１０の反応部の温度を設定する。
【００１４】次に安定剤供給器１１から水和物安定剤の
水溶液を反応槽１０内に供給し、ガス導入管１４からメ
タンガスを導入して反応槽１０内を昇圧する。ここで攪
拌棒１３で反応部を攪拌すると、反応槽１０内のガス圧
が低下するとともにメタン水和物が生成するのが確認さ
れる。再びガス導入管１４からメタンガスを導入し反応
槽１０内を昇圧し、攪拌するとガス圧が低下しメタン水
和物が生成する。この操作を繰り返し、反応槽１０内の
液温が一定となり圧力が低下したまま一定になるのを待
つ。この状態で反応系が平衡点に達したとする。正確に
いうと、この状態からガス圧を低下させると一旦生成さ
れたメタン水和物が分解してガス圧が回復する点を平衡
点とする。
水溶液を反応槽１０内に供給し、ガス導入管１４からメ
タンガスを導入して反応槽１０内を昇圧する。ここで攪
拌棒１３で反応部を攪拌すると、反応槽１０内のガス圧
が低下するとともにメタン水和物が生成するのが確認さ
れる。再びガス導入管１４からメタンガスを導入し反応
槽１０内を昇圧し、攪拌するとガス圧が低下しメタン水
和物が生成する。この操作を繰り返し、反応槽１０内の
液温が一定となり圧力が低下したまま一定になるのを待
つ。この状態で反応系が平衡点に達したとする。正確に
いうと、この状態からガス圧を低下させると一旦生成さ
れたメタン水和物が分解してガス圧が回復する点を平衡
点とする。
【００１５】ここで恒温槽１２の温度を上げて再び平衡
点を求める。以上で実験の一連の手順が終了する。
点を求める。以上で実験の一連の手順が終了する。
【００１６】以下に実験の結果を示す。ここでＰo は水
和物安定剤を添加しない場合の圧力、Ｐ1 は水和物安定
剤を添加した場合の圧力である。 （１）アルコール系安定剤 温度（℃） P1（気圧） PO（気圧）良否 １，５ペンタンジオール − イソブチルアルコール １．６ ２２．４ ３１ ○ ２−メチル２−プロパノール ２．３ ２２．２ ３４ ○ ネオペンチルアルコール １．３ ３１．２ ３０ × シクロペンタノール ６．１ ２４．２ ４９ ○ （２）環状化合物安定剤 温度（℃） P1（気圧） PO（気圧）良否 シクロペンタノール ６．１ ２４．２ ４９ ○ シクロペンタノン ５．５ １５．５ ４６ ◎ シクロヘキサノン ５．５ ２５．３ ４６ ○ １，４ジオキサン ７．１ ２８．６ ５４ ○ １，３ジオキソラン ７．４ １０．１ ５５ ◎ 上記実験結果の「良否」の欄で×は安定化に不適、○は
安定化に適、◎は安定化に好適を示しており、中でもシ
クロペンタノン、１，３ジオキソランが最もすぐれた安
定化効果を示すことが判明した。
和物安定剤を添加しない場合の圧力、Ｐ1 は水和物安定
剤を添加した場合の圧力である。 （１）アルコール系安定剤 温度（℃） P1（気圧） PO（気圧）良否 １，５ペンタンジオール − イソブチルアルコール １．６ ２２．４ ３１ ○ ２−メチル２−プロパノール ２．３ ２２．２ ３４ ○ ネオペンチルアルコール １．３ ３１．２ ３０ × シクロペンタノール ６．１ ２４．２ ４９ ○ （２）環状化合物安定剤 温度（℃） P1（気圧） PO（気圧）良否 シクロペンタノール ６．１ ２４．２ ４９ ○ シクロペンタノン ５．５ １５．５ ４６ ◎ シクロヘキサノン ５．５ ２５．３ ４６ ○ １，４ジオキサン ７．１ ２８．６ ５４ ○ １，３ジオキソラン ７．４ １０．１ ５５ ◎ 上記実験結果の「良否」の欄で×は安定化に不適、○は
安定化に適、◎は安定化に好適を示しており、中でもシ
クロペンタノン、１，３ジオキソランが最もすぐれた安
定化効果を示すことが判明した。
【００１７】図２は実験の対象となったいくつかの水和
物安定剤についてメタン水和物生成平衡線を示す。
物安定剤についてメタン水和物生成平衡線を示す。
【００１８】図中、曲線Ａは水和物安定剤を添加しない
場合のメタン水和物の生成平衡線を示し、平衡線Ｂは前
掲の特公昭５３−１５０８２号で提案されたイソブチル
アミンを水和物安定剤として用いた場合の生成平衡線、
平衡線Ｂ〜Ｍは下記に挙げた水和物安定剤を使用した場
合のメタン水和物の生成平衡線である。
場合のメタン水和物の生成平衡線を示し、平衡線Ｂは前
掲の特公昭５３−１５０８２号で提案されたイソブチル
アミンを水和物安定剤として用いた場合の生成平衡線、
平衡線Ｂ〜Ｍは下記に挙げた水和物安定剤を使用した場
合のメタン水和物の生成平衡線である。
【００１９】 平衡線 水和物安定剤 Ｂ イソブチルアミン Ｃ 酢酸 Ｄ ネオペンチルアルコール Ｅ １，４ジオキサン Ｆ シクロペンタノール Ｇ シクロペンタノン Ｈ １，３ジオキソラン（1.52モル／1000g ） Ｉ １，３ジオキソラン（0.685 モル／1000g ） Ｊ シクロブタノン Ｋ フラン 図において、生成平衡線が水和物安定剤を使用しない場
合の平衡線Ａより上側（高圧側）に位置する物質（たと
えば酢酸についての生成平衡線Ｃおよびネオペンチルア
ルコールについての平衡線Ｄ）は水和物安定剤としては
使えないことはもちろんであるが、本発明では特公昭５
３−１５０８２号で提案されたイソブチルアミンを用い
た平衡線Ｂとほぼ同じ位置またはそれより下側（低圧
側）に平衡線が位置する水和物安定剤を見つけることが
できた。
合の平衡線Ａより上側（高圧側）に位置する物質（たと
えば酢酸についての生成平衡線Ｃおよびネオペンチルア
ルコールについての平衡線Ｄ）は水和物安定剤としては
使えないことはもちろんであるが、本発明では特公昭５
３−１５０８２号で提案されたイソブチルアミンを用い
た平衡線Ｂとほぼ同じ位置またはそれより下側（低圧
側）に平衡線が位置する水和物安定剤を見つけることが
できた。
【００２０】一方、水和物安定剤として５員環構造の物
質どうしで比較すると、図３に（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）で示す順に安定化への寄与が大
きいことが認められ、極めて微妙な分子のかさ高さが安
定化効果を決定づけており、酸素原子の位置または水素
原子の位置が安定化に影響を有することが認められた。
質どうしで比較すると、図３に（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）で示す順に安定化への寄与が大
きいことが認められ、極めて微妙な分子のかさ高さが安
定化効果を決定づけており、酸素原子の位置または水素
原子の位置が安定化に影響を有することが認められた。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、所定の官能基を有する
環状または鎖状化合物を水和物安定剤として用い、その
水溶液を炭化水素ガスに接触させることにより、炭化水
素の水和物生成時の平衡線を高温、低圧側にシフトさせ
ることができるので、炭化水素ガスの貯蔵や輸送が保冷
装置や特殊な輸送装置を要さず常温状態で可能となり、
従来にもまして容易になる。本発明による水和物安定剤
は窒素を含まないので腐蝕性がなく且つ燃焼時にＮＯX
を発生しないため、従来の脂肪族アミンのような水和物
安定剤に比べて用途が広い。
環状または鎖状化合物を水和物安定剤として用い、その
水溶液を炭化水素ガスに接触させることにより、炭化水
素の水和物生成時の平衡線を高温、低圧側にシフトさせ
ることができるので、炭化水素ガスの貯蔵や輸送が保冷
装置や特殊な輸送装置を要さず常温状態で可能となり、
従来にもまして容易になる。本発明による水和物安定剤
は窒素を含まないので腐蝕性がなく且つ燃焼時にＮＯX
を発生しないため、従来の脂肪族アミンのような水和物
安定剤に比べて用途が広い。
【図１】水和物安定剤の安定化効果を確認するための実
験規模の装置の概略構成図である。
験規模の装置の概略構成図である。
【図２】本発明において種々の水和物安定剤について得
られた水和物生成平衡線を示す。
られた水和物生成平衡線を示す。
【図３】水和物安定剤としての５員環構造の物質を安定
化寄与の順に並べた図である。
化寄与の順に並べた図である。
１０ 反応槽 １１ 安定剤供給器 １２ 恒温槽 １３ 攪拌棒 １４ ガス導入管 １５ 排出管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 哲郎 神奈川県横浜市中区錦町12番地 三菱重 工業株式会社横浜研究所内 (56)参考文献 特開 昭53−23301（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C10L 3/04 C10L 3/00
Claims (2)
- 【請求項１】 炭化水素ガスと水とを接触させて生成さ
れた炭化水素水和物を安定化させる炭化水素水和物の安
定化方法において、 前記水に、 炭素数が３〜６で官能基としてアルコール
基、カルボニル基、エーテル基またはエステル基を有す
る環状化合物を溶解させ、該環状化合物が溶解した水溶
液に前記炭化水素ガスを接触させて、炭化水素水和物を
安定させることを特徴とした炭化水素水和物の安定化方
法。 - 【請求項２】 炭化水素ガスと水とを接触させて生成さ
れた炭化水素水和物を安定化させる炭化水素水和物の安
定化方法において、 前記水に、 炭素数が３〜５で官能基としてアルコール
基、カルボニル基またはエステル基を有する鎖状化合物
を溶解させ、該環状化合物が溶解した水溶液に前記炭化
水素ガスを接触させて、炭化水素水和物を安定させるこ
とを特徴とした炭化水素水和物の安定化方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20059792A JP3148380B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 炭化水素水和物の安定化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20059792A JP3148380B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 炭化水素水和物の安定化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0617069A JPH0617069A (ja) | 1994-01-25 |
| JP3148380B2 true JP3148380B2 (ja) | 2001-03-19 |
Family
ID=16427006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20059792A Expired - Fee Related JP3148380B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 炭化水素水和物の安定化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148380B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3953742B2 (ja) * | 2001-03-14 | 2007-08-08 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 気体炭化水素の固定化材とその使用及び炭化水素の固形化方法 |
| JP2003105360A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | ハイドレートの濃度測定用指標物質および濃度測定方法 |
| DE102011055282A1 (de) | 2011-07-26 | 2013-01-31 | Alstom Technology Ltd. | Verfahren zum Schweißen von dünnwandigen Rohren mittels Spitzentemperaturanlassschweißen |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP20059792A patent/JP3148380B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0617069A (ja) | 1994-01-25 |
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