JPS59131503A - 水素の分離および精製方法 - Google Patents
水素の分離および精製方法Info
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- JPS59131503A JPS59131503A JP58243065A JP24306583A JPS59131503A JP S59131503 A JPS59131503 A JP S59131503A JP 58243065 A JP58243065 A JP 58243065A JP 24306583 A JP24306583 A JP 24306583A JP S59131503 A JPS59131503 A JP S59131503A
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- C01—INORGANIC CHEMISTRY
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- C01B3/0005—Reversible uptake of hydrogen by an appropriate medium, i.e. based on physical or chemical sorption phenomena or on reversible chemical reactions, e.g. for hydrogen storage purposes ; Reversible gettering of hydrogen; Reversible uptake of hydrogen by electrodes
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は水素含有ガス混合物からの水素の分離および精
製方法に関する。
製方法に関する。
水素含有ガス混合物から水素を分離し、水素を精製する
ために当該技術分野では、吸収法、吸着法(変圧吸着を
含む)、および低温蒸留または凝縮および半透膜を通る
ガス拡散に基づいた方法等か用いられている〔ヘッダ(
Heck)およびヨハンセン(−Johansen)、
Hydrocarb、 Proco、Jan。
ために当該技術分野では、吸収法、吸着法(変圧吸着を
含む)、および低温蒸留または凝縮および半透膜を通る
ガス拡散に基づいた方法等か用いられている〔ヘッダ(
Heck)およびヨハンセン(−Johansen)、
Hydrocarb、 Proco、Jan。
1978.175:ウエルナ−(Werner )、C
bem、 −Ing、−Techn、 53 (2)、
73(1981))。
bem、 −Ing、−Techn、 53 (2)、
73(1981))。
これらの水素の分離および精製方法は比較的高い投資と
操作費用を必要とし、しかも水素製造の全買出の相当な
部分を占めるので、既知の分離および精製課題に対して
は、経済的技術的に最適な解決策かもとめられなければ
ならなかった。数年前から第(1)式のような水素と特
定の金属、金属合金または金属間化合物との可逆反応が
水素の巖縮または精製の基礎に利用できる可能性が提案
され、研究されているしスナーペ(5nape )およ
びリンク(Lynch) 、CHEMTECH,Der
、 1980.768 :サンドロック(5andro
ck)およびフストン(Hoston)、CHEMTE
CHSDer、1981.754;フストンおよびンエ
リダン(5her 1dan)、AC8Symp、Se
r、 1981 (1964)、223参照〕。
操作費用を必要とし、しかも水素製造の全買出の相当な
部分を占めるので、既知の分離および精製課題に対して
は、経済的技術的に最適な解決策かもとめられなければ
ならなかった。数年前から第(1)式のような水素と特
定の金属、金属合金または金属間化合物との可逆反応が
水素の巖縮または精製の基礎に利用できる可能性が提案
され、研究されているしスナーペ(5nape )およ
びリンク(Lynch) 、CHEMTECH,Der
、 1980.768 :サンドロック(5andro
ck)およびフストン(Hoston)、CHEMTE
CHSDer、1981.754;フストンおよびンエ
リダン(5her 1dan)、AC8Symp、Se
r、 1981 (1964)、223参照〕。
M + −H2−一→MHx (1)−(式中、
Mは金属、金属合金または金属間化合物を示す) フストンとシエリダンによれは、金属水素化物、に基づ
いた水素分離方法は低温学的な方法もしくは吸着方法を
補足する技術とみなされており、この場舎第(1)式で
示される反応の特異性のために、得られる水素の収率と
純度に関しては水素低含有流に対して特に有利である。
Mは金属、金属合金または金属間化合物を示す) フストンとシエリダンによれは、金属水素化物、に基づ
いた水素分離方法は低温学的な方法もしくは吸着方法を
補足する技術とみなされており、この場舎第(1)式で
示される反応の特異性のために、得られる水素の収率と
純度に関しては水素低含有流に対して特に有利である。
このような水素低含有流〔オフガス流(off−gas
streams) )は例えば特定の精製工程におい
て付随的に発生するもので、現在までのところ経済的−
こ十分に利用されていない。このことに関して、水素を
10〜50%含有した水素−メタン混合物からFexT
iNiニー、合、冷を用いて水素が完全に分離されてい
る〔コレラ(、Chol era ) @よびジアスポ
ウ(Diaspow )、(roc+12 th In
terSociety Energy Convers
+Eng、 Conf、 1976 (’1)、981
参照〕。
streams) )は例えば特定の精製工程におい
て付随的に発生するもので、現在までのところ経済的−
こ十分に利用されていない。このことに関して、水素を
10〜50%含有した水素−メタン混合物からFexT
iNiニー、合、冷を用いて水素が完全に分離されてい
る〔コレラ(、Chol era ) @よびジアスポ
ウ(Diaspow )、(roc+12 th In
terSociety Energy Convers
+Eng、 Conf、 1976 (’1)、981
参照〕。
金属水素化物−金属系が水素の分離と精製に首尾よく利
用できるための前提は、水素分圧が比較的低い場合でも
水素化が動力学的に満足に進行し、また水素中に混在す
るC01CO2,02、H2OおよびNH3のような不
純物によって抑制されないことである。
用できるための前提は、水素分圧が比較的低い場合でも
水素化が動力学的に満足に進行し、また水素中に混在す
るC01CO2,02、H2OおよびNH3のような不
純物によって抑制されないことである。
水素の分離、精製および貯蔵に用いられる金属間化合物
系の欠点は、比較的小さなH2収容能カ(1,5〜1.
7重量%)とこれに起因する高い投資額と原料費である
。
系の欠点は、比較的小さなH2収容能カ(1,5〜1.
7重量%)とこれに起因する高い投資額と原料費である
。
従って、水素の縦紬および精製のために金属水素化物−
金属系を使用する問題に対しては、費用と効率の見地か
ら満足すべき解決策は与えられていない。
金属系を使用する問題に対しては、費用と効率の見地か
ら満足すべき解決策は与えられていない。
罵<へきことには、水素化物形成成分としての活性な形
態の金属マグネシウムが、水素の分離と精製に用いられ
る金属−金属水素化物系の要求を満足させることが見出
された。本発明方法における意味で活性な形態のマグネ
シウムとしては、ヨーロッパ特許第0003564号に
記載の方法によって調製され、次いで熱的に脱水素され
たマグネシウムが特に適している。
態の金属マグネシウムが、水素の分離と精製に用いられ
る金属−金属水素化物系の要求を満足させることが見出
された。本発明方法における意味で活性な形態のマグネ
シウムとしては、ヨーロッパ特許第0003564号に
記載の方法によって調製され、次いで熱的に脱水素され
たマグネシウムが特に適している。
この場合、周期律表第■〜第■亜族金属のハロゲン化物
および有機マグネシウム化合物から成る触媒もしくは水
素化マグネシウムの存在下および所望による多環芳香族
化合物または第3級アミン並びに所望によるハロゲン化
マグネシウムMgX2CX=C1、Br、I)の存在下
IC7クイ、シウムト水素と反応させる均一触媒法が重
要である。
および有機マグネシウム化合物から成る触媒もしくは水
素化マグネシウムの存在下および所望による多環芳香族
化合物または第3級アミン並びに所望によるハロゲン化
マグネシウムMgX2CX=C1、Br、I)の存在下
IC7クイ、シウムト水素と反応させる均一触媒法が重
要である。
この種の活性な形態のマグネシウムにはさらに、均一触
媒法によって調製された後で遷移金属をド−7’させた
水素化マグネシウムの脱水素によって得られるマグネシ
ウムが含まれる。遷移金属による水素化マグネシウムの
ドープは次のようにしておこなわれる。即ち、所望によ
る水素の存在下に、微細に分割された水素化マグネシウ
ムまたは金属マグネシウムを遷移金属錯体または有機遷
移金属化合物の溶液と接触させることによってζヨーロ
ッパ特許第0003564号明細書に記載された方法に
より綿製されるものに比べて改良された水素化または脱
水素化の動力学を示す水素化マグネシウム−マグネシウ
ム−水素貯蔵系が得られる〔本出願と同日の同一出願人
による特許出願(西独国特許出願第P 3247360
.5号)参照〕。
媒法によって調製された後で遷移金属をド−7’させた
水素化マグネシウムの脱水素によって得られるマグネシ
ウムが含まれる。遷移金属による水素化マグネシウムの
ドープは次のようにしておこなわれる。即ち、所望によ
る水素の存在下に、微細に分割された水素化マグネシウ
ムまたは金属マグネシウムを遷移金属錯体または有機遷
移金属化合物の溶液と接触させることによってζヨーロ
ッパ特許第0003564号明細書に記載された方法に
より綿製されるものに比べて改良された水素化または脱
水素化の動力学を示す水素化マグネシウム−マグネシウ
ム−水素貯蔵系が得られる〔本出願と同日の同一出願人
による特許出願(西独国特許出願第P 3247360
.5号)参照〕。
この場合の遷移金属としては周期律表第■〜第■亜族の
元素、特にTi 、 V、 Cr 、 Mo、 W、
F e。
元素、特にTi 、 V、 Cr 、 Mo、 W、
F e。
Ru 、 Co SRh、 I r、 Ni、 Pdお
よび/またはP。
よび/またはP。
が用いられる。好ましい遷移金属錯体または有機遷移金
属化合物はビス(シクロオクタジエン−1゜5)ニッケ
ル(COD2N i)、ビス(73−アリル)ニッケル
、テトラカルボニルニッケル、ビス(アセチルアセトナ
ト)ニッケル、ビス(エチラト)ニッケルまたはホスフ
ァンニッケル錯体並ひにビス(η3−アリル)パラジウ
ム、パラジウム−ポスファン錯体、トリス(η3−アリ
ル)鉄、フェロセンまたは鉄カルボニルである。
属化合物はビス(シクロオクタジエン−1゜5)ニッケ
ル(COD2N i)、ビス(73−アリル)ニッケル
、テトラカルボニルニッケル、ビス(アセチルアセトナ
ト)ニッケル、ビス(エチラト)ニッケルまたはホスフ
ァンニッケル錯体並ひにビス(η3−アリル)パラジウ
ム、パラジウム−ポスファン錯体、トリス(η3−アリ
ル)鉄、フェロセンまたは鉄カルボニルである。
元素状遷移金属を生じさせ、これを水素化マグネシウム
粒子またはマグネシウム粒子の表面上に極めて微細に沈
着させるドープ法(Dot ierung)としては次
のものが挙げられる: (a) 溶解させた遷移金属錯体の熱分解にょるド(
13) 遷移金属錯体の水系化によるドープ法1(C
) 水素化マグネシウムと有機遷移金属化合物との直
接反応によるドープ法 MgH2+Pd(η3−C3H3)2→Mg(Pd)+
2c3H6(d) 水素化マグネシウムを用いる遷移
金属錯体の還元によるドープ法 2MgH2+NiX2 →IVigH2(N1 ) +
MgX2 +H2(Xは錯体形成性リガンド、例えは(
アセチルアセトネート)○を示す) 前記特許丈たは特許出願明細掛に記載されたドープ法ま
たは脱水素化によって得られる他の形態のマグネシウム
も本発明方法の意味におけるマグネシウムの活性形態と
して使用することができる。
粒子またはマグネシウム粒子の表面上に極めて微細に沈
着させるドープ法(Dot ierung)としては次
のものが挙げられる: (a) 溶解させた遷移金属錯体の熱分解にょるド(
13) 遷移金属錯体の水系化によるドープ法1(C
) 水素化マグネシウムと有機遷移金属化合物との直
接反応によるドープ法 MgH2+Pd(η3−C3H3)2→Mg(Pd)+
2c3H6(d) 水素化マグネシウムを用いる遷移
金属錯体の還元によるドープ法 2MgH2+NiX2 →IVigH2(N1 ) +
MgX2 +H2(Xは錯体形成性リガンド、例えは(
アセチルアセトネート)○を示す) 前記特許丈たは特許出願明細掛に記載されたドープ法ま
たは脱水素化によって得られる他の形態のマグネシウム
も本発明方法の意味におけるマグネシウムの活性形態と
して使用することができる。
マグネシウムのこのような活性形態の共通の特性は水素
に対する反応性である。即ち、比較的温和な反応条件下
(水素圧1〜3bar、温度150〜200℃)で反応
して水素化マグネシウムを生成する。
に対する反応性である。即ち、比較的温和な反応条件下
(水素圧1〜3bar、温度150〜200℃)で反応
して水素化マグネシウムを生成する。
水素を分離および精製するための本発明方法は、水素の
外にメタンおよびその同族体、窒素および貴ガスを含ん
でいてもよい水素含有ガスにこの種の「活性マグネシウ
ム」を接触させる。この場合、水素は水素化マグネシウ
ムの形で選択的に吸収され、わずかに残存するにすきな
い。このようにして形成された水素化マグネシウムの脱
水素によって純粋な水素が得られる。この場合、「活性
マグネシウム」は新たに形成されるので水素の再吸収過
程を繰り返すことができる。このようにして、混合ガス
からの水素の一段階で実際上完全な分離が可能となる(
他の残存成分は「活性マグネシウム」および水素化マグ
ネシウムに対して不活性である)。
外にメタンおよびその同族体、窒素および貴ガスを含ん
でいてもよい水素含有ガスにこの種の「活性マグネシウ
ム」を接触させる。この場合、水素は水素化マグネシウ
ムの形で選択的に吸収され、わずかに残存するにすきな
い。このようにして形成された水素化マグネシウムの脱
水素によって純粋な水素が得られる。この場合、「活性
マグネシウム」は新たに形成されるので水素の再吸収過
程を繰り返すことができる。このようにして、混合ガス
からの水素の一段階で実際上完全な分離が可能となる(
他の残存成分は「活性マグネシウム」および水素化マグ
ネシウムに対して不活性である)。
本発明方法の決定的な利点は第1に水素分圧が低い場合
、即ち水素含有量の少ないガス混合物の場合でも「活性
マグネシウム」の許容される速度での水素化が可能なこ
とであり、第2に水素化の動力学が水素中に通常混在す
る不純物C01CO2,02・、NH3、H2Oおよヒ
H2Sによって全く影響を受けないか、問題にならない
程度しか影響されないことである。これらの水素不純物
は「活性マグネシウム」の水素化過程または水素化マグ
ネシウムによって不可逆的に吸収されるか、水素化後に
残余ガス中に残留する生成物に変換される。例えば水素
または水素混合物中の痕跡量のH20および(72は水
素化過程で不可逆的に吸収されるが、メタンに含まれる
COは水素化後に残余ガス中に残留する生成物に変換さ
れる(実施例3および4参照)。生成する水素化マグネ
シウムの脱水素の場合には純粋な水素が得られる。この
ようにして本発明方法によれば少量の「不活性な」カス
(CH4およびこの同族体、N2および貴ガス)ばかり
でなく「反応性の」ガスからの水素の精製が可能となる
(後者の場合には、「活性マグネシウム」の水素貯蔵能
が漸進的に低下する)。
、即ち水素含有量の少ないガス混合物の場合でも「活性
マグネシウム」の許容される速度での水素化が可能なこ
とであり、第2に水素化の動力学が水素中に通常混在す
る不純物C01CO2,02・、NH3、H2Oおよヒ
H2Sによって全く影響を受けないか、問題にならない
程度しか影響されないことである。これらの水素不純物
は「活性マグネシウム」の水素化過程または水素化マグ
ネシウムによって不可逆的に吸収されるか、水素化後に
残余ガス中に残留する生成物に変換される。例えば水素
または水素混合物中の痕跡量のH20および(72は水
素化過程で不可逆的に吸収されるが、メタンに含まれる
COは水素化後に残余ガス中に残留する生成物に変換さ
れる(実施例3および4参照)。生成する水素化マグネ
シウムの脱水素の場合には純粋な水素が得られる。この
ようにして本発明方法によれば少量の「不活性な」カス
(CH4およびこの同族体、N2および貴ガス)ばかり
でなく「反応性の」ガスからの水素の精製が可能となる
(後者の場合には、「活性マグネシウム」の水素貯蔵能
が漸進的に低下する)。
本発明方法の別の利点は「活性マグネシウム」の高い水
素貯蔵能(6〜7.5重量%H2)および金属間化合物
(FeTi 、 LaNi 5等)に比べてマグネシウ
ムの価格が安いことである。
素貯蔵能(6〜7.5重量%H2)および金属間化合物
(FeTi 、 LaNi 5等)に比べてマグネシウ
ムの価格が安いことである。
本発明方法は次の場合には特に有利である〜1、水素の
外にメタンおよびその同族体、窒素、貴ガスおよび場合
によりCO、C02,0□、HP、NH3およびH2,
Sを含有する水素含有量の少ないガス混合物からの水素
の分離。
外にメタンおよびその同族体、窒素、貴ガスおよび場合
によりCO、C02,0□、HP、NH3およびH2,
Sを含有する水素含有量の少ないガス混合物からの水素
の分離。
2、少量の「不活性な」ガス(CH4およびその同族体
、N2および貴ガス)および「反応性の」ガス(Co、
CO2,02、H2o1NH3およびH2S)からの水
素の分離。
、N2および貴ガス)および「反応性の」ガス(Co、
CO2,02、H2o1NH3およびH2S)からの水
素の分離。
「活性マグネシウム」の水素の取り込みおよび水素化マ
グネシウムからの水素脱離の反応条件は広範囲に変化さ
せることができる。好ましい反応条件は、水素の取り込
みに対しては150〜400℃で水素分圧0.1〜l
Q Q barであり、水素の脱離に対しては250〜
450℃(対応する平衡圧0.37〜40bar)であ
る。
グネシウムからの水素脱離の反応条件は広範囲に変化さ
せることができる。好ましい反応条件は、水素の取り込
みに対しては150〜400℃で水素分圧0.1〜l
Q Q barであり、水素の脱離に対しては250〜
450℃(対応する平衡圧0.37〜40bar)であ
る。
本発明を以下の実施例によってさらに詳述する。
実施例においては工業的純度(99,9%)の水素ヲ使
用シタ(不純物二02最高110PP、N2m i o
o o ppm、 1−i2o最高10100pp。
用シタ(不純物二02最高110PP、N2m i o
o o ppm、 1−i2o最高10100pp。
水素は圧力容器内においてC見。またはCOと所望の割
合で混合した。水素化−脱水素化す身クルの実施に際し
ては、その度ことに新鮮なH2/CH4またはH2/C
Oを圧力容器から供給した。
合で混合した。水素化−脱水素化す身クルの実施に際し
ては、その度ことに新鮮なH2/CH4またはH2/C
Oを圧力容器から供給した。
実施例1
無水THF75I!中のマグネシウム粉末15.0kg
(617mol)を攪拌容器内で、ヨーロッパ特許第
0003564号明細書記載の方法により、チタン触媒
(Mg : TI Cl 4ニアントラセン−100:
1:1)の存在下、60〜73℃、水素圧2barのも
とて水素化して水素化マグネシウムを得た。
(617mol)を攪拌容器内で、ヨーロッパ特許第
0003564号明細書記載の方法により、チタン触媒
(Mg : TI Cl 4ニアントラセン−100:
1:1)の存在下、60〜73℃、水素圧2barのも
とて水素化して水素化マグネシウムを得た。
ニッケルでドープするために、容器内の水素雰囲気をア
ルゴン雰囲気におきかえた後、固体状のビス(1,5−
シクロオクタジエン)ニッケル(cOD2Ni) 1.
4 kg (5rnol )を水素化マグネシムのTH
F@濁液に加え、攪拌容器内容物を100℃で4時間攪
拌した。次いでニッケルをドープした水素化マグネシウ
ムを濾別し、THFおよびペンタンを用いて洗浄した後
、減圧下(0,2〜0.4mbar)、50℃で乾燥し
た。得られた生成物を脱水素−水素化サイクルに付しく
脱水素=230〜370℃/ 10〜0.4 bar
;水素化:335〜b 自燃・巳の淡灰色粉末として水素化マグネシウム14.
0kgを得た(C0,0%、H6,01%、Mg85.
17%、Ti1.51%、C72,72%、Ni0.8
9%)。
ルゴン雰囲気におきかえた後、固体状のビス(1,5−
シクロオクタジエン)ニッケル(cOD2Ni) 1.
4 kg (5rnol )を水素化マグネシムのTH
F@濁液に加え、攪拌容器内容物を100℃で4時間攪
拌した。次いでニッケルをドープした水素化マグネシウ
ムを濾別し、THFおよびペンタンを用いて洗浄した後
、減圧下(0,2〜0.4mbar)、50℃で乾燥し
た。得られた生成物を脱水素−水素化サイクルに付しく
脱水素=230〜370℃/ 10〜0.4 bar
;水素化:335〜b 自燃・巳の淡灰色粉末として水素化マグネシウム14.
0kgを得た(C0,0%、H6,01%、Mg85.
17%、Ti1.51%、C72,72%、Ni0.8
9%)。
この水素化物15.2gを特殊鋼製オートクレーブ(3
00ml)中、普通圧、372℃で脱水素して「活性な
」マグネシウムとした。H214,2vo1%含有CH
4/H2混合物(残部はCH4)をオートクレーブ内へ
227℃(オートクレーブ温度)で圧力がl Q ba
rになるまで圧送した(この場合、試料の温度は一時的
に231℃まで上昇した)。
00ml)中、普通圧、372℃で脱水素して「活性な
」マグネシウムとした。H214,2vo1%含有CH
4/H2混合物(残部はCH4)をオートクレーブ内へ
227℃(オートクレーブ温度)で圧力がl Q ba
rになるまで圧送した(この場合、試料の温度は一時的
に231℃まで上昇した)。
227℃で1時間10分保った後、オートクレーブを室
圧にもどし、排出されたガスを質量分析に付したところ
H2は1,9vo1%(残部はCH4)含まれていたが
、この値は227℃における水素化マグネシウム上での
水素の計算平衡圧1,5vo1%にほぼ等しい。CH4
/H2混合吻を用いる「活性マダイ・シウム」の水素化
および未反応ガス混合物の排出操作を同一温度で圧力と
水素化時間を変化させてさらに36回繰り返した。バル
ブの開閉にはオートクレーブに連結させた全自動電子制
御装置を用いた。結果を表−1に示す。
圧にもどし、排出されたガスを質量分析に付したところ
H2は1,9vo1%(残部はCH4)含まれていたが
、この値は227℃における水素化マグネシウム上での
水素の計算平衡圧1,5vo1%にほぼ等しい。CH4
/H2混合吻を用いる「活性マダイ・シウム」の水素化
および未反応ガス混合物の排出操作を同一温度で圧力と
水素化時間を変化させてさらに36回繰り返した。バル
ブの開閉にはオートクレーブに連結させた全自動電子制
御装置を用いた。結果を表−1に示す。
表−1
fa) 未測定
オートクレーブを30℃まで冷却し、Q、 l mba
rまで排気した。オートクし・−ブを常圧下で363℃
までゆっくりと加熱すると1時間以内に9.321のガ
ス(20℃/ l bar)が発生した。1種の試料ガ
スについてガス発生の開始から終了までにわたって質量
分析をおこなったところ、試料は100.0昶水素を含
んでいた。発生した水素の量から、「活1生マグネシウ
ム」の収蔵能の66%がこの試験で利用されたことが計
算された。[活性マグネシウムJ14.3gが回収され
な。
rまで排気した。オートクし・−ブを常圧下で363℃
までゆっくりと加熱すると1時間以内に9.321のガ
ス(20℃/ l bar)が発生した。1種の試料ガ
スについてガス発生の開始から終了までにわたって質量
分析をおこなったところ、試料は100.0昶水素を含
んでいた。発生した水素の量から、「活1生マグネシウ
ム」の収蔵能の66%がこの試験で利用されたことが計
算された。[活性マグネシウムJ14.3gが回収され
な。
実施例2
温度を196℃とし、CH4/H2混合物(H214,
3vo1%)の圧力を15 barとする以外は実施例
1に準拠して操作をおこなった。実施例1に記載のよう
にして調製し、Niを0.89%をドープした水素化マ
グネシウム14.3gを用いた。水素化時間は2hとし
た。水系化過程は23回繰り返した。いくつかの水素化
過程後の未反応ガス中の水素含有量を衣−2に示す。
3vo1%)の圧力を15 barとする以外は実施例
1に準拠して操作をおこなった。実施例1に記載のよう
にして調製し、Niを0.89%をドープした水素化マ
グネシウム14.3gを用いた。水素化時間は2hとし
た。水系化過程は23回繰り返した。いくつかの水素化
過程後の未反応ガス中の水素含有量を衣−2に示す。
衣−2
f*)196℃でCI(4/H2混合物の圧力がl 5
bar(7)ときの、Mg H2上でのI(2の平衡
1度の計算値はQ、3mo1%である。
bar(7)ときの、Mg H2上でのI(2の平衡
1度の計算値はQ、3mo1%である。
収蔵体を362℃で解放することによってガス8.46
7(20℃/1bar)が発生した。このガスは質量分
析によれば水素ioo、o%から成る(CH40,1%
以下)%ものであった。この試験における収蔵能の利用
率は約60%であった。回収された「活性マグネシウム
」の元素組成は次の通りである:01.04%、Hl、
38%、■g94.42%、−rit、s2%、czo
、71%、Ni Q、 69 X0実施例3 実施例1に記載したようにしてJM製し、Niを0.8
9%ドープした水素化マグネシウム17.6gを特殊鋼
製オートクレーブ(300m1)中338℃、普通圧で
脱水素して「活性マグネシウム」にした〔水素発生量1
1.77(20℃)〕。COを1mo1%(質量分析に
よる)含有する水素を338℃で10 barの圧力ま
でオートクレーブ内へ圧送し、減圧バルブを用いてこの
圧力を維持した。この過程においてオートクレーブには
加圧容器からの水素を補給した。水素化反応中、試料の
温度は一時的に373℃まで上昇したが、366℃で約
70分間保持した後、338℃まで下げた。この間、水
素は1’2.5J(20℃、1bar)吸収された。オ
ートクレーブを38℃まで冷却して解放し、ガス1.3
57?(20℃、1 bar )を得た。質量分析の結
果、このガスはH289,3mo1%、CH48,1m
o1%を含有した(残部はアルゴン、空気であった)。
7(20℃/1bar)が発生した。このガスは質量分
析によれば水素ioo、o%から成る(CH40,1%
以下)%ものであった。この試験における収蔵能の利用
率は約60%であった。回収された「活性マグネシウム
」の元素組成は次の通りである:01.04%、Hl、
38%、■g94.42%、−rit、s2%、czo
、71%、Ni Q、 69 X0実施例3 実施例1に記載したようにしてJM製し、Niを0.8
9%ドープした水素化マグネシウム17.6gを特殊鋼
製オートクレーブ(300m1)中338℃、普通圧で
脱水素して「活性マグネシウム」にした〔水素発生量1
1.77(20℃)〕。COを1mo1%(質量分析に
よる)含有する水素を338℃で10 barの圧力ま
でオートクレーブ内へ圧送し、減圧バルブを用いてこの
圧力を維持した。この過程においてオートクレーブには
加圧容器からの水素を補給した。水素化反応中、試料の
温度は一時的に373℃まで上昇したが、366℃で約
70分間保持した後、338℃まで下げた。この間、水
素は1’2.5J(20℃、1bar)吸収された。オ
ートクレーブを38℃まで冷却して解放し、ガス1.3
57?(20℃、1 bar )を得た。質量分析の結
果、このガスはH289,3mo1%、CH48,1m
o1%を含有した(残部はアルゴン、空気であった)。
生成したメタンの体積は吸収された水素(12,51)
中に存在したCOの体積に実際上定量的に対応した。オ
ートクレーブは0.2−mbarまで排気した後、改め
て338℃まで加黙し、この温度で水素化マグネシウム
を普通圧下で約79分間脱水素したところガス13.3
I!(20℃、1bar)か得られた(質量分析の結果
、このガスは純粋な水素であつDo COを1mo1%含有した水素(10bar) ヲ用い
る「活性マグネシウム」の水素化および生成する水素化
マグネシウムの普通圧、オ・−トクレーフ温度338℃
での脱水素化の過程はさらに27回繰り返した(この場
合、バルブの開閉はオー1−クレープに連結された全自
動制御装置を用いておこなった)。見かけの水素化時間
および脱水素化時間はそれぞれ3時間および2時間であ
り、効果的な水素化時間および脱水素化時間はそれぞれ
約1.5時間および1時間である。試木」の温度は7+
(素化反応中に370〜373℃まで上昇し、また脱水
素化反応中に試料の温度は約300 ’Cまで低下した
。
中に存在したCOの体積に実際上定量的に対応した。オ
ートクレーブは0.2−mbarまで排気した後、改め
て338℃まで加黙し、この温度で水素化マグネシウム
を普通圧下で約79分間脱水素したところガス13.3
I!(20℃、1bar)か得られた(質量分析の結果
、このガスは純粋な水素であつDo COを1mo1%含有した水素(10bar) ヲ用い
る「活性マグネシウム」の水素化および生成する水素化
マグネシウムの普通圧、オ・−トクレーフ温度338℃
での脱水素化の過程はさらに27回繰り返した(この場
合、バルブの開閉はオー1−クレープに連結された全自
動制御装置を用いておこなった)。見かけの水素化時間
および脱水素化時間はそれぞれ3時間および2時間であ
り、効果的な水素化時間および脱水素化時間はそれぞれ
約1.5時間および1時間である。試木」の温度は7+
(素化反応中に370〜373℃まで上昇し、また脱水
素化反応中に試料の温度は約300 ’Cまで低下した
。
第7回目、第13回月、第25回月および第27回月の
脱水素化後のガス発生量(20℃、1bar)はそれぞ
れ11.37.10.5 A、8.81!および8.5
1であった。質量分析によれば、第27回月の脱水素化
で得られたガスは純粋な水素であった。第2回目の水素
化後のオートクレーブ内の残留ガス(20℃、エムar
で1.35/)は1(29l、 5 mo1%およびC
H4’6.7 mo1%であり、第27回月の水素化後
のオートクレーブ内の残留ガスは)I293.2mo1
%およびCH45,7mo1%であった。
脱水素化後のガス発生量(20℃、1bar)はそれぞ
れ11.37.10.5 A、8.81!および8.5
1であった。質量分析によれば、第27回月の脱水素化
で得られたガスは純粋な水素であった。第2回目の水素
化後のオートクレーブ内の残留ガス(20℃、エムar
で1.35/)は1(29l、 5 mo1%およびC
H4’6.7 mo1%であり、第27回月の水素化後
のオートクレーブ内の残留ガスは)I293.2mo1
%およびCH45,7mo1%であった。
脱水素化の度に発生するH2の量(A’)をサイクルの
数(2)に対してプロットすると第1図に示すような直
線か得られる。収蔵体の能力は第刀回目のサイクルの後
では]検切の値の約70%まで低下した。収蔵体の能力
のこの低下は、水素に混合された一酸化炭素のメタンへ
の変換によるもので、この場合、−酸化炭素の酸素は「
活性マグネシウム」と結合してMgOになるものと考え
られる。
数(2)に対してプロットすると第1図に示すような直
線か得られる。収蔵体の能力は第刀回目のサイクルの後
では]検切の値の約70%まで低下した。収蔵体の能力
のこの低下は、水素に混合された一酸化炭素のメタンへ
の変換によるもので、この場合、−酸化炭素の酸素は「
活性マグネシウム」と結合してMgOになるものと考え
られる。
第27回月のサイクル後において、1%の一酸化炭素お
よびその結果ひきおこされる収蔵能力の低下によって脱
水素化−水素化の動力学の悪化がほとんど観測されなか
ったということは注目すべきである。
よびその結果ひきおこされる収蔵能力の低下によって脱
水素化−水素化の動力学の悪化がほとんど観測されなか
ったということは注目すべきである。
回収された「活性マグネシウム」の元素組成は次の通り
である:CO,O%、Ho、34%、Mg9311o%
、Ti1.55%、CI!2.86%、Ni0.89%
0 実施例4 マグネシウム粉末218.8g(9、Qmol)を”I
N(Fl、1/中で、ヨーロッパ特許第0003564
号明細鶴:に記載の方法によりチタン触媒(モル比;M
gニア7トラセン:TiC/4””100 : 1 :
1)を用いて60℃で5 barのもとて水素化して
水素化マグネシウムとし、生成物を濾別し、THFおよ
びペンタンを用いて洗浄した後、高真空下で恒量になる
まで乾燥して次の組成を有する水素化マグネシウム25
0gを得た:c4,70%、H7,36%、Mg83.
68%、Ti0.46%、C/2.05%。
である:CO,O%、Ho、34%、Mg9311o%
、Ti1.55%、CI!2.86%、Ni0.89%
0 実施例4 マグネシウム粉末218.8g(9、Qmol)を”I
N(Fl、1/中で、ヨーロッパ特許第0003564
号明細鶴:に記載の方法によりチタン触媒(モル比;M
gニア7トラセン:TiC/4””100 : 1 :
1)を用いて60℃で5 barのもとて水素化して
水素化マグネシウムとし、生成物を濾別し、THFおよ
びペンタンを用いて洗浄した後、高真空下で恒量になる
まで乾燥して次の組成を有する水素化マグネシウム25
0gを得た:c4,70%、H7,36%、Mg83.
68%、Ti0.46%、C/2.05%。
得られた水素化マグネシウム16.0gを特殊鋼製オー
トクレーブ(’300mJ)中、真空下(0,2mba
r)でゆっくりと昇温しで(約り℃/分)1活性マグネ
シウム」に脱水素化した。ガスは約270℃で発生しは
じめた。ガスの発生が終了するまでに12.81!(2
0°C/1bar)のガスが得られたが、このガスは質
量分析によれば水素のほかに少量のn−ブテン(2〜3
%)およびTHE(0,5%)を含んでいた。質量分析
に上ればCOを2.3mo1%含む水素を338℃のオ
ートクレーブ内へ10 barの圧力まで圧送し、詭整
弁を用いてこの圧力を一定に保った。この過程において
オートクレーブには加圧容器からの水素が補給された。
トクレーブ(’300mJ)中、真空下(0,2mba
r)でゆっくりと昇温しで(約り℃/分)1活性マグネ
シウム」に脱水素化した。ガスは約270℃で発生しは
じめた。ガスの発生が終了するまでに12.81!(2
0°C/1bar)のガスが得られたが、このガスは質
量分析によれば水素のほかに少量のn−ブテン(2〜3
%)およびTHE(0,5%)を含んでいた。質量分析
に上ればCOを2.3mo1%含む水素を338℃のオ
ートクレーブ内へ10 barの圧力まで圧送し、詭整
弁を用いてこの圧力を一定に保った。この過程において
オートクレーブには加圧容器からの水素が補給された。
試料の温度は水素化中に一時的に366℃まで上昇した
が1,5hで355℃まで低下し、338℃に戻った。
が1,5hで355℃まで低下し、338℃に戻った。
オートクレーブ内のM g H2上に存在する残留ガス
(il、2z、20℃/1bar)は質量分析によれば
次の組成を示した:H282,9mo1%、CH415
,8rno1%(残部;N2)。オートクレーブを30
〜40℃まで冷却し、Q、2mbarまで排気し、次い
で水素化マグネシウムを普通圧、338℃で脱水素化し
たところ、水素11.21ひ生成する水素化マグネシウ
ムの普通圧下での脱水素化を同一のオートクレーブ温度
(338°C)でさらに25回繰り返した。この場合、
水素化−脱水素化サイクルの実施には前記実施例の場合
と同様に全自動制御装置を使用した。
(il、2z、20℃/1bar)は質量分析によれば
次の組成を示した:H282,9mo1%、CH415
,8rno1%(残部;N2)。オートクレーブを30
〜40℃まで冷却し、Q、2mbarまで排気し、次い
で水素化マグネシウムを普通圧、338℃で脱水素化し
たところ、水素11.21ひ生成する水素化マグネシウ
ムの普通圧下での脱水素化を同一のオートクレーブ温度
(338°C)でさらに25回繰り返した。この場合、
水素化−脱水素化サイクルの実施には前記実施例の場合
と同様に全自動制御装置を使用した。
みかけの水素化時間および脱水素化時間はそれぞれ31
1および2 bであった。試料の有効な水素化時間およ
び脱水素化時間はそれぞれ1.3hおよび2hであった
。試料の温度は水素化の際には約370℃まで上昇し、
脱水素化の際には約325℃まで低下した。第8回1」
、第12回目および第26回目の脱水素化に際してはそ
れぞれ5.9A’、4.91!および2.4/(20°
C/ 1 bar )の水素が発生した。第2回目の水
素化後にオートクレーフ内ニ存在シタ残留カフ、 (1
,357; 20 ℃/1bar)は質量分析によれば
H285,8m0I%およびCH3I、 2.9 mo
1%の組成を示した。回収された「活性マグネシウムJ
(16,og)の元素組成は次の通りである:C2,7
2%、Hl、53%、Mg 77.82%、Tii、1
o%、C7?1.13%。
1および2 bであった。試料の有効な水素化時間およ
び脱水素化時間はそれぞれ1.3hおよび2hであった
。試料の温度は水素化の際には約370℃まで上昇し、
脱水素化の際には約325℃まで低下した。第8回1」
、第12回目および第26回目の脱水素化に際してはそ
れぞれ5.9A’、4.91!および2.4/(20°
C/ 1 bar )の水素が発生した。第2回目の水
素化後にオートクレーフ内ニ存在シタ残留カフ、 (1
,357; 20 ℃/1bar)は質量分析によれば
H285,8m0I%およびCH3I、 2.9 mo
1%の組成を示した。回収された「活性マグネシウムJ
(16,og)の元素組成は次の通りである:C2,7
2%、Hl、53%、Mg 77.82%、Tii、1
o%、C7?1.13%。
第1図は実施例3における脱水素化のサイクルの数Z(
横軸)とH2発生量(1)(縦軸)との関係を示すグラ
フである。
横軸)とH2発生量(1)(縦軸)との関係を示すグラ
フである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、メタンおよび/またはその高位の同族体、窒素およ
び貴ガス並びに場合によっては少量のC01C02,0
2、H2O、NH3および/または■I2S を含有
するガス混合物を活性な形態のマグネシウムと接触させ
ることによって水素を選択的に吸収させ、生成する水素
化マグネシウムを熱分解させることによって純粋な形態
の水素および活性な形態のマグネシウムを回収すること
を特徴とする水素の分離および精製方法。 2、周期律表第■〜第■亜族金属のハロゲン化物および
有機マグネシウム化合物から成る触媒または水素化マグ
ネシウムの存在下および所望による多環芳香族化合物ま
たは第3級アミンおよび所望によるハロゲン化マグネシ
ウムλig′X−2(X=C1j、Br、 I)の存在
下にマグネシウムと水素を反応させることによって得ら
れる水素化マグネシウムの熱的脱水素化反応によって調
製されるマグネシウム金属を、活性な形態のマグネシウ
ムとして使用する第1項記載の方法。 3、微細に分割された水素化マグネシウムまたは金属マ
グネシウムを所望による水素の存在下に遷移金属錯体ま
たは有機遷移金属化合物の溶液と接触させることにより
元素状遷移金属を超微細に分割された形態で水素化マグ
ネシウム粒子またはマグネシウム粒子の表面上に沈殿さ
せることによって遷移金属をドープした水素化マグネシ
ウムの熱的脱水素化反応によって調製されるマグネシウ
ム金属を、活性な形態のマグネシウムとして使用する第
1項記載の方法。 4、活性マグネシウムによる水素の吸収を好ましくは温
度150〜4′00℃で水素分圧0.1〜100 ba
rの下でおこない、水素の脱離を好ましくは温度250
〜450℃で水素平衡圧0,37〜4 Q barの下
でおこなう第1項から第3項いずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19823247361 DE3247361A1 (de) | 1982-12-22 | 1982-12-22 | Verfahren zur abtrennung und reinigung von wasserstoff |
DE3247361.3 | 1982-12-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59131503A true JPS59131503A (ja) | 1984-07-28 |
JPH059364B2 JPH059364B2 (ja) | 1993-02-04 |
Family
ID=6181323
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EP (1) | EP0111923B1 (ja) |
JP (1) | JPS59131503A (ja) |
AT (1) | ATE40667T1 (ja) |
AU (1) | AU574056B2 (ja) |
CA (1) | CA1241181A (ja) |
DE (2) | DE3247361A1 (ja) |
DK (1) | DK162634C (ja) |
ES (1) | ES528245A0 (ja) |
IE (1) | IE56386B1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63148060A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-20 | シュツウディエンゲゼルシャフト・コール・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 蓄熱、熱変換および冷温発生システムならびに方法 |
JPH07330305A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-19 | Th Goldschmidt Ag | 水素化マグネシウムの製法 |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3247360A1 (de) * | 1982-12-22 | 1984-07-05 | Studiengesellschaft Kohle mbH, 4330 Mülheim | Verfahren zur herstellung aktiver magnetsiumhdrid-magnesium-wasserstoffspeichersysteme |
DE3340492A1 (de) * | 1983-11-09 | 1985-05-15 | Studiengesellschaft Kohle mbH, 4330 Mülheim | Verfahren zur herstellung von feinverteiltem, hochreaktivem magnesium und dessen verwendung |
US5199972A (en) * | 1982-12-22 | 1993-04-06 | Studiengesellschaft Kohle G.M.B.H. | Method of preparing active magnesium-hydride or magnesium hydrogen-storer systems |
US5211923A (en) * | 1991-08-01 | 1993-05-18 | University Of Chicago | Hydrogen and sulfur recovery from hydrogen sulfide wastes |
US5262127A (en) * | 1992-02-12 | 1993-11-16 | The Regents Of The University Of Michigan | Solid state chemical micro-reservoirs |
US6342195B1 (en) * | 1993-10-01 | 2002-01-29 | The Penn State Research Foundation | Method for synthesizing solids such as diamond and products produced thereby |
US5843395A (en) * | 1997-03-17 | 1998-12-01 | Wang; Chi S. | Process for hydrogen production from hydrogen sulfide dissociation |
EP1031635B1 (de) * | 1999-02-24 | 2003-10-15 | Goldschmidt AG | Aktiviertes Magnesiummetall |
NO328522B1 (no) * | 2007-03-19 | 2010-03-08 | Statoil Asa | Fremgangsmate for produksjon av hydrogen, hydrogenproduksjonsanlegg, en vann-gassskift-reaktor samt en fremgangsmate for fremstilling av hydrogen fra syngass. |
CN102020246B (zh) * | 2010-12-23 | 2013-01-23 | 苏州市创新净化有限公司 | 氢气纯化回收系统及工艺方法 |
RU2686898C1 (ru) * | 2018-05-30 | 2019-05-06 | Общество с ограниченной ответственностью "ХитЛаб" | Способ изготовления гидрида магния для химического генератора водорода |
CN112225176B (zh) * | 2020-10-12 | 2023-05-09 | 艾氢技术(苏州)有限公司 | 一种固体氢放氢纯化系统 |
CN114477089B (zh) * | 2020-10-26 | 2023-10-27 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种低温脱除微量co的方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3485585A (en) * | 1964-09-01 | 1969-12-23 | Hercules Inc | Preparation of metal hydrides |
US3666416A (en) * | 1970-11-25 | 1972-05-30 | Shell Oil Co | Magnesium hydride production |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1911780A (en) * | 1930-03-24 | 1933-05-30 | Standard Oil Dev Co | Process for purifying gases |
GB634799A (en) * | 1946-06-08 | 1950-03-29 | American Electro Metal Corp | Methods of and plant for producing magnesium powder or powder metal mixtures containing magnesium |
US3479165A (en) * | 1966-06-28 | 1969-11-18 | Exxon Research Engineering Co | Hydrogen storage system |
SU628180A1 (ru) * | 1975-12-29 | 1978-10-15 | Государственный проектный и научно-исследовательский институт "Гипроникель" | Аппарат дл производства металлических порошков из металлоорганических соединений |
FR2407170A1 (fr) * | 1977-10-27 | 1979-05-25 | Raffinage Cie Francaise | Procede combine de stockage et de production d'hydrogene et applications de ce procede |
FR2407169A1 (fr) * | 1977-10-27 | 1979-05-25 | Raffinage Cie Francaise | Procede de preparation d'une reserve d'hydrogene et applications de ce procede. |
US4216198A (en) * | 1977-12-19 | 1980-08-05 | Billings Energy Corporation | Self-regenerating method and system of removing oxygen and water impurities from hydrogen gas |
DE2804445A1 (de) * | 1978-02-02 | 1979-08-09 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Verfahren zur herstellung von magnesiumhydriden |
CH634015A5 (fr) * | 1978-11-14 | 1983-01-14 | Battelle Memorial Institute | Composition a base de magnesium pour le stockage de l'hydrogene et procede de preparation de cette composition. |
DE2908928A1 (de) * | 1979-03-07 | 1980-09-18 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Verfahren zur herstellung von organolithiumverbindungen neben lithiumhydrid |
US4300946A (en) * | 1979-05-17 | 1981-11-17 | Billings Energy Corporation | Granulating and activating metal to form metal hydride |
US4389326A (en) * | 1979-08-27 | 1983-06-21 | Agence Nationale De Valorization De La Recherche | Method of storing hydrogen in intimate mixtures of hydrides of magnesium and other metals or alloys |
US4383837A (en) * | 1979-12-28 | 1983-05-17 | Atlantic Richfield Company | Efficient methane production with metal hydrides |
US4360505A (en) * | 1981-07-02 | 1982-11-23 | Air Products And Chemicals, Inc. | Recovering hydrogen from gas stream using metal hydride |
US4431561A (en) * | 1982-04-28 | 1984-02-14 | Energy Conversion Devices, Inc. | Hydrogen storage materials and method of making same |
DE3536797A1 (de) * | 1985-10-16 | 1987-04-16 | Studiengesellschaft Kohle Mbh | Verfahren zur herstellung von halogen-magnesium-alanat und dessen verwendung |
JP3093166B2 (ja) * | 1997-06-16 | 2000-10-03 | 鹿島建設株式会社 | 円形レールを用いたクレーンの旋回構造 |
-
1982
- 1982-12-22 DE DE19823247361 patent/DE3247361A1/de not_active Withdrawn
-
1983
- 1983-12-20 DE DE8383112796T patent/DE3379164D1/de not_active Expired
- 1983-12-20 AT AT83112796T patent/ATE40667T1/de not_active IP Right Cessation
- 1983-12-20 EP EP83112796A patent/EP0111923B1/de not_active Expired
- 1983-12-21 JP JP58243065A patent/JPS59131503A/ja active Granted
- 1983-12-21 AU AU22756/83A patent/AU574056B2/en not_active Ceased
- 1983-12-21 ES ES528245A patent/ES528245A0/es active Granted
- 1983-12-21 CA CA000443888A patent/CA1241181A/en not_active Expired
- 1983-12-21 DK DK590483A patent/DK162634C/da not_active IP Right Cessation
- 1983-12-21 IE IE3017/83A patent/IE56386B1/en not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-06-03 US US06/740,698 patent/US4695446A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3485585A (en) * | 1964-09-01 | 1969-12-23 | Hercules Inc | Preparation of metal hydrides |
US3666416A (en) * | 1970-11-25 | 1972-05-30 | Shell Oil Co | Magnesium hydride production |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63148060A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-20 | シュツウディエンゲゼルシャフト・コール・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング | 蓄熱、熱変換および冷温発生システムならびに方法 |
JPH07330305A (ja) * | 1994-06-03 | 1995-12-19 | Th Goldschmidt Ag | 水素化マグネシウムの製法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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AU2275683A (en) | 1984-06-28 |
ES8406372A1 (es) | 1984-08-01 |
US4695446A (en) | 1987-09-22 |
DK162634C (da) | 1992-04-13 |
AU574056B2 (en) | 1988-06-30 |
CA1241181A (en) | 1988-08-30 |
DE3379164D1 (en) | 1989-03-16 |
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IE56386B1 (en) | 1991-07-17 |
IE833017L (en) | 1984-06-22 |
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ES528245A0 (es) | 1984-08-01 |
EP0111923A3 (en) | 1986-07-23 |
EP0111923A2 (de) | 1984-06-27 |
DK590483A (da) | 1984-06-23 |
DK162634B (da) | 1991-11-25 |
ATE40667T1 (de) | 1989-02-15 |
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