JPS62164634A - メタンをエタンに転化する方法 - Google Patents
メタンをエタンに転化する方法Info
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- JPS62164634A JPS62164634A JP61004780A JP478086A JPS62164634A JP S62164634 A JPS62164634 A JP S62164634A JP 61004780 A JP61004780 A JP 61004780A JP 478086 A JP478086 A JP 478086A JP S62164634 A JPS62164634 A JP S62164634A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- methane
- ethane
- metal catalyst
- high frequency
- gas
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
、 の１ ′。
本発明は、ｔｌｉｌ原電を利用してメタンをエタンに転
化する方法に関する。
化する方法に関する。
−とその４ φ
石油あるい（よ石炭の採掘にともないメタンに富む天然
ガスが得られる。メタンは燃料としての用途のほか、メ
タノール、水素、カーボンブラックあるいはアセチレン
などの化学原料として有用である。
ガスが得られる。メタンは燃料としての用途のほか、メ
タノール、水素、カーボンブラックあるいはアセチレン
などの化学原料として有用である。
ところでこのような天然ガスの輸送は、−１６１℃まで
常圧下で冷却して液化し、体積が６００分の１に減少し
たこの液化ガスをタンカーで搬送している。しかしなが
ら、このような低温に冷却するのに多大なエネルギーを
要しこのため輸送費が嵩むという欠点がある。メタンを
より沸点の高い他の炭化水素ガスに転化することができ
れば、天然ガスの輸送をより経済的に行うことができ、
それ故に好ましい。
常圧下で冷却して液化し、体積が６００分の１に減少し
たこの液化ガスをタンカーで搬送している。しかしなが
ら、このような低温に冷却するのに多大なエネルギーを
要しこのため輸送費が嵩むという欠点がある。メタンを
より沸点の高い他の炭化水素ガスに転化することができ
れば、天然ガスの輸送をより経済的に行うことができ、
それ故に好ましい。
メタンを他の炭化水素に転化する方法として、ヒュルツ
法、ショッホ法などメタンのアーク放電によりアセチレ
ンに転化する方法が知られている。
法、ショッホ法などメタンのアーク放電によりアセチレ
ンに転化する方法が知られている。
しかしながらアセチレンはプラスチック、合成繊維など
の原料として有用ではあるものの、三重結合を含んでい
るため反応性に富みわずかの空気の存在で爆発する危険
性があり、このためアセチレンは長距離輸送に適してい
るとは言えない。
の原料として有用ではあるものの、三重結合を含んでい
るため反応性に富みわずかの空気の存在で爆発する危険
性があり、このためアセチレンは長距離輸送に適してい
るとは言えない。
ル訓五里上
パラフィン系炭化水素は不飽和結合を含まないため反応
性に乏しく、このため長距離輸送に適している。またこ
の種の炭化水素は炭素数の増大にともない沸点も上界す
る。そこでメタンガスをより炭素数の多いパラフィン系
炭水素に転化する方法につき検討した結果、メタンを金
属触媒表面上で高周波放電させるとエタンに転化するこ
とを見出した。エタンの沸点は一８８６℃であってメタ
ンの一１６１℃よりもかなり高い。このためより少ない
エネルギーでもってエタンの液化が可能である。
性に乏しく、このため長距離輸送に適している。またこ
の種の炭化水素は炭素数の増大にともない沸点も上界す
る。そこでメタンガスをより炭素数の多いパラフィン系
炭水素に転化する方法につき検討した結果、メタンを金
属触媒表面上で高周波放電させるとエタンに転化するこ
とを見出した。エタンの沸点は一８８６℃であってメタ
ンの一１６１℃よりもかなり高い。このためより少ない
エネルギーでもってエタンの液化が可能である。
の ましい態
本明細書にて用いる用語「高周波放電」とは、高周波電
場内の分子、電子あるいは荷電粒子に電界あるいは磁界
が作用して起こる放電のことであり、無電極放電ともい
う。高周波ｔｌｉ電を行わせるには一般には２つの方法
がある。１つは高周波コイルの中空部に被処理ガスを通
す方法であり、もう１つの方法は高周波電圧発生端子を
被処理ガス中に置いてその周囲に高周波放電を形成する
方法である。本発明においてはどちらの方法も適用可能
である。後者の方法を実施するにはテスラコイルを好適
に使用できる。これは減衰高周波電圧発生装置であって
、その回路の１例を第１図に示す。
場内の分子、電子あるいは荷電粒子に電界あるいは磁界
が作用して起こる放電のことであり、無電極放電ともい
う。高周波ｔｌｉ電を行わせるには一般には２つの方法
がある。１つは高周波コイルの中空部に被処理ガスを通
す方法であり、もう１つの方法は高周波電圧発生端子を
被処理ガス中に置いてその周囲に高周波放電を形成する
方法である。本発明においてはどちらの方法も適用可能
である。後者の方法を実施するにはテスラコイルを好適
に使用できる。これは減衰高周波電圧発生装置であって
、その回路の１例を第１図に示す。
−次側に例えば交流１００Ｖ （５０１１Ｚ）を印加す
るとコンデンサＣが例えば２０００ Ｖの電圧で充電さ
れる。
るとコンデンサＣが例えば２０００ Ｖの電圧で充電さ
れる。
火花ギャップＧの間隔を適宜調節して放電を起すと一次
コイルＬ１に高周波振動電流が発生する。
コイルＬ１に高周波振動電流が発生する。
Ｌｌに対し二次コイルＬ２の巻線数を大きくとることに
より一種の共振変圧器として作用してＬ２に減衰高周波
高電圧（例えば２０ｋｔｌｚ 、２０ｋＶ）が発生する
。端子１を被処理ガス中に置いて高周波放電を行う。高
周波放電の形成に必要な電圧および周波数は、特に制限
されるものではないが、例えハ１０なイＬ ５０ｋｌ＃
３．Ｊ： Ｕ １ないし１０００ｋＨｚ Ｔ：ある。
より一種の共振変圧器として作用してＬ２に減衰高周波
高電圧（例えば２０ｋｔｌｚ 、２０ｋＶ）が発生する
。端子１を被処理ガス中に置いて高周波放電を行う。高
周波放電の形成に必要な電圧および周波数は、特に制限
されるものではないが、例えハ１０なイＬ ５０ｋｌ＃
３．Ｊ： Ｕ １ないし１０００ｋＨｚ Ｔ：ある。
本発明の方法においては、天然ガスなどのメタン含有ガ
スを高周波放電さけるのであるが、この場合に金属触媒
の表面上で高周波放電を行うことが肝要である。金属触
媒の表面上で高周波放電を行う方法として、前記した高
周波コイルを用いる場合は、金属触媒を含む反応器をこ
のコイルの中空部内に配置してメタン含有ガスを反応器
に送る。
スを高周波放電さけるのであるが、この場合に金属触媒
の表面上で高周波放電を行うことが肝要である。金属触
媒の表面上で高周波放電を行う方法として、前記した高
周波コイルを用いる場合は、金属触媒を含む反応器をこ
のコイルの中空部内に配置してメタン含有ガスを反応器
に送る。
前記したテスラコイルを用いる場合には、高周波電圧印
加端子１を金属触媒から数ｍｍないし数ｃｍ程度離して
配置させるか、あるいはこの端子を金属触媒と電気的に
接続する。
加端子１を金属触媒から数ｍｍないし数ｃｍ程度離して
配置させるか、あるいはこの端子を金属触媒と電気的に
接続する。
本発明において用いる金属触媒はチタン、ニッケル、亜
鉛、クロム、銅、錫、タングステン、鉛およびこれらの
組合せからなる群から選ばれる元素状金属：これら金属
の酸化物；ハロゲン化物、例えば塩化物；硫酸塩；ある
いは硝酸塩である。
鉛、クロム、銅、錫、タングステン、鉛およびこれらの
組合せからなる群から選ばれる元素状金属：これら金属
の酸化物；ハロゲン化物、例えば塩化物；硫酸塩；ある
いは硝酸塩である。
上記した物質をグラファイトなどの導電性支持体上に担
持したものも本発明の金属触媒として使用できる。最も
好ましい金属触媒はチタン、ニッケルまたは亜鉛の元素
状金属あるいはこれらの酸化物である。
持したものも本発明の金属触媒として使用できる。最も
好ましい金属触媒はチタン、ニッケルまたは亜鉛の元素
状金属あるいはこれらの酸化物である。
金属触媒の形状は線状、板状、網状等の任意の形であっ
てよいが、メタン含有ガスとの接触を良好なものとする
ため、表面積の大きいものが好ましい。例えば網状、繊
維状、発泡金１１が、粒状などの金属触媒は好ましい形
態である。
てよいが、メタン含有ガスとの接触を良好なものとする
ため、表面積の大きいものが好ましい。例えば網状、繊
維状、発泡金１１が、粒状などの金属触媒は好ましい形
態である。
本発明の方法は常温、常圧下で実施でき、特に加温、加
圧の必要はない。
圧の必要はない。
第２図は本発明の方法の一例を示す説明図である。反応
器２１に金属触媒２２を配置するとともに、ン含有ガス
をライン２５から反応器２１に導入させて高周波放電を
行なうと、以下の反応： ２ＣＨ４→Ｃ２Ｈａ ＋Ｈ２ が起り、エタンと水素を含む反応生成物がライン２６か
ら得られる。なお、ＤＩ生物である水素は工業的に有価
な物質であるから、水素吸蔵合金などを用いて分離して
別途利用に供する。
器２１に金属触媒２２を配置するとともに、ン含有ガス
をライン２５から反応器２１に導入させて高周波放電を
行なうと、以下の反応： ２ＣＨ４→Ｃ２Ｈａ ＋Ｈ２ が起り、エタンと水素を含む反応生成物がライン２６か
ら得られる。なお、ＤＩ生物である水素は工業的に有価
な物質であるから、水素吸蔵合金などを用いて分離して
別途利用に供する。
ｌ且立蓋１
本発明によれば金属触媒の表面上でメタンの高周波放電
によりメタンをエタンに転化できる。エタンはメタンよ
りも沸点が約８０℃も高いため省エネルギー的に液化が
可能である。またエタンはメタンと同じく化学的に不活
性であるため、液化ガスの長距離輸送を安全に行うこと
ができる。
によりメタンをエタンに転化できる。エタンはメタンよ
りも沸点が約８０℃も高いため省エネルギー的に液化が
可能である。またエタンはメタンと同じく化学的に不活
性であるため、液化ガスの長距離輸送を安全に行うこと
ができる。
本方法は常温かつ常圧下でしかも比較的簡単な構造の装
置でもって実施できるため、天然ガスの産出地などの僻
地において好都合に適用できる。
置でもって実施できるため、天然ガスの産出地などの僻
地において好都合に適用できる。
さらに本方法はカーボンブラックの生成などの好ましく
ない副反応がほとんど生じないため、メタンの損失が少
ないという利点を有する。
ない副反応がほとんど生じないため、メタンの損失が少
ないという利点を有する。
夫−ＬＪＩ
反応！（３０ｍφ×１００＃Ｌ）に網状金属触媒を約２
ｍの圧さで積層させて充填するとともに、金属触媒にテ
スラコイルの高周波電圧端子を接続した。この反応器に
純度９９％以上のメタンガスを１００ｄ／分の流旦、Ｓ
Ｖ ＝ ３３００ｈｒ−’でもって流しながら高周波
放電させた。本例において用いたテスラコイルは約２０
ｋＨｚ １３０ｋＶの減衰高周波電圧を発生するもので
ある。生成ガスの各成分の濃度はガスクロマトグラフィ
を用いて測定した。結果を以下の第１表に示す。
ｍの圧さで積層させて充填するとともに、金属触媒にテ
スラコイルの高周波電圧端子を接続した。この反応器に
純度９９％以上のメタンガスを１００ｄ／分の流旦、Ｓ
Ｖ ＝ ３３００ｈｒ−’でもって流しながら高周波
放電させた。本例において用いたテスラコイルは約２０
ｋＨｚ １３０ｋＶの減衰高周波電圧を発生するもので
ある。生成ガスの各成分の濃度はガスクロマトグラフィ
を用いて測定した。結果を以下の第１表に示す。
第１図は、本発明の方法に用いることのできるテスラコ
イルの回路図である。 第２図は本発明の詳細な説明図である。 ２１・・・反応器 ２２・・・金属触媒２３
・・・テスラコイル ２４・・・高周波電圧端子特
許出願人 新菱冷熱工業株式会社 （外５名）
イルの回路図である。 第２図は本発明の詳細な説明図である。 ２１・・・反応器 ２２・・・金属触媒２３
・・・テスラコイル ２４・・・高周波電圧端子特
許出願人 新菱冷熱工業株式会社 （外５名）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）メタンを含むガスを金属触媒の表面上で高周波放電
励起させることからなる、メタンをエタンに転化する方
法。 ２）高周波電圧を金属触媒に印加して高周波放電を行う
、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３）印加する高周波電圧は１０ないし５０ｋＶである、
特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４）印加する高周波電圧の周波数は１ないし１０００ｋ
Ｈｚである、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５）前記金属触媒はチタン、ニッケル、亜鉛、クロム、
銅、錫、タングステン、鉛およびこれらの組合せからな
る群から選ばれる元素状金属材料である、特許請求の範
囲第１項記載の方法。 ６）前記金属触媒はチタン、ニッケル、亜鉛、クロム、
銅、錫、タングステンおよび鉛からなる元素状金属、こ
れら金属の酸化物、ハロゲン化物、硫酸塩、または硝酸
塩あるいはこれらの組合せからなる群から選ばれる触媒
を導電性支持体の表面に担持させたものである、特許請
求の範囲第１項記載の方法。 ７）前記支持体はグラファイトである、特許請求の範囲
第６項記載の方法。 ８）前記ガスは天然ガスである、特許請求の範囲第１項
記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61004780A JPS62164634A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | メタンをエタンに転化する方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61004780A JPS62164634A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | メタンをエタンに転化する方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62164634A true JPS62164634A (ja) | 1987-07-21 |
Family
ID=11593333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61004780A Pending JPS62164634A (ja) | 1986-01-13 | 1986-01-13 | メタンをエタンに転化する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62164634A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128936A (ja) * | 1987-11-14 | 1989-05-22 | Tatsuaki Yamaguchi | ２個の炭素原子を有する炭化水素の製造方法 |
| US7116520B2 (en) | 2001-09-10 | 2006-10-03 | Nec Corporation | Guide roller and magnetic tape drive |
| JP2019025377A (ja) * | 2017-07-25 | 2019-02-21 | 国立大学法人横浜国立大学 | メタンの酸化カップリング反応に用いられる触媒及びその製造方法、並びにメタンの酸化カップリング反応方法及び酸化カップリング反応装置 |
-
1986
- 1986-01-13 JP JP61004780A patent/JPS62164634A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01128936A (ja) * | 1987-11-14 | 1989-05-22 | Tatsuaki Yamaguchi | ２個の炭素原子を有する炭化水素の製造方法 |
| US7116520B2 (en) | 2001-09-10 | 2006-10-03 | Nec Corporation | Guide roller and magnetic tape drive |
| JP2019025377A (ja) * | 2017-07-25 | 2019-02-21 | 国立大学法人横浜国立大学 | メタンの酸化カップリング反応に用いられる触媒及びその製造方法、並びにメタンの酸化カップリング反応方法及び酸化カップリング反応装置 |
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