KR20080090385A - 액화된 금속 합금을 이용한 유기 화합물의 전환 방법 및관련 장치 - Google Patents

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페어스톡 테크놀로지스 코포레이션
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Abstract

유기 화합물을 액화된 금속 합금을 통과한 열류에 노출시켜 전환할 수 있다. 본 발명은 유기 화합물의 전환 방법 및 관련 장치를 제공한다.
Figure P1020087011255
금속 합금, 유기 화합물, 5족 금속,

Description

액화된 금속 합금을 이용한 유기 화합물의 전환 방법 및 관련 장치{METHODS FOR TRANSFORMING ORGANIC COMPOUNDS USING A LIQUEFIED METAL ALLOY AND RELATED APPARATUS}
관련 특허 출원에 대한 상호참조
본 출원은 2005년 10월 10일 출원되고, 2006년 1월 16일에 공개 번호 UA 74,762 C2로 공개된 우크라이나 특허 출원 제a200509452호에 대해 우선권을 주장하며, 상기 양 문헌 모두 그 전문이 참조에 의해 본 명세서에 포함된다. 또한, 본 출원은 2005년 10월 11일 출원되고 2006년 1월 16일에 공개 번호 UA 74,763 C2로 공개된 우크라이나 특허 출원 제a200509544호에 대해서도 우선권을 주장하며, 상기 양 문헌 모두 그 전문이 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.
기술 분야
본 발명은 유기 화합물의 전환 방법 및 장치, 보다 구체적으로 액화된 금속 합금을 이용한 유기 화합물의 전환 방법 및 장치에 관한 것이다.
천연 가스는 메탄의 주요 공급원이다. 연료 공급을 위해, 예를 들어, 석탄 퇴적물에 존재하거나 굴착 작업 중에 형성된 메탄과 같은, 메탄의 다른 공급원이 고려되어 왔다. 다양한 석유 처리 공정에서도 비교적 적은 양의 메탄이 생산된다.
웰헤드(wellhead)에서의 천연 가스의 조성은 다양하지만, 그의 주요 탄화수소는 메탄이다. 예를 들어, 천연 가스의 메탄 함량은 약 40 내지 약 95 부피 백분율 범위 내에서 변할 수 있다. 천연 가스의 다른 구성성분들은 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄 (및 더 무거운 탄화수소), 황화수소, 이산화탄소, 헬륨 및 질소를 포함한다.
천연 가스는 함유된 응축가능한 탄화수소의 양에 따라 건조 또는 습윤으로 분류된다. 응축가능한 탄화수소에는 몇몇 에탄이 포함될 수 있긴 하지만, 일반적으로 탄소원자수 3 이상의 탄화수소가 포함된다. 웰헤드 가스의 조성을 변화시키기 위해서는 가스 컨디셔닝이 요구되며, 처리 시설은 통상적으로 생산 지역 내 또는 부근에 위치한다. 웰헤드 천연 가스의 통상적인 가공에 의해, 적어도 상당량의 메탄을 함유하는, 처리된 천연 가스가 수득된다.
천연 가스를 대규모로 사용하려면 종종 복잡하고 비용이 많이 드는 파이프라인 시스템이 필요하다. 또한, 액화는 운송 수단으로서도 이용되어 왔지만, 천연 가스를 액화, 운송 및 재기화하는 공정은 매우 복잡하고, 에너지 집약적이며, 비용이 높은 안전 예방 조치가 필요하다. 천연 가스의 운송은 천연 가스 자원의 개발에 있어 계속적으로 문제가 되어 왔다. 메탄 (예를 들어, 천연 가스)을 보다 쉽게 다룰 수 있거나 운송할 수 있는 생성물로 전환할 수 있게 된다면 이는 매우 가치가 높을 것이다. 또한, 올레핀, 예컨대, 에틸렌 또는 프로필렌으로의 직접적인 전환은 화학 산업에 있어 매우 가치가 높을 것이다.
메탄 전환을 위한 흔한 방법은 600℃ 내지 84O℃의 고온 및 약 5 내지 100 기압의 고압에서, 니켈 또는 다른 금속 기재 촉매의 존재 하에 수행하는 증기 메탄 재형성이다. 증기 메탄 재형성의 단점은 a) 생산 비용을 높이고, b) 튼튼한 반응 장치를 필요로 하는 촉매, 고온 및 고압의 사용, 및 방법의 낮은 수율을 포함한다.
US 5,093,542는 메탄 전환의 대안적 방법을 개시하고 있는데, 여기서는, 약 700℃ 내지 1200℃ 범위 내의 온도에서, 할로겐 촉진제의 존재 하에, 알칼리 금속 또는 이들의 화합물의 실질적인 부재 하에서, 메탄 함유 가스 및 가스상 산화제를 비-산성 촉매와 접촉시킨다. US 4,962,261은 500 내지 1000℃ 범위의 온도에서 붕소, 주석 및 아연 함유 촉매를 이용하여 공정에서 메탄을 고분자량 탄화수소로 전환시키는 대안적 방법을 개시한다.
US 2004/0120887, US 2005/0045467, US 2003/0182862, US 6,413,491 및 GB 2,265,382는 대안적인 메탄 전환 방법을 개시한다.
그러나, 금속 촉매를 필수적으로 필요로 하지 않고, 유기 화합물에 과도한 압력을 가하지 않는, 메탄 및 다른 유기 화합물을 전환시키기 위한 저온 방법에 대한 요구가 여전히 존재한다.
발명의 개요
한 실시태양에 따르면, 1종 이상의 유기 화합물의 전환 방법은 액화된 금속 합금 중 2차 상 전이를 개시하는 단계; 및 1종 이상의 유기 화합물을 2차 상 전이 에너지에 노출시키는 단계를 포함하고, 상기 노출에 의해 1종 이상의 유기 화합물이 전환된다.
다른 실시태양에 따르면, 1종 이상의 유기 화합물의 전환 방법은 용융된 금 속 합금에 열류를 통과시키는 단계; 및 그후 1종 이상의 유기 화합물을 열류에 노출시키는 단계를 포함하고, 상기 노출에 의해 1종 이상의 유기 화합물이 전환된다.
또 다른 실시태양에서, 본 발명은 열원; 열원과 열 접촉하는 액화된 금속 합금; 및 1종 이상의 유기 화합물을 함유하는 용기를 포함하며, 1종 이상의 유기 화합물은 합금과 열 접촉하고, 열원으로부터의 열류가 합금을 통과하여 1종 이상의 유기 화합물을 전환시키는 장치를 제공한다.
또 다른 실시태양에서, 본 발명은 열원; 열원과 열 접촉하는 액화된 금속 합금; 및 1종 이상의 유기 화합물을 통과시키기 위한 수단을 포함하며, 여기서, 열원으로부터의 열류가 합금을 통과하여 합금을 용융시키고 1종 이상의 유기 화합물을 전환시키는 장치를 제공한다.
또 다른 실시태양에서, 본 발명은 열류를 액화된 금속 합금에 통과시키는 단계, 및 그후 1종 이상의 유기 화합물을 열류에 노출시키는 단계를 포함하고, 상기 노출에 의해 1종 이상의 유기 화합물로부터 수소가 제조되는, 수소의 제조 방법을 제공한다.
도 1은 유기 화합물의 전환 장치의 한 실시태양을 개략적으로 도시한다.
달리 명시하지 않는 한, "a" 또는 "an"은 하나 이상을 의미한다.
본 발명자는 용융된 금속 합금을 통과한 열류가 유기 화합물을 전환시킬 수 있다는 것을 발견하였다.
본 발명자는 또한, 용융 급속 합금에서 개시된 2차 상 전이의 에너지에 노출됨으로써 유기 화합물이 전환될 수 있다는 것을 발견하였다.
상기 방법에서 유기 화합물의 전환은 이들을 금속 촉매와 접촉시키지 않고, 유기 화합물을 500℃ 초과의 고온에 직접 노출시키지 않고, 또한, 유기 화합물을 대기압 보다 큰 과도한 압력에 노출시키지 않고 일어난다.
금속 합금
금속 합금은 낮은 용융 온도를 가지는 금속 합금일 수 있다. 예를 들어, 합금의 용융 온도는 200℃ 미만, 예컨대, 150℃ 미만일 수 있다. 용융 온도는 합금의 액화된 온도 또는 합금의 고화 온도일 수 있다.
금속 합금은 주기율표의 제5 주기 금속, 예컨대, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, 및 I로부터 선택되는 1종 이상의 금속, 및 원자 번호가 79보다 큰 금속, 예컨대, Hg, Tl, Pb, 및 Bi을 포함하는 합금일 수 있다. 바람직하게, 금속 합금은 방사성 동위원소를 포함하지 않는다. 바람직하게, 금속 합금은 주기율표의 제5 주기 금속 1종 이상 및 원자 번호 80 내지 83 범위의 금속 1종 이상을 포함한다.
몇몇 실시태양에서, 금속 합금은 Bi 및 Sn을 포함할 수 있다. 몇몇 실시태양에서, 금속 합금은 Pb를 더 포함할 수 있다. 이러한 합금의 예는 용융 온도가 70℃ 부근인 우드(Wood) 합금 (50% Bi, 13.3% Sn, 26.7% Pb, 10% Cd), 및 용융 온도가 100℃ 부근인 로즈(Rose) 합금 (50% Bi, 25% Sn, 25% Pb)을 포함한다. Bi 및 Sn을 포함하는 다른 합금도 사용될 수 있다.
금속 내 2차 전이를 개시하는 단계는 합금을 그의 용융 온도를 초과하는 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 2차 전이의 개시는 금속 합금을 교반하는 것을 더 포함할 수 있다.
금속 합금 내로 열류를 통과시키는 단계는 그의 용융 온도를 초과하는 온도의 금속 합금을 60℃ 초과의 온도로 가열하는 것을 포함할 수 있다. 몇몇 실시태양에서, 금속 합금의 온도는 약 80℃ 내지 약 175℃일 수 있다. 그러나, 어떤 경우, 합금의 온도는 175℃ 초과일 수 있다. 합금의 온도는 예를 들어, 300℃ 내지 450℃, 320℃ 내지 400℃, 또는 360℃ 내지 41O℃일 수 있다.
유기 화합물
유기 화합물은 임의의 유기 화합물일 수 있다. 유기 화합물은 불포화 C-H 결합을 가진 유기 화합물일 수 있다. 이러한 유기 화합물의 예는 알칸 또는 시클로알칸과 같은 탄화수소이다.
유기 화합물의 전환이란, 금속 합금을 통과한 열류에의 노출의 결과로서 출발 유기 화합물과 상이한 화학 구조를 가지는 1종 이상의 생성물이 형성되는 것을 의미한다. 유기 화합물의 전환은 직접 또는 간접적일 수 있는데, 즉, 전환은 유기 화합물이 금속 합금을 통과한 열류에 노출되는 것의 직접 또는 간접적인 결과일 수 있다. 예를 들어, 탄화수소, 예컨대, 알칸 또는 시클로알킨의 전환은 금속 합금을 통과한 열류에 대한 노출의 직접적인 결과로서, 이들이 수소를 포함하는 생성물로 분해되는 것을 포함할 수 있다. 직접 전환의 생성물은 1종 이상의 추가적 유기 화합물의 전환에 사용될 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 전환에서 형성된 수소는 치환된 니트로화합물을 치환된 아미노화합물로 전환시키는데 사용될 수 있다. 이러한 전환은 간접적인 전환의 예이다.
몇몇 실시태양에서, 전환될 유기 화합물 또는 화합물들은 탄화수소 원료, 예컨대, 원유 또는 천연 가스일 수 있다. 이러한 전환을 위해, 탄화수소 물질의 노출은 0.1 내지 50초, 0.2 내지 12초, 또는 2 내지 40초 동안 지속할 수 있다.
금속 합금을 통과한 열류에 노출되면, 탄화수소 원료는 80 내지 175℃ 범위의 온도에서 액체상일 수 있다. 몇몇 실시태양에서, 탄화수소 원료는 탄화수소 원료의 열 및 질량 이동을 증가시킬 수 있는 밸러스트(ballast) 물질과 함께, 열류에 대한 노출 대역에 제공될 수 있다. 밸러스트 물질은 금속, 세라믹, 또는 탄화수소 원료와 반응하지 않는 다른 비활성 물질일 수 있다. 바람직하게, 밸러스트 물질은 탄화수소 원료의 점도를 변화시키지 않는다.
탄화수소 원료 전환의 생성물은 출발 탄화수소와 상이한 분자량을 가질 수 있다. 생성물은 가벼운 분획, 즉, 출발 원료보다 낮은 분자량을 가지며 수소로 풍부화된 탄화수소, 및 무거운 분획, 즉, 출발 원료보다 높은 분자량을 가지는 탄화수소를 포함할 수 있다. 가벼운 분획을 무거운 분획으로부터 분리하기 위해서는, 전자를 증발시킨 뒤 별도의 공간에서 적절한 냉각 시스템을 이용하여 응축시킬 수 있다. 무거운 분획은 열류에 노출되는 영역으로부터, 액체 상태로 제거될 수 있다.
액화된 금속 합금을 통과한 열류에 대한 노출은 주기적이거나 연속적일 수 있다. 연속적 노출이란 전환될 유기 화합물의 총량이 금속 합금을 통과한 열류에 대한 노출 대역에 연속적으로, 즉, 중단 없이 공급된다는 것을 의미한다. 주기적 노출이란 노출이 비-노출 주기, 즉, 유기 화합물이 금속 합금을 통과한 열류에 노출되지 않는 주기에 의해 분리되는 2회 이상의 노출 주기를 포함한다는 것을 의미한다. 주기적 노출은 열류에 노출되는 영역으로의 유기 화합물 공급을 중단(interrupt)함으로써 달성될 수 있다.
장치
적어도 유기 화합물을 전환하기 위한 장치는 열원, 열원과 열 접촉하는 금속 합금, 및 1종 이상의 유기 화합물을 통과시키기 위한 장치를 포함한다. 1종 이상의 유기 화합물을 통과시키기 위한 장치는 유기 화합물을 통과시켜 금속 합금을 통과한 열류에 노출시킬 수 있는 임의의 용기, 도관 또는 챔버일 수 있다. 예를 들어, 용기 또는 도관은 전환할 1종 이상의 유기 화합물을 공급하기 위한 주입구 및 전환의 생성물을 제거하기 위한 배출구를 가지는 용기 또는 도관일 수 있다. 이러한 용기 또는 도관은 예를 들어, 파이프일 수 있다. 몇몇 실시태양에서, 열류에 대한 유기 화합물의 노출을 최대화하기 위하여, 파이프는 나선형 형태를 취할 수 있다. 몇몇 실시태양에서, 용기는 액화된 금속 합금에 침지될 수 있다. 몇몇 실시태양에서, 유기 화합물 및 금속 합금은 직접적인 물리적 접촉을 하지 않는다. 예를 들어, 용기를 통과하는 유기 화합물은 1개 이상의 용기 벽에 의해 금속 합금으로부터 분리될 수 있다. 이러한 용기 벽은 강철, 구리 또는 구리 합금, 예컨대, 황동을 포함하는 비-자성 금속으로 이루어질 수 있다. 바람직하게, 벽은 영구 자석인 물질을 포함하지 않는다. 벽의 두께는 0.1 내지 10 mm 범위일 수 있다.
용기는 전환하고자 하는 유기 화합물의 양에 따라 선택되는 임의의 부피를 가질 수 있다.
산화를 방지하기 위하여, 장치 내 용융된 금속 합금은 주변 환경으로부터 보호될 수 있다. 예를 들어, 금속 합금은 주변 환경으로부터 분리되어 장치 내에 밀봉될 수 있다.
열원은 임의의 종류의 열원일 수 있다. 열원의 강도는 30 kW/㎡ 이상, 바람직하게 35 kW/㎡ 이상일 수 있다. 몇몇 실시태양에서, 열원은 버너 가스에 의해 가열되는 재킷일 수 있다. 또한, 열원은 저항 가열기(들), 가열 램프(들), 라디오 주파수 가열 코일(들) 등도 포함할 수 있다.
열원은 예를 들어, 벽에 의해 합금으로부터 분리될 수 있다. 이러한 벽의 재료는 예를 들어, 강철일 수 있다. 또한, 벽은 임의의 비-강자성 물질을 포함할 수 있다. 벽의 두께는 약 0.1 내지 약 10 mm 범위일 수 있다.
몇몇 실시태양에서, 장치는 금속 합금 중에 침지된 교반기를 더 포함할 수 있다. 이러한 교반기는 고정형 교반기(anchor stirrer) 또는 노즐이 장착된 임펠러(impeller)일 수 있다.
몇몇 실시태양에서, 장치는 용기에 결합된 냉각 시스템을 더 포함할 수 있다. 냉각 시스템은 전환 생성물의 증발된 분획을 응축시키는데 사용될 수 있다.
본 발명을 하기 실시예에 의해 추가로 예시하지만, 본 발명은 어떠한 방식으로든 이에 한정되지 않는다.
메탄의 전환
도 1은 메탄의 물 및 탄소로의 전환을 위한 장치를 개략적으로 도시한 것이다. 도 1에서, 반응기 (1)은 0.5 내지 10 리터 범위의 부피를 가지며, 0.1 내지 10 mm 범위의 두께를 가지는 강철 벽을 가진다. 나선형 파이프 (2)는 반응기 (1)의 바닥에 위치한다. 나선형 파이프 (2)는 강철로 이루어질 수 있다. 나선형 파이프는 또한, 임의의 비-강자성 물질로 이루어질 수 있다. 반응기 (1)은 금속 합금 (5)로 채워진다. 나선형 파이프 (2)의 꼬인 부분은 금속 합금 내로 완전히 침지된다. 나선형 파이프의 마지막 꼬인 분절 위로의 금속 합금의 두께는 바람직하게 0.04 m 이하이다. 바람직하게, 반응기 (1)은 주위 공기 중 습기가 금속 합금 (5)의 산화를 유발할 수 있기 때문에 밀봉된다. 가열 가스 도관 (3)은 반응기 (1)의 외부 면에 위치한다.
금속 합금 (5)를 80 내지 175℃의 온도로 가열하여 합금을 용융시킨 뒤, 나선형 파이프 (2) 아래에 위치한 교반기 (4)를 켠다. 교반기 (4)는 60 내지 120 Hz 범위의 주파수를 가지는 고정형 교반기이거나, 또는 150 내지 120 Hz 범위의 주파수를 가지는, 노즐이 장착된 임펠러일 수 있다.
가열된 반응기 (1) 내에서 교반기 (4)를 약 15분간 가동시킨 뒤, 주입구 (6)을 통해 메탄을 나선형 파이프 (2) 내로 도입한다. 메탄 공급 속도는 메탄이 나선형 파이프를 0.2 내지 12초 동안 통과할 수 있도록 선택한다. 본 발명은 특정 이론에 의해 제한되지 않지만, 가열 및 교반은 금속 합금 내에서 상 전이 유사상태를 일으키는 것으로 여겨진다. 상 전이 에너지는 메탄을 탄소 및 수소로 변환 (CH4 → 2H2 + C)시키는 것으로 여겨지며, 이는 파이프 배출구 (7)을 통해 제거된다.
오르쏘니트로톨루엔의 전환
도 1에 도시된 장치는 또한, 오르쏘니트로톨루엔을 오르쏘아미노톨루엔으로 전환시키는데에도 사용될 수 있다. 이러한 전환을 수행하기 위하여, 금속 합금을 80 내지 175℃ 범위의 온도로 가열하고, 금속 합금을 15분간 교반한 뒤, 오르쏘니트로톨루엔 1 몰 당 메탄 1.5 몰을 포함하는 혼합물을 파이프 (2)의 주입구 (6)로 도입하였다. 혼합물의 전환 생성물은 혼합물 내 오르쏘니트로톨루엔 1 몰 당 물 1 몰, 오르쏘아미노톨루엔 1 몰, 및 탄소 1 몰을 포함하였다.
위에서는 특히 바람직한 실시태양을 인용하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아님을 이해할 수 있을 것이다. 개시된 실시태양에 다양한 변형이 가해질 수 있으며, 이러한 변형이 본 발명의 범위에 포함될 것이 의도된다는 것이 당업자에게 자명할 것이다.
본 명세서에서 인용된 모든 문헌, 특허 출원 및 특허는 그들의 전문이 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims (79)

  1. (A) 용융된 금속 합금에서 2차 상 전이를 개시하는 단계; 및
    (B) 1종 이상의 유기 화합물을 2차 상 전이 에너지에 노출시키는 단계
    를 포함하고, 상기 노출에 의해 1종 이상의 유기 화합물이 전환되는 것인, 1종 이상의 유기 화합물의 전환 방법.
  2. 제1항에 있어서, 합금이 주기율표 제5 주기의 금속으로부터 선택되는 1종 이상의 금속, 및 원자 번호가 79보다 큰 비-방사성 원소를 포함하는 것인 방법.
  3. 제2항에 있어서, 합금이 Bi 및 Sn을 포함하는 합금인 방법.
  4. 제2항에 있어서, 합금이 우드(Wood) 합금인 방법.
  5. 제2항에 있어서, 합금이 로즈(Rose) 합금인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 개시 단계가 합금을 80℃ 내지 175℃ 범위의 온도로 가열하여 용융시키는 것을 포함하는 방법.
  7. 제6항에 있어서, 개시 단계가 합금을 교반하는 것을 더 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 개시 단계가 금속 합금을 35 kW/㎡ 이상의 강도(intensity)의 열류에 노출시키는 것을 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 1종 이상의 알칸을 포함하는 것인 방법.
  10. 제9항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 메탄을 포함하는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 방향족 니트로화합물을 더 포함하는 것인 방법.
  12. 제11항에 있어서, 방향족 니트로화합물이 오르쏘니트로톨루엔이고, 전환이 노출시 방향족 니트로화합물을 방향족 아미노화합물로 전환시키는 것을 포함하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 노출에 의해 상기 1종 이상의 유기 화합물이 수소를 포함하는 생성물로 분해되는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물 및 금속 합금이 직접적인 물리적 접촉을 하지 않는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 노출 도중, 상기 금속 합금을 0.1 mm 내지 10 mm 범위의 두께를 가지는 강철 벽에 의해 상기 1종 이상의 유기 화합물로부터 분리하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 1종 이상의 유기 화합물이 금속 촉매에 노출되지 않는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 1종 이상의 유기 화합물에 추가의 압력을 가하지 않는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 노출을 0.2 내지 12초 동안 지속하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 노출을 2 내지 40초 동안 지속하는 방법.
  20. 제1항에 있어서, 상기 노출을 연속적으로 수행하는 방법.
  21. 제1항에 있어서, 상기 노출을 주기적으로 수행하는 방법.
  22. 용융된 금속 합금에 열류를 통과시키는 단계; 및
    그후 1종 이상의 유기 화합물을 열류에 노출시켜 전환시키는 단계
    를 포함하는, 1종 이상의 유기 화합물의 전환 방법.
  23. 제22항에 있어서, 금속 합금이 주기율표 제5 주기의 금속으로부터 선택되는 1종 이상의 금속, 및 원자 번호가 79보다 큰 비-방사성 원소를 포함하는 것인 방법.
  24. 제23항에 있어서, 합금이 Bi 및 Sn을 포함하는 합금인 방법.
  25. 제24항에 있어서, 금속 합금이 우드 합금인 방법.
  26. 제24항에 있어서, 금속 합금이 로즈 합금인 방법.
  27. 제22항에 있어서, 열류의 초기 강도가 35 kW/㎡ 이상인 방법.
  28. 제22항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 1종 이상의 알칸을 포함하는 것인 방법.
  29. 제28항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 메탄을 포함하는 것인 방법.
  30. 제29항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 방향족 니트로화합물을 더 포함하는 것인 방법.
  31. 제30항에 있어서, 방향족 니트로화합물이 오르쏘니트로톨루엔이고, 노출시, 방향족 니트로화합물이 방향족 아미노화합물로 전환되는 방법.
  32. 제22항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 노출됨으로써 수소를 포함하는 생성물로 분해되는 방법.
  33. 제22항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물 및 금속 합금이 직접적인 물리적 접촉을 하지 않는 방법.
  34. 제33항에 있어서, 금속 합금을 0.1 mm 내지 10 mm 범위의 두께를 가지는 강철 벽에 의해 1종 이상의 유기 화합물로부터 분리하는 방법.
  35. 제22항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 금속 촉매에 노출되지 않는 방법.
  36. 제22항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물에 추가의 압력을 가하지 않는 방법.
  37. 제22항에 있어서, 노출을 연속적으로 수행하는 방법.
  38. 제22항에 있어서, 노출을 주기적으로 수행하는 방법.
  39. 열원;
    열원과 열 접촉하는, 용융 온도가 낮은 금속 합금; 및
    1종 이상의 유기 화합물을 제공하기에 적합한 용기
    를 포함하며, 사용시 1종 이상의 유기 화합물이 합금과 열 접촉하고, 열원으로부터의 열류가 합금을 통과하여 1종 이상의 유기 화합물을 전환시키는 장치.
  40. 제39항에 있어서, 합금이 주기율표 제5 주기의 금속으로부터 선택되는 1종 이상의 금속, 및 원자 번호가 79보다 큰 비-방사성 원소를 포함하는 것인 장치.
  41. 제40항에 있어서, 합금이 Bi 및 Sn을 포함하는 합금인 장치.
  42. 제40항에 있어서, 금속 합금이 우드 합금인 장치.
  43. 제40항에 있어서, 금속 합금이 로즈 합금인 장치.
  44. 제39항에 있어서, 작동시, 열원의 강도가 35 kW/㎡ 이상인 장치.
  45. 제39항에 있어서, 합금 및 1종 이상의 유기 화합물이 직접적인 물리적 접촉을 하지 않는 장치.
  46. 제45항에 있어서, 합금 및 1종 이상의 유기 화합물을 0.1 mm 내지 10 mm 범위의 두께를 가지는 벽에 의해 분리하는 장치.
  47. 제45항에 있어서, 벽이 강철 벽인 장치.
  48. 제39항에 있어서, 용기가 합금 내로 침지(immerse)된 파이프인 장치.
  49. 제40항에 있어서, 파이프가 나선형 파이프인 장치.
  50. 제39항에 있어서, 합금 내로 침지된 교반기를 더 포함하는 장치.
  51. 제50항에 있어서, 교반기가 고정형 교반기(anchor stirrer) 또는 임펠러(impeller)인 장치.
  52. 제39항에 있어서, 상기 합금이 주위 환경으로부터 분리되어 용기 내에 밀봉 되는 장치.
  53. 열원;
    열원과 열 접촉하는 금속 합금; 및
    1종 이상의 유기 화합물을 열원으로부터의 열류에 노출시키기 위한 수단을 포함하며,
    작동시 상기 금속 합금은 용융된 금속 합금이 되고;
    상기 열류가 용융된 합금을 통과하여 1종 이상의 유기 화합물을 전환시키는 장치.
  54. 제53항에 있어서, 합금이 주기율표 제5 주기의 금속으로부터 선택되는 1종 이상의 금속, 및 원자 번호가 79보다 큰 비-방사성 원소를 포함하는 것인 장치.
  55. 제54항에 있어서, 합금이 Bi 및 Sn을 포함하는 합금인 장치.
  56. 제55항에 있어서, 합금이 우드 합금인 장치.
  57. 제55항에 있어서, 합금이 로즈 합금인 장치.
  58. 제53항에 있어서, 작동시 열원의 강도가 35 kW/㎡ 이상인 장치.
  59. 제53항에 있어서, 합금 및 1종 이상의 유기 화합물이 직접적인 물리적 접촉을 하지 않는 장치.
  60. 제59항에 있어서, 합금 및 1종 이상의 유기 화합물이 0.1 mm 내지 10 mm 범위의 두께를 가지는 벽에 의해 분리되는 장치.
  61. 제60항에 있어서, 벽이 강철 벽인 장치.
  62. 제53항에 있어서, 합금 내로 침지된 교반기를 더 포함하는 장치.
  63. 제62항에 있어서, 교반기가 고정형 교반기 또는 임펠러인 장치.
  64. 열류를 용융된 금속 합금에 통과시키는 단계; 및
    그후 1종 이상의 유기 화합물을 열류에 노출시키는 단계
    를 포함하고, 상기 노출에 의해 1종 이상의 유기 화합물로부터 수소가 제조되는, 수소의 제조 방법.
  65. 제64항에 있어서, 합금이 주기율표 제5 주기의 금속으로부터 선택되는 1종 이상의 금속, 및 원자 번호가 79보다 큰 비-방사성 원소를 포함하는 것인 방법.
  66. 제65항에 있어서, 합금이 Bi 및 Sn을 포함하는 합금인 방법.
  67. 제66항에 있어서, 합금이 우드 합금인 방법.
  68. 제66항에 있어서, 합금이 로즈 합금인 방법.
  69. 제64항에 있어서, 열류의 강도가 35 kW/㎡ 이상인 방법.
  70. 제64항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 1종 이상의 알칸을 포함하는 것인 방법.
  71. 제70항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물이 메탄을 포함하는 것인 방법.
  72. 제64항에 있어서, 1종 이상의 유기 화합물 및 금속 합금이 직접적인 물리적 접촉을 하지 않는 방법.
  73. 제72항에 있어서, 노출 도중, 상기 금속 합금을 0.1 mm 내지 10 mm 범위의 두께를 가지는 강철 벽에 의해 상기 1종 이상의 유기 화합물로부터 분리하는 방법.
  74. 제64항에 있어서, 상기 1종 이상의 유기 화합물이 금속 촉매에 노출되지 않는 방법.
  75. 제64항에 있어서, 상기 1종 이상의 유기 화합물에 추가적인 압력을 가하지 않는 방법.
  76. 제64항에 있어서, 상기 노출을 0.2 내지 12초 동안 지속하는 방법.
  77. 제64항에 있어서, 상기 노출을 2 내지 40초 동안 지속하는 방법.
  78. 제64항에 있어서, 상기 노출을 연속적으로 수행하는 방법.
  79. 제64항에 있어서, 상기 노출을 주기적으로 수행하는 방법.
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