1997 Fiscal Year Annual Research Report
イソブタンの新規脱水素触媒の開発によるイソブテン製造
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09650864
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
鈴木 俊光 関西大学, 工学部, 教授 (70026045)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池永 直樹 関西大学, 工学部, 講師 (20232209)
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| Keywords | イソブタン / イソブテン / 活性炭 / 酸化鉄触媒 / 二酸化炭素 / 酸化バナジウム / 活性炭繊維 |
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| Research Abstract |
芳香族化合物に代わるオクタン価の高い添加剤としてメチルターシャリーブチルエーテルが用いられている。その原料のイソブテンは比較的少なく、イソブテンの不足が予測され、イソブテンの新しい製造法の開発が必要である。本研究ではより豊富に存在するイソブテタンの脱水素または酸化的脱水素によりイソブテンを製造するための高活性・高選択性触媒開発を行った。
炭素質に担持した酸化鉄(Fe3O4)触媒を用いる二酸化炭素気流化のイソブタンの脱水素反応について、詳細な検討を行い、二酸化炭素は脱水素反応の進行に伴いFe3O4が還元され金属鉄や鉄炭化物に転化されるのを抑制し、Fe3O4の形態を保ち活性を持続させる働きをすることを見いだした。鉄以外の金属酸化物の活性を検討し酸化バナジウムが鉄以上の活性を示すことを明らかにした。このとき二酸化炭素の存在は触媒活性の向上に極めて有用で不活性ガスあるいはイソブタン単独の時に比較して、イソブタンの転化率は2倍程度に向上した。
酸素存在下の脱水素では、活性炭担持酸化クロム触媒が活性を示し、400℃で転化率6.4%、イソブテン収率5.6%を与えたが、これ以上反応温度を上昇させると選択率が低下するのみで、収率はほとんど向上しなかった。
繊維状活性炭を用いた場合、酸化クロム触媒では粒状活性炭と同程度の活性を発揮できることを明らかにした。いずれの場合も、活性の劣化が起こり、これは脱水素によりイソブテンの一部が重合したり、さらに脱水素が進み炭素質が触媒上に析出することが、触媒表面積の反応中の減少から推察された。
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