超臨界水中での部分酸化によるメタンからのメタノール合成

• 研究課題/領域番号: 07235202
• 研究種目: 重点領域研究
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 阿尻 雅文 東北大学, 工学部, 助教授 (60182995)
• 研究分担者: SMITH R.L. 東北大学, 工学部, 助教授 (60261583)
• 研究期間 (年度): 1995
• 研究課題ステータス: 完了 (1995年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 1995年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
• キーワード: メタン / メタノール / 超臨界水 / 部分酸化

研究概要

本研究では、超臨界水を反応溶媒として、メタンを酸化させることで高いメタノール選択率および回収率を得るプロセスの開発を目的とし、そのための基礎研究を行っている。昨年に引き続き、メタンの酸化反応に与える超臨界水密度(0.0〜4.8g/cm^3)および温度(400,435℃)の影響を検討し、高温、高密度ほど高いメタノール収率、選択率が選られることを確認した。次に反応の速度論的な検討を行ない、主反応経路を明らかにし、それぞれの反応経路の速度の温度圧力依存性を評価した。その結果、反応温度400℃、圧力35MPaとすると、メタノール収率選択率がそれぞれ1mol%、11mol%まで向上することが示唆された。さらに、Cr_2O_3、V_2O_5、MoO_3を添加して反応に与える触媒効果についても検討を行ったところ、Cr_2O_3についてのみ触媒効果が確認された。無添加の場合と比較して、メタン転化率はほとんど変化しなかったがメタノール収率は0.89mol%から1.69mol%に向上した。また、本プロセスでは反応後、超臨界水をそのままスチームタービンに導入することで、高い電力・エクセルギー回収が期待できる。そこで、発電-メタノール回収のトータルプロセスを考え、プロセスのエクセルギー解析、従来プロセスとの比較を行うことを目的に、プロセスの解析手法の開発を行った。