JPH0553721B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0553721B2 JPH0553721B2 JP61302156A JP30215686A JPH0553721B2 JP H0553721 B2 JPH0553721 B2 JP H0553721B2 JP 61302156 A JP61302156 A JP 61302156A JP 30215686 A JP30215686 A JP 30215686A JP H0553721 B2 JPH0553721 B2 JP H0553721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reaction
- dehydrogenation
- hydrogen
- reaction chamber
- tube
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/0278—Feeding reactive fluids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は脱水素反応装置に関するものである。
脱水素反応は吸熱反応であり、化学平衡論的に
は高温の方が有利である。したがつて、工業的に
行われている各種炭化水素類の脱水素反応は、数
百度の温度で行われている。しかしながら、高温
で反応を行うということは、生成物の分解、その
他複雑な副反応も同時に起ることになる。またタ
ール等の生成により触媒の汚損が起り、触媒の劣
化も早くなる。一方、脱水素反応において、反応
を減圧下又は希釈ガスの存在下で行うことも知ら
れている。これによつて、同一の反応率を得るの
に要する反応温度をいくらか低下させることがで
きる。しかしながら、減圧や希釈ガスの使用は、
確かに平衡反応率を向上させることができるが、
反応物分圧を下げることになり、反応速度自体の
低下をもたらすばかりか、単位触媒重量当りの実
質生産量も低下するという欠点を有している。
は高温の方が有利である。したがつて、工業的に
行われている各種炭化水素類の脱水素反応は、数
百度の温度で行われている。しかしながら、高温
で反応を行うということは、生成物の分解、その
他複雑な副反応も同時に起ることになる。またタ
ール等の生成により触媒の汚損が起り、触媒の劣
化も早くなる。一方、脱水素反応において、反応
を減圧下又は希釈ガスの存在下で行うことも知ら
れている。これによつて、同一の反応率を得るの
に要する反応温度をいくらか低下させることがで
きる。しかしながら、減圧や希釈ガスの使用は、
確かに平衡反応率を向上させることができるが、
反応物分圧を下げることになり、反応速度自体の
低下をもたらすばかりか、単位触媒重量当りの実
質生産量も低下するという欠点を有している。
本発明は、前記従来技術に見られる欠点を克服
することを目的とする。
することを目的とする。
本発明によれば、脱水素反応触媒を充填した反
応室の隔壁の少なくとも一部を非多孔質の水素透
過性材料で構成し、脱水素反応で生成した水素の
みが該水素透過性材料を透過して、反応室外部へ
分離し得る構造を有することを特徴とする脱水素
反応装置が提供される。
応室の隔壁の少なくとも一部を非多孔質の水素透
過性材料で構成し、脱水素反応で生成した水素の
みが該水素透過性材料を透過して、反応室外部へ
分離し得る構造を有することを特徴とする脱水素
反応装置が提供される。
次に、本発明を図面により説明する。第１図は
本発明装置の１つの実施例についての説明断面図
であり、全体は２重管構造を有し、内管１と外管
２とから構成され、内管内には脱水素触媒が充填
され、反応室Ａとして構成されている。外管２と
内管１との間は空隙部Ｂとして構成されている。
内管１の周壁（反応室隔壁）は非多孔質の水素透
過性材料で構成されている。
本発明装置の１つの実施例についての説明断面図
であり、全体は２重管構造を有し、内管１と外管
２とから構成され、内管内には脱水素触媒が充填
され、反応室Ａとして構成されている。外管２と
内管１との間は空隙部Ｂとして構成されている。
内管１の周壁（反応室隔壁）は非多孔質の水素透
過性材料で構成されている。
このような脱水素反応装置を用いて脱水素反応
を行うには、原料をライン４を通して反応室Ａに
導入するとともに、反応生成物をライン５を通し
て抜出し、また不活性ガスをライン３を通して空
隙部Ｂに導入するとともに、ライン６を通して抜
出す。
を行うには、原料をライン４を通して反応室Ａに
導入するとともに、反応生成物をライン５を通し
て抜出し、また不活性ガスをライン３を通して空
隙部Ｂに導入するとともに、ライン６を通して抜
出す。
本発明装置においては、反応室Ａの周壁１が非
多孔質の水素透過性材料で構成されていることか
ら、反応室Ａにおける脱水素反応により生成した
水素のみが、その周壁を透過して空隙部Ｂに入
り、そして不活性ガスとともにライン６を通つて
系外へ抜出される。即ち、反応室Ａにおいては水
素濃度は著しく低下されているために、脱水素反
応は著しく促進され、その脱水素反応率は熱力学
的平衡値を大きく超え、条件によつては100％の
反応率を得ることが可能である。従つて、反応終
了後の反応物と生成物との分離操作が軽減もしく
は不要になるという利点がある。
多孔質の水素透過性材料で構成されていることか
ら、反応室Ａにおける脱水素反応により生成した
水素のみが、その周壁を透過して空隙部Ｂに入
り、そして不活性ガスとともにライン６を通つて
系外へ抜出される。即ち、反応室Ａにおいては水
素濃度は著しく低下されているために、脱水素反
応は著しく促進され、その脱水素反応率は熱力学
的平衡値を大きく超え、条件によつては100％の
反応率を得ることが可能である。従つて、反応終
了後の反応物と生成物との分離操作が軽減もしく
は不要になるという利点がある。
第１図においては、周壁を透過してきた水素は
不活性ガスと共に系外へ分離されているが、水素
の系外への分離は、空隙部Ｂを真空ポンプによ
り、減圧又は真空状態にして、反応室Ａの水素を
空隙Ｂに円滑に透過させることもできる。この場
合には、空隙部Ｂに透過してきた水素は極めて高
純度（99.9999％程度）であり、このような水素
はそのまま高純度水素として用いることができ
る。
不活性ガスと共に系外へ分離されているが、水素
の系外への分離は、空隙部Ｂを真空ポンプによ
り、減圧又は真空状態にして、反応室Ａの水素を
空隙Ｂに円滑に透過させることもできる。この場
合には、空隙部Ｂに透過してきた水素は極めて高
純度（99.9999％程度）であり、このような水素
はそのまま高純度水素として用いることができ
る。
本発明で用いる非多孔質水素透過性材料として
は、パラジウム金属膜、パラジウムと金、銀又は
ルテニウム等の他の金属との合金膜が使用し得
る。前記パラジウム金属膜やパラジウム合金膜は
高価であることから、できるだけ薄膜にして用い
るのが好ましく、そして、このような薄膜を用い
る時には、その機械的強度を高めるために、適当
な多孔質体を支持体とし、その表面に積層して用
いる。また、非多孔質の水素透過性材料は、反応
室隔壁の全部又は一部として構成される。
は、パラジウム金属膜、パラジウムと金、銀又は
ルテニウム等の他の金属との合金膜が使用し得
る。前記パラジウム金属膜やパラジウム合金膜は
高価であることから、できるだけ薄膜にして用い
るのが好ましく、そして、このような薄膜を用い
る時には、その機械的強度を高めるために、適当
な多孔質体を支持体とし、その表面に積層して用
いる。また、非多孔質の水素透過性材料は、反応
室隔壁の全部又は一部として構成される。
本発明の脱水素反応装置は、従来公知の種々の
脱水素反応に適用することができ、例えば、エチ
ルベンゼン、シクロヘキサン、ブタン等の炭化水
素原料の脱水素反応装置として適用することがで
きる。
脱水素反応に適用することができ、例えば、エチ
ルベンゼン、シクロヘキサン、ブタン等の炭化水
素原料の脱水素反応装置として適用することがで
きる。
本発明装置によれば、反応で生成した水素は連
続的に反応室から除去されることから、脱水素反
応を著しく促進させることができる。従つて、本
発明装置を用いる時には、平衡反応率の小さい低
い反応温度の使用も可能であり、触媒劣化や、副
生物、分解物の副生を著しく抑制することができ
る。
続的に反応室から除去されることから、脱水素反
応を著しく促進させることができる。従つて、本
発明装置を用いる時には、平衡反応率の小さい低
い反応温度の使用も可能であり、触媒劣化や、副
生物、分解物の副生を著しく抑制することができ
る。
さらに、第１図に示した如き装置においては、
空隙部Ｂを水素化反応室として使用し、オレフイ
ン、その他の水素化用原料の水素化を同時に行う
こともできる。また、前記したように、空隙部Ｂ
に透過してきた高純度水素を抜出し、回収するこ
とによつて、高純度水素を併産することもでき
る。
空隙部Ｂを水素化反応室として使用し、オレフイ
ン、その他の水素化用原料の水素化を同時に行う
こともできる。また、前記したように、空隙部Ｂ
に透過してきた高純度水素を抜出し、回収するこ
とによつて、高純度水素を併産することもでき
る。
次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。
る。
実施例
反応装置として、第１図に示した如き２重管式
のものを用いた。この場合、内管１として、内径
17mm、厚さ0.2mm、長さ160mmのパラジウム膜を用
いた。また、その内管内部には、白金担持触媒を
均一に充填した。外管２は内径30mmのステンレス
製パイプであり、その外管両端部には、水素除去
用に流す不活性ガス（アルゴン）の導入管および
排出管を取り付けた。
のものを用いた。この場合、内管１として、内径
17mm、厚さ0.2mm、長さ160mmのパラジウム膜を用
いた。また、その内管内部には、白金担持触媒を
均一に充填した。外管２は内径30mmのステンレス
製パイプであり、その外管両端部には、水素除去
用に流す不活性ガス（アルゴン）の導入管および
排出管を取り付けた。
反応系としては、シクロヘキサンのベンゼンヘ
の脱水素反応を取り上げた。原料のシクロヘキサ
ンを反応室Ａに送り、同時に空隙部Ｂにはアルゴ
ンを流す。反応は、大気圧下、温度200で行つた。
の脱水素反応を取り上げた。原料のシクロヘキサ
ンを反応室Ａに送り、同時に空隙部Ｂにはアルゴ
ンを流す。反応は、大気圧下、温度200で行つた。
第２図にその実験結果を示す。
第２図において、曲線１，２及び３は、シクロ
ヘキサン供給量がそれぞれ1.47×10-3ｇ／分、
4.07×10-3ｇ／分及び8.32×10-3ｇ／分である場
合の結果を示す。通常の触媒反応器では、平衡反
応率約20％以上を上回ることができないのに対し
て、本発明の反応装置では、それを大きく上回り
条件によつてはほぼ100％の反応率が得られた。
ヘキサン供給量がそれぞれ1.47×10-3ｇ／分、
4.07×10-3ｇ／分及び8.32×10-3ｇ／分である場
合の結果を示す。通常の触媒反応器では、平衡反
応率約20％以上を上回ることができないのに対し
て、本発明の反応装置では、それを大きく上回り
条件によつてはほぼ100％の反応率が得られた。
第１図は本発明装置の説明断面図を示し、第２
図はその装置を用いて得られた脱水素反応実験の
結果を示すグラフを示す。 １……非多孔質の水素透過性材料からなる内
管、２……外管、Ａ……反応室、Ｂ……空隙部。
図はその装置を用いて得られた脱水素反応実験の
結果を示すグラフを示す。 １……非多孔質の水素透過性材料からなる内
管、２……外管、Ａ……反応室、Ｂ……空隙部。
１ ガスバーナによつて形成される酸素を含む高
温の炎中で、原料金属粉体を蒸発酸化させて、粒
径が0.2μｍ以下の酸化物超微粒子を生成させるこ
とを特徴とする酸化物超微粒子の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、原料金属粉
体をガスバーナによつて形成される高温の炎中に
落下させて蒸発酸化させることを特徴とする酸化
物超微粒子の製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、原料金属粉
体をキヤリアガスで気流輸送してガスバーナの炎
中へ導入して蒸発酸化させることを特徴とする酸
化物超微粒子の製造方法。 ４ 特許請求の範囲第３項において、キヤリアガ
スは酸素であることを特徴とする酸化物超微粒子
の製造方法。 ５ 特許請求の範囲第３項において、キヤリアガ
スは燃焼ガスであることを特徴とする酸化物超微
粒子の製造方法。 ６ 酸素を含む高温の炎を生成するガスバーナ、
該ガスバーナの先端方向に伸びるように取り付け
られた燃焼管、燃焼管へ通じる粉体導入管を通じ
て燃焼管の中へ落下させる原料金属粉体を貯蔵す
温の炎中で、原料金属粉体を蒸発酸化させて、粒
径が0.2μｍ以下の酸化物超微粒子を生成させるこ
とを特徴とする酸化物超微粒子の製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、原料金属粉
体をガスバーナによつて形成される高温の炎中に
落下させて蒸発酸化させることを特徴とする酸化
物超微粒子の製造方法。 ３ 特許請求の範囲第１項において、原料金属粉
体をキヤリアガスで気流輸送してガスバーナの炎
中へ導入して蒸発酸化させることを特徴とする酸
化物超微粒子の製造方法。 ４ 特許請求の範囲第３項において、キヤリアガ
スは酸素であることを特徴とする酸化物超微粒子
の製造方法。 ５ 特許請求の範囲第３項において、キヤリアガ
スは燃焼ガスであることを特徴とする酸化物超微
粒子の製造方法。 ６ 酸素を含む高温の炎を生成するガスバーナ、
該ガスバーナの先端方向に伸びるように取り付け
られた燃焼管、燃焼管へ通じる粉体導入管を通じ
て燃焼管の中へ落下させる原料金属粉体を貯蔵す
Claims (1)
- １ 脱水素反応触媒を充填した反応室の隔壁の少
なくとも一部を非多孔質の水素透過性材料で構成
し、脱水素反応で生成した水素のみが該水素透過
性材料を透過して、反応室外部へ分離し得る構造
を有することを特徴とする脱水素反応装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30215686A JPS63154629A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 脱水素反応装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30215686A JPS63154629A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 脱水素反応装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63154629A JPS63154629A (ja) | 1988-06-27 |
| JPH0553721B2 true JPH0553721B2 (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=17905588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30215686A Granted JPS63154629A (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 脱水素反応装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63154629A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03217227A (ja) * | 1990-01-24 | 1991-09-25 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 脱水素反応用メンブレンリアクタ |
| JP2002274802A (ja) * | 2001-03-13 | 2002-09-25 | Sekisui Chem Co Ltd | 水素貯蔵・供給システム |
| JP2007084378A (ja) * | 2005-09-21 | 2007-04-05 | Nippon Oil Corp | 水素の製造方法およびそれに使用する装置 |
| JP4817420B2 (ja) * | 2005-12-19 | 2011-11-16 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 水素製造装置及び方法 |
| DE202010018514U1 (de) * | 2009-02-17 | 2017-04-27 | Asemblon, Inc. | Wasserstofffreisetzung und -Rückgewinung aus aliphatischen primären Aminen oder Diaminen |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3917202A (en) * | 1974-06-24 | 1975-11-04 | Illinois Tool Works | Terminal block mounting bracket |
| JPS6384630A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-15 | Nippon Steel Corp | 水素の発生を伴う反応を行わせるために用いる熱交換器型反応装置 |
-
1986
- 1986-12-18 JP JP30215686A patent/JPS63154629A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63154629A (ja) | 1988-06-27 |
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