JPH10182521A - メタノール合成方法およびメタノール合成装置 - Google Patents
メタノール合成方法およびメタノール合成装置Info
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- JPH10182521A JPH10182521A JP34684296A JP34684296A JPH10182521A JP H10182521 A JPH10182521 A JP H10182521A JP 34684296 A JP34684296 A JP 34684296A JP 34684296 A JP34684296 A JP 34684296A JP H10182521 A JPH10182521 A JP H10182521A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安価で簡単にメタノールを合成する技術を提
供すること。 【解決手段】 非平衡プラズマの放電領域２に、メタン
ガス、酸素ガス、水蒸気を含有する原料ガスを導入して
メタンガスをメタノールに変換する。
供すること。 【解決手段】 非平衡プラズマの放電領域２に、メタン
ガス、酸素ガス、水蒸気を含有する原料ガスを導入して
メタンガスをメタノールに変換する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メタノールの合成
方法およびメタノール合成装置に関し、具体的には、メ
タンガスを原料としてメタノールを合成する技術に関す
る。
方法およびメタノール合成装置に関し、具体的には、メ
タンガスを原料としてメタノールを合成する技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のメタノール合成方法とし
ては、メタンを８００℃以上の高温の水蒸気により改質
し、一酸化炭素、水素を発生させ、メタノールを合成可
能にすることが行われている。
ては、メタンを８００℃以上の高温の水蒸気により改質
し、一酸化炭素、水素を発生させ、メタノールを合成可
能にすることが行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし上述した従来の
メタノール合成方法は、多数の工程を経なければメタノ
ールを生成させられないことと、高温条件を維持しなけ
ればならないことが必要になり、合成が繁雑になるとと
もに、大量のエネルギーを消費するという問題点があっ
た。
メタノール合成方法は、多数の工程を経なければメタノ
ールを生成させられないことと、高温条件を維持しなけ
ればならないことが必要になり、合成が繁雑になるとと
もに、大量のエネルギーを消費するという問題点があっ
た。
【０００４】従って、本発明の目的は、上記欠点に鑑
み、安価で簡単にメタノールを合成する技術を提供する
ことにある。
み、安価で簡単にメタノールを合成する技術を提供する
ことにある。
【０００５】つまり、上述の従来のメタノール合成方法
において高温を必要としたのは、メタンガスからメチル
ラジカルを発生させるために高いエネルギーを必要とす
ることに起因するものであるから、加熱することなしに
メタンガスを活性化させることができれば、低い消費エ
ネルギーでメタノールを合成することができるものと考
えられる。そこで、最近、熱プラズマを用いてメタンガ
スからメチルラジカルを発生させる試みが成されてい
る。しかし、このような熱プラズマを用いる技術につい
ても、熱プラズマ発生用のフィラメントは８００℃を超
える高温に達しやすく、また、スパークが発生すること
もあり、可燃性ガスを取り扱う技術に適用することは困
難であるとともに、合成反応を安定制御するためにプラ
ズマのエネルギーを安定させるにも、熱源の温度と環境
温度との差が大きなために、コントロールが困難である
という現状があった。
において高温を必要としたのは、メタンガスからメチル
ラジカルを発生させるために高いエネルギーを必要とす
ることに起因するものであるから、加熱することなしに
メタンガスを活性化させることができれば、低い消費エ
ネルギーでメタノールを合成することができるものと考
えられる。そこで、最近、熱プラズマを用いてメタンガ
スからメチルラジカルを発生させる試みが成されてい
る。しかし、このような熱プラズマを用いる技術につい
ても、熱プラズマ発生用のフィラメントは８００℃を超
える高温に達しやすく、また、スパークが発生すること
もあり、可燃性ガスを取り扱う技術に適用することは困
難であるとともに、合成反応を安定制御するためにプラ
ズマのエネルギーを安定させるにも、熱源の温度と環境
温度との差が大きなために、コントロールが困難である
という現状があった。
【０００６】
〔構成〕本発明は、熱プラズマを用いる代わりに、非平
衡プラズマ（コールドプラズマと呼ばれる場合もある）
を用いれば、可燃性ガスを取り扱うにしても、きわめて
安全に利用できる点に着目して成されたものであって、
前記目的を達成するための本発明のメタノールの合成方
法の特徴手段は、非平衡プラズマの放電領域に、メタン
ガス、酸素ガス、水蒸気を含有する原料ガスを導入して
メタンガスをメタノールに変換することにあり、また、
メタノール合成装置の特徴構成は、メタンガス、酸素ガ
ス、水蒸気を含有する原料ガスを供給する供給装置を設
けるとともに、前記原料ガスを導入可能なガス流通路を
設け、そのガス流通路に一対の放電電極を備えた非平衡
プラズマの放電領域を形成してあってもよく、前記一対
の放電電極間に印加する電圧を５ｋＶ／ｃｍ以上、周波
数５〜３０ｋＨｚに制御する制御装置を設けてあること
が好ましい。
衡プラズマ（コールドプラズマと呼ばれる場合もある）
を用いれば、可燃性ガスを取り扱うにしても、きわめて
安全に利用できる点に着目して成されたものであって、
前記目的を達成するための本発明のメタノールの合成方
法の特徴手段は、非平衡プラズマの放電領域に、メタン
ガス、酸素ガス、水蒸気を含有する原料ガスを導入して
メタンガスをメタノールに変換することにあり、また、
メタノール合成装置の特徴構成は、メタンガス、酸素ガ
ス、水蒸気を含有する原料ガスを供給する供給装置を設
けるとともに、前記原料ガスを導入可能なガス流通路を
設け、そのガス流通路に一対の放電電極を備えた非平衡
プラズマの放電領域を形成してあってもよく、前記一対
の放電電極間に印加する電圧を５ｋＶ／ｃｍ以上、周波
数５〜３０ｋＨｚに制御する制御装置を設けてあること
が好ましい。
【０００７】〔作用効果〕つまり、非平衡プラズマを用
いれば、プラズマを発生させる電極があまり高温になる
こともなく、可燃性ガスに適用したとしても、爆発など
の危険を伴うことなく、メタンガスを取り扱うにしても
安全に利用することができるようになるとともに、化１
に示すような反応を起こす一つの工程でメタノールを合
成でき、プラズマの発生条件を容易にコントロルするこ
とができるようになって、容易にメタノールを合成でき
るようになった。また、非平衡プラズマの放電領域は、
比較的低温に維持した状態で反応を継続して行えること
から、エネルギーコストを低く押さえて合成反応を行え
るようになって、安価なメタノール合成方法であるとい
える。
いれば、プラズマを発生させる電極があまり高温になる
こともなく、可燃性ガスに適用したとしても、爆発など
の危険を伴うことなく、メタンガスを取り扱うにしても
安全に利用することができるようになるとともに、化１
に示すような反応を起こす一つの工程でメタノールを合
成でき、プラズマの発生条件を容易にコントロルするこ
とができるようになって、容易にメタノールを合成でき
るようになった。また、非平衡プラズマの放電領域は、
比較的低温に維持した状態で反応を継続して行えること
から、エネルギーコストを低く押さえて合成反応を行え
るようになって、安価なメタノール合成方法であるとい
える。
【０００８】
【化１】ＣＨ4→ＣＨ3・＋Ｈ・ Ｏ2→２Ｏ・ Ｈ2Ｏ→・ＯＨ＋Ｈ・ ＣＨ3・＋・ＯＨ→ＣＨ3ＯＨ ２ＣＨ3・＋Ｈ2＋Ｏ2→２ＣＨ3ＯＨ （ＣＨ3・＋２Ｏ・→ＨＣＨＯ＋・ＯＨ）
【０００９】このような合成方法を行うに当たっては、
原料としてメタン、酸素、水蒸気の各ガスが存在してい
ればよく、それらのガスの存在する空間内に前記プラズ
マを発生させればメタノールを合成できるのである。
原料としてメタン、酸素、水蒸気の各ガスが存在してい
ればよく、それらのガスの存在する空間内に前記プラズ
マを発生させればメタノールを合成できるのである。
【００１０】そこで、メタノール合成装置としては、原
料ガスを流通させる流通路内に一対の放電電極を備えて
あれば、前記原料ガスに非平衡プラズマを照射すること
ができ、簡単な構成でありながらかつ放電電極の制御の
みで容易にメタノール合成を行える。尚、放電電極の制
御に当たっては、印加電圧を５ｋＶ／ｃｍ以上、周波数
５〜３０ｋＨｚに制御する制御装置を設けてあれば、安
定した非平衡プラズマを安定して発生させることができ
るとともに、効率よくメタノールを生成できるので有利
である。
料ガスを流通させる流通路内に一対の放電電極を備えて
あれば、前記原料ガスに非平衡プラズマを照射すること
ができ、簡単な構成でありながらかつ放電電極の制御の
みで容易にメタノール合成を行える。尚、放電電極の制
御に当たっては、印加電圧を５ｋＶ／ｃｍ以上、周波数
５〜３０ｋＨｚに制御する制御装置を設けてあれば、安
定した非平衡プラズマを安定して発生させることができ
るとともに、効率よくメタノールを生成できるので有利
である。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１に示すように、本発明のメタ
ノール合成装置は、原料ガスを導通可能な排流通路１
に、原料ガス供給部４を連設するとともに、上流側から
放電室２、冷却塔３を順に設け、前記放電室２の上部か
ら原料ガスを導入するとともに、放電室２で放電処理し
て、メタノール合成を行い、放電処理により反応した反
応ガスを前記放電室２下部から前記後処理室３に導入す
る構成にしてある。
に基づいて説明する。図１に示すように、本発明のメタ
ノール合成装置は、原料ガスを導通可能な排流通路１
に、原料ガス供給部４を連設するとともに、上流側から
放電室２、冷却塔３を順に設け、前記放電室２の上部か
ら原料ガスを導入するとともに、放電室２で放電処理し
て、メタノール合成を行い、放電処理により反応した反
応ガスを前記放電室２下部から前記後処理室３に導入す
る構成にしてある。
【００１２】前記原料ガス供給部４は、メタンガスと、
水蒸気と、酸素ガスとを５：５：１に混合するガス混合
装置４ａにメタンガスおよび酸素ガスを供給するガスボ
ンベを接続するとともに水蒸気を供給するボイラを接続
して構成してある。尚、前記ガスは混合装置４ａに供給
する際に加熱炉で１００℃以上に加熱しておき、混合の
際に水蒸気の凝縮、反応不良等の不都合が生じないよう
にする。
水蒸気と、酸素ガスとを５：５：１に混合するガス混合
装置４ａにメタンガスおよび酸素ガスを供給するガスボ
ンベを接続するとともに水蒸気を供給するボイラを接続
して構成してある。尚、前記ガスは混合装置４ａに供給
する際に加熱炉で１００℃以上に加熱しておき、混合の
際に水蒸気の凝縮、反応不良等の不都合が生じないよう
にする。
【００１３】前記放電室２は円筒状に形成し、上部に排
ガス導入部２ａを設け、内部に、紐状金属線からなる陽
極５を垂下姿勢で設けると共に、周壁に金属膜（例えば
銅箔）からなる陰極６を設け、両極間にパルス電圧を印
加するパルス電源７を設けて前記放電室が常圧の条件で
２０〜３０ｅＶの電圧を５〜３０ｋＨｚでパルス状に印
加して非平衡プラズマを発生可能な放電領域を構成す
る。
ガス導入部２ａを設け、内部に、紐状金属線からなる陽
極５を垂下姿勢で設けると共に、周壁に金属膜（例えば
銅箔）からなる陰極６を設け、両極間にパルス電圧を印
加するパルス電源７を設けて前記放電室が常圧の条件で
２０〜３０ｅＶの電圧を５〜３０ｋＨｚでパルス状に印
加して非平衡プラズマを発生可能な放電領域を構成す
る。
【００１４】前記後処理室３は、前記反応ガスを凝縮さ
せてメタノールを取出す回収部を設けるとともに、余剰
の未反応原料ガスを回収し、前記ガス混合装置４ａに供
給するガス回収路を設けてメタノール合成効率を向上さ
せられるようにしてある。
せてメタノールを取出す回収部を設けるとともに、余剰
の未反応原料ガスを回収し、前記ガス混合装置４ａに供
給するガス回収路を設けてメタノール合成効率を向上さ
せられるようにしてある。
【００１５】尚、前記放電室内には、常温常圧を保つた
めの制御装置を設けてあってもよく、副生成するアルデ
ヒドを分解してメタノールの分離効率を高める酸化触媒
等のアルデヒド分解触媒を充填したメタノール精製部を
設けて合っても良い。
めの制御装置を設けてあってもよく、副生成するアルデ
ヒドを分解してメタノールの分離効率を高める酸化触媒
等のアルデヒド分解触媒を充填したメタノール精製部を
設けて合っても良い。
【００１６】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図１】メタノール合成装置の概略図
２ 放電領域
Claims (3)
- 【請求項１】 非平衡プラズマの放電領域に、メタンガ
ス、酸素ガス、水蒸気を含有する原料ガスを導入してメ
タンガスをメタノールに変換するメタノール合成方法。 - 【請求項２】 メタンガス、酸素ガス、水蒸気を含有す
る原料ガスを供給する供給装置を設けるとともに、前記
原料ガスを導入可能なガス流通路を設け、そのガス流通
路に一対の放電電極を備えた非平衡プラズマの放電領域
を形成してあるメタノール合成装置。 - 【請求項３】 前記一対の放電電極間に印加する電圧を
５ｋＶ／ｃｍ以上、周波数５〜３０ｋＨｚに制御する制
御装置を設けた請求項２に記載のメタノール合成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34684296A JPH10182521A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | メタノール合成方法およびメタノール合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34684296A JPH10182521A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | メタノール合成方法およびメタノール合成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10182521A true JPH10182521A (ja) | 1998-07-07 |
Family
ID=18386182
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34684296A Pending JPH10182521A (ja) | 1996-12-26 | 1996-12-26 | メタノール合成方法およびメタノール合成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10182521A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004024280A3 (en) * | 2002-08-23 | 2004-11-11 | California Inst Of Techn | Plasma microjet arrays for selective oxidation of methane to methanol |
| US6924401B2 (en) | 2001-04-10 | 2005-08-02 | California Institute Of Technology | Plasma microjet arrays for selective oxidation of methane to methanol |
| JP2009521528A (ja) * | 2005-12-27 | 2009-06-04 | ガス テクノロジーズ エルエルシー | メタノールの生産方法および装置 |
| WO2017032753A1 (en) | 2015-08-21 | 2017-03-02 | Alan Finlay | Energy conversion and reaction system and method |
| CN113072426A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-06 | 浙江理工大学 | 一种利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法和装置 |
-
1996
- 1996-12-26 JP JP34684296A patent/JPH10182521A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6924401B2 (en) | 2001-04-10 | 2005-08-02 | California Institute Of Technology | Plasma microjet arrays for selective oxidation of methane to methanol |
| WO2004024280A3 (en) * | 2002-08-23 | 2004-11-11 | California Inst Of Techn | Plasma microjet arrays for selective oxidation of methane to methanol |
| JP2009521528A (ja) * | 2005-12-27 | 2009-06-04 | ガス テクノロジーズ エルエルシー | メタノールの生産方法および装置 |
| WO2017032753A1 (en) | 2015-08-21 | 2017-03-02 | Alan Finlay | Energy conversion and reaction system and method |
| US10960378B2 (en) | 2015-08-21 | 2021-03-30 | Alan Finlay | Energy conversion and reaction system and method |
| CN113072426A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-07-06 | 浙江理工大学 | 一种利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法和装置 |
| CN113072426B (zh) * | 2021-03-30 | 2022-08-23 | 浙江理工大学 | 一种利用二氧化碳和甲烷合成甲醇的方法和装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051027 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20051117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20060316 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |