烃的制造方法技术

本发明专利技术提供一种即使在常温常压条件下，烃的产量也高的烃制造方法。使金属Mg与水和二氧化碳接触、还原该二氧化碳从而制造烃的方法，其中，将选自由8族元素、9族元素、B、C、S、Ca、V、Mn、Ni、Ge、Zr、Nb、Pd、Ag、Sn、Pt、Au以及Ce组成的组中的一种或两种以上的元素作为共用元素，并且在该共用元素的单质、水溶性化合物或者离子的存在下进行所述接触。所述共用元素优选为Fe、Co或者Ru。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及还原二氧化碳从而制造烃的方法。
技术介绍
-直以来，作为还原二氧化碳从而获得甲烷等烃类的方法，例如，如专利文献1所 记载的那样，有在高温（150?400°C)高压（1?6MPa)的反应条件下并且使用氢气作为氢 源的方法。然而，在该方法中，由于需要高温高压的反应条件，因此存在反应设备复杂且成 本_等问题。 另一方面，作为在常温常压条件下并且不需要氢气作为氢源的方法，专利文献2 中提出了将铁粉作为催化剂，由二氧化碳和水来获得甲烷等烃类的方法。 另外，专利文献3、4中记载了由颗粒状的镁和水生成氢的方法，但是该方法并不 是还原二氧化碳从而得到甲烷等烃的方法。 [现有技术文献] [专利文献] [专利文献1]:日本特开平8-127544号公报 [专利文献2]:日本特开2000-344689号公报 [专利文献3]:日本特开2008-150289号公报 [专利文献4]:日本特表2004-505879号公报
技术实现思路
[专利技术要解决的问题] 但是，在专利文献2记载的方法中，不能获得专利文献2所记载的那样程度的甲烷 等，并且烃的产量（生成量）低。 于是，本 申请人:先前已经提出了使镁或镁化合物与水和二氧化碳接触、将二氧化 碳还原从而生成烃的方法（PCT/JP2013/050789,在本申请申请时尚未公开）。根据该专利技术， 即使在常温常压的条件下，烃的产量也增大。 本专利技术的课题为改良该先前的专利技术，进一步增大烃的产量。 [解决问题的手段] 以下，元素以元素符号表示。本专利技术为使金属Mg与水和二氧化碳接触、将该二氧 化碳还原从而制造烃的方法，其特征在于，将选自由8族元素、9族元素、B、C、S、Ca、V、Mn、 Ni、Ge、Zr、Nb、Pd、Ag、Sn、Pt、Au以及Ce组成的组中的一种或两种以上的元素作为共用元 素，在该共用元素的单质、水溶性化合物或者离子的存在下进行所述接触。 虽然还不清楚烃的生成反应的细节，但据推测，例如，对于甲烷而言，进行如图1 所示的反应。即，与水接触的二氧化碳（co2)扩散，并且一部分溶解在水（H20)中。另一方 面，与水接触的金属Mg在与表面上所吸附的水反应从而被氧化的过程中，变为氧化镁上吸 附有氢的过渡态。另外，与水接触的镁化合物也与表面上所吸附的水反应从而生成氢，变为 镁化合物上吸附有氢的过渡状态。然后，该过渡状态下的镁吸附水中的二氧化碳，由此二氧 化碳与氢反应从而被还原，生成甲烷。然后，据认为所生成的甲烷（ch4)从镁上脱离。 进一步，通过将选自由8族元素、9族元素、B、C、S、Ca、V、Mn、Ni、Ge、Zr、Nb、Pd、 Ag、Sn、Pt、Au以及Ce组成的组中的一种或两种以上的元素作为共用元素，并且在该共用 元素的单质、水溶性化合物或者离子的存在下进行所述接触，促进了甲烷的生成。虽然其理 由当下还未清楚，但据认为至少就8族元素和9族元素而言，通过促进金属Mg的腐蚀（氧 化），提高了二氧化碳向甲烷的转化效果。因此，选自8族元素和9族元素的共用元素并不 限定为特定的元素。 8族元素和9族元素中，所述共用元素优选为选自Fe、Co以及Ru中的一种或两种 以上的元素。这是因为这些元素促进甲烷生成的作用大，容易获得，并且没有毒性和放射性 的问题。 所述共用元素特别优选为Fe。这是因为Fe促进甲烷生成的作用大，而且廉价。 所述金属Mg的比表面积优选为55?70cm2/g。 优选将所述接触后的物质（金属Mg、共用元素、水、以及二氧化碳）与硬质珠一起 搅拌。 [专利技术效果] 通过本专利技术，即使在常温常压的条件下，也可以提供烃的产量高的烃制造方法。 【附图说明】 [图1]为本专利技术中甲烷的生成反应的示意图。 [图2]为示出金属Mg的比表面积与甲烷收率的关系的表图。 【具体实施方式】 使金属Mg与水和二氧化碳接触、还原该二氧化碳从而制造烃的方法，将选自由8 族元素、9 族元素、B、C、S、Ca、V、Mn、Ni、Ge、Zr、Nb、Pd、Ag、Sn、Pt、Au以及Ce组成的组中 的一种或两种以上的元素作为共用元素，并且在该共用元素的单质、水溶性化合物或者离 子的存在下进行所述接触。该方法中各要素的实施方式举例如下。 1?金属Mg 金属Mg的形态没有特别限定，可列举颗粒状、薄板状、卷曲状、条状、线状等。薄板 状金属Mg的厚度没有特别限定，可列举0. 02?1mm。颗粒状金属Mg的大小没有特别限定， 可列举1?1000ym。线状金属Mg的粗细没有特别限定，可列举0. 1?1mm。金属Mg的比 表面积没有特别限定，但从增大烃的生成量的角度出发，优选为55?70cm2/g。 2?共用元素 共用元素的形态没有特别限定，但在单质或水溶性化合物的情况下，可列举颗粒 状、薄板状、卷曲状、条状、线状等。共用元素的使用量没有特别限定，但在单质或水溶性化 合物的情况下，据认为，优选的是相对于金属Mg该共用元素的摩尔比为0. 1?10左右。 3.使金属Mg与水和二氧化碳接触的实施方式 作为使金属Mg与水和二氧化碳接触的方法没有特别限定，但可列举下面的实施 方式。 (1)向水中投入金属Mg，并将二氧化碳鼓泡。 (2)向已含有二氧化碳的水中投入金属Mg。 (3)不在水中接触，而是使用水蒸汽或喷雾的水等。例如，向存在二氧化碳的气体 中加入金属Mg，使水蒸汽或喷雾的水与该金属Mg接触。 4.搅拌以及硬质珠 优选将所述接触后的物质（金属Mg、水、以及二氧化碳）与硬质珠一起搅拌。这是 因为通过与硬质珠一起搅拌，金属Mg被粉碎、研磨，由此可以发生新的金属Mg表面与水的 反应。另外，在生成工序在水中进行的情况下，通过搅拌可以使水中的二氧化碳的浓度不均 变小。 作为硬质珠，没有特别限定，只要是莫氏硬度（下文中括号内表示莫氏硬度）大于 金属Mg的莫氏硬度（2. 5)的材质的珠子即可，可列举氧化锆（8)、氧化铝（9)、石英（7)等陶 瓷珠，玛瑙（7)、铬钢（7.7)、SUS304(6)等珠子。硬质珠的粒径没有特别限定，可列举0. 1? 10. 0mm〇 5?烃 作为生成工序中所得到的烃，没有特别限定，可列举甲烷、乙烷、丙烷等烷烃，或者 乙烯、丙烯等烯烃等。 6?关于温度以及压力 本专利技术的可以在常温常压的气氛下进行反应，但也可以在常温常压 以外的气氛下进行。下面列举两个常温常压以外的例子。即使在这些例子中，烃的产量也 是商的。 (1)由伴随着反应的放热或吸热等引起的温度变化、或由反应容器内的气体量的 变化（气体的生成或分解）等引起的压力变化造成的常温常压以外的例子。 (2)外部加热或冷却或者加压或减压的操作，从而形成常温常压以外的例子。 7?关于氢气 如上所述，根据本专利技术，因为铁等能够促进由镁的氧化引起的氢生成，因此没有必 要从外部供给氢气，但是并不排除从外部供给氢气。 [实施例] 如下表1所示，在各种元素中，在选自据认为容易用作本方法中的共用元素的B、 C、Al、Si、S、Ca、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烃的制造方法，其中，使金属Mg与水和二氧化碳接触、还原该二氧化碳从而制造烃，将选自由8族元素、9族元素、B、C、S、Ca、V、Mn、Ni、Ge、Zr、Nb、Pd、Ag、Sn、Pt、Au以及Ce组成的组中的一种或两种以上的元素作为共用元素，并且在该共用元素的单质、水溶性化合物或者离子的存在下进行所述接触。

【技术特征摘要】
2013.07.19 JP 2013-1502581. 一种烃的制造方法，其中，使金属Mg与水和二氧化碳接触、还原该二氧化碳从而制 造烃， 将选自由 8 族元素、9 族元素、B、C、S、Ca、V、Mn、Ni、Ge、Zr、Nb、Pd、Ag、Sn、Pt、Au 以及 Ce组成的组中的一种或两种以上的元素作为共用元素，并且在该共用元素的单质...

【专利技术属性】
技术研发人员：中川博之，高城诚太郎，水野恒，
申请(专利权)人：丰田合成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP