HZSM-5触媒によるバイオエタノールからの炭化水素の合成 Conversion of Bio-ethanol into Hydrocarbons over HZSM-5 Catalyst

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抄録

実バイオマスから生成したバイオエタノール(エタノール:77.4%,水:19.6%,その他;残渣)を原料として,HZSM-5ゼオライト触媒を用いて転化反応を行い,C3およびC4の低級オレフィンおよび芳香族化合物の生成に関する特性を,純エタノールおよび含水エタノール(水:20%)からの転化反応と比較検討した.573–773 K,WHSV=26 h<sup>−1</sup>の条件では,バイオエタノールからの主生成物は,エタノールから脱水反応で容易に生成するエチレンあるいはジエチルエーテルであったが,623 K以上ではC3–C5の炭化水素およびC6以上の芳香族炭化水素も比較的多く生成された.低級オレフィンの生成量は反応温度につれて増加したが,バイオエタノールを反応物とした場合には,モデル反応物に比べて生成活性の発現温度がより高温側にシフトするとともに,やや大きい経時的失活が認められた.この原因として,バイオエタノール中のトレース量の不純物が触媒の酸性質を変化させた可能性が高い.バイオエタノールからの芳香族化合物の生成量は,純エタノールの場合より減少したが,バイオエタノールと同程度の水を含有するエタノール水溶液よりは多くなった.これは,高SV条件下での水の共存が芳香族生成抑制の効果を示すのに対して,バイオエタノールに含まれる不純物が触媒活性点を改質したため,含水エタノールよりも芳香族化合物の生成量が増加したと考えられる.

The conversion of bio-ethanol (ethanol: 77.4%, water: 19.6% and trace) derived from corn into hydrocarbons over HZSM-5 zeolites was studied. The reaction behaviors for formation of gaseous olefins and aromatics at WHSV=26 h<sup>−1</sup> at 573–773 K were discussed by comparing with those of pure ethanol and 80% ethanol aqueous solution. The main products in the bio-ethanol conversion were ethylene or diethyl ether, and C3–C5 hydrocarbons and aromatics were also produced. The selectivity of olefins formation in C3–C4 hydrocarbons was depends on the reaction temperature. The yields of C3–C4 olefins increase with the rise of reaction temperature. The formation of them from bio-ethanol needs higher temperature than that from ethanol, and the decline of activity for bio-ethanol conversion was observed faster than that for a pure ethanol and an ethanol/water solution. The reason was explained by the strong acid site of HZSM-5 was poisoned by impurities in bio-ethanol such as sulfur. The content of aromatics was the largest at 648 K, but it decreased at 673 K. The order of amounts of aromatics produced were from pure ethanol>bio-ethanol>ethanol/water solution. The coexistence of water depressed the amount of aromatics, but the active sites changed by impurities in bio-ethanol promoted the formation of aromatics.

収録刊行物

  • 化学工学論文集  

    化学工学論文集 34(3), 396-401, 2008-05-20 

    The Society of Chemical Engineers, Japan

参考文献:  7件

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各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    10021110987
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00037234
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    ART
  • ISSN
    0386216X
  • NDL 記事登録ID
    9520851
  • NDL 雑誌分類
    ZP5(科学技術--化学・化学工業--化学工学)
  • NDL 請求記号
    Z17-725
  • データ提供元
    CJP書誌  NDL  J-STAGE 
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