水蒸気/二酸化炭素とメタンのリフォーミングを経由するジメチルエーテル合成

抄録

メタン（CH₄）の二酸化炭素（CO₂）および水蒸気（H₂O）によるリフォーミング実験とリフォーミングにより得られた合成ガスの模擬ガスを用いたジメチルエーテル（DME）合成実験を行った。
Ni/α-Al₂O₃，Ru/α-Al₂O₃，Ni/MgO-Al₂O₃およびRu/MgO-Al₂O₃触媒を用いた改質実験では，CH₄転化率は温度の影響が大きく，CO₂/CH₄比およびH₂O/CH₄比の影響はあまり受けなかったが，CO₂転化率は温度，CO₂/CH₄比およびH₂O/CH₄比のいずれの影響も強く受けた。また，M 値［H₂/（2CO+3CO₂）比］はH₂O/CH₄比の影響はあまり受けないが温度とCO₂/CH₄比の影響を強く受けた。Ni/MgO-Al₂O₃およびRu/MgO-Al₂O₃触媒は800時間の耐久性試験においてほぼ平衡に近いCH₄転化率を示し，C析出量も極めて少量であった。
改質で得られる合成ガスの模擬ガスを用いた複合触媒構造型1段反応と触媒分離型2段反応によるDME合成触媒システムでの約2000時間の耐久性比較試験の結果，（メタノール + DME）収率は反応初期では1段反応の方が高かったが，活性は徐々に低下したのに対し，2段反応ではほとんど低下しなかった。一方，DME選択率は1段反応でも2段反応でも2000時間安定に推移した。また2段反応では，（メタノール + DME）収率，DME選択率とも原料ガスとしてCOを含む模擬ガスを使う方が，COを含まないH₂，CO₂の混合ガスを使用するよりも20%以上高くなった。