先端化学工学ジャーナル

概要

天然ガス処理のための複合無機膜を用いた二酸化炭素に対するメタンの選択性の研究

ハビバ・シェフ、エディオン・オコン、イフェイインワ・オラクウェ、エドワード・ゴビナ

天然ガスは、発電燃料や石油化学産業の基本原料として使用できる重要な燃料ガスです。その組成はガス田ごとに大きく異なります。この組成の源ごとの違いにもかかわらず、天然ガスの主成分は不活性ガスと二酸化炭素を含むメタンです。したがって、すべての天然ガスは何らかの処理を受ける必要があり、総埋蔵量の約 20% はパイプラインで輸送する前に徹底的な処理が必要です。問題は、メソポーラス膜がメタンに対して高い選択性を持ち、天然ガスの処理に使用できるかどうかです。ディップコートシリカとゼオライト膜の使用に基づく方法論が開発されました。膜反応器を用いた単一ガス透過試験を、温度 293 K、圧力範囲 1 × 10-5 ～ 1 × 10-4 Pa で実施した。CH4 の透過性は 1.15 × 10-6 ～ 2.88 × 10-6 mols-1m-2Pa-1 の範囲で、293 K、0.09 MPa で CH4/CO2 選択性は 1.27 であった。膜の細孔サイズは窒素吸着法で評価し、2.09 nm であることが判明した。得られた結果から、メソポーラス膜を使用してメタンから二酸化炭素を選択的に除去し、パイプライン品質の天然ガスを生産できることが示された。膜を介したメタンの輸送メカニズムについては、不純物として存在する可能性のある他の炭化水素の分離に不可欠であるため、さらに研究する必要がある。