特許ウォッチ

公開番号2025030109
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023135124
出願日2023-08-23
発明の名称評価方法、及び評価装置
出願人日置電機株式会社
代理人個人,個人
主分類G01N 21/3577 20140101AFI20250228BHJP(測定;試験)
要約【課題】トルエン乃至メチルシクロヘキサン含有溶液の水素化反応及び脱水素化反応における反応状態をリアルタイムで評価することができる評価方法の提供。
【解決手段】トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の水素化反応及び脱水素化反応における反応状態を評価する評価方法であって、時点T0の特定波長における前記溶液の吸光度A_T0と、T1時間経過後の前記特定波長における前記溶液の吸光度A_T1と、を測定する工程と、算出した吸光度差分ΔAに基づき、前記反応状態が、水素化、平衡状態及び脱水素化のいずれであるか判断する工程と、を含む。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の水素化反応及び脱水素化反応における反応状態を評価する評価方法であって、
時点Ｔ０の特定波長における前記溶液の吸光度Ａ
Ｔ０
と、
所定時間経過後の時点Ｔ１の前記特定波長における前記溶液の吸光度Ａ
Ｔ１
と、を測定する工程と、
下記式（ｉ）により算出した吸光度差分ΔＡに基づき、
TIFF
2025030109000014.tif
25
169
（１）前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、及び２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下の波長域における１の波長乃至波長域であり、かつ
（１ａ）吸光度差分ΔＡが０超の場合に、脱水素化である、
（１ｂ）吸光度差分ΔＡが０であるの場合に、平衡状態である、若しくは
（１ｃ）吸光度差分ΔＡが０未満の場合に、水素化である、と評価する；又は
（２）前記特定波長が、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１の波長乃至波長域であり、かつ
（２ａ）吸光度差分ΔＡが０超の場合に、水素化である、
（２ｂ）吸光度差分ΔＡが０であるの場合に、平衡状態である、若しくは
（２ｃ）吸光度差分ΔＡが０未満の場合に、脱水素化である、と評価することを特徴とする評価方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記吸光度差分ΔＡの絶対値が所定値以上である場合に、反応の進行度合いが高いと評価する請求項１に記載の評価方法。
【請求項３】
前記特定波長が、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１の波長乃至波長域である請求項１又は２に記載の評価方法。
【請求項４】
前記吸光度Ａ
Ｔ０
又はＡ
Ｔ１
に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する工程を更に含む請求項１又は２に記載の評価方法。
【請求項５】
トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の水素化反応及び脱水素化反応における反応状態を評価する評価装置であって、
時点Ｔ０の特定波長における前記溶液の吸光度Ａ
Ｔ０
と、
所定時間経過後の時点Ｔ１の前記特定波長における前記溶液の吸光度Ａ
Ｔ１
と、を測定する吸光度測定部と、
下記式（ｉ）により算出した吸光度差分ΔＡに基づき、
TIFF
2025030109000015.tif
25
169
（１）前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、及び２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下の波長域における１の波長乃至波長域であり、かつ
（１ａ）吸光度差分ΔＡが０超の場合に、脱水素化である、
（１ｂ）吸光度差分ΔＡが０であるの場合に、平衡状態である、若しくは
（１ｃ）吸光度差分ΔＡが０未満の場合に、水素化である、と評価する；又は
（２）前記特定波長が、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１の波長乃至波長域であり、かつ
（２ａ）吸光度差分ΔＡが０超の場合に、水素化である、
（２ｂ）吸光度差分ΔＡが０であるの場合に、平衡状態である、若しくは
（２ｃ）吸光度差分ΔＡが０未満の場合に、脱水素化である、と評価する評価部と、
を有することを特徴とする評価装置。
【請求項６】
前記評価部が、前記吸光度差分ΔＡの絶対値が所定値以上である場合に、反応の進行度合いが高いと評価する請求項５に記載の評価装置。
【請求項７】
前記特定波長が、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１の波長乃至波長域である請求項５又は６に記載の評価装置。
【請求項８】
前記吸光度Ａ
Ｔ０
又はＡ
Ｔ１
に基づき、予め記録された検量線に基づいて前記トルエンの濃度ｔと前記メチルシクロヘキサンの濃度ｍとの濃度比ｔ：ｍを算出する濃度比算出部を更に有する請求項５又は６に記載の評価装置。
【請求項９】
前記吸光度測定部が、測定セルと、前記測定セルに収容された前記溶液に前記特定波長の光線を照射する光源と、前記溶液を透過した透過光の吸光度を測定する吸光度検出器と、を有する請求項５又は６に記載の評価装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、評価方法、及び評価装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
脱炭素型エネルギーとして、水素エネルギーの利用が推進されている。
水素は、気体のままではエネルギー密度が小さく運搬しにくいため、水素の貯蔵及び輸送技術として、例えば、水素とトルエンとを反応させて水素貯蔵体としてのメチルシクロヘキサンを合成し、メチルシクロヘキサンを輸送し、メチルシクロヘキサンから脱水素して水素を取り出す、有機ハイドライト方式と呼ばれる技術が報告されている（例えば、特許文献１など参照）。
【０００３】
メチルシクロヘキサンの合成反応、又は脱水素反応におけるトルエンとメチルシクロヘキサンとの濃度比を求める方法としては、合成後の反応溶液をガスクロマトグラフィーなどの質量分析装置で測定して、反応溶液中のトルエンとメチルシクロヘキサンの濃度を求め、両者の濃度から転化率を算出する方法が知られている（例えば、特許文献２など参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－０９５３２９号公報
特開２０２０－１５９７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術の前記ガスクロマトグラフィーによる測定方法では、測定試料における測定対象の成分濃度が十分に小さいことが要求されるため、測定試料をサンプリングし、溶媒で十分に希釈し、ガスクロマトグラフィー装置に呈する必要がある。したがって、従来技術の測定方法は、測定精度が高いものの、広い濃度範囲でリアルタイムに濃度を測定することができず、自動化が困難であるという問題がある。
【０００６】
一方で、メチルシクロヘキサンの合成や水素取り出しをモニタし、その条件を最適化する観点から、メチルシクロヘキサンの合成反応又は脱水素化反応が進行した際に、その可逆反応が、水素化反応、及び脱水素化反応のいずれの状態にあるか評価することが求められている。
【０００７】
本開示は、トルエン乃至メチルシクロヘキサン含有溶液の水素化反応及び脱水素化反応における反応状態をリアルタイムで評価することができる評価方法、及び評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するための手段としての、本開示の一態様による評価方法は、トルエン乃至メチルシクロヘキサンを含有する溶液の水素化反応及び脱水素化反応における反応状態を評価する評価方法であって、
時点Ｔ０の特定波長における前記溶液の吸光度Ａ
Ｔ０
と、
Ｔ１時間経過後の前記特定波長における前記溶液の吸光度Ａ
Ｔ１
と、を測定する工程と、
下記式（ｉ）により算出した吸光度差分ΔＡに基づき、
TIFF
2025030109000002.tif
25
169
（１）前記特定波長が、１１２０ｎｍ以上１１４０ｎｍ以下、１６２０ｎｍ以上１６８０ｎｍ以下、及び２１５０ｎｍ以上２１８０ｎｍ以下の波長域における１の波長乃至波長域であり、かつ
（１ａ）吸光度差分ΔＡが０超の場合に、脱水素化である、
（１ｂ）吸光度差分ΔＡが０であるの場合に、平衡状態である、若しくは
（１ｃ）吸光度差分ΔＡが０未満の場合に、水素化である、と評価する；又は
（２）前記特定波長が、１１９０ｎｍ以上１２３０ｎｍ以下、１７３０ｎｍ以上１８５０ｎｍ以下、１８００ｎｍ以上２０５０ｎｍ以下、及び２３６０ｎｍ以上２４２０ｎｍ以下の波長域における１の波長乃至波長域であり、かつ
（２ａ）吸光度差分ΔＡが０超の場合に、水素化である、
（２ｂ）吸光度差分ΔＡが０であるの場合に、平衡状態である、若しくは
（２ｃ）吸光度差分ΔＡが０未満の場合に、脱水素化である、と評価する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、トルエン乃至メチルシクロヘキサン含有溶液の水素化反応及び脱水素化反応における反応状態をリアルタイムで評価することができる評価方法、及び評価装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
１０００ｎｍ～２５００ｎｍにおけるトルエンとメチルシクロヘキサンの濃度比と吸光度との関係を示すグラフである。
トルエンとメチルシクロヘキサンの濃度比と吸光度と決定係数との関係を示すグラフである。
トルエンとメチルシクロヘキサンの濃度比と吸光度との傾きの関係を示すグラフである。
第１の実施形態における評価方法の一例を示すフローチャートである。
第２の実施形態における評価方法の一例を示すフローチャートである。
第３の実施形態における評価装置の一例を示す概略図である。
第４の実施形態における評価装置の一例を示す概略図である。
第３の実施形態における評価装置の他の例を示す概略図である。
第３の実施形態における評価装置の他の例を示す概略図である。
第３の実施形態における評価装置の他の例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許