JP2000256001A - 触媒作用下での自熱式水蒸気改質法 - Google Patents
触媒作用下での自熱式水蒸気改質法Info
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Abstract
された酸化剤で供給材料を部分的に酸化し、メンブレン
の透過側に配置された水蒸気改質触媒の存在下に供給材
料水蒸気改質することを含む、炭化水素供給材料から水
素及び/または一酸化炭素が豊富なガスを製造する方法
であって、触媒の水蒸気改質活性が、少なくとも、触媒
床の入口領域において低められている上記方法。
Description
の触媒作用による自熱式水蒸気改質法に関する。詳しく
は、本発明は、メンブレンを用いることにより、反応す
るプロセスガスに酸素を供給する公知の自熱式触媒作用
水蒸気改質法の改善に関わる。
レンを備えた反応器を合成ガス製造に使用できることは
当業界において公知である(例えば、国際特許出願公開
第98/48921号)。
素を用いてメンブレン反応器中で製造される。合成ガス
の製造は以下の三つの反応式によって表すことができ
る。
500 〜800 ℃である。メンブレンの合成ガス側の圧力は
雰囲気圧〜90bar の範囲であり、空気側の圧力は雰囲気
圧〜26bar の範囲である。
型的には、反応器の出口では平衡状態に近い。
活性度を有するかまたは水蒸気改質活性度を持たない触
媒を自熱式反応器の少なくとも頂部に用い、かつ反応器
中の温度勾配を制御すると、公知のメンブレン自熱式触
媒作用水蒸気改質方法が改善される。
て供給される酸化剤で供給材料を部分的に酸化し、メン
ブレンの透過側に配置される水蒸気改質触媒の存在下に
供給材料を水蒸気改質することを含む、炭化水素供給材
料から水素及び/または一酸化炭素を豊富に含むガスを
製造する方法であって、水蒸気改質反応に対する触媒の
活性が、少なくとも、触媒床の入口領域において低めら
れている上記方法に関する。
に例示する。
てメタンを使用する)を含む供給材料4は、メンブレン
6の透過側6a の所で反応器2に入る。メンブレンのこ
の透過側の区画には水蒸気改質触媒及び/または部分酸
化触媒8が充填される。供給口では、触媒の活性度は頂
部層8a において、触媒床の残りの部分における触媒活
性度と比較して低められる。固定式に配置する代わり
に、触媒はメンブレンの透過側に直接担持させてもよい
(図示せず)。
して空気を使用する)は、メンブレンの反対側の所で反
応器に入る。酸素を移動できる適当なメンブレン材料は
当業界において公知である。酸素イオンが可動成分であ
る場合は、電子が反対の方向にメンブレン中を移動し
て、電子的中性が保証される。酸素の流れは酸素分圧の
差異に複雑に依存する。
度を持たない場合は、この触媒は酸化触媒として働く。
業が可能となり、その結果、熱交換領域が小さくなりか
つ燃料の燃焼が減ずる。 ・必要とされるメンブレン領域がより小さくなる。
当業界において公知である。低められた改質活性度を有
する水蒸気改質触媒は、触媒作用を有する材料を少なめ
にキャリア材料に含浸するか及び/または触媒活性材料
の活性度を低減するプロモータ化合物を添加することに
よって得ることができる。これらの触媒製造法及び低め
られた水蒸気改質活性度を有する触媒も当業界において
公知である。
有する触媒は、触媒にプロモータを添加して耐炭素性を
高め及び触媒の水蒸気改質活性度を低めることによっ
て、より低い水蒸気:炭素比において炭素を形成させず
に作業することを可能にする。メンブレンを通して酸素
を供給して公知の触媒作用自熱式水蒸気改質器を運転す
る場合、供給ガスの水蒸気改質平衡温度は、通常の反応
器の供給ガス入口温度よりも低い。それによって、供給
ガスが触媒と接触すると直ぐに、水蒸気改質反応が進行
する。水蒸気改質反応は吸熱性が高いために、ガス入口
温度と比較して、ガス及び触媒の温度の低下が観測され
る。
し、そして或る温度(To ) 以下では酸素流は実施的にゼ
ロになる。
通る酸素流は、高い水蒸気改質活性度を持つ触媒が配置
された反応器中では少なくなる。これは以下の二つの結
果のいずれかを招く。 a) 反応器中の温度が、それ以下ではメンブレンを通る
酸素流が無いに等しい程度になるレベルまで低下する。
これを避けるための唯一の手段は、供給物の入口温度を
高めることである。 b) 供給ガスの温度での酸素流と比較して、酸素流が低
減する。
質活性を有するかもしくは水蒸気改質活性を持たない触
媒を使用して行う本発明方法によって、上記の温度の低
下は無くなるかあるいはその程度がずっと小さくなる。
その結果、温度をT0に近いレベルまで下げることができ
るか、またはメンブレン領域を小さくすることができ
る。なぜならば、酸素がより高い(平均)温度でメンブ
レンを通って移動するからである。
の原理を示す図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 メンブレンを透過することによって供給
された酸化剤で供給材料を部分的に酸化し、メンブレン
の透過側に配置された水蒸気改質触媒の存在下に供給材
料を水蒸気改質することを含む、炭化水素供給材料から
水素及び/または一酸化炭素が豊富なガスを製造する方
法であって、水蒸気改質反応に対する触媒の活性が、少
なくとも、触媒床の入口領域において低められている上
記方法。 - 【請求項2】 上記入口領域での水蒸気改質に対する触
媒活性がゼロにまで低められている、請求項1の方法。 - 【請求項3】 上記入口領域での触媒が、炭化水素供給
材料の酸化に対して活性を持つ、請求項2の方法。 - 【請求項4】 触媒が固定床に配置されている、請求項
1の方法。 - 【請求項5】 触媒がメンブレン上に担持されている、
請求項1の方法。
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