JP2003144928A - Catalyst for manufacturing urban gas raw material and method for manufacturing urban gas raw material - Google Patents

Catalyst for manufacturing urban gas raw material and method for manufacturing urban gas raw material

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JP2003144928A
JP2003144928A JP2001345816A JP2001345816A JP2003144928A JP 2003144928 A JP2003144928 A JP 2003144928A JP 2001345816 A JP2001345816 A JP 2001345816A JP 2001345816 A JP2001345816 A JP 2001345816A JP 2003144928 A JP2003144928 A JP 2003144928A
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Japan
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catalyst
raw material
gas raw
dimethyl ether
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JP2001345816A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Shikada
勉 鹿田
Yasuhiro Mogi
康弘 茂木
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a catalyst capable of forming methane in a high yield to obtain an urban gas raw material containing methane in a high concentration, and a method for manufacturing the same. SOLUTION: The catalyst contains at least one kind of an element selected from the group consisting of iron, cobalt, silver, copper, molybdenum, platinum, palladium, rhodium and iridium and forms the urban gas raw material from mixed gas containing dimethyl ether and steam. The method for manufacturing the urban gas raw material using the catalyst is also disclosed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ジメチルエーテル
と水蒸気が含まれる混合ガスからメタンを主成分とする
都市ガス原料を生成させる触媒およびそれを用いた都市
ガス原料の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst for producing a city gas raw material containing methane as a main component from a mixed gas containing dimethyl ether and steam, and a method for producing a city gas raw material using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ジメチルエーテルを原料として都
市ガス原料を製造する方法は以下のものが知られてい
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, the following methods are known for producing city gas raw materials from dimethyl ether.

【0003】特開2000−336381号公報には、
ジメチルエーテルを水蒸気の共存下に触媒に接触させて
改質し、主としてメタンを含むガスを生成させることを
特徴とする都市ガス原料の製造方法が開示されている。
また、同公報には触媒として、従来炭化水素の改質用と
して知られているルテニウムを含む触媒やニッケルを含
む触媒を使用できることが記載されている。
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-336381 discloses that
Disclosed is a method for producing a city gas raw material, which comprises contacting a catalyst with dimethyl ether in the presence of water vapor to reform the catalyst to produce a gas mainly containing methane.
Further, it is described in the publication that a catalyst containing ruthenium or a catalyst containing nickel which is conventionally known for reforming hydrocarbons can be used as the catalyst.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開2
000−336381号公報に開示された方法では、ジ
メチルエーテルのメタンへの反応率が小さく、また生成
ガス中のメタンの割合が少ないために、複数の反応器を
直列に接続して反応率を増加させたり、後段にメタン化
反応器を接続してメタンの割合を上昇させたりする必要
があるなどの問題があった。
[Patent Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
In the method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 000-336381, the reaction rate of dimethyl ether to methane is small and the proportion of methane in the produced gas is small. Therefore, a plurality of reactors are connected in series to increase the reaction rate. There was also a problem that it was necessary to connect a methanation reactor in the latter stage to increase the proportion of methane.

【0005】本発明は、上記従来の問題点を解決し、高
い収率でメタンを生成させ、高濃度のメタンを含む都市
ガス原料を得ることができる触媒および製造方法を提供
することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to provide a catalyst and a production method capable of producing methane at a high yield and obtaining a city gas raw material containing a high concentration of methane. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決すべく鋭意検討の結果、鉄、コバルト、銀、銅、モリ
ブデン、白金、パラジウム、ロジウムおよびイリジウム
よりなる群から選択される1種または2種以上を含有す
る触媒が、ジメチルエーテルと水蒸気が含まれる混合ガ
スから効率よくメタンを主体とする都市ガス原料を生成
させうることを見出して本発明を完成することができ
た。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present invention is one selected from the group consisting of iron, cobalt, silver, copper, molybdenum, platinum, palladium, rhodium and iridium. Further, the inventors have found that a catalyst containing two or more kinds can efficiently produce a city gas raw material mainly containing methane from a mixed gas containing dimethyl ether and steam, and thus the present invention can be completed.

【0007】すなわち、本発明は、鉄、コバルト、銀、
銅、モリブデン、白金、パラジウム、ロジウムおよびイ
リジウムよりなる群から選択される1種または2種以上
を含有することを特徴とする、ジメチルエーテルと水蒸
気が含まれる混合ガスから都市ガス原料を生成させる触
媒と、ジメチルエーテルと水蒸気が含まれる混合ガスに
前記触媒を接触させることを特徴とする都市ガス原料の
製造方法に関するものである。
That is, the present invention relates to iron, cobalt, silver,
A catalyst for producing a city gas raw material from a mixed gas containing dimethyl ether and water vapor, which contains one or more selected from the group consisting of copper, molybdenum, platinum, palladium, rhodium and iridium. The present invention relates to a method for producing a city gas raw material, which comprises bringing the catalyst into contact with a mixed gas containing dimethyl ether and steam.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の触媒は、鉄、コバルト、
銀、銅、モリブデン、白金、パラジウム、ロジウムおよ
びイリジウムの金属および/または化合物から選択され
る1種または2種以上を活性成分として含有するもので
ある。鉄の化合物としては鉄の酸化物が好ましく、鉄の
酸化物はFeO、Fe23およびFe34である。コバ
ルトの化合物としてはコバルトの酸化物が好ましく、コ
バルトの酸化物はCoO、Co 23およびCo34であ
る。銀の化合物としては銀の酸化物が好ましく、銀の酸
化物はAg2Oである。銅の化合物としては銅の酸化物
が好ましく、銅の酸化物はCuOおよびCu2Oであ
る。モリブデンの化合物としてはモリブデンの酸化物が
好ましく、モリブデンの酸化物はMoO3である。白金
の化合物としては白金の酸化物、塩化物が好ましく、白
金の酸化物はPtO2であり、また塩化物はPtCl4
ある。パラジウムの化合物としてはパラジウムの酸化
物、塩化物が好ましく、パラジウムの酸化物はPdOで
あり、また塩化物はPdCl2である。ロジウムの化合
物としてはロジウムの酸化物、塩化物が好ましく、ロジ
ウムの酸化物はRh23であり、また塩化物はRhCl
3である。イリジウムの化合物としてはイリジウムの酸
化物、塩化物が好ましく、イリジウムの酸化物はIr2
3であり、また塩化物はIrCl3である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The catalyst of the present invention comprises iron, cobalt,
Silver, copper, molybdenum, platinum, palladium, rhodium and
And iridium metal and / or compound
Containing one or more of the following as an active ingredient
is there. As the iron compound, iron oxide is preferable,
Oxides are FeO and Fe2O3And Fe3OFourIs. Koba
The cobalt compound is preferably a cobalt oxide,
Baltic oxides are CoO and Co 2O3And Co3OFourAnd
It As the silver compound, silver oxide is preferable, and silver acid is preferable.
Compound is Ag2It is O. Copper oxide as a copper compound
Is preferred, and the oxide of copper is CuO and Cu.2Is O
It As a molybdenum compound, molybdenum oxide is
Preferably, the oxide of molybdenum is MoO3Is. platinum
Platinum oxides and chlorides are preferred as compounds of
Gold oxide is PtO2And chloride is PtClFourso
is there. Oxidation of palladium as a compound of palladium
And the chloride is preferable, and the oxide of palladium is PdO.
Yes, and chloride is PdCl2Is. Rhodium compound
Rhodium oxides and chlorides are preferable
The oxide of um is Rh2O3And chloride is RhCl
3Is. Iridium acid as a compound of iridium
And chloride are preferable, and the oxide of iridium is Ir.2
O3And chloride is IrCl3Is.

【0009】これら鉄、コバルト、銀、銅、モリブデ
ン、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウムの金属お
よび/または化合物から選択される1種または2種以上
を含有する触媒は、触媒担体に担持させて使用すること
ができる。好ましい触媒担体としては、アルミナ、シリ
カゲル、シリカ・アルミナ、ゼオライト、チタニア、ジ
ルコニアなどの酸化物であるが、なかでもアルミナが都
市ガス原料収率が高いので好ましい。
The catalyst containing one or more selected from the metals and / or compounds of iron, cobalt, silver, copper, molybdenum, platinum, palladium, rhodium and iridium is used by being supported on a catalyst carrier. can do. Preferred catalyst carriers are oxides of alumina, silica gel, silica-alumina, zeolite, titania, zirconia, etc. Of these, alumina is preferable because it has a high city gas raw material yield.

【0010】触媒中の活性成分が鉄、コバルト、銀、
銅、モリブデンである場合のこれらの含有率(化合物の
場合その重量であって、2種以上の場合は合計量)は約
0.5〜99.5重量%、好ましくは1〜99重量%で
ある。鉄、コバルト、銀、銅、モリブデンの含有率が約
0.5重量%未満および99.5重量%以上であると、
都市ガス原料の収率が低下する。触媒中のジメチルエー
テルと水蒸気を反応させてメタンを生成させる活性成分
におけるこれらの金属や化合物の含有率は2重量%以
上、好ましくは3重量%以上である。
The active components in the catalyst are iron, cobalt, silver,
In the case of copper and molybdenum, their content (in the case of a compound, the weight thereof, and in the case of two or more kinds, the total amount) is about 0.5 to 99.5% by weight, preferably 1 to 99% by weight. is there. When the content of iron, cobalt, silver, copper, and molybdenum is less than about 0.5% by weight and 99.5% by weight or more,
The yield of city gas feedstock is reduced. The content of these metals and compounds in the active component that reacts dimethyl ether in the catalyst with water vapor to generate methane is 2% by weight or more, preferably 3% by weight or more.

【0011】また、触媒中の活性成分が白金、パラジウ
ム、ロジウム、イリジウムである場合のこれらの含有率
は約0.01〜20重量%、好ましくは0.05〜10
重量%である。白金、ロジウム、イリジウムの含有率が
約0.01重量%未満および20重量%以上であると、
都市ガス原料の収率が低下する。
When the active component in the catalyst is platinum, palladium, rhodium or iridium, their content is about 0.01 to 20% by weight, preferably 0.05 to 10% by weight.
% By weight. When the contents of platinum, rhodium and iridium are less than about 0.01% by weight and 20% by weight or more,
The yield of city gas feedstock is reduced.

【0012】触媒中のジメチルエーテルと水蒸気を反応
させてメタンを生成させる活性成分におけるこれらの金
属や化合物の含有率は0.1重量%以上、好ましくは
0.2重量%以上である。
The content of these metals and compounds in the active component for reacting dimethyl ether in the catalyst with water vapor to produce methane is 0.1% by weight or more, preferably 0.2% by weight or more.

【0013】また、本発明の触媒には、鉄、コバルト、
銀、銅、モリブデン、白金、パラジウム、ロジウム、イ
リジウムのほかに他の金属あるいは化合物を併せて用い
ることができる。他の金属および化合物の例としてはク
ロム、マンガン、タングステン、亜鉛、鉛、スズ、アン
チモン、ビスマス、ランタン、セリウムの金属および/
または化合物を挙げることができる。化合物は酸化物、
炭酸塩、硫酸塩、塩化物等である。これらの金属および
化合物は単独で用いるほか2種類以上を混合して用いる
こともできる。これら第3成分の含有率は30重量%で
あり、含有させる場合は、通常1〜20重量%である。
The catalyst of the present invention includes iron, cobalt,
In addition to silver, copper, molybdenum, platinum, palladium, rhodium and iridium, other metals or compounds can be used together. Examples of other metals and compounds include chromium, manganese, tungsten, zinc, lead, tin, antimony, bismuth, lanthanum, cerium metals and / or
Or a compound can be mentioned. The compound is an oxide,
Carbonate, sulfate, chloride and the like. These metals and compounds may be used alone or in combination of two or more. The content of these third components is 30% by weight, and when contained, it is usually 1 to 20% by weight.

【0014】この触媒の製造には、この種の触媒の一般
的な調製方法が適用できる。例えば触媒の製造用原料
は、鉄、コバルト、銀、銅、モリブデン、白金、パラジ
ウム、ロジウム、イリジウムの化合物として、それぞれ
の硝酸塩、炭酸塩、ハロゲン化物、酸アンモニウム塩等
の無機酸塩および酢酸塩、シュウ酸塩など有機酸塩が使
用される。また、触媒担体への担持操作には、通常の沈
殿法、混練法、含浸法およびイオン交換法が利用でき
る。
For the production of this catalyst, the general methods for preparing this type of catalyst can be applied. For example, the raw material for producing the catalyst is a compound of iron, cobalt, silver, copper, molybdenum, platinum, palladium, rhodium, or iridium, and its respective inorganic salt such as nitrate, carbonate, halide, acid ammonium salt and acetate. , Organic acid salts such as oxalate are used. Further, for the loading operation on the catalyst carrier, a usual precipitation method, kneading method, impregnation method and ion exchange method can be used.

【0015】このようにして調製された触媒にジメチル
エーテルと水蒸気が含まれる混合ガスを接触させること
により、ジメチルエーテルが分解してメタンを生成し
((1)式)、高収率で都市ガス原料を得ることができ
る。 2CH3OCH3 → 3CH4+CO2 (1)
By bringing the mixed gas containing dimethyl ether and water vapor into contact with the catalyst thus prepared, dimethyl ether is decomposed to produce methane (Equation (1)), and the city gas raw material can be produced in high yield. Obtainable. 2CH 3 OCH 3 → 3CH 4 + CO 2 (1)

【0016】本発明による都市ガス原料の製造において
は、原料のジメチルエーテルとともに水蒸気を供給す
る。供給する水蒸気は原料のジメチルエーテルに対し
0.1〜5モル倍、好ましくは0.2〜3モル倍であ
る。この原料ガスには、ジメチルエーテルと水蒸気以外
の成分も含むことができる。その他の成分としては反応
に不活性なガス、例えば窒素、不活性ガス等を含むこと
ができる。これらの含有量は30容量%以下が適当であ
り、これより多くなると反応速度の低下が問題となる。
一方、空気(酸素)はジメチルエーテルが燃焼してしま
うのでなるべく排除したほうがよく、許容含有量は空気
として5%以下である。
In the production of the city gas raw material according to the present invention, steam is supplied together with the raw material dimethyl ether. The amount of water vapor supplied is 0.1 to 5 mole times, preferably 0.2 to 3 mole times, relative to the raw material dimethyl ether. The raw material gas may contain components other than dimethyl ether and water vapor. Other components may include a gas inert to the reaction, such as nitrogen or an inert gas. It is appropriate that the content of these is 30% by volume or less, and if it is more than 30% by volume, the decrease in reaction rate becomes a problem.
On the other hand, air (oxygen) should be removed as much as possible because dimethyl ether burns, and the allowable content is 5% or less as air.

【0017】反応温度は、活性成分が鉄、コバルト、
銀、銅、モリブデンの場合には200〜650℃、好ま
しくは250〜550℃であり、白金、パラジウム、ロ
ジウム、イリジウムの場合には200〜600℃、好ま
しくは250〜500℃である。反応温度が200℃よ
り低くても、また650℃あるいは600℃より高くて
も高いジメチルエーテル転化率が得られず、都市ガス原
料の収率が低下するので好ましくない。
The reaction temperature is such that the active ingredients are iron, cobalt,
In the case of silver, copper and molybdenum, it is 200 to 650 ° C, preferably 250 to 550 ° C, and in the case of platinum, palladium, rhodium and iridium, it is 200 to 600 ° C, preferably 250 to 500 ° C. If the reaction temperature is lower than 200 ° C. or higher than 650 ° C. or 600 ° C., a high dimethyl ether conversion cannot be obtained and the yield of the city gas raw material is lowered, which is not preferable.

【0018】反応圧力は常圧〜20kg/cm2が好ま
しい。反応圧力が20kg/cm2より高いとジメチル
エーテル転化率が低下する。
The reaction pressure is preferably atmospheric pressure to 20 kg / cm 2 . When the reaction pressure is higher than 20 kg / cm 2 , the conversion rate of dimethyl ether decreases.

【0019】空間速度(触媒1m3あたりの標準状態に
おける混合ガスの供給速度m3/h)は、1000〜3
0000m3/m3・hが好ましい。空間速度が3000
0m3/m3・hより大きいとジメチルエーテル転化率が
低くなり、また1000m3/m3・hより小さいと反応
器が極端に大きくなって経済的でない。
The space velocity (feed rate m 3 / h of the mixed gas in a standard state per 1 m 3 of catalyst) is 1000 to 3
0000 m 3 / m 3 · h is preferable. Space velocity is 3000
If it is larger than 0 m 3 / m 3 · h, the conversion rate of dimethyl ether is low, and if it is smaller than 1000 m 3 / m 3 · h, the reactor becomes extremely large, which is not economical.

【0020】なお、本発明の方法においては、固定床、
流動床のいずれの装置を用いてもよい。
In the method of the present invention, a fixed bed,
Any device of the fluidized bed may be used.

【0021】ところで、都市ガスはガス事業法によって
ウォッペ指数と燃焼速度が規制されている。本発明の方
法で得られる生成ガスは、比較的多量の炭酸ガスが含ま
れていて、そのままでは都市規格に適合しないのでこれ
を除去する必要がある。
Incidentally, the Wappe index and the burning rate of city gas are regulated by the Gas Business Law. The product gas obtained by the method of the present invention contains a relatively large amount of carbon dioxide gas, and as it is, it does not comply with the city standard.

【0022】炭酸ガスの除去は如何なる方法で行っても
よいが、実績のある次に示す方法の何れかが好適に採用
される。アルカノールアミン水溶液または熱炭酸カリウ
ム水溶液によって吸収させる。何れの反応も可逆であ
り、吸収液の再生が可能である。圧力スイング法による
吸着シリカゲル、モレキュラーシーブ、活性炭などに高
圧下にCO2を吸着させ、常圧下または減圧下にCO2
脱着させる。分離膜による選択的な分離CO2の透過係
数が大きい膜、例えばポリイミド膜、セルロースエステ
ル膜、ポリスルフォン膜等によって、CH4とCO2との
混合ガスからCO 2のみを選択的に分離し得る。
Carbon dioxide can be removed by any method
Good, but one of the following proven methods is suitable
To be done. Alkanolamine aqueous solution or hot potassium carbonate
Absorb with aqueous solution. Both reactions are reversible
The absorption liquid can be regenerated. By pressure swing method
High for adsorption silica gel, molecular sieve, activated carbon, etc.
CO under pressure2Is adsorbed and CO2To
Desorb. Selective separation CO by separation membrane2Transparency
Large number of membranes, such as polyimide membrane, cellulose ester
CH with a poly film, polysulfone film, etc.FourAnd CO2With
CO from mixed gas 2Only can be selectively separated.

【0023】二酸化炭素の除去のほか、含まれている一
酸化炭素、水素および二酸化炭素に対してメタン化を施
し発熱量の増大化を行うこともできる。このCO、CO
2、H2のメタン化には特公昭57−24835号公報に
記載されているニッケルやコバルト(Co)を含む触媒
やルテニウム(Ru)を含む触媒のほか、特公昭63−
8810号に開示されているアルミナとニッケルと酸化
バリウム(BaO)を含む触媒が好適に使用される。な
お、メタン化は二酸化炭素の除去前または除去後の何れ
に行ってもよく、その順序は問わない。
In addition to removing carbon dioxide, carbon monoxide, hydrogen and carbon dioxide contained can be methanated to increase the calorific value. This CO, CO
2 , for methanation of H 2 , in addition to the catalyst containing nickel and cobalt (Co) and the catalyst containing ruthenium (Ru) described in JP-B-57-24835, JP-B-63-
The catalyst containing alumina, nickel and barium oxide (BaO) disclosed in 8810 is preferably used. The methanation may be performed before or after removing carbon dioxide, and the order thereof is not limited.

【0024】本発明の方法で得られる生成ガスは、炭酸
ガスを除去してもまだ発熱量が不足しているので、LP
Gやジメチルエーテル等を添加して発熱量を高めて都市
ガスの規格に適合させる。
Since the product gas obtained by the method of the present invention still lacks the calorific value even if the carbon dioxide gas is removed,
Add G or dimethyl ether to increase the calorific value to meet the city gas standard.

【0025】[0025]

【実施例】I.触媒の調製 実施例1 硝酸鉄(Fe(NO33・9H2O)75.9gをイオ
ン交換水約300mlに溶解させ、さらにこの水溶液に
γ−アルミナ(触媒学会,『ALO−4』)85gを投
入し、蒸発乾固した。そして、このものを空気中、12
0℃で24時間乾燥し、さらに空気中、500℃で3時
間焼成して触媒を得た。得られた触媒の組成は、Fe2
3:Al23=15:85(重量比)であった。
EXAMPLE I. Preparation Example 1 iron nitrate catalyst (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O) 75.9g was dissolved in deionized water to about 300 ml, further to the aqueous solution γ- alumina (Catalysis Society, "ALO-4") 85 g was added and evaporated to dryness. And this thing in the air, 12
It was dried at 0 ° C. for 24 hours and further calcined in air at 500 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst was Fe 2
O 3 : Al 2 O 3 = 15: 85 (weight ratio).

【0026】実施例2 硝酸鉄(Fe(NO33・9H2O)50.6gと硝酸
クロム(Cr(NO3 3・9H2O)26.3gとをイ
オン交換水約300mlに溶解させ、さらにこの水溶液
にγ−アルミナ(触媒学会,『ALO−4』)85gを
投入し、蒸発乾固した。そして、このものを空気中、1
20℃で24時間乾燥し、さらに空気中、500℃で3
時間焼成して触媒を得た。得られた触媒の組成は、Fe
23:Cr23:Al23=10:5:85(重量比)
であった。
Example 2 Iron nitrate (Fe (NO3)3・ 9H2O) 50.6 g and nitric acid
Chrome (Cr (NO3) 3・ 9H2O) 26.3 g
Dissolve in about 300 ml of on-exchanged water, and then add this aqueous solution
Gamma-alumina (catalysis society, "ALO-4") 85g
It was charged and evaporated to dryness. And this thing in the air, 1
Dry at 20 ° C for 24 hours and then in air at 500 ° C for 3 hours.
It was calcined for an hour to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is Fe
2O3: Cr2O3: Al2O3= 10: 5: 85 (weight ratio)
Met.

【0027】実施例3 硝酸コバルト(Co(NO33・6H2O)36.3g
をイオン交換水約300mlに溶解させ、さらにこの水
溶液にγ−アルミナ(触媒学会,『ALO−4』)85
gを投入し、蒸発乾固した。そして、このものを空気
中、120℃で24時間乾燥し、さらに空気中、500
℃で3時間焼成して触媒を得た。得られた触媒の組成
は、Co23:Al23=10:90(重量比)であっ
た。
Example 3 36.3 g of cobalt nitrate (Co (NO 3 ) 3 .6H 2 O)
Was dissolved in about 300 ml of ion-exchanged water, and γ-alumina (Catalyst Society, “ALO-4”) 85 was added to this aqueous solution.
g, and evaporated to dryness. Then, this was dried in air at 120 ° C. for 24 hours, and further dried in air at 500
The catalyst was obtained by calcining at ℃ for 3 hours. The composition of the obtained catalyst was Co 2 O 3 : Al 2 O 3 = 10: 90 (weight ratio).

【0028】実施例4 硝酸銀(Ag(NO3))7.3gをイオン交換水約3
00mlに溶解させ、さらにこの水溶液にγ−アルミナ
(触媒学会,『ALO−4』)95gを投入し、蒸発乾
固した。そして、このものを空気中、120℃で24時
間乾燥し、さらに空気中、500℃で3時間焼成して触
媒を得た。得られた触媒の組成は、Ag2O:Al23
=5:95(重量比)であった。
Example 4 7.3 g of silver nitrate (Ag (NO 3 )) was added to about 3 parts of deionized water.
It was dissolved in 00 ml, and further 95 g of γ-alumina (Catalytic Society of Japan, “ALO-4”) was added to this aqueous solution and evaporated to dryness. Then, this was dried in air at 120 ° C. for 24 hours and further calcined in air at 500 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst was Ag 2 O: Al 2 O 3
= 5: 95 (weight ratio).

【0029】実施例5 硝酸銅(Cu(NO32・3H2O)30.4gをイオ
ン交換水約300mlに溶解させ、さらにこの水溶液に
γ−アルミナ(触媒学会,『ALO−4』)90gを投
入し、蒸発乾固した。そして、このものを空気中、12
0℃で24時間乾燥し、さらに空気中、500℃で3時
間焼成して触媒を得た。得られた触媒の組成は、Cu
O:Al23=10:90(重量比)であった。
Example 5 30.4 g of copper nitrate (Cu (NO 3 ) 2 .3H 2 O) was dissolved in about 300 ml of deionized water, and γ-alumina was added to this aqueous solution (Catalysis Society of Japan, "ALO-4"). 90 g was added and evaporated to dryness. And this thing in the air, 12
It was dried at 0 ° C. for 24 hours and further calcined in air at 500 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst was Cu
O: Al 2 O 3 = 10: 90 (weight ratio).

【0030】実施例6 モリブデン酸アンモニウム((NH46MoO24・4H
2O)12.3gをイオン交換水約300mlに溶解さ
せ、さらにこの水溶液にγ−アルミナ(触媒学会,『A
LO−4』)90gを投入し、蒸発乾固した。そして、
このものを空気中、120℃で24時間乾燥し、さらに
空気中、500℃で3時間焼成して触媒を得た。得られ
た触媒の組成は、MoO3:Al23=10:90(重
量比)であった。
[0030] Example 6 ammonium molybdate ((NH 4) 6 MoO 24 · 4H
2 O) of 12.3 g was dissolved in about 300 ml of ion-exchanged water, and this aqueous solution was further mixed with γ-alumina (Catalyst Society, “A
LO-4 ″) 90 g was added and the mixture was evaporated to dryness. And
This was dried in air at 120 ° C. for 24 hours, and further calcined in air at 500 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst was MoO 3 : Al 2 O 3 = 10: 90 (weight ratio).

【0031】実施例7 塩化白金(PtCl4)0.863gを10wt%の塩
酸水溶液約300mlに溶解させ、さらにこの水溶液に
γ−アルミナ(触媒学会,『ALO−4』)99.5g
を投入し、蒸発乾固した。そして、このものを空気中、
120℃で24時間乾燥し、さらに空気中、500℃で
3時間焼成した。ついで水素気流中、500℃で3時間
処理を行って触媒を得た。得られた触媒の組成は、P
t:Al23=0.5:99.5(重量比)であった。
Example 7 0.863 g of platinum chloride (PtCl 4 ) was dissolved in about 300 ml of a 10 wt% hydrochloric acid aqueous solution, and 99.5 g of γ-alumina (Catalytic Society, “ALO-4”) was added to this aqueous solution.
Was charged and evaporated to dryness. And this thing in the air,
It was dried at 120 ° C. for 24 hours and further calcined in air at 500 ° C. for 3 hours. Then, the mixture was treated in a hydrogen stream at 500 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the obtained catalyst is P
t: Al 2 O 3 = 0.5: 99.5 (weight ratio).

【0032】実施例8 塩化パラジウム(PdCl2)0.833gをイオン交
換水約300mlに溶解させ、さらにこの水溶液にγ−
アルミナ(触媒学会,『ALO−4』)99.5gを投
入し、蒸発乾固した。そして、このものを空気中、12
0℃で24時間乾燥し、さらに空気中、500℃で3時
間焼成した。ついで水素気流中、500℃で3時間処理
を行って触媒を得た。得られた触媒の組成は、Pd:A
23=0.5:99.5(重量比)であった。
Example 8 0.833 g of palladium chloride (PdCl 2 ) was dissolved in about 300 ml of ion-exchanged water, and γ-was added to this aqueous solution.
99.5 g of alumina (Catalyst Society, "ALO-4") was added and evaporated to dryness. And this thing in the air, 12
It was dried at 0 ° C. for 24 hours and further calcined in air at 500 ° C. for 3 hours. Then, the mixture was treated in a hydrogen stream at 500 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the resulting catalyst is Pd: A
l 2 O 3 = 0.5: it was 99.5 (weight ratio).

【0033】実施例9 硝酸ロジウム(Rh(NO33)1.40gをイオン交
換水約300mlに溶解させ、さらにこの水溶液にγ−
アルミナ(触媒学会,『ALO−4』)99.5gを投
入し、蒸発乾固した。そして、このものを空気中、12
0℃で24時間乾燥し、さらに空気中、500℃で3時
間焼成した。ついで水素気流中、500℃で3時間処理
を行って触媒を得た。得られた触媒の組成は、Rh:A
23=0.5:99.5(重量比)であった。
Example 9 1.40 g of rhodium nitrate (Rh (NO 3 ) 3 ) was dissolved in about 300 ml of deionized water, and γ-was added to this aqueous solution.
99.5 g of alumina (Catalyst Society, "ALO-4") was added and evaporated to dryness. And this thing in the air, 12
It was dried at 0 ° C. for 24 hours and further calcined in air at 500 ° C. for 3 hours. Then, the mixture was treated in a hydrogen stream at 500 ° C for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the resulting catalyst is Rh: A
l 2 O 3 = 0.5: it was 99.5 (weight ratio).

【0034】実施例10 塩化イリジウム(IrCl3)0.777gをイオン交
換水約300mlに溶解させ、さらにこの水溶液にγ−
アルミナ(触媒学会,『ALO−4』)99.5gを投
入し、蒸発乾固した。そして、このものを空気中、12
0℃で24時間乾燥し、さらに空気中、500℃で3時
間焼成した。ついで水素気流中、500℃で3時間処理
を行って触媒を得た。得られた触媒の組成は、Ir:A
23=0.5:99.5(重量比)であった。
Example 10 0.777 g of iridium chloride (IrCl 3 ) was dissolved in about 300 ml of deionized water, and γ-was added to this aqueous solution.
99.5 g of alumina (Catalyst Society, "ALO-4") was added and evaporated to dryness. And this thing in the air, 12
It was dried at 0 ° C. for 24 hours and further calcined in air at 500 ° C. for 3 hours. Then, the mixture was treated in a hydrogen stream at 500 ° C. for 3 hours to obtain a catalyst. The composition of the resulting catalyst is Ir: A
l 2 O 3 = 0.5: it was 99.5 (weight ratio).

【0035】II.反応方法 内径20mmのステンレス製反応管に所定量の上記触媒
を充填した。この反応管にジメチルエーテルと水蒸気を
所定量供給して、所定の温度で反応させた。以上の操作
により得られた反応生成物および未反応物はガスクロマ
トグラフにより分析した。
II. Reaction Method A stainless steel reaction tube having an inner diameter of 20 mm was filled with a predetermined amount of the above catalyst. Dimethyl ether and water vapor were supplied to the reaction tube in predetermined amounts and reacted at a predetermined temperature. The reaction products and unreacted products obtained by the above operation were analyzed by gas chromatography.

【0036】III.反応条件および実験結果 反応条件および実験結果を表1〜4に示す。III. Reaction conditions and experimental results The reaction conditions and experimental results are shown in Tables 1 to 4.

【0037】[0037]

【数1】 [Equation 1]

【0038】[0038]

【数2】 [Equation 2]

【0039】[0039]

【数3】 [Equation 3]

【0040】[0040]

【数4】 [Equation 4]

【0041】[0041]

【数5】 各速度の単位は全て[mol/g−cat・h][Equation 5] All units of each speed are [mol / g-cat · h]

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】[0043]

【表2】 [Table 2]

【0044】[0044]

【表3】 [Table 3]

【0045】[0045]

【表4】 [Table 4]

【0046】IV.都市ガスの製造 実施例1の触媒を用いて得られた生成ガスを脱炭酸し、
このガス85%にプロパン15%を添加して都市ガス規
格に合格するガスを製造した。このガスの組成を表5に
示す。
IV. Production of city gas The product gas obtained by using the catalyst of Example 1 is decarbonated,
85% of this gas was added with 15% of propane to produce a gas that passed the city gas standard. The composition of this gas is shown in Table 5.

【0047】[0047]

【表5】 [Table 5]

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明の触媒とこれを用いた都市ガス原
料の製造方法は、ジメチルエーテルと水蒸気が含まれる
混合ガスを、200〜650℃の温度で、鉄、コバル
ト、銀、銅、モリブデンの金属および/または化合物か
ら選択される1種または2種以上を含有する触媒また
は、白金、パラジウム、ロジウム、イリジウムの金属お
よび/または化合物から選択される1種または2種以上
と接触させることによって、高い都市ガス原料収率を得
ることができる効果を有する。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The catalyst of the present invention and the method for producing a city gas raw material using the same are used to prepare a mixed gas containing dimethyl ether and water vapor at a temperature of 200 to 650 ° C. By contacting with a catalyst containing one or more selected from metals and / or compounds, or one or more selected from metals and / or compounds of platinum, palladium, rhodium, iridium, It has an effect that a high city gas raw material yield can be obtained.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01J 23/46 311 B01J 23/50 M 23/50 23/72 M 23/72 23/86 M 23/75 C01B 3/40 23/86 3/32 Z C01B 3/40 B01J 23/74 301M C10L 3/10 311M // C01B 3/32 C10L 3/00 K Fターム(参考) 4G040 EA01 EA06 EC01 EC02 EC03 4G069 AA03 BA01B BB02A BB02B BC31A BC31B BC32A BC32B BC59A BC59B BC66A BC66B BC67A BC67B BC71A BC71B BC72A BC72B BC74A BC74B BC75A BC75B CC17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) B01J 23/46 311 B01J 23/50 M 23/50 23/72 M 23/72 23/86 M 23/75 C01B 3/40 23/86 3/32 Z C01B 3/40 B01J 23/74 301M C10L 3/10 311M // C01B 3/32 C10L 3/00 K F term (reference) 4G040 EA01 EA06 EC01 EC02 EC03 4G069 AA03 BA01B BB02A BB02B BC31A BC31B BC32A BC32B BC59A BC59B BC66A BC66B BC67A BC67B BC71A BC71B BC72A BC72B BC74A BC74B BC75A BC75B CC17

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 鉄、コバルト、銀、銅、モリブデン、白
金、パラジウム、ロジウムおよびイリジウムよりなる群
から選択される少なくとも1種を含有することを特徴と
する、ジメチルエーテルと水蒸気が含まれる混合ガスか
ら都市ガス原料を生成させる触媒
1. From a mixed gas containing dimethyl ether and water vapor, which contains at least one selected from the group consisting of iron, cobalt, silver, copper, molybdenum, platinum, palladium, rhodium and iridium. Catalyst for producing city gas feedstock
【請求項2】 ジメチルエーテルと水蒸気が含まれる混
合ガスに請求項1記載の触媒を接触させることを特徴と
する都市ガス原料の製造方法
2. A method for producing a city gas raw material, which comprises contacting the catalyst according to claim 1 with a mixed gas containing dimethyl ether and steam.
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