JP2003292974A - Method for desulfurizing hydrocarbon containing organic sulfur compound - Google Patents

Method for desulfurizing hydrocarbon containing organic sulfur compound

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JP2003292974A
JP2003292974A JP2002094913A JP2002094913A JP2003292974A JP 2003292974 A JP2003292974 A JP 2003292974A JP 2002094913 A JP2002094913 A JP 2002094913A JP 2002094913 A JP2002094913 A JP 2002094913A JP 2003292974 A JP2003292974 A JP 2003292974A
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acid
sulfur compound
organic sulfur
desulfurization
hydrogen peroxide
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JP2002094913A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhito Saito
一仁 齋藤
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Idemitsu Kosan Co Ltd
Original Assignee
Idemitsu Kosan Co Ltd
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for desulfurizing fuel for fuel cells by using oxidation reaction, promoting oxidation of sulfur compounds in the fuel and effectively desulfurizing. <P>SOLUTION: The method for desulfurizing a hydrocarbon containing organic sulfur compounds comprises treating the hydrocarbon with an oxidizing agent in a static mixer and removing the organic sulfur compounds by contacting to an adsorbent or by distillation or extraction. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、有機硫黄化合物含
有炭化水素を酸化脱硫する方法及び該脱硫方法を用いて
燃料電池用水素を製造する方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for oxidative desulfurization of a hydrocarbon containing an organic sulfur compound and a method for producing hydrogen for a fuel cell using the desulfurization method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、環境問題から新エネルギー技術が
脚光を浴びており、この新エネルギー技術の一つとして
燃料電池が注目されている。この燃料電池は、水素と酸
素を電気化学的に反応させることにより、化学エネルギ
ーを電気エネルギーに変換するものであって、エネルギ
ーの利用効率が高いという特徴を有しており、民生用、
産業用あるいは自動車用などとして、実用化研究が積極
的になされている。燃料電池用水素の製造を目的とした
炭化水素の改質処理において、炭化水素中の有機硫黄化
合物による改質触媒の被毒を抑制するためには、炭化水
素中の硫黄分を長時間にわたり0.2質量ppm以下に
維持する必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, new energy technologies have been in the spotlight due to environmental problems, and fuel cells have been attracting attention as one of these new energy technologies. This fuel cell is one for converting chemical energy into electric energy by electrochemically reacting hydrogen and oxygen, and is characterized by high energy utilization efficiency.
Practical studies are being actively conducted for industrial use or automobile use. In the reforming treatment of hydrocarbons for the purpose of producing hydrogen for fuel cells, in order to suppress poisoning of the reforming catalyst by the organic sulfur compounds in the hydrocarbons, the sulfur content in the hydrocarbons should be 0 over a long period of time. It is necessary to maintain the content of 0.2 mass ppm or less.

【0003】有機硫黄化合物含有炭化水素、例えば、石
油留分の脱硫方法として、硫黄化合物を酸化剤により酸
化し、融点及び沸点を上昇させて炭化水素から分離・除
去する方法が知られている(特開平4−72387号公
報)。また、硫黄化合物と酸化剤との反応を促進するた
めに、酸化触媒を導入する方法も知られている(特開平
11−140462号公報)。有機硫黄化合物を含有す
る炭化水素中の有機硫黄化合物であるチオフェン類は、
各種の酸化剤によりスルホキシド又はスルホンに酸化さ
れることが知られている。
As a method for desulfurizing a hydrocarbon containing an organic sulfur compound, for example, a petroleum fraction, a method is known in which a sulfur compound is oxidized by an oxidant to increase the melting point and boiling point to separate and remove it from the hydrocarbon ( JP-A-4-72387). Further, a method of introducing an oxidation catalyst in order to promote the reaction between the sulfur compound and the oxidizing agent is also known (Japanese Patent Laid-Open No. 11-140462). Thiophenes, which are organic sulfur compounds in hydrocarbons containing organic sulfur compounds,
It is known to be oxidized to sulfoxide or sulfone by various oxidizing agents.

【0004】しかしながら、これらの方法を有機硫黄化
合物含有炭化水素の脱硫に適用しても、有機硫黄化合物
含有炭化水素中の硫黄濃度が微量なため十分な酸化効率
が得られず、燃料電池用水素の製造に用いられる炭化水
素の脱硫方法としては、実用的なレベルには至っていな
い。また、特開平11−140462号公報記載の方法
では、硫黄化合物の酸化反応の際に、ホモジナイザーな
どを用いて石油留分と酸化剤の混合・撹拌を行っている
が、石油留分中の硫黄化合物と酸化剤との接触効率が低
いため、十分に酸化反応を進行させることができなかっ
た。
However, even if these methods are applied to desulfurization of hydrocarbons containing organic sulfur compounds, sufficient oxidation efficiency cannot be obtained because the sulfur concentration in hydrocarbons containing organic sulfur compounds is very small, and hydrogen for fuel cells is not obtained. It has not reached a practical level as a method for desulfurizing hydrocarbons used in the production of Further, in the method described in JP-A No. 11-140462, a petroleum fraction and an oxidizing agent are mixed and stirred using a homogenizer or the like during the oxidation reaction of a sulfur compound. Due to the low contact efficiency between the compound and the oxidizing agent, the oxidation reaction could not be sufficiently advanced.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、燃料電池用
炭化水素の酸化反応を用いた脱硫処理において、炭化水
素中の硫黄化合物を効率よく酸化することによって、硫
黄化合物を低濃度まで脱硫できる方法及び該脱硫方法を
用いて燃料電池用水素を製造する方法を提供することを
目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention can desulfurize a sulfur compound to a low concentration by efficiently oxidizing a sulfur compound in the hydrocarbon in a desulfurization treatment using an oxidation reaction of a hydrocarbon for a fuel cell. It is an object of the present invention to provide a method and a method for producing hydrogen for a fuel cell using the desulfurization method.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、炭化水素中の有機硫黄化合物(チオ
フェン類)を効率良く酸化し、スルホキシド又はスルホ
ンなどの極性の高い化合物に変換し、吸着、蒸留又は溶
媒抽出により効率的に除去する方法を鋭意研究した。そ
の結果、静止型混合器、例えばスタティックミキサー、
を用いて炭化水素の酸化反応を行うことにより、効率よ
く有機硫黄化合物を酸化することができ、さらに、酸化
された有機硫黄化合物を吸着剤による吸着、蒸留又は溶
媒抽出により、炭化水素から有機硫黄化合物を効率的に
除去できることを見出し本発明に到達した。さらに、吸
着剤との接触、蒸留又は溶媒抽出により有機硫黄化合物
を除去した後、第2の脱硫剤を用いて炭化水素中に残存
する硫黄分を吸着除去することによって、さらに低濃度
まで硫黄分を除去できることも見出した。
In order to achieve the above object, the present inventors efficiently oxidize organic sulfur compounds (thiophenes) in hydrocarbons and convert them into highly polar compounds such as sulfoxide or sulfone. Then, the method for efficient removal by adsorption, distillation or solvent extraction was earnestly studied. As a result, static mixers, such as static mixers,
It is possible to efficiently oxidize an organic sulfur compound by carrying out an oxidation reaction of a hydrocarbon by using, and further, the oxidized organic sulfur compound is adsorbed by an adsorbent, distilled or solvent-extracted to extract an organic sulfur compound from the hydrocarbon. The inventors have found that the compounds can be efficiently removed and have reached the present invention. Furthermore, after removing the organic sulfur compound by contact with an adsorbent, distillation or solvent extraction, the sulfur content remaining in the hydrocarbon is adsorbed and removed by using a second desulfurization agent, so that the sulfur content is reduced to a lower concentration. It was also found that can be removed.

【0007】すなわち、本発明は、静止型混合器中で、
有機硫黄化合物を含有する炭化水素を酸化剤で処理する
ことを特徴とする有機硫黄化合物含有炭化水素の脱硫方
法、および、その後さらに吸着剤による吸着、蒸留又は
溶媒抽出により有機硫黄化合物を除去することを特徴と
する有機硫黄化合物含有炭化水素の脱硫方法を提供す
る。さらに、本発明は、上記の脱硫方法を用いて炭化水
素を脱硫した後、改質処理することを特徴とする燃料電
池用水素の製造方法を提供する。
[0007] That is, the present invention, in a static mixer,
A method for desulfurizing a hydrocarbon containing an organic sulfur compound, which comprises treating a hydrocarbon containing an organic sulfur compound with an oxidant, and then further removing the organic sulfur compound by adsorption with an adsorbent, distillation or solvent extraction. And a method for desulfurizing a hydrocarbon containing an organic sulfur compound. Furthermore, the present invention provides a method for producing hydrogen for a fuel cell, which comprises subjecting a hydrocarbon to desulfurization using the above desulfurization method and then subjecting it to a reforming treatment.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の有機硫黄化合物含有炭化
水素の脱硫方法(以下、本発明の脱硫方法ということが
ある)は、静止型混合器中で、有機硫黄化合物を含有す
る炭化水素を酸化剤で処理することを特徴とする。ここ
で、有機硫黄化合物を含有する炭化水素としては、LP
G、都市ガス、ナフサ、ガソリン、灯油、軽油、重油、
アスファルテン、オイルサンド油、石炭液化油、石油系
重質油、シェールオイル、GTL、廃プラスチック油及
びバイオフューエルからなる群から選択されるものを好
適に使用することができる。本発明の脱硫方法で、静止
型混合器、例えばスタティックミキサーは、有機硫黄化
合物含有炭化水素の酸化反応を促進するため、すなわ
ち、有機硫黄化合物含有炭化水素と酸化剤との混合・撹
拌を効率よく行うために用いられる。本発明において、
静止型反応器とは、撹拌翼と撹拌動力を用いる通常の撹
拌方式とは異なり、反応管内に流れ込む流体の運動エネ
ルギーを利用して流体を混合する撹拌器である。反応管
の内部に流体の流れを変えるねじり羽根、スペーサー、
障害壁を導入したものや、微細な貫通孔を有するものが
あり、最近開発されたマイクロミキサー、マイクロスタ
ティックミキサーなども含まれる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The desulfurization method of an organic sulfur compound-containing hydrocarbon of the present invention (hereinafter, sometimes referred to as the desulfurization method of the present invention) is a method of removing a hydrocarbon containing an organic sulfur compound in a static mixer. It is characterized by being treated with an oxidizing agent. Here, as the hydrocarbon containing the organic sulfur compound, LP is
G, city gas, naphtha, gasoline, kerosene, light oil, heavy oil,
Those selected from the group consisting of asphaltene, oil sand oil, coal liquefied oil, petroleum heavy oil, shale oil, GTL, waste plastic oil and biofuel can be preferably used. In the desulfurization method of the present invention, the static mixer, for example, a static mixer, promotes the oxidation reaction of the organic sulfur compound-containing hydrocarbon, that is, efficiently mixes / stirs the organic sulfur compound-containing hydrocarbon and the oxidizing agent. Used to do. In the present invention,
The static reactor is a stirrer that uses the kinetic energy of the fluid flowing into the reaction tube to mix the fluid, unlike a normal stirring method that uses a stirring blade and stirring power. Torsion blades, spacers that change the flow of fluid inside the reaction tube,
Some have introduced obstacle walls, some have fine through holes, and include the recently developed micromixers and microstatic mixers.

【0009】炭化水素中の有機硫黄化合物の酸化反応
は、反応速度が遅いため、従来用いられていたホモジナ
イザー等の撹拌混合器では、有機硫黄化合物と酸化剤と
の接触効率が低く、酸化反応が不十分であった。これに
対し、本発明の脱硫方法で用いる静止型混合器によれ
ば、有機硫黄化合物と酸化剤とが十分に接触でき、効率
よく酸化反応が進行する。本発明の脱硫方法において
は、有機硫黄化合物含有炭化水素に酸化剤を添加して、
炭化水素中に含まれている硫黄化合物をスルホキシド又
はスルホンに酸化する。
Since the reaction rate of the oxidation reaction of the organic sulfur compound in the hydrocarbon is slow, the contact efficiency between the organic sulfur compound and the oxidizing agent is low in the conventionally used stirring mixer such as a homogenizer and the oxidation reaction is It was insufficient. On the other hand, according to the static mixer used in the desulfurization method of the present invention, the organic sulfur compound and the oxidizing agent can be sufficiently brought into contact with each other, and the oxidation reaction proceeds efficiently. In the desulfurization method of the present invention, an oxidizing agent is added to the organic sulfur compound-containing hydrocarbon,
The sulfur compounds contained in the hydrocarbon are oxidized to sulfoxides or sulfones.

【0010】本発明の脱硫方法で用いる酸化剤として
は、特に制限はなく、硫黄化合物をスルホキシド又はス
ルホンに酸化できるものであればよい。酸化剤の具体例
としては、例えば、酸素、空気、四酸化窒素、オゾン、
塩素、臭素、メタ過ヨウ素酸ナトリウム、重クロム酸カ
リウム、過マンガン酸カリウム、無水クロム酸、次亜塩
素酸、過酸化水素、過酢酸、過酸化水素+酢酸、過ギ
酸、過酸化水素+ギ酸、メタクロロ過安息香酸、過酸化
水素+メタクロロ安息香酸、過クロロ酢酸、過酸化水素
+クロロ酢酸、過ジクロロ酢酸、過酸化水素+ジクロロ
酢酸、過トリクロロ酢酸、過酸化水素+トリクロロ酢
酸、過トリフルオロ酢酸、過酸化水素+トリフルオロ酢
酸、過メタスルフォン酸、過酸化水素+メタスルフォン
酸、過酸化水素+サリチル酸、過硫酸、過酸化水素+硫
酸などが挙げられる。これらのうちの1種のみを用いる
こともできるし、2種以上を組み合わせて用いることも
できる。酸化剤の形状は、気体、液体又は固体のいずれ
であってもよいが、好ましくは上記化合物をイオン交換
水に溶解した溶液であり、過酸化水素+ギ酸の水溶液が
特に好ましい。
The oxidizing agent used in the desulfurization method of the present invention is not particularly limited as long as it can oxidize a sulfur compound to a sulfoxide or sulfone. Specific examples of the oxidizer include, for example, oxygen, air, nitrogen tetraoxide, ozone,
Chlorine, bromine, sodium metaperiodate, potassium dichromate, potassium permanganate, chromic anhydride, hypochlorous acid, hydrogen peroxide, peracetic acid, hydrogen peroxide + acetic acid, performic acid, hydrogen peroxide + formic acid , Metachloroperbenzoic acid, hydrogen peroxide + metachlorobenzoic acid, perchloroacetic acid, hydrogen peroxide + chloroacetic acid, perdichloroacetic acid, hydrogen peroxide + dichloroacetic acid, pertrichloroacetic acid, hydrogen peroxide + trichloroacetic acid, pertrifluoro Examples thereof include acetic acid, hydrogen peroxide + trifluoroacetic acid, permetasulphonic acid, hydrogen peroxide + metasulphonic acid, hydrogen peroxide + salicylic acid, persulfuric acid, hydrogen peroxide + sulfuric acid. Only one of these may be used, or two or more may be used in combination. The oxidant may be in the form of gas, liquid or solid, but is preferably a solution prepared by dissolving the above compound in ion-exchanged water, and an aqueous solution of hydrogen peroxide + formic acid is particularly preferred.

【0011】本発明は、静止型混合器中で、有機硫黄化
合物を含有する炭化水素を酸化剤で処理した後、吸着剤
との接触、蒸留又は溶媒抽出により有機硫黄化合物を除
去することを特徴とする有機硫黄化合物含有炭化水素の
脱硫方法を提供するものである。すなわち、酸化剤での
処理により生成した酸化硫黄化合物を分離する方法とし
て、吸着剤との接触、蒸留又は溶媒抽出を用いることが
できる。
The present invention is characterized in that a hydrocarbon containing an organic sulfur compound is treated with an oxidizing agent in a static mixer, and then the organic sulfur compound is removed by contact with an adsorbent, distillation or solvent extraction. The present invention provides a method for desulfurizing a hydrocarbon containing an organic sulfur compound. That is, contact with an adsorbent, distillation, or solvent extraction can be used as a method for separating the sulfur oxide compound generated by the treatment with the oxidizing agent.

【0012】本発明の脱硫方法で用いる吸着剤は、スル
ホキシド又はスルホンを強く吸着する多孔質の無機酸化
物吸着剤が好ましい。多孔質無機酸化物の具体例として
は、シリカ、アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライ
ト、チタニア、ジルコニア、マグネシア、シリカ−マグ
ネシア、白土、粘土、珪藻土、活性炭又は不溶性の合成
樹脂などが挙げられる。吸着剤は、上記化合物1種のみ
でもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ま
た、吸着剤は多孔質無機酸化物の他に金属を含有するも
のであってもよい。そのような金属としては、例えば、
Ag、Pt、Ru、Rh、Ni、Cuなどが挙げられ
る。吸着剤の形状は、粉末状、ペレット状、タブレット
状又はビーズ状であることが好ましい。
The adsorbent used in the desulfurization method of the present invention is preferably a porous inorganic oxide adsorbent that strongly adsorbs sulfoxide or sulfone. Specific examples of the porous inorganic oxide include silica, alumina, silica-alumina, zeolite, titania, zirconia, magnesia, silica-magnesia, clay, clay, diatomaceous earth, activated carbon or insoluble synthetic resin. The adsorbent may be only one of the above compounds or a combination of two or more thereof. Further, the adsorbent may contain a metal in addition to the porous inorganic oxide. Examples of such metal include, for example,
Examples thereof include Ag, Pt, Ru, Rh, Ni and Cu. The adsorbent is preferably in the form of powder, pellets, tablets or beads.

【0013】吸着剤は、−40〜100℃の温度範囲で
用いることが好ましい。−40℃以下では有機硫黄化合
物含有炭化水素の流動性が低下し、また、100℃を超
えると吸着剤の吸着能が低下するため、それぞれ好まし
くない。有機硫黄化合物含有炭化水素と吸着剤との接触
方法は特に限定されない。例えば、酸化処理後、酸化剤
を分離・除去した炭化水素中に吸着剤を添加・撹拌する
方法、吸着剤を充填した反応管に炭化水素を流通させる
方法などが挙げられる。上記本発明の脱硫方法によれ
ば、炭化水素中の硫黄分を長期間にわたり1質量ppm
以下まで除去することができる。また、静止型混合器を
用いることにより、硫黄化合物の酸化に要する時間が、
従来よりも短縮でき、また、吸着剤の寿命を長くするこ
とができる。
The adsorbent is preferably used in the temperature range of -40 to 100 ° C. If the temperature is -40 ° C or lower, the fluidity of the hydrocarbon containing an organic sulfur compound decreases, and if the temperature exceeds 100 ° C, the adsorbing ability of the adsorbent decreases, which is not preferable. The method of contacting the organic sulfur compound-containing hydrocarbon with the adsorbent is not particularly limited. For example, after the oxidation treatment, a method of adding and stirring the adsorbent in the hydrocarbon from which the oxidizing agent has been separated / removed, a method of circulating the hydrocarbon in a reaction tube filled with the adsorbent, and the like can be mentioned. According to the desulfurization method of the present invention, the sulfur content in the hydrocarbon is 1 mass ppm over a long period of time.
You can remove up to: In addition, by using a static mixer, the time required to oxidize sulfur compounds is
It can be shortened as compared with the conventional one, and the life of the adsorbent can be extended.

【0014】本発明の脱硫方法における溶媒抽出で用い
る溶媒としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、
ブチロニトリル、ニトロメタン、ニトロエタン、ニトロ
プロパン、ニトロベンゼン、ジメチルスルホキシド、
N,N’−ジメチルホルムアミド、N,N’−ジメチル
アセトアミド、N−メチルピロリジン、トリメチルリン
酸エステル、トリエチルリン酸エステル、ヘキサメチル
リン酸アミド、ホスホラン、メタノール、エタノール、
プロパノール、ブタノール及びアセトンからなる群から
選択される1種もしくは2種以上又は水を含有するもの
を挙げることができる。
As the solvent used in the solvent extraction in the desulfurization method of the present invention, acetonitrile, propionitrile,
Butyronitrile, nitromethane, nitroethane, nitropropane, nitrobenzene, dimethyl sulfoxide,
N, N'-dimethylformamide, N, N'-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidine, trimethyl phosphate ester, triethyl phosphate ester, hexamethyl phosphate amide, phosphorane, methanol, ethanol,
Examples thereof include one or two or more selected from the group consisting of propanol, butanol and acetone, or those containing water.

【0015】さらに、本発明の脱硫方法においては、吸
着剤との接触、蒸留又は溶媒抽出により有機硫黄化合物
を除去した後、炭化水素中に残存する有機硫黄化合物を
第2の脱硫剤によってさらに吸着除去することが好まし
い。第2の脱硫剤を用いることにより、さらに硫黄化合
物を低減することができる。第2脱硫剤としては、特に
制限はなく、硫黄化合物を吸着除去できるものであれば
よく、上記の吸着剤とは別の吸着脱硫剤又は水素化脱硫
触媒などを用いることができる。別の吸着脱硫剤は、N
i、Ag、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、P
d、Ir、Pt、Ru、Rh及びAuからなる群から選
択される1種又は2種以上を多孔質担体に担持させた触
媒であることが好ましく、特に、Ni又はAgを担持し
た触媒が好ましい。これらの触媒は予め水素還元するこ
とにより、脱硫性能を向上させることができる。また、
水素化脱硫触媒としては、特に制限はなく、通常、炭化
水素の脱硫に用いられるものを用いることができる。水
素化脱硫触媒を第2脱硫剤として使用する場合には、水
素を少量添加してもよい。
Further, in the desulfurization method of the present invention, after removing the organic sulfur compound by contact with an adsorbent, distillation or solvent extraction, the organic sulfur compound remaining in the hydrocarbon is further adsorbed by the second desulfurizing agent. It is preferable to remove. By using the second desulfurizing agent, the sulfur compound can be further reduced. The second desulfurizing agent is not particularly limited as long as it can adsorb and remove the sulfur compound, and an adsorbing desulfurizing agent or a hydrodesulfurization catalyst other than the above adsorbing agent can be used. Another adsorptive desulfurization agent is N
i, Ag, Cr, Mn, Fe, Co, Cu, Zn, P
A catalyst in which one or more selected from the group consisting of d, Ir, Pt, Ru, Rh and Au is supported on a porous carrier is preferable, and a catalyst supporting Ni or Ag is particularly preferable. . By desulfurizing these catalysts with hydrogen in advance, the desulfurization performance can be improved. Also,
The hydrodesulfurization catalyst is not particularly limited, and those usually used for desulfurization of hydrocarbons can be used. When the hydrodesulfurization catalyst is used as the second desulfurizing agent, a small amount of hydrogen may be added.

【0016】第2脱硫剤は、−40〜220℃の温度範
囲で使用することが好ましい。−40℃以下では、石油
系炭化水素の流動性が低下し炭化水素と第2脱硫剤との
接触効率が低下し良好な流動状態を保つことができな
い、また、220℃を超えると、第2脱硫剤の吸着能が
低下するため、いずれも好ましくない。本発明の脱硫方
法においては、第2脱硫剤を用いることにより、炭化水
素中の有機硫黄化合物濃度を長期にわたって0.2質量
ppm以下まで低下させることができる。本発明の脱硫
方法によって脱硫された炭化水素は、上記のように、硫
黄化合物が極めて低濃度なので、燃料電池用水素の製造
に用いれば、改質触媒の硫黄による被毒を低減でき、極
めて効率がよく、且つ長寿命の燃料電池を製造すること
が可能となる。
The second desulfurizing agent is preferably used in the temperature range of -40 to 220 ° C. At -40 ° C or lower, the fluidity of the petroleum-based hydrocarbon is lowered, and the contact efficiency between the hydrocarbon and the second desulfurizing agent is lowered, so that a good fluidized state cannot be maintained. Both are not preferable because the adsorbing ability of the desulfurizing agent decreases. In the desulfurization method of the present invention, by using the second desulfurizing agent, the concentration of the organic sulfur compound in the hydrocarbon can be reduced to 0.2 mass ppm or less over a long period of time. Hydrocarbons desulfurized by the desulfurization method of the present invention have a very low concentration of sulfur compounds as described above, and therefore, when used in the production of hydrogen for fuel cells, the poisoning by the sulfur of the reforming catalyst can be reduced and the efficiency is extremely high. It is possible to manufacture a fuel cell having a good life and a long life.

【0017】次に、本発明の燃料電池用水素の製造方法
(以下、本発明の水素製造方法ということがある)につ
いて説明する。本発明の水素製造方法は、上記本発明の
脱硫方法を用いて炭化水素を脱硫した後、改質処理する
ことを特徴とする。上記本発明の脱硫方法によって脱硫
された炭化水素は、硫黄化合物が極めて低濃度まで低減
されているため、燃料電池用水素製造用の改質触媒の被
毒を抑制でき、改質触媒の劣化を防止できる。そのた
め、効率よく燃料電池用水素を製造することができると
共に、燃料電池の寿命を長くすることができる。本発明
の水素製造方法において用いられる改質処理は、部分酸
化改質処理、オートサーマル改質処理又は水蒸気改質で
あることが好ましい。
Next, a method for producing hydrogen for a fuel cell of the present invention (hereinafter sometimes referred to as the hydrogen production method of the present invention) will be described. The hydrogen production method of the present invention is characterized in that after the hydrocarbon is desulfurized by using the desulfurization method of the present invention, a reforming treatment is performed. Hydrocarbons desulfurized by the desulfurization method of the present invention, the sulfur compound is reduced to an extremely low concentration, it is possible to suppress the poisoning of the reforming catalyst for hydrogen production for fuel cells, deterioration of the reforming catalyst It can be prevented. Therefore, hydrogen for a fuel cell can be efficiently produced, and the life of the fuel cell can be extended. The reforming treatment used in the method for producing hydrogen of the present invention is preferably partial oxidation reforming treatment, autothermal reforming treatment or steam reforming.

【0018】本発明の水素製造方法において用いられる
改質触媒(部分酸化改質触媒、オートサーマル改質触媒
及び水蒸気改質触媒)としては特に制限はなく、従来か
ら炭化水素の改質触媒として知られている公知のものの
中から任意のものを適宜選択して用いることができる。
このような改質触媒としては、例えば適当な担体にニッ
ケルやジルコニウム、あるいはルテニウム、ロジウム、
白金などの貴金属を担持したものを挙げることができ
る。上記担持金属は一種でもよく、二種以上を組み合わ
せてもよい。これらの触媒の中で、ニッケルを担持させ
たもの(以下、ニッケル系触媒という)とルテニウムを
担持させたもの(以下、ルテニウム系触媒という)が好
ましく、これらは、部分酸化改質処理、オートサーマル
改質処理又は水蒸気改質処理中の炭素析出を抑制する効
果が大きい。上記改質触媒を担持させる担体には、酸化
マンガン、酸化セリウム及びジルコニアからなる群から
選択される1種又は2種以上が含まれていることが好ま
しい。
The reforming catalyst (partial oxidation reforming catalyst, autothermal reforming catalyst and steam reforming catalyst) used in the hydrogen production method of the present invention is not particularly limited, and is conventionally known as a hydrocarbon reforming catalyst. Any known one can be appropriately selected and used.
As such a reforming catalyst, for example, nickel or zirconium, ruthenium, rhodium,
Examples thereof include those carrying a noble metal such as platinum. The above-mentioned supported metals may be one kind or a combination of two or more kinds. Among these catalysts, nickel-supported catalysts (hereinafter referred to as nickel-based catalysts) and ruthenium-supported catalysts (hereinafter referred to as ruthenium-based catalysts) are preferable. These are partial oxidation reforming treatment and autothermal treatment. The effect of suppressing carbon precipitation during the reforming treatment or steam reforming treatment is great. The carrier for supporting the reforming catalyst preferably contains one or more selected from the group consisting of manganese oxide, cerium oxide and zirconia.

【0019】ニッケル系触媒の場合、ニッケルの担持量
は担体基準で3〜60質量%の範囲が好ましい。この担
持量が3質量%未満では、部分酸化改質触媒、オートサ
ーマル改質触媒又は水蒸気改質触媒の活性が十分に発揮
されないおそれがあり、一方、60質量%を超えると、
その担持量に見合った触媒活性の向上効果があまり認め
られず、むしろ経済的に不利となる。触媒活性及び経済
性などを考慮すると、ニッケルのより好ましい担持量は
5〜50質量%であり、特に10〜30質量%の範囲が
好ましい。また、ルテニウム系触媒の場合、ルテニウム
の担持量は担体基準で0.05〜20質量%の範囲が好
ましい。ルテニウムの担持量が0.05質量%未満で
は、部分酸化改質触媒、オートサーマル改質触媒又は水
蒸気改質触媒の活性が十分に発揮されないおそれがあ
り、一方、20質量%を超えると、その担持量に見合っ
た触媒活性の向上効果があまり認められず、むしろ経済
的に不利となる。触媒活性及び経済性などを考慮する
と、ルテニウムのより好ましい担持量は0.05〜15
質量%であり、特に0.1〜2質量%の範囲が好まし
い。部分酸化改質処理における反応条件としては、通
常、圧力は常圧〜5MPa、温度は400〜1100
℃、酸素(O2)/カーボン(モル比)は0.2〜0.
8、液時空間速度(LHSV)は0.1〜100hr-1
の条件が採用される。
In the case of a nickel-based catalyst, the amount of nickel supported is preferably in the range of 3 to 60 mass% based on the carrier. If the supported amount is less than 3% by mass, the activity of the partial oxidation reforming catalyst, autothermal reforming catalyst or steam reforming catalyst may not be sufficiently exhibited, while if it exceeds 60% by mass,
The effect of improving the catalytic activity commensurate with the supported amount is not recognized so much, which is rather economically disadvantageous. Considering the catalyst activity and economic efficiency, the more preferable loading amount of nickel is 5 to 50% by mass, and the range of 10 to 30% by mass is particularly preferable. Further, in the case of a ruthenium-based catalyst, the amount of ruthenium supported is preferably in the range of 0.05 to 20 mass% based on the carrier. If the supported amount of ruthenium is less than 0.05% by mass, the activity of the partial oxidation reforming catalyst, autothermal reforming catalyst or steam reforming catalyst may not be sufficiently exhibited, while if it exceeds 20% by mass, The effect of improving the catalyst activity corresponding to the supported amount is not recognized so much, which is rather economically disadvantageous. Considering the catalytic activity and economical efficiency, the more preferable amount of ruthenium supported is 0.05 to 15.
It is mass%, and the range of 0.1 to 2 mass% is particularly preferable. As the reaction conditions in the partial oxidation reforming treatment, the pressure is usually atmospheric pressure to 5 MPa, and the temperature is 400 to 1100.
C., oxygen (O 2 ) / carbon (molar ratio) is 0.2-0.
8. Liquid hourly space velocity (LHSV) is 0.1 to 100 hr -1
Conditions are adopted.

【0020】また、オートサーマル改質処理における反
応条件としては、通常、圧力は常圧〜5MPa、温度は
400〜1100℃、スチーム/カーボン(モル比)は
0.1〜10、酸素(O2)/カーボン(モル比)は
0.1〜1、液時空間速度(LHSV)は0.1〜2h
-1、ガス時空間速度(GHSV)は1000〜100
000hr-1の条件が採用される。さらに、水蒸気改質
処理における反応条件としては、水蒸気と燃料油に由来
する炭素との比であるスチーム/カーボン(モル比)
は、通常1.5〜10、好ましくは1.5〜5、より好
ましくは2〜4の範囲で選定される。スチーム/カーボ
ン(モル比)が1.5未満では、水素の生成量が低下す
るおそれがあり、また10を超えると、過剰の水蒸気を
必要とし、熱ロスが大きく、水素製造の効率が低下する
ので好ましくない。
The reaction conditions in the autothermal reforming treatment are usually pressure of atmospheric pressure to 5 MPa, temperature of 400 to 1100 ° C., steam / carbon (molar ratio) of 0.1 to 10 and oxygen (O 2 ) / Carbon (molar ratio) is 0.1 to 1, and liquid hourly space velocity (LHSV) is 0.1 to 2 h.
r -1 , gas hourly space velocity (GHSV) is 1000 to 100
The condition of 000 hr -1 is adopted. Furthermore, the reaction conditions in the steam reforming treatment are steam / carbon (molar ratio), which is the ratio of steam and carbon derived from fuel oil.
Is usually selected in the range of 1.5 to 10, preferably 1.5 to 5, and more preferably 2 to 4. If the steam / carbon (molar ratio) is less than 1.5, the amount of hydrogen produced may decrease. If it exceeds 10, excessive steam is required, heat loss is large, and the efficiency of hydrogen production decreases. It is not preferable.

【0021】また、水蒸気改質触媒層の入口温度を63
0℃以下、さらには600℃以下に保って水蒸気改質を
行うのが好ましい。入口温度が630℃を超えると、燃
料油の熱分解が促進され、生成したラジカルを経由して
触媒あるいは反応管壁に炭素が析出して、運転が困難に
なる場合がある。なお、触媒層出口温度は特に制限はな
いが、650〜800℃の範囲が好ましい。650℃未
満では水素の生成量が十分でないおそれがあり、800
℃を超えると、反応装置を耐熱材料で構成する必要が生
じる場合があり、経済的に好ましくない。反応圧力は、
通常常圧〜3MPa、好ましくは常圧〜1MPaの範囲
であり、また、LHSVは、通常0.1〜100h
-1、好ましくは0.2〜50hr-1の範囲である。
The inlet temperature of the steam reforming catalyst layer is set to 63
It is preferable to carry out steam reforming while maintaining the temperature at 0 ° C or lower, more preferably 600 ° C or lower. If the inlet temperature exceeds 630 ° C., the thermal decomposition of fuel oil is promoted, and carbon may be deposited on the catalyst or reaction tube wall via the generated radicals, which may make operation difficult. The catalyst layer outlet temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of 650 to 800 ° C. If the temperature is lower than 650 ° C, the amount of hydrogen produced may not be sufficient.
If the temperature is higher than 0 ° C, the reactor may need to be made of a heat-resistant material, which is not economically preferable. The reaction pressure is
It is usually in the range of normal pressure to 3 MPa, preferably normal pressure to 1 MPa, and LHSV is usually 0.1 to 100 h.
r −1 , preferably in the range of 0.2 to 50 hr −1 .

【0022】本発明の水素製造方法においては、上記部
分酸化改質、オートサーマル改質又は水蒸気改質により
得られるCOが水素生成に悪影響を及ぼすため、COを
反応によりCO2に変換して除くことが好ましい。この
ように、本発明の水素製造方法によれば、燃料電池用水
素を効率よく製造することができる。
In the method for producing hydrogen according to the present invention, CO obtained by the partial oxidation reforming, autothermal reforming or steam reforming has a bad influence on hydrogen generation. Therefore, CO is converted into CO 2 by a reaction and removed. It is preferable. Thus, according to the hydrogen production method of the present invention, hydrogen for fuel cells can be efficiently produced.

【0023】[0023]

【実施例】次に、本発明を実施例により、さらに具体的
に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限
定されるものではない。 <実施例1:脱硫性能試験>下記の各構成で灯油を脱硫
し、それらの脱硫性能を比較した。下記脱硫実験におい
て、灯油は、初留温度153℃、10%留出温度176
℃、30%留出温度194℃、50%留出温度209
℃、70%留出温度224℃、90%留出温度249
℃、終点267℃の蒸留性状を有し、硫黄分48質量p
pmを含むJIS−1号灯油を用いた。また、酸化剤
は、常温でイオン交換水500mLに、過酸化水素水
(6%過酸化水素)1mL及びギ酸(90%)0.5m
Lを添加して調製したもの(過酸化水素+ギ酸)を用い
た。静止型混合器として、スタティックミキサー(ノリ
タケ社製、C−33)を用いた。比較例として用いたD
Cモーター撹拌は、プロペラ羽根撹拌棒を直流モーター
で回転させるもの(スリーワンモーター社製、600
G)を用いた。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. <Example 1: Desulfurization performance test> Kerosene was desulfurized with each of the following configurations and their desulfurization performances were compared. In the following desulfurization experiment, kerosene had an initial distillation temperature of 153 ° C and a 10% distillation temperature of 176.
℃, 30% distillation temperature 194 ℃, 50% distillation temperature 209
℃, 70% distillation temperature 224 ℃, 90% distillation temperature 249
℃, end point 267 ℃ distillation properties, sulfur content 48 mass p
JIS-1 kerosene containing pm was used. The oxidizing agent is 500 mL of ion-exchanged water at room temperature, 1 mL of hydrogen peroxide solution (6% hydrogen peroxide) and 0.5 m of formic acid (90%).
The one prepared by adding L (hydrogen peroxide + formic acid) was used. A static mixer (C-33, manufactured by Noritake Co., Ltd.) was used as the static mixer. D used as a comparative example
C motor agitation involves rotating a propeller impeller agitation rod with a DC motor (manufactured by Three One Motor Co., 600
G) was used.

【0024】脱硫実験1−酸化処理(スタティックミキ
サー使用)+多孔質吸着剤(シリカゲル使用) 1)JIS−1号灯油500mL及び酸化剤500mL
を各々5ml/分の速度で、同時にスタティックミキサ
ー内に導入し、酸化灯油を得た。このときの灯油の処理
時間は1時間40分であった。 2)得られた酸化灯油と酸化剤とを分離した後、容量2
Lの容器に酸化灯油500mLを収容し、シリカゲル5
0gを添加し、室温で24時間撹拌した。そして、灯油
分を分離回収して硫黄濃度を分析し、脱硫性能の値とし
た。
Desulfurization Experiment 1 -Oxidation treatment (using static mixer) + porous adsorbent (using silica gel) 1) JIS-1 kerosene 500 mL and oxidizing agent 500 mL
Was introduced into the static mixer simultaneously at a rate of 5 ml / min to obtain oxidized kerosene. The processing time of kerosene at this time was 1 hour and 40 minutes. 2) After separating the obtained oxidized kerosene and the oxidizing agent,
Store 500 mL of oxidized kerosene in a L container and add silica gel 5
0 g was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Then, the kerosene content was separated and collected, and the sulfur concentration was analyzed to obtain the value of the desulfurization performance.

【0025】脱硫実験2−酸化処理(スタティックミキ
サー使用)+多孔質吸着剤(シリカゲル使用)+第2脱
硫剤(Ni担持珪藻土触媒使用) 1)第2脱硫剤としてNi担持珪藻土触媒15mLを焼
成し、内径17mmのステンレス製反応管に充填した。 2)常圧下、水素気流中120℃に昇温し、1時間保持
した後、さらに昇温し、380℃で1時間保持し、Ni
担持珪藻土触媒を活性化した。その後、反応管の温度を
150℃に降温し、保持した。 3)上記脱硫実験1の2)で分離回収した灯油分を常圧
下、液空間速度10hr-1で、Ni担持珪藻土触媒を充
填した反応管に流通させた。 4)5時間経過後の硫黄濃度を分析し、脱硫性能の値と
した。
Desulfurization Experiment 2 -Oxidation treatment (using static mixer) + porous adsorbent (using silica gel) + second desulfurizing agent (using Ni-supported diatomaceous earth catalyst) 1) Firing 15 mL of Ni-supported diatomaceous earth catalyst as the second desulfurization agent Then, a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 17 mm was filled. 2) Under normal pressure, the temperature was raised to 120 ° C. in a hydrogen gas stream, kept for 1 hour, further raised, and kept at 380 ° C. for 1 hour, to obtain Ni.
The supported diatomaceous earth catalyst was activated. Then, the temperature of the reaction tube was lowered to 150 ° C. and maintained. 3) The kerosene component separated and recovered in 2) of the desulfurization experiment 1 was circulated under normal pressure at a liquid hourly space velocity of 10 hr -1 into a reaction tube filled with a Ni-supported diatomaceous earth catalyst. 4) The sulfur concentration after 5 hours was analyzed and used as the value of desulfurization performance.

【0026】脱硫実験3−酸化処理(スタティックミキ
サー使用)+多孔質吸着剤(シリカゲル使用)+第2脱
硫剤(Ag担持SiAl触媒使用) 1)JIS−1号灯油500mL及び酸化剤500mL
を各々5mL/分の速度で同時にスタティックミキサー
内に導入し、酸化灯油を得た。このときの灯油の処理時
間は1時間40分であった。 2)得られた酸化灯油と酸化剤とを分離した後、容量2
Lの容器に上記酸化灯油400mLを収容し、シリカゲ
ル50gを加え、室温で24時間撹拌した。そして灯油
分を分離回収した。 3)第2脱硫剤としてAg/SiAl 15mLを、内
径17mmのステンレス製反応管に充填した。 4)上記反応管を、常圧下、窒素気流中で170℃に昇
温し、170℃で3時間保持した後、室温まで降温し
た。 5)上記2)で回収した灯油を、常圧下室温で、液空間
速度10hr-1でAg/SiAl触媒を充填した反応管
に流通させた。 6)5時間経過後の硫黄濃度を分析し、脱硫性能の値と
した。
Desulfurization Experiment 3 -Oxidation treatment (using static mixer) + porous adsorbent (using silica gel) + second desulfurizing agent (using Ag-supported SiAl catalyst) 1) 500 mL of JIS-1 kerosene and 500 mL of oxidizing agent
Were simultaneously introduced into the static mixer at a rate of 5 mL / min to obtain oxidized kerosene. The processing time of kerosene at this time was 1 hour and 40 minutes. 2) After separating the obtained oxidized kerosene and the oxidizing agent,
400 mL of the above oxidized kerosene was stored in a L container, 50 g of silica gel was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. And kerosene was separated and collected. 3) 15 mL of Ag / SiAl as the second desulfurizing agent was filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 17 mm. 4) The reaction tube was heated to 170 ° C. in a nitrogen stream under normal pressure, kept at 170 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature. 5) The kerosene recovered in the above 2) was circulated at room temperature under normal pressure at a liquid hourly space velocity of 10 hr -1 into a reaction tube filled with an Ag / SiAl catalyst. 6) After 5 hours, the sulfur concentration was analyzed and used as the value of desulfurization performance.

【0027】脱硫実験4−酸化処理(DCモーター撹
拌)+多孔質吸着剤(シリカゲル) 1)JIS−1号灯油500mLと酸化剤500mLを
混合し、プロペラ羽根撹拌棒を用いて、200rpmの
回転数で、1時間40分間撹拌した。 2)容量5Lの容器に、上記酸化灯油2Lを収容し、シ
リカゲル200gを加え、室温で24時間撹拌した。そ
して、灯油分を分離回収して硫黄濃度を分析し、脱硫性
能の値とした。
Desulfurization Experiment 4 -Oxidation treatment (DC motor agitation) + Porous adsorbent (silica gel) 1) Mix 500 mL of JIS No. 1 kerosene and 500 mL of an oxidant, and use a propeller impeller stirring rod to rotate at 200 rpm Then, the mixture was stirred for 1 hour and 40 minutes. 2) 2 L of the above oxidized kerosene was placed in a 5 L capacity container, 200 g of silica gel was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Then, the kerosene content was separated and collected, and the sulfur concentration was analyzed to obtain the value of the desulfurization performance.

【0028】脱硫実験5−酸化処理(DCモーター撹
拌)+多孔質吸着剤(シリカゲル)+第2脱硫剤(Ni
担持珪藻土触媒使用) 1)第2脱硫剤としてNi担持珪藻土触媒15mLを焼
成し、内径17mmのステンレス製反応管に充填した。 2)常圧下、水素気流中120℃に昇温し、1時間保持
した後、さらに昇温し、380℃で1時間保持し、Ni
担持珪藻土触媒を活性化した。その後、反応管の温度を
150℃に降温し、保持した。 3)上記脱硫実験4の2)で回収した灯油を、常圧下、
液空間速度10hr-1で、Ni担持珪藻土触媒を充填し
た反応管に流通させた。 4)5時間経過後の硫黄濃度を分析し、脱硫性能の値と
した。 上記脱硫実験1〜5で得られた脱硫性能を下記表1に示
す。
Desulfurization experiment 5 -oxidation treatment (DC motor stirring) + porous adsorbent (silica gel) + second desulfurization agent (Ni
Use of supported diatomaceous earth catalyst) 1) As a second desulfurizing agent, 15 mL of Ni-supported diatomaceous earth catalyst was baked and filled in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 17 mm. 2) Under normal pressure, the temperature was raised to 120 ° C. in a hydrogen gas stream, kept for 1 hour, further raised, and kept at 380 ° C. for 1 hour, to obtain Ni.
The supported diatomaceous earth catalyst was activated. Then, the temperature of the reaction tube was lowered to 150 ° C. and maintained. 3) The kerosene collected in 2) of the desulfurization experiment 4 is
The liquid was passed through a reaction tube filled with a Ni-supported diatomaceous earth catalyst at a liquid hourly space velocity of 10 hr −1 . 4) The sulfur concentration after 5 hours was analyzed and used as the value of desulfurization performance. The desulfurization performance obtained in the desulfurization experiments 1 to 5 is shown in Table 1 below.

【0029】[0029]

【表1】 [Table 1]

【0030】表1の結果から、スタティックミキサーを
用いた脱硫実験1〜3は、DCモーター撹拌を用いた脱
硫実験4及び5に比べ、酸化反応が極めて効率よく行わ
れ、そのため脱硫が効率良く行われることがわかる。ま
た、酸化反応による脱硫後に、第2脱硫剤を用いた脱硫
を行うことにより、さらに脱硫効率が向上することがわ
かる。
From the results shown in Table 1, in the desulfurization experiments 1 to 3 using the static mixer, the oxidation reaction was performed much more efficiently than in the desulfurization experiments 4 and 5 using the DC motor stirring, and therefore the desulfurization was performed efficiently. I understand that Further, it can be seen that the desulfurization efficiency is further improved by performing desulfurization using the second desulfurizing agent after desulfurization by the oxidation reaction.

【0031】<実施例2:水蒸気改質処理による燃料電
池用水素製造試験>上記脱硫実験2の脱硫器(脱硫シス
テム)の下流に、ルテニウム系改質触媒(ルテニウム担
持量0.5質量%、担体基準)20mLを充填した改質
器を配置し、上記脱硫器で0.10質量ppmまで脱硫
された灯油を水蒸気改質処理した。改質処理条件は、圧
力:大気圧、スチーム/カーボン(モル比)2.5、L
HSV:1.0hr-1、入口温度:500℃、出口温
度:750℃であった。その結果、200時間後の改質
出口での水素への転化率は100%であった。また、こ
の反応期間中の脱硫処理灯油の硫黄分は0.1質量pp
mであり、本発明の脱硫方法によって脱硫された灯油を
用いることにより、燃料電池用水素が効率よく製造でき
ることがわかる。
<Example 2: Hydrogen production test for fuel cell by steam reforming treatment> A ruthenium-based reforming catalyst (ruthenium loading amount: 0.5% by mass, downstream of the desulfurizer (desulfurization system) of the desulfurization experiment 2 was used. A reformer filled with 20 mL of carrier (standard) was placed, and kerosene desulfurized to 0.10 mass ppm by the desulfurizer was steam-reformed. The reforming conditions are: pressure: atmospheric pressure, steam / carbon (molar ratio) 2.5, L
HSV: 1.0 hr -1 , inlet temperature: 500 ° C, outlet temperature: 750 ° C. As a result, the conversion rate to hydrogen at the reforming outlet after 200 hours was 100%. The sulfur content of the desulfurized kerosene during this reaction period is 0.1 mass pp.
It is m, and it can be seen that hydrogen for fuel cells can be efficiently produced by using kerosene desulfurized by the desulfurization method of the present invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】本発明の脱硫方法によれば、静止型混合
器を用いて炭化水素中の有機硫黄化合物の酸化反応を行
うため、酸化反応が極めて効率よく進行し、硫黄化合物
濃度を1質量ppm以下まで効率よく低減することがで
きる。さらに、第2脱硫剤を組み合わせることによっ
て、0.2質量ppm以下まで硫黄化合物濃度を低減す
ることができる。本発明の燃料電池用水素の製造方法
は、上記本発明の脱硫方法を用いて脱硫された炭化水素
を改質処理することにより、効率よく燃料電池用水素を
製造することができ、また、改質触媒の寿命を長くする
ことができる。
According to the desulfurization method of the present invention, since the oxidation reaction of the organic sulfur compound in the hydrocarbon is carried out by using the static mixer, the oxidation reaction proceeds extremely efficiently and the sulfur compound concentration is 1 mass. It can be efficiently reduced to ppm or less. Furthermore, by combining the second desulfurizing agent, the sulfur compound concentration can be reduced to 0.2 mass ppm or less. The method for producing hydrogen for a fuel cell of the present invention can efficiently produce hydrogen for a fuel cell by reforming the desulfurized hydrocarbon using the desulfurization method of the present invention. The life of the quality catalyst can be extended.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C10G 21/24 C10G 21/24 25/00 25/00 27/12 27/12 27/14 27/14 29/04 29/04 53/14 53/14 C10L 3/10 H01M 8/06 G H01M 8/06 C10L 3/00 B ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C10G 21/24 C10G 21/24 25/00 25/00 27/12 27/12 27/14 27/14 29 / 04 29/04 53/14 53/14 C10L 3/10 H01M 8/06 G H01M 8/06 C10L 3/00 B

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 静止型混合器中で、有機硫黄化合物を含
有する炭化水素を酸化剤で処理することを特徴とする有
機硫黄化合物含有炭化水素の脱硫方法。
1. A method for desulfurizing a hydrocarbon containing an organic sulfur compound, which comprises treating a hydrocarbon containing an organic sulfur compound with an oxidant in a static mixer.
【請求項2】 静止型混合器中で、有機硫黄化合物を含
有する炭化水素を酸化剤で処理した後、吸着剤との接
触、蒸留又は溶媒抽出により有機硫黄化合物を除去する
ことを特徴とする有機硫黄化合物含有炭化水素の脱硫方
法。
2. A method of treating a hydrocarbon containing an organic sulfur compound with an oxidizing agent in a static mixer, and then removing the organic sulfur compound by contact with an adsorbent, distillation or solvent extraction. A method for desulfurizing a hydrocarbon containing an organic sulfur compound.
【請求項3】 吸着剤との接触、蒸留又は溶媒抽出によ
り有機硫黄化合物を除去した後、炭化水素中に残存する
有機硫黄化合物を第2の脱硫剤によってさらに吸着除去
することを特徴とする請求項2に記載の脱硫方法。
3. The organic sulfur compound is removed by contact with an adsorbent, distillation or solvent extraction, and then the organic sulfur compound remaining in the hydrocarbon is further adsorbed and removed by a second desulfurizing agent. Item 2. The desulfurization method according to Item 2.
【請求項4】 前記有機硫黄化合物を含有する炭化水素
が、LPG、都市ガス、ナフサ、ガソリン、灯油、軽
油、重油、アスファルテン、オイルサンド油、石炭液化
油、石油系重質油、シェールオイル、GTL、廃プラス
チック油及びバイオフューエルからなる群から選択され
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の脱
硫方法。
4. The hydrocarbon containing the organic sulfur compound is LPG, city gas, naphtha, gasoline, kerosene, light oil, heavy oil, asphaltene, oil sand oil, coal liquefied oil, petroleum heavy oil, shale oil, 4. The desulfurization method according to claim 1, wherein the desulfurization method is selected from the group consisting of GTL, waste plastic oil and biofuel.
【請求項5】 前記酸化剤として、酸素、空気、四酸化
窒素、オゾン、塩素、臭素、メタ過ヨウ素酸ナトリウ
ム、重クロム酸カリウム、過マンガン酸カリウム、無水
クロム酸、次亜塩素酸、過酸化水素、過酢酸、過酸化水
素+酢酸、過ギ酸、過酸化水素+ギ酸、メタクロロ過安
息香酸、過酸化水素+メタクロロ安息香酸、過クロロ酢
酸、過酸化水素+クロロ酢酸、過ジクロロ酢酸、過酸化
水素+ジクロロ酢酸、過トリクロロ酢酸、過酸化水素+
トリクロロ酢酸、過トリフルオロ酢酸、過酸化水素+ト
リフルオロ酢酸、過メタスルフォン酸、過酸化水素+メ
タスルフォン酸、過酸化水素+サリチル酸、過硫酸及び
過酸化水素+硫酸からなる群から選択される1種又は2
種以上を用いることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の脱硫方法。
5. As the oxidant, oxygen, air, nitrogen tetraoxide, ozone, chlorine, bromine, sodium metaperiodate, potassium dichromate, potassium permanganate, chromic anhydride, hypochlorous acid, peroxidic acid, Hydrogen oxide, peracetic acid, hydrogen peroxide + acetic acid, performic acid, hydrogen peroxide + formic acid, metachloroperbenzoic acid, hydrogen peroxide + metachlorobenzoic acid, perchloroacetic acid, hydrogen peroxide + chloroacetic acid, perdichloroacetic acid, perfluoroacetic acid Hydrogen oxide + dichloroacetic acid, pertrichloroacetic acid, hydrogen peroxide +
Selected from the group consisting of trichloroacetic acid, pertrifluoroacetic acid, hydrogen peroxide + trifluoroacetic acid, permetasulphonic acid, hydrogen peroxide + metasulphonic acid, hydrogen peroxide + salicylic acid, persulfuric acid and hydrogen peroxide + sulfuric acid 1 or 2
The desulfurization method according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one kind is used.
【請求項6】 前記吸着剤が多孔質の無機酸化物からな
ることを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の脱
硫方法。
6. The desulfurization method according to claim 2, wherein the adsorbent is made of a porous inorganic oxide.
【請求項7】 前記多孔質無機酸化物として、シリカ、
アルミナ、シリカ−アルミナ、ゼオライト、チタニア、
ジルコニア、マグネシア、シリカ−マグネシア、白土、
粘土、珪藻土、活性炭及び不溶性の合成樹脂からなる群
から選択される1種又は2種以上を用いることを特徴と
する請求項6に記載の脱硫方法。
7. Silica as the porous inorganic oxide,
Alumina, silica-alumina, zeolite, titania,
Zirconia, magnesia, silica-magnesia, white clay,
The desulfurization method according to claim 6, wherein one kind or two or more kinds selected from the group consisting of clay, diatomaceous earth, activated carbon and insoluble synthetic resin is used.
【請求項8】 前記溶媒抽出における溶媒が、アセトニ
トリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ニトロメ
タン、ニトロエタン、ニトロプロパン、ニトロベンゼ
ン、ジメチルスルホキシド、N,N’−ジメチルホルム
アミド、N,N’−ジメチルアセトアミド、N−メチル
ピロリジン、トリメチルリン酸エステル、トリエチルリ
ン酸エステル、ヘキサメチルリン酸アミド、ホスホラ
ン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノー
ル及びアセトンからなる群から選択される1種もしくは
2種以上又は水を含有することを特徴とする請求項2〜
7のいずれかに記載の脱硫方法。
8. The solvent in the solvent extraction is acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, nitromethane, nitroethane, nitropropane, nitrobenzene, dimethylsulfoxide, N, N′-dimethylformamide, N, N′-dimethylacetamide, N- One or more selected from the group consisting of methylpyrrolidine, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, hexamethyl phosphate amide, phosphorane, methanol, ethanol, propanol, butanol and acetone, or containing water. Claim 2 characterized by
7. The desulfurization method according to any one of 7.
【請求項9】 前記第2脱硫剤が、Ni、Ag、Cr、
Mn、Fe、Co、Zn、Pb、Ir、Pt、Ru、R
h及びAuからなる群から選択される1種又は2種以上
を多孔質担体に担持させた触媒であることを特徴とする
請求項3〜8のいずれかに記載の脱硫方法。
9. The second desulfurizing agent is Ni, Ag, Cr,
Mn, Fe, Co, Zn, Pb, Ir, Pt, Ru, R
The desulfurization method according to any one of claims 3 to 8, which is a catalyst in which one or more selected from the group consisting of h and Au is supported on a porous carrier.
【請求項10】 前記吸着剤を−40〜100℃の温度
範囲で用いることを特徴とする請求項2〜9のいずれか
に記載の脱硫方法。
10. The desulfurization method according to claim 2, wherein the adsorbent is used in a temperature range of −40 to 100 ° C.
【請求項11】 前記第2脱硫剤を−40〜220℃の
温度範囲で用いることを特徴とする請求項3〜10のい
ずれかに記載の脱硫方法。
11. The desulfurization method according to claim 3, wherein the second desulfurizing agent is used in a temperature range of −40 to 220 ° C.
【請求項12】 請求項1〜11のいずれかに記載の脱
硫方法を用いて炭化水素を脱硫した後、改質処理するこ
とを特徴とする燃料電池用水素の製造方法。
12. A method for producing hydrogen for a fuel cell, which comprises subjecting a hydrocarbon to desulfurization using the desulfurization method according to any one of claims 1 to 11 and then carrying out a reforming treatment.
【請求項13】 前記改質処理が、部分酸化改質処理、
オートサーマル改質処理又は水蒸気改質処理であること
を特徴とする請求項12に記載の燃料電池用水素の製造
方法。
13. The reforming treatment is a partial oxidation reforming treatment,
The method for producing hydrogen for a fuel cell according to claim 12, which is an autothermal reforming treatment or a steam reforming treatment.
【請求項14】 部分酸化改質触媒、オートサーマル改
質触媒又は水蒸気改質触媒が、ルテニウム系触媒又はニ
ッケル系触媒であることを特徴とする請求項13に記載
の燃料電池用水素の製造方法。
14. The method for producing hydrogen for a fuel cell according to claim 13, wherein the partial oxidation reforming catalyst, autothermal reforming catalyst or steam reforming catalyst is a ruthenium-based catalyst or a nickel-based catalyst. .
【請求項15】 前記改質触媒の担体成分が、酸化マン
ガン、酸化セリウム及びジルコニアからなる群から選択
される1種又は2種以上を含有することを特徴とする請
求項14に記載の燃料電池用水素の製造方法。
15. The fuel cell according to claim 14, wherein the carrier component of the reforming catalyst contains one or more selected from the group consisting of manganese oxide, cerium oxide and zirconia. For producing hydrogen for industrial use.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004055483A (en) * 2002-07-24 2004-02-19 Idemitsu Kosan Co Ltd Method for manufacturing hydrogen for fuel cell
JP2006509075A (en) * 2002-12-03 2006-03-16 エンゲルハード・コーポレーシヨン Method for desulfurizing hydrocarbons by partial oxidation
JP2009249447A (en) * 2008-04-03 2009-10-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method and device for oxidative desulfurization of fuel oil using reaction rate difference
US7744827B2 (en) 2004-02-13 2010-06-29 United Technologies Corporation Catalytic treatment of fuel to impart coking resistance
JP2011241321A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Jx Nippon Oil & Energy Corp Method for desulfurizing hydrocarbon
JP2011241320A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Jx Nippon Oil & Energy Corp Method for desulfurizing hydrocarbon
EP2593221A1 (en) * 2010-07-15 2013-05-22 LG Fuel Cell Systems, Inc. Fuel cell system and desulfurization system
CN104437420A (en) * 2014-10-20 2015-03-25 安徽省宿州市龙华机械制造有限公司 Polymetallic diatomite activated carbon composite solid desulfurizing agent and preparation method thereof
CN104475047A (en) * 2014-10-20 2015-04-01 安徽省宿州市龙华机械制造有限公司 Modified activated carbon desulfurizer with good toughness and wear resistance for flue gas cleaning and preparing method thereof
CN104694152A (en) * 2013-12-05 2015-06-10 中国科学院大连化学物理研究所 Hydrogen peroxide-chlorine combined fuel oil oxidation treatment method
CN105733654A (en) * 2014-12-08 2016-07-06 中国科学院大连化学物理研究所 Fuel oil oxidation treatment device for fuel oil desulphurization
CN106076333A (en) * 2016-06-15 2016-11-09 华南理工大学 A kind of MoO3the preparation method of support type desulphurization catalyst and fuel desulfuration new method thereof
CN107497440A (en) * 2017-08-17 2017-12-22 江苏天东新材料科技有限公司 The preparation method and application of tempreture organic sulphur hydrolysis, absorption and the multi-functional desulfurizing agent of deoxidation
CN110763773A (en) * 2018-07-27 2020-02-07 中国石油化工股份有限公司 Analysis method of biomarker compounds in crude oil asphaltenes
CN111019727A (en) * 2018-10-09 2020-04-17 南京雪郎化工科技有限公司 Method for oxidation desulfurization of liquefied petroleum gas
JP2020080403A (en) * 2018-10-26 2020-05-28 キヤノン株式会社 Composition, organic light emitting device having the same, display device, imaging device, electronic device, and moving body
CN115161072A (en) * 2022-07-01 2022-10-11 中国石油化工股份有限公司 Method for oxidizing, extracting and desulfurizing wax oil in microchannel reactor

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004055483A (en) * 2002-07-24 2004-02-19 Idemitsu Kosan Co Ltd Method for manufacturing hydrogen for fuel cell
JP2006509075A (en) * 2002-12-03 2006-03-16 エンゲルハード・コーポレーシヨン Method for desulfurizing hydrocarbons by partial oxidation
US7744827B2 (en) 2004-02-13 2010-06-29 United Technologies Corporation Catalytic treatment of fuel to impart coking resistance
JP2009249447A (en) * 2008-04-03 2009-10-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Method and device for oxidative desulfurization of fuel oil using reaction rate difference
JP2011241321A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Jx Nippon Oil & Energy Corp Method for desulfurizing hydrocarbon
JP2011241320A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Jx Nippon Oil & Energy Corp Method for desulfurizing hydrocarbon
EP2593221A1 (en) * 2010-07-15 2013-05-22 LG Fuel Cell Systems, Inc. Fuel cell system and desulfurization system
EP2593221A4 (en) * 2010-07-15 2014-04-30 Lg Fuel Cell Systems Inc Fuel cell system and desulfurization system
US10158139B2 (en) 2010-07-15 2018-12-18 Lg Fuel Cell Systems Inc. Fuel cell system and desulfurization system
US10109875B2 (en) 2010-07-15 2018-10-23 Lg Fuel Cell Systems Inc. Fuel cell system and desulfurization system
US9034527B2 (en) 2010-07-15 2015-05-19 Lg Fuel Cell Systems Inc. Fuel cell system and desulfurization system
US9640822B2 (en) 2010-07-15 2017-05-02 Lg Fuel Cell Systems Inc. Fuel cell system and desulfurization system
US9515338B2 (en) 2010-07-15 2016-12-06 Lg Fuel Cell Systems Inc. Fuel cell system and desulfurization system
CN104694152B (en) * 2013-12-05 2016-04-06 中国科学院大连化学物理研究所 The fuel oil oxidation treatment method of hydrogen peroxide-chlorine coupling
CN104694152A (en) * 2013-12-05 2015-06-10 中国科学院大连化学物理研究所 Hydrogen peroxide-chlorine combined fuel oil oxidation treatment method
CN104475047A (en) * 2014-10-20 2015-04-01 安徽省宿州市龙华机械制造有限公司 Modified activated carbon desulfurizer with good toughness and wear resistance for flue gas cleaning and preparing method thereof
CN104437420A (en) * 2014-10-20 2015-03-25 安徽省宿州市龙华机械制造有限公司 Polymetallic diatomite activated carbon composite solid desulfurizing agent and preparation method thereof
CN105733654B (en) * 2014-12-08 2017-06-23 中国科学院大连化学物理研究所 A kind of fuel oil oxidation treatment device for fuel desulfuration process
CN105733654A (en) * 2014-12-08 2016-07-06 中国科学院大连化学物理研究所 Fuel oil oxidation treatment device for fuel oil desulphurization
CN106076333A (en) * 2016-06-15 2016-11-09 华南理工大学 A kind of MoO3the preparation method of support type desulphurization catalyst and fuel desulfuration new method thereof
CN106076333B (en) * 2016-06-15 2019-01-18 迪普沃科技(深圳)有限公司 A kind of MoO3The preparation method and its fuel desulfuration method of support type desulphurization catalyst
CN107497440A (en) * 2017-08-17 2017-12-22 江苏天东新材料科技有限公司 The preparation method and application of tempreture organic sulphur hydrolysis, absorption and the multi-functional desulfurizing agent of deoxidation
CN110763773A (en) * 2018-07-27 2020-02-07 中国石油化工股份有限公司 Analysis method of biomarker compounds in crude oil asphaltenes
CN110763773B (en) * 2018-07-27 2022-12-27 中国石油化工股份有限公司 Analysis method of biomarker compounds in crude oil asphaltenes
CN111019727A (en) * 2018-10-09 2020-04-17 南京雪郎化工科技有限公司 Method for oxidation desulfurization of liquefied petroleum gas
JP2020080403A (en) * 2018-10-26 2020-05-28 キヤノン株式会社 Composition, organic light emitting device having the same, display device, imaging device, electronic device, and moving body
CN115161072A (en) * 2022-07-01 2022-10-11 中国石油化工股份有限公司 Method for oxidizing, extracting and desulfurizing wax oil in microchannel reactor

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