JP2675170B2 - ガス化方法 - Google Patents

ガス化方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、50〜350気圧の圧力で周期律表の第I A族の
元素の化合物からなる触媒の存在下に有機原料を液状の
水中で200〜450℃の温度に加熱することによって有機原
料を気体に変換する触媒的方法に関する。
米国特許第4,113,446号公報は、水の臨界密度を達成
させるため液状または固形有機原料を水と少なくとも64
7゜Kの温度でかつ少なくとも218気圧の圧力で反応させ
ることからなるガス組成物の製造方法を開示している。
この反応は、水素化触媒等の触媒の存在下に行われるの
が好ましい。
この反応が水の臨界密度で行われるため、ガス化すべ
き原料に存在する塩は、流出物と一緒に除去されず、し
たがって使用される反応器に蓄積され、もって蓄積され
た塩を除去するために操作を停止させなければならな
い。
ドイツ出願公告第37 05 781号公報は、上記種類の方
法を開示している。従来技術法で製造されたガスの組成
は、出発原料の組成および使用された特定の操作条件に
依存するが、通常製造されたガスは、一酸化炭素、二酸
化炭素およびメタン並びにその他の低分子量炭化水素を
含有する。かかる液相反応において、塩は、液状流出物
と一緒に除去することができ、もって塩の蓄積を避ける
ことができる。
このガスは、合成ガスとして、例えばメタノールまた
は炭化水素の合成用のガスとして使用するのに好適であ
る。
従来技術方法は、生成ガスが触媒並びに反応室の壁上
に析出する傾向にある木炭、コークス、タールおよび／
またはオイルを含有するという欠点を有している。
本発明は、有機原料を水中で更に二酸化ジルコニウム
を含む触媒の存在下に加熱することによって、木炭、コ
ークスおよび／またはタールをほとんどないし全く生成
させないで有機原料をガス化することができるという知
見に基づくものである。
本発明で周期律表の第I A族元素の化合物と共に用い
られる成分は、ZrO2であり、これは使用される過酷な温
度で安定でありかつ引き続いて再使用することができ
る。
反応は、270〜380℃の温度でかつ150〜270気圧の圧力
で行われるのが好ましい。
有機原料は、水と混和されるものが好ましい。固形有
機原料、例えば石炭または廃棄原料を利用した場合、固
形物が微小粒子状であり、そして有機粒子および水がス
ラリーとして形成されかつ保持されるように反応が行わ
れることが好ましい。
いかなる有機固形原料、例えば生ごみ、紙、おが屑、
乾燥スラッジおよびその他の廃棄原料セルロースワック
ス、石炭、泥板岩等を本発明に使用することができる。
液状原料、例えば糖類も使用することができる。
有機原料と水との重量比は、リフォームを促進し、そ
して木炭またはコークスの形成を防ぐ水から利用できる
十分な水素が存在するようなレベルに保持される。
一般に、有機原料は、約１〜約50重量％の水を含む。
触媒は、有機原料の重量に基づいて約５〜約30重量％
で使用されるのが好ましい。第I A族化合物と二酸化ジ
ルコニウムとの比率は、0.01:1〜0.5:1の範囲であるこ
とが好ましい。
本発明の方法は、バッチ法としてあるいは連続法とし
て行うことができる。
連続法において、二つの反応成分の反応スラリーまた
は液状混合物は、加熱および加圧下に反応器に供給さ
れ、そして生成ガスは、連続的に加圧下に抜き取られ、
従って高圧法に使用される場合に生成ガスを加圧する必
要性が除かれる。
この反応は、反応器の底部に出発原料および水の導入
のための入口および生成したガスのための反応器頂部の
出口並びに反応器の上部に設けられた水の出口を有する
垂直円筒反応器で行うことができる。
後者の出口により除去された水は、リサイクルされ、
そして入ってくる有機原料と混合されるのが好ましい。
有機原料をリサイクルされた水と混合する前に、例え
ば約100℃の温度に予備加熱するのが好ましい。
本発明の方法はまた、ハロゲン化炭化水素のような毒
性の有機原料を非毒性の有機原料に転換するのにも好適
である。
以下、本発明を実施例によって更に詳しく説明する。
実施例１ 大麦のわら100gを、ZrO2 900ml（直径3mmを有しかつ5
0m2/gの表面積を有する錠剤形）と混合し、そしてこの
混合物を２の容量を有する管状の反応器に導入した。
続いて、水500mlおよびK2CO3 10gをここに導入した。
次いで、この反応器を閉じ、そして360℃の温度に220
気圧の圧力で５分間加熱した。大麦のわら100gの転換
は、以下の組成を有するガスとなった。
CO2 59.9％（W/W） H2 0.2％（W/W） C1〜C4炭化水素 2.8％（W/W） メタノール 21.0％（W/W） エタノール 6.8％（W/W） アセトン 4.0％（W/W） プロパノール 3.0％（W/W） ブタノール 2.0％（W/W） 総計 100.3％（W/W） 反応器は、タール、オイル、コークスまたはその他の
固形物分解生成物を含有していなかった。
実施例２ 乾燥スラッジ100gに相当する汚水320gを、実施例１に
記載されたのと同一の触媒900mlおよびH2O320g中のK2CO
3 12gと混合し、そしてこの混合物を上記の反応器に移
し、そして実施例１に記載されたのと同一条件下に試験
した。乾燥スラッジ100gにより、以下のものが得られ
た:CO2＝29.0g、CO＝0.05g、H2＝0.1g、C1〜C4炭化水素
＝1.1g。１％未満のアルコール類が生成され、そして約
23gの別の有機化合物が凝縮物中に見出された。コーク
ス、木炭またはタールは、触媒または反応器壁に付着さ
れなかった。
実施例３ 本発明が排水中の毒性有機化合物をガスおよびその他
の非−毒性有機化合物に転換するのに応用することもで
きることを示すためにこの試験が行われた。この試験
は、680mlの容量を有する管状反応器内で行われた。以
下の化合物：すなわち、 トリクロロエタン 0.14％（W/W） ニトロベンゼン 0.13％（W/W） クロロフェノール 0.14％（W/W） を含有する水溶液2.2およびK2CO3 2.0％（W/W）を、
実施例３に使用された反応器に導入し、そして360℃の
温度に225気圧で4m2/gの表面積および２〜5mmの粒度を
有するZrO2 650mlの存在下に加熱した。この試験により
以下の転換データを得た。
トリクロロエタン 100％転換 ニトロベンゼン 100％転換 クロロフェノール 83％転換 比較例 大麦のわら100gおよびK2CO3 12.6gを含有する水630ml
を実施例１に記載された反応器に配置した。次いで、実
施例１の通りに試験を行い、そして以下のものが得られ
た。:CO2＝24g、CO＝0.3g、H2＝0.6g、C1〜C4炭化水素
＝4.6g。14gの別の有機化合物が凝縮物中に見出され
た。反応器を開けると、全反応器壁がコークスで被覆さ
れていたことが見出された。付着コークスは、5.2gの炭
素または供給における全炭素の12％に相当した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０７Ｃ 9/04 9734−4Ｈ Ｃ０７Ｃ 9/04 31/04 9155−4Ｈ 31/04

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】50〜350気圧の圧力で周期律表の第I A族の
    元素の化合物からなる触媒の存在下に有機原料を液状の
    水中で200〜450℃の温度に加熱することによって有機原
    料を気体に変換する触媒的方法において、触媒がさらに
    二酸化ジルコニウムを含むことを特徴とする上記方法。
  2. 【請求項２】反応が270〜380℃の温度で行われる請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】反応が150〜270気圧の圧力で行われる請求
    項１または２に記載の方法。
  4. 【請求項４】有機原料が約１〜50重量％の水を含む請求
    項１〜３のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項５】触媒が有機原料の約５〜約30重量％の量で
    使用される請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
  6. 【請求項６】第I A族化合物と二酸化ジルコニウムとの
    比率が0.01:1から0.5:1の範囲である請求項１〜５のい
    ずれかに記載の方法。
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