JP2941022B2 - Method for producing liquid hydrocarbons from CO2 and H2 - Google Patents

Method for producing liquid hydrocarbons from CO2 and H2

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JP2941022B2
JP2941022B2 JP2240453A JP24045390A JP2941022B2 JP 2941022 B2 JP2941022 B2 JP 2941022B2 JP 2240453 A JP2240453 A JP 2240453A JP 24045390 A JP24045390 A JP 24045390A JP 2941022 B2 JP2941022 B2 JP 2941022B2
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    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、CO2およびH2から液体燃料として使用可能
な液状炭化水素を一挙に得る工業的な方法に関するもの
である。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an industrial method for obtaining liquid hydrocarbons usable as a liquid fuel from CO 2 and H 2 at once.

従来の技術 近年、CO2の蓄積による地球の温暖化が深刻な環境問
題となっており、CO2の排出量の削減が急務となってい
る。もしCO2を液体燃料等の有用成分に変換し再資源化
することができれば、地球温暖化の問題および石油資源
の節減が一挙に達成できることになる。
2. Description of the Related Art In recent years, global warming due to the accumulation of CO 2 has become a serious environmental problem, and there is an urgent need to reduce CO 2 emissions. If CO 2 can be converted to useful components such as liquid fuel and recycled, the problem of global warming and the saving of petroleum resources can be achieved all at once.

〈CO2の接触水素化によるメタノールの合成〉 CO2の触媒水素化によりメタノールを得ることについ
ては種々の提案がなされており、そのためのメタノール
合成触媒の研究も進行している。この目的の触媒として
は、次に列挙するような酸化物系触媒、金属触媒、合金
触媒があげられる。
For obtaining a methanol by catalytic hydrogenation of CO 2 <Synthesis of methanol by catalytic hydrogenation CO 2> have been made various proposals, also progressed the study of methanol synthesis catalyst therefor. Examples of the catalyst for this purpose include oxide catalysts, metal catalysts, and alloy catalysts as listed below.

酸化物系触媒 ZnO、 ZrO2、 Cu/ZnO、 Cu/oxide、 Cr2O3/ZnO、 Cu/ZnO/oxide、 Cu/Zno/Al2O3、 ZnO/oxide 金属触媒 Pd、PtまたはReを次の如き担体、すなわち、Al2O3、T
hO2、SiO2、La2O3、Nb2O5、MgO、Sm2O3,TiO2、ZrO2、Nd
2O3、Y2O3、In2O3などに担持させたもの 合金触媒 Al−Cu−Znラネー合金、レアアース−Cu合金、Nd−Cu
など 〈メタノールからの液状炭化水素の合成〉 メタノールからの炭化水素の合成触媒については、特
開昭53−58499号公報に、 M2/nO:Al2O3:(8〜50)SiO2 (Mは原子価nのカチオン)の組成を有し、特定のX線
粉末回折パターンおよび特定のn−ヘキサン吸着能を有
する結晶性アルミノシリケートゼオライト触媒を用いた
報告がある。
Oxide-based catalyst ZnO, ZrO 2, Cu / ZnO , Cu / oxide, Cr 2 O 3 / ZnO, Cu / ZnO / oxide, Cu / Zno / Al 2 O 3, ZnO / oxide metal catalyst Pd, Pt or Re Supports as follows: Al 2 O 3 , T
hO 2 , SiO 2 , La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , MgO, Sm 2 O 3 , TiO 2 , ZrO 2 , Nd
Supported on 2 O 3 , Y 2 O 3 , In 2 O 3, etc. Alloy catalyst Al-Cu-Zn Raney alloy, rare earth-Cu alloy, Nd-Cu
Etc. The synthesis catalysts of hydrocarbons from <Liquid hydrocarbon synthesis of hydrogen from methanol> methanol, in JP-A-53-58499, M 2 / n O: Al 2 O 3: (8~50) SiO 2 (M is a cation having a valence of n), and there is a report using a crystalline aluminosilicate zeolite catalyst having a specific X-ray powder diffraction pattern and a specific n-hexane adsorption ability.

また本発明者らは、次に示すような一連の出願を行っ
ている。
The present inventors have filed a series of applications as shown below.

・特開昭57−63135号公報 結晶性アルミノシリケートゼオライト触媒、すなわ
ち、 M2/nO:Al2O3:(8〜70)SiO2 (Mは原子価nのカチオン)の組成を有し、特定のX線
粉末回析パターンおよび特定の結晶形態を有する触媒を
使用。
& JP 57-63135 discloses crystalline aluminosilicate zeolite catalyst, i.e., M 2 / n O: Al 2 O 3: (8~70) SiO 2 (M is a cation of valence n) has a composition of Using a catalyst having a specific X-ray powder diffraction pattern and a specific crystalline morphology.

・特開昭57−144038号公報 結晶性アルミノシリケートゼオライト触媒、すなわ
ち、組成がモル比で、 SiO2/Al2O3=8〜70、 OH-/SiO2=0.2〜1.6、 H2O/SiO2=10〜30、 M/SiO2=0.2〜1.7、 R/SiO2=0.0086〜0.20、 R/M+R=0.0005〜0.40、 K2O/M2O=0.05〜0.3 (式中、Rはテトラアルキルアンモニウムカチオンであ
って、アルキル基はメチルまたはエチル、Mは原子価n
のカチオンであってアルカリ金属イオン)である混合物
に、金属または金属酸化物を担持した骨材または結晶成
長核を添加して結晶化した触媒を使用。
Patent Document 1: JP-A-57-144038 Crystalline aluminosilicate zeolite catalyst, that is, SiO 2 / Al 2 O 3 = 8 to 70, OH / SiO 2 = 0.2 to 1.6, H 2 O / SiO 2 = 10 to 30, M / SiO 2 = 0.2 to 1.7, R / SiO 2 = 0.0086 to 0.20, R / M + R = 0.0005 to 0.40, K 2 O / M 2 O = 0.05 to 0.3 (where R is A tetraalkylammonium cation wherein the alkyl group is methyl or ethyl and M is the valence n
And a catalyst obtained by adding an aggregate or a crystal growth nucleus supporting a metal or a metal oxide to a mixture which is a cation and an alkali metal ion).

・特開昭59−62348号公報 アミン修飾高シリカゼオライト触媒、すなわち、Si/A
lのモル比100〜3200の高シリカゼオライトを、触媒細孔
には入りにくい分子の大きさを持つ有機アミン蒸気で処
理した触媒を使用。
JP-A-59-62348 Amine-modified high silica zeolite catalyst, that is, Si / A
Uses a high silica zeolite with a molar ratio of 100 to 3200, treated with organic amine vapor having a molecular size that does not easily enter the catalyst pores.

・特開昭59−62349号公報 高シリカゼオライト触媒、すなわち、Al塩、含窒素有
機カチオンおよび無機酸を含む水溶液からなるA液、ケ
イ酸塩水溶液からなるB液、イオン調整剤水溶液からな
るC液を用い、特定の方法により触媒を製造。
JP-A-59-62349 A high silica zeolite catalyst, that is, a liquid A comprising an aqueous solution containing an Al salt, a nitrogen-containing organic cation and an inorganic acid, a liquid B comprising an aqueous silicate solution, and a liquid C comprising an aqueous ion conditioner solution The catalyst is manufactured by a specific method using the liquid.

・特開昭59−136386号公報 高シリカゼオライト触媒、すなわち、組成がモル比
で、 Si/Al=15以上、 OH-/SiO2=0.3〜1.0、 H2O/SiO2=30〜100、 R/R+M=0.05〜0.15、 NaCl/H2O=0.01〜0.06 (式中、Rは第4級アルキルアンモニウムカチオン、M
はNaまたはKイオン)で表わされる高シリカゼオライト
触媒にメタノールを接触反応させるに際し、C数2〜4
のオレフィンまたは反応過程においてオレフィンを生成
しやすいアルコールまたはアルコール前駆物質を少量併
用。
& JP 59-136386 discloses high silica zeolite catalyst, i.e., a composition molar ratio, Si / Al = 15 or higher, OH - / SiO 2 = 0.3~1.0 , H 2 O / SiO 2 = 30~100, R / R + M = 0.05~0.15, NaCl / H 2 O = 0.01~0.06 ( wherein, R quaternary alkylammonium cation, M
Is a Na or K ion) when the methanol is contacted with a high silica zeolite catalyst represented by the following formula:
A small amount of olefin or alcohol or alcohol precursor that easily produces olefin in the reaction process.

・特開昭60−12135号公報 メタロシリケート触媒、すなわち、高シリカゼオライ
ト触媒において、Alの代りにGa、Ti、Zr、Ge、La、Mn、
Cr、ScまたはVを用いた触媒を使用。
JP-A-60-12135 Metallosilicate catalyst, that is, in the high silica zeolite catalyst, instead of Al, Ga, Ti, Zr, Ge, La, Mn,
Use catalyst with Cr, Sc or V.

そのほか、本発明者らの発表にかかるJournal of Cat
alyst,98,491−501(1986)には、H型の鉄−シリケー
ト触媒を用いてメタノールから炭化水素を得る方法が示
されている。
In addition, the Journal of Cat
alyst, 98 , 491-501 (1986) discloses a method for obtaining hydrocarbons from methanol using an H-type iron-silicate catalyst.

発明が解決しようとする課題 CO2の接触水素化によるメタノール合成については上
記のように種々の検討がなされており、メタノールから
の炭化水素の合成についても上記のように種々の検討が
なされている。
Problems to be Solved by the Invention Various studies have been made on the synthesis of methanol by catalytic hydrogenation of CO 2 as described above, and various studies have been made on the synthesis of hydrocarbons from methanol as described above. .

しかしながら、CO2の接触水素化により得た反応物を
そのまま炭化水素の合成のための原料として用いること
については、未だ不成功の段階にある。というのは、第
1段のCO2の接触水素化反応後の導出ガスには未反応物
(殊にH2)が大量に含まれているので、第2段の炭化水
素合成反応に際し水素化が優先し、目的とする反応が円
滑に進まないからである。
However, the use of the reactants obtained by catalytic hydrogenation of CO 2 as raw materials for the synthesis of hydrocarbons is still in an unsuccessful stage. This is because the output gas after the first-stage catalytic hydrogenation of CO 2 contains a large amount of unreacted substances (especially H 2 ), so that the hydrogenation is carried out during the second-stage hydrocarbon synthesis reaction. Is the priority, and the intended reaction does not proceed smoothly.

なお、上に述べたメタノールからの液状炭化水素の合
成触媒のうち特開昭53−58499号公報に開示の結晶性ア
ルミノシリケートゼオライト触媒は、メタノールを出発
物質として用いてもC1〜C4の炭化水素しか得られない。
Among the above-mentioned catalysts for synthesizing liquid hydrocarbons from methanol, the crystalline aluminosilicate zeolite catalyst disclosed in JP-A-53-58499 has a C 1 -C 4 even when methanol is used as a starting material. Only hydrocarbons are obtained.

特開昭57−63135号公報や特開昭57−144038号公報に
開示の結晶性アルミノシリケートゼオライト触媒は、メ
タノールを出発物質として用いても、事実上C1〜C4の炭
化水素までにしか変換せず、C5以上の液状炭化水素の選
択率は5〜9%程度と小さい。
Crystalline aluminosilicate zeolite catalyst disclosed in JP 57-63135 and JP 57-144038 discloses, even with methanol as the starting material, only to hydrocarbon virtually C 1 -C 4 without conversion, the selectivity of C 5 or more, a liquid hydrocarbon about 5-9% and less.

特開昭59−62348号公報に開示のアミン修飾高シリカ
ゼオライト触媒、特開昭59−62349号公報や特開昭59−1
36386号公報に開示の高シリカゼオライトを用いた場合
は、相当量のC5以上の脂肪族および芳香族炭化水素が得
られ、特開昭60−12135号公報に開示のメタロシリケー
ト触媒を用いた場合も同様に相当量のC5以上の脂肪族お
よび芳香族炭化水素が得られる。しかしながら本発明者
らの検討によれば、これらの触媒を用いても、出発原料
中にメタノール以外に多量のH2が含まれていると水素化
が優先して起こり、オレフィン選択率や液状炭化水素選
択率が著減する。
Amine-modified high silica zeolite catalyst disclosed in JP-A-59-62348, JP-A-59-62349 and JP-A-59-1
When using a high-silica zeolite disclosed in 36386 JP, C 5 or more aliphatic substantial amounts and aromatic hydrocarbons which was used metallosilicate catalyst disclosed in JP-A-60-12135 Similarly, when C 5 or more aliphatic and aromatic hydrocarbons considerable amount can be obtained. However, according to studies by the present inventors, even with these catalysts, the inclusion of a large amount of H 2 in addition to methanol in the starting material occurs preferentially hydrogenated olefin selectivity and liquid hydrocarbons Hydrogen selectivity decreases significantly.

Journal of Catalyst,98,491−501(1986)に記載の
方法は、H型の鉄−シリケート触媒を用いてメタノール
から炭化水素を得るものであるが、H2を多量に含むメタ
ノールにも適用できるかどうかについては何ら開示がな
い。
Journal of Catalyst, 98, The method according to 491-501 (1986), H-type iron - although to obtain hydrocarbons from methanol using a silicate catalyst can be applied to methanol containing H 2 in a large amount There is no disclosure as to whether or not.

本発明は、このような背景において、CO2およびH2
ら液体燃料として使用可能な液状炭化水素を一挙に得る
工業的な方法を提供することを目的になされたものであ
る。
In this background, the present invention has been made to provide an industrial method for obtaining a liquid hydrocarbon usable as a liquid fuel from CO 2 and H 2 at once.

課題を解決するための手段 本発明のCO2とH2からの液状炭化水素の製造法は、 CO2およびH2の混合比がモル比で2:8〜7:3の範囲にあ
るCO2およびH2を主成分とする混合ガスを第1反応器に
供給し、還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒と
の接触によりメタノールに富むガスに変換する第1工
程、 該第1工程からの導出ガスを引き続き第2反応器に供
給し、H型のFe−シリケート触媒との接触により液状炭
化水素に富む成分に変換する第2工程 からなること、および、 前記第1工程における還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3
−Al2O3系触媒の還元処理前の組成が CuO 15〜35重量%、 ZnO 20〜50重量%、 Cr2O3 0.6〜 5重量%、 Al2O3 25〜40重量% であり、かつその還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3
系触媒が、Cu、Zn、CrおよびAlの水溶性塩の水溶液を静
置状態でNH3ガスと接触させてゲル化した後、乾燥、焼
成し、さらに使用の前にH2で還元処理したものであるこ
と を特徴とするものである。
Preparation of liquid hydrocarbons from CO 2 and H 2 means the present invention for solving the problems, CO 2 and H 2 at a mixing ratio of 2 molar ratio: 8-7: CO 2 in the range of 3 and a mixed gas of H 2 as a main component is supplied to the first reactor, the first to be converted to a gas rich in methanol by contact with the CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 based catalyst reduction treatment A second step of continuously supplying a gas derived from the first step to a second reactor and converting the gas into a component rich in liquid hydrocarbons by contact with an H-type Fe-silicate catalyst; and CuO-ZnO-Cr 2 O 3 prepared by reducing treatment in the first step
-Al 2 O 3 based composition CuO 15 to 35 wt% of the pre-reduction treatment of the catalyst, ZnO 20 to 50 wt%, Cr 2 O 3 0.6~ 5% by weight, an Al 2 O 3 25 to 40 wt%, and CuO-ZnO-Cr 2 O was the reduction treatment 3 -Al 2 O 3
The system catalyst was gelled by contacting an aqueous solution of a water-soluble salt of Cu, Zn, Cr and Al with NH 3 gas in a stationary state, dried, calcined, and further reduced with H 2 before use. It is characterized by being a thing.

以下本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

原料ガス 原料ガスとしては、CO2およびH2を主成分とする混合
ガスが用いられる。
Source gas As the source gas, a mixed gas containing CO 2 and H 2 as main components is used.

このうちCO2は、発電所や製鉄所から排出される燃焼
ガス、天然ガス、石油精製ガス、アンモニア合成副生ガ
ス、コークス炉ガスなどから、膜分離法、圧力スイング
分離法、吸収分離法等の手段により分離取得することが
できる。
Of these, CO 2 is produced from combustion gas, natural gas, petroleum refinery gas, ammonia synthesis by-product gas, coke oven gas, etc. discharged from power plants and steelworks, using membrane separation, pressure swing separation, absorption separation, etc. Can be obtained separately.

H2は、水の電気分解により得られるH2、工場内の他の
プロセスあるいは他工場から供給されるH2などを用いる
ことができる。
H 2 is, H 2 obtained by electrolysis of water, such as H 2 supplied from other processes or other plant in the plant can be used.

CO2とH2の混合比は、理論的にはモル比で1:3に設定す
るが、2:8〜7:3の範囲であれば許容される。COを含む場
合はCO2の割合を適度に調整後、原料ガスとして供給す
ればよい。
The mixing ratio of CO 2 and H 2 is theoretically set to 1: 3 in molar ratio, but a range of 2: 8 to 7: 3 is acceptable. When containing CO, the ratio of CO 2 may be appropriately adjusted and then supplied as a source gas.

なお原料ガスは、本発明の趣旨を損なわない限りにお
いて、CO2とH2以外の成分、たとえばN2、CO、H2O、炭化
水素、アルコールなどを含んでいても差し支えない。た
だし、触媒毒となるおそれのある含イオウ化合物や窒素
酸化物、反応速度を遅延するおそれのあるO2は、許容限
度以下にまで除去しておくことが望ましい。
Note that the source gas may contain components other than CO 2 and H 2 , such as N 2 , CO, H 2 O, hydrocarbons, alcohols, etc., as long as the gist of the present invention is not impaired. However, it is desirable to remove sulfur-containing compounds and nitrogen oxides that may become catalyst poisons and O 2 that may delay the reaction rate to below the allowable limit.

第1工程 第1工程は、CO2およびH2の混合比がモル比で2:8〜7:
3の範囲にあるCO2およびH2を主成分とする混合ガスを第
1反応器に供給し、還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3−Al2
O3系触媒との接触によりメタノールに富むガスに変換す
る工程である。
First Step The first step is performed when the mixing ratio of CO 2 and H 2 is 2: 8 to 7:
A mixed gas mainly composed of CO 2 and H 2 in the range of 3 is supplied to the first reactor, and the reduced CuO—ZnO—Cr 2 O 3 —Al 2
This is a step of converting into a gas rich in methanol by contact with an O 3 -based catalyst.

この第1工程で使用される触媒、つまり還元処理した
CuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒としては、次の方法で調
製したものを用いる。
The catalyst used in this first step, that is,
The CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 catalyst, used as prepared in the following manner.

すなわち、まず、Cu、Zn、CrおよびAlの水溶性塩(た
とえば硝酸塩)を水に溶解して水溶液を調製する。塩の
添加順序は任意である。塩の濃度はできるだけ高濃度に
することが望ましい。
That is, first, a water-soluble salt (eg, nitrate) of Cu, Zn, Cr and Al is dissolved in water to prepare an aqueous solution. The order of salt addition is arbitrary. It is desirable that the salt concentration be as high as possible.

次に、この水溶液を静置状態でNH3ガスと接触させて
ゲル化させる。水溶液の温度は室温ないし70℃程度とす
るのが通常であり、殊に50〜60℃前後とすることが望ま
しい。NH3ガスとの触媒は、NH3ガスを用いる方法、NH3
水からNH3ガスを揮散させる方法などが採用される。い
ずれの場合にも、水溶液自体は実質的に撹拌せず、水溶
液表面からNH3ガスを吸収させるようにすることが好ま
しい。ゲル化時の圧力は常圧で行うが、多少加圧しても
差し支えない。
Next, this aqueous solution is brought into contact with NH 3 gas in a stationary state to cause gelation. The temperature of the aqueous solution is usually from room temperature to about 70 ° C., preferably about 50 to 60 ° C. NH 3 catalyst with gas, a method using NH 3 gas, NH 3
A method of evaporating NH 3 gas from water is used. In any case, it is preferable that the aqueous solution itself is not substantially stirred and the NH 3 gas is absorbed from the surface of the aqueous solution. The gelation is carried out at normal pressure, but slight pressure may be used.

ゲル化後は、乾燥を行った後、高温で(たとえば300
〜500℃程度で)焼成し、必要に応じ打錠、破砕、篩分
け等を行う。
After gelation, after drying, at high temperature (for example, 300
(At about ~ 500 ° C) and perform tableting, crushing, sieving, etc. as necessary.

その後、さらに使用の前にH2(通常はN2などの不活性
ガスで稀釈したH2を使用)で還元処理を行う。
Thereafter, a reduction treatment is performed with H 2 (usually using H 2 diluted with an inert gas such as N 2) before further use.

上に述べた方法は、同じ材料を用いて通常の共沈法に
より得られた触媒に比し、活性が著しく高い。
The above-mentioned method has a significantly higher activity than a catalyst obtained by the ordinary coprecipitation method using the same material.

上記還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒の還
元処理前の組成は、各成分の合計量を100重量%とする
とき、 CuO 15〜35重量%、 ZnO 20〜50重量%、 Cr2O3 0.6〜 5重量%、 Al2O3 25〜40重量% に設定され、このような組成において最適のCO2転化率
およびメタノール選択率が得られる。
The composition of the pre-reduction treatment of the reduction-treated CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 type catalyst, when the total amount of the components to 100 wt%, CuO 15 to 35 wt%, ZnO. 20 to 50 wt%, Cr 2 O 3 0.6~ 5% by weight, is set to Al 2 O 3 25 to 40 wt%, optimal CO 2 conversion and methanol selectivity is obtained in such a composition.

上記の触媒は、さらにPdを添加して修飾することがで
きる。Pdによる修飾は、CO2転化率の向上およびメタノ
ール選択率の向上に貢献する。Pdの添加は、たとえばCu
O−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒のAl2O3成分を減じてお
き、その減じた分のAl2O3(通常はγ−アルミナを使用
する)に通常の含浸法によりPdの水溶性塩を含浸させて
から乾燥し、これを加熱分解後水素還元して、CuO−ZnO
−Cr2O3−Al2O3系触媒に物理的に混合すればよい。Pdの
添加量は、触媒全体の0.5〜8重量%程度、殊に1〜7
重量%を占めるようにするのが適当であり、その割合が
余りに少ないときはPd添加効果が充分には得られず、一
方その割合が余りに多いときは、Pdのシンタリングなど
を伴って効果が減少するおそれがあり、なおかつ触媒コ
ストが極端に高くなり、実用性を損なうようになる。な
お、Pdに代えてRhやRuを用いることも可能であるが、Rh
の場合は反応抑制作用があってCO2転化率が減少し、Ru
はCO2転化率を顕著に向上させるものの、メタノール選
択率が著減してメタンが生成してしまう傾向があるの
で、Pdに比しては実用性が劣る。
The above catalyst can be modified by further adding Pd. Modification with Pd contributes to an increase in CO 2 conversion and an increase in methanol selectivity. The addition of Pd
The Al 2 O 3 component of the O—ZnO—Cr 2 O 3 —Al 2 O 3 based catalyst is reduced, and the reduced amount of Al 2 O 3 (usually using γ-alumina) is subjected to the usual impregnation method. Impregnated with a water-soluble salt of Pd and dried, and then thermally decomposed and reduced with hydrogen to obtain CuO-ZnO.
-Cr 2 O 3 -Al in 2 O 3 catalyst may be physically mixed. The amount of Pd added is about 0.5 to 8% by weight of the whole catalyst, especially 1 to 7%.
It is appropriate to occupy the weight%. When the ratio is too small, the effect of adding Pd is not sufficiently obtained, while when the ratio is too large, the effect is accompanied by sintering of Pd. There is a possibility of reduction, and the cost of the catalyst becomes extremely high, which impairs practicality. Note that Rh or Ru can be used instead of Pd, but Rh
In the case of, there is a reaction inhibitory action, the CO 2 conversion rate decreases, and Ru
Although remarkably improves CO 2 conversion, methane is liable to be generated due to a marked decrease in methanol selectivity, and thus is less practical than Pd.

CuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒(Pdを添加したものを
含む)の還元処理は、H2をN2などの不活性ガスで稀釈し
て用い、温度200〜600℃程度にて数分ないし数時間(た
とえば10分〜5時間)処理することによりなされる。
Reduction treatment of CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 catalyst (including those with added Pd) is used diluted with H 2 in an inert gas such as N 2, temperature 200 to 600 ° C. The treatment is performed for several minutes to several hours (for example, 10 minutes to 5 hours).

第1反応器内部には、上記の触媒が固定床または流動
床として充填される。なお上記の還元処理は、CuO−ZnO
−Cr2O3−Al2O3系触媒を反応器に充填してから行っても
よい。この反応器は、加熱可能に構成される。
The inside of the first reactor is packed with the above catalyst as a fixed bed or a fluidized bed. Note that the above reduction treatment is performed using CuO-ZnO
-Cr 2 O 3 -Al 2 a O 3 catalyst may be performed after filling the reactor. This reactor is configured to be heatable.

第1工程における反応圧力は20〜120気圧程度、殊に3
0〜100気圧程度、反応温度は150〜300℃、殊に200〜280
℃程度が適当である。圧力が余りに低いときはCO2転化
率、メタノール選択率が低下し、圧力が余りに高くなる
と装置コスト、エネルギーコストの点で不利となる。温
度が余りに低いときはCO2転化率、メタノール選択率が
低下し、温度が余りに高いときは優先的にメタン化反応
が生ずる上、エネルギー的に不利となる。
The reaction pressure in the first step is about 20 to 120 atm, especially 3
About 100 to 100 atm, reaction temperature is 150 to 300 ° C, especially 200 to 280
C is appropriate. If the pressure is too low, the CO 2 conversion and methanol selectivity decrease, and if the pressure is too high, there is a disadvantage in terms of equipment cost and energy cost. If the temperature is too low, the CO 2 conversion and methanol selectivity decrease, and if the temperature is too high, the methanation reaction occurs preferentially and there is an energy disadvantage.

第1工程を経た導出物は、その一部を第1反応器の前
にリサイクルすることもできる。
A part of the product obtained through the first step can be recycled before the first reactor.

第2工程 第2工程は、第1工程からの導出ガスを引き続き第2
反応器に供給し、H型のFe−シリケート触媒との接触に
より液状炭化水素に富む成分に変換する工程である。
Second step In the second step, the gas derived from the first step is continuously supplied to the second step.
This is a step of supplying to a reactor and converting it into a component rich in liquid hydrocarbons by contact with an H-type Fe-silicate catalyst.

ここでH型のFe−シリケート触媒とは、国際ゼオライ
ト学会の構造コードが、MFI型の結晶構造を持つゼオラ
イトの一種であって、Si元素の一部がFeに同形置換した Hn[FenSi(96-n)O192] (ここで0.2<n<4) のゼオライトであり、弱い酸性質を有しているものであ
る。
Here, the H-type Fe- silicate catalyst structure code of the International Zeolite Association is a kind of zeolite having a crystal structure of the MFI type, H portion of Si element was isomorphous replacement in Fe n [Fe n Si (96-n) O 192 ] (here, 0.2 <n <4) zeolite having weak acid properties.

この第2工程で使用される触媒、つまりH型のFe−シ
リケート触媒は、水溶性Fe塩、含窒素有機カチオンおよ
び無機酸を含有する水溶液G1とケイ酸塩水溶液G2とをイ
オン調整剤水溶液G3に添加して激しく撹拌し、生成した
沈澱ゲルを分離して擂潰し、ついでこれを不活性ガス雰
囲気下で水熱合成し、得られた結晶を洗浄後、乾燥し、
さらに高温で焼成した後、硝酸アンモニウム水溶液を用
いてイオン交換反応させ、洗浄、乾燥を行ってから、さ
らに空気中で焼成することにより得られる。ここで含窒
素有機カチオンとしては、テトラプロピルアンモニウム
ブロマイド、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、
テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどが用いら
れ、無機酸としては硫酸などが用いられ、イオン調整剤
としては塩化ナトリウムなどが用いられる。
The catalyst used in the second step, i.e. H-shaped Fe- silicate catalyst, a water-soluble Fe salt, containing a nitrogen-containing organic cations and inorganic acid solution G 1 and silicate solution G 2 and the ion modifier vigorous stirring was added to the aqueous solution G 3, the resulting precipitate gel crushed to be separated, then which was hydrothermal synthesis in an inert gas atmosphere, after washing the obtained crystals were dried,
After firing at a higher temperature, an ion exchange reaction is performed using an aqueous solution of ammonium nitrate, washing and drying are performed, and then firing is performed in air. Here, as the nitrogen-containing organic cation, tetrapropylammonium bromide, tetramethylammonium hydroxide,
Tetraethylammonium hydroxide or the like is used, sulfuric acid or the like is used as an inorganic acid, and sodium chloride or the like is used as an ion adjuster.

Fe含量の大きいH型のFe−シリケート触媒を得るとき
は、水溶性Fe塩の水溶液にSiO2含量の多いケイ素塩水溶
液とアンモニア水を添加混合し、生成した沈澱ゲルにつ
き上記と同様の操作を施せばよい。
When you get a large H-type Fe- silicate catalyst of the Fe content is more silicon salt solution and ammonia water of SiO 2 content was admixed to an aqueous solution of water-soluble Fe salt, an operation similar to the formed precipitate gel per above It should be applied.

第2反応器内部には、上記の触媒が固定床または流動
床として充填される。この反応器は加熱可能に構成され
る。
The inside of the second reactor is filled with the above catalyst as a fixed bed or a fluidized bed. This reactor is configured to be heatable.

第2工程における反応圧力は通常常圧に設定するが、
もし必要なら加圧または減圧下に行ってもよい。反応温
度は250〜400℃、殊に270〜350℃程度が適当である。温
度が余りに低いときは転化率が低くなり、温度が余りに
高いときはエネルギー的に不利となる上、液状炭化水素
選択率が低下するようになる。
The reaction pressure in the second step is usually set to normal pressure,
If necessary, the reaction may be performed under increased or reduced pressure. The reaction temperature is suitably from 250 to 400 ° C, especially about 270 to 350 ° C. If the temperature is too low, the conversion will be low, and if the temperature is too high, it will be energetically disadvantageous and the liquid hydrocarbon selectivity will decrease.

第2工程の反応に際しては、第2反応器の前に、低級
オレフィン、第2反応器からの導出物の一部、環状オレ
フィンまたは易オレフィン生成性アルコールを追加供給
することができ、これにより液状炭化水素の選択率が向
上する。
In the reaction of the second step, a lower olefin, a part of a product derived from the second reactor, a cyclic olefin or an olefin-producing easy alcohol can be additionally supplied before the second reactor, whereby the liquid Hydrocarbon selectivity is improved.

ここで低級オレフィンとしては、エチレン、プロピレ
ン、ブチレン、イソブチレンなどがあげられる。第2反
応器からの導出物には低級オレフィンも含まれるので、
この低級オレフィンが利用されることになる。環状オレ
フィンとしては、シクロヘキセンなどがあげられる。易
オレフィン生成性アルコールとしては、エタノール、イ
ソプロパノール、アリルアルコール、シクロヘキサノー
ルなどがあげられ、これらのアルコールは触媒表面でオ
レフィンに変換されることになる。
Here, examples of the lower olefin include ethylene, propylene, butylene, and isobutylene. Since the output from the second reactor also contains a lower olefin,
This lower olefin will be utilized. Examples of the cyclic olefin include cyclohexene. Examples of the olefin-producing alcohol include ethanol, isopropanol, allyl alcohol, and cyclohexanol, and these alcohols are converted to olefins on the catalyst surface.

作用 第1工程においては、主として CO2+3H2→CH3OH+H2O の反応が起こるが、生成物には種々の副反応物(CO、メ
タン等の炭化水素、C2〜C4のアルコール、ジメチルエー
テル等、殊にCOとCH4)や多量の未反応物が混在する。
Action In the first step, a reaction of mainly CO 2 + 3H 2 → CH 3 OH + H 2 O takes place, and various by-products (hydrocarbons such as CO and methane, alcohols of C 2 to C 4 , A mixture of dimethyl ether and the like, especially CO and CH 4 ) and a large amount of unreacted substances are present.

第1工程における触媒としてPdを添加したものを用い
ると、同じ圧力であればCO2転化率およびメタノール選
択率が向上する。
When a catalyst to which Pd is added is used as the catalyst in the first step, the CO 2 conversion and the methanol selectivity are improved at the same pressure.

第2工程においては、メタノールからC2〜C6の飽和ま
たは不飽和の脂肪族炭化水素が合成され、芳香族成分も
生成する。H型のFe−シリケート触媒は適度に弱い酸性
を有するため、未反応のH2が大過剰あるにもかかわらず
中間体は水素化を受けがたい。第2工程の前に低級オレ
フィン、第2反応器からの導出物の一部、環状オレフィ
ンまたは易オレフィン生成性アルコールを追加添加した
ときも、オレフィンの水素化は促進されず、むしろ自己
触媒的にオリゴメリゼーションが促進されるものと考え
られる。
In the second step, a C 2 -C 6 saturated or unsaturated aliphatic hydrocarbon is synthesized from methanol, and an aromatic component is also produced. For H-type Fe- silicate catalyst having a moderately weak acid, even though the intermediate of H 2 unreacted some large excess is hardly subjected to hydrogenation. Even when a lower olefin, a part of the product derived from the second reactor, a cyclic olefin or an olefin-producing alcohol is additionally added before the second step, the hydrogenation of the olefin is not promoted, but rather, the reaction proceeds autocatalytically. It is believed that oligomerization is promoted.

実 施 例 次に実施例をあげて本発明をさらに説明する。EXAMPLES Next, the present invention will be further described with reference to examples.

実施例1 第1工程用の触媒の製造 第1工程用の触媒を次のようにして製造した。Example 1 Production of Catalyst for First Step A catalyst for the first step was produced as follows.

Cu(NO3・3H2O、Zn(NO3・6H2O、Cr(NO3
・9H2O、Al(NO3・9H2Oおよび水をそれぞれ3.82
g、7.57g、0.29g、11.83g、50.0g宛秤量し、これらの塩
を水に溶解して73.5gの高濃度水溶液を調製した。各成
分の百分率は次の通りとなる。
Cu (NO 3) 2 · 3H 2 O, Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O, Cr (NO 3)
3 · 9H 2 O, Al ( NO 3) 3 · 9H 2 O and water, respectively 3.82
g, 7.57 g, 0.29 g, 11.83 g, and 50.0 g were weighed, and these salts were dissolved in water to prepare 73.5 g of a high-concentration aqueous solution. The percentages of each component are as follows.

Cu(NO3・3H2O 5.2重量% Zn(NO3・6H2O 10.3重量% Cr(NO3・9H2O 0.4重量% Al(NO3・9H2O 16.1重量% 水 68.9重量% 合計 100 重量% この水溶液73.5gをトレイに入れて温度60℃の恒温槽
内に静置し、さらにこの恒温槽内に28重量%濃度のアン
モニア水150mlを入れたトレイを置き、15分間放置し
た。これにより、揮散したNH3ガスが水溶液に吸収さ
れ、水溶液がゲル化した。
Cu (NO 3) 2 · 3H 2 O 5.2 wt% Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O 10.3 wt% Cr (NO 3) 3 · 9H 2 O 0.4 wt% Al (NO 3) 3 · 9H 2 O 16.1 68.9% by weight of water 68.9% by weight Total 100% by weight 73.5 g of this aqueous solution was put in a tray and allowed to stand in a constant temperature bath at a temperature of 60 ° C. Further, a tray containing 150 ml of 28% by weight ammonia water in the constant temperature bath was placed in the tray. And left for 15 minutes. Thereby, the volatilized NH 3 gas was absorbed into the aqueous solution, and the aqueous solution gelled.

得られたゲルを温度120℃で一夜乾燥した後、空気雰
囲気下に、室温から150℃まで30分かけて昇温し、引き
続き150℃から350℃まで2時間かけて昇温し、さらに35
0℃で3時間焼成した。
After the obtained gel was dried at a temperature of 120 ° C. overnight, the temperature was raised from room temperature to 150 ° C. over 30 minutes in an air atmosphere, and then from 150 ° C. to 350 ° C. over 2 hours.
Baking at 0 ° C. for 3 hours.

焼成物を放冷後、打錠成型してから破砕し、篩分けに
より10〜24メッシュの部分を取得した。
After leaving the calcined product to cool, it was compressed into tablets, crushed, and sieved to obtain a 10 to 24 mesh portion.

これにより、 CuO 25.0重量% ZnO 41.5重量% Cr2O3 1.2重量% Al2O3 32.3重量% の組成を有するCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒が得られ
た。
Accordingly, CuO 25.0 wt% ZnO 41.5 wt% Cr 2 O 3 1.2 wt% Al 2 O 3 32.3 wt% CuO-ZnO-Cr 2 O 3 having a composition of -Al 2 O 3 catalyst was obtained.

ついでこの触媒をステンレス鋼製の管に充填し、N2
稀釈した1容量%濃度のH2ガスを流速100ml/minにて通
し、室温〜500℃で1時間、さらに500℃で30分間還元処
理した。
Then, the catalyst was filled into a stainless steel tube, and 1% by volume H 2 gas diluted with N 2 was passed through at a flow rate of 100 ml / min, and reduced at room temperature to 500 ° C. for 1 hour, and further reduced at 500 ° C. for 30 minutes. Processed.

第2工程用の触媒の製造 第2工程用の触媒を次のようにして製造した。Production of Catalyst for Second Step A catalyst for the second step was produced as follows.

FeCl3・6H2O 0.22g、H2SO4 3.38ml、テトラプロピル
アンモニウムブロマイド5.75g、NaCl 11.95gおよび水60
mlよりなる水溶液G1と、水ガラス69g、水45mlよりなる
水溶液G2とを、NaCl40.6g、H2SO4 1.55ml、テトラプロ
ピルアンモニウムブロマイド2.16g、NaOH 2.4gおよび水
208mlよりなる水溶液に添加し、pHを9〜11に保ちなが
ら室温にて激しく撹拌した。生成した沈澱ゲルを遠心分
離により分離し、1時間擂潰した。
FeCl 3 · 6H 2 O 0.22g, H 2 SO 4 3.38ml, tetrapropylammonium bromide 5.75 g, NaCl 11.95 g and water 60
an aqueous solution G 1 consisting ml, water glass 69 g, and an aqueous solution G 2 consisting of water 45ml, NaCl40.6g, H 2 SO 4 1.55ml, tetrapropylammonium bromide 2.16 g, NaOH 2.4 g and water
It was added to an aqueous solution consisting of 208 ml and stirred vigorously at room temperature while maintaining the pH at 9-11. The resulting precipitated gel was separated by centrifugation and crushed for 1 hour.

別途、水60ml、FeCl3・6H2O 0.23g、H2SO4 3.38ml、
テトラプロピルアンモニウムブロマイド7.53gよりなる
水溶液と、水45ml、水ガラス6.0gよりなる水溶液とを、
水104ml、NaCl26.3gよりなる水溶液に添加して混合水溶
液を調製すると共に、その水溶液の上澄み液を取得し
た。
Separately, water 60ml, FeCl 3 · 6H 2 O 0.23g, H 2 SO 4 3.38ml,
An aqueous solution consisting of 7.53 g of tetrapropylammonium bromide, an aqueous solution consisting of 45 ml of water and 6.0 g of water glass,
A mixed aqueous solution was prepared by adding to an aqueous solution consisting of 104 ml of water and 26.3 g of NaCl, and a supernatant of the aqueous solution was obtained.

上記の擂潰物と上記の上澄み液とを混合してオートク
レーブに入れ、オートクレーブ内の雰囲気をN2ガスで3k
g/cm2Gに置換した。室温から160℃にまで1.5℃/minの速
度で昇温し、さらに12℃/minの速度で210℃まで昇温し
た。得られた結晶をClイオンが検出されなくなるまで蒸
留水で洗浄後、120℃で3時間乾燥し、さらに空気流中
で540℃にて3.5時間焼成した。これを1Mの硝酸アンモニ
ウム水溶液を用いて2回イオン交換反応させ、蒸留水で
洗浄後、100℃で一夜乾燥を行ってから、さらに空気中
で540℃にて3.5時間焼成した。これにより、H型のFe−
シリケート触媒が得られた。
The above crushed material and the above supernatant liquid are mixed and put into an autoclave, and the atmosphere in the autoclave is 3k with N 2 gas.
g / cm 2 G The temperature was raised from room temperature to 160 ° C at a rate of 1.5 ° C / min, and further raised to 210 ° C at a rate of 12 ° C / min. The obtained crystals were washed with distilled water until Cl ions were no longer detected, dried at 120 ° C. for 3 hours, and calcined at 540 ° C. for 3.5 hours in an air stream. This was subjected to ion exchange reaction twice using a 1M aqueous solution of ammonium nitrate, washed with distilled water, dried at 100 ° C. overnight, and further calcined in air at 540 ° C. for 3.5 hours. Thereby, H-type Fe-
A silicate catalyst was obtained.

反 応 内径10mmのステンレス鋼製の第1反応器に上記の還元
処理したCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒1.8mlを充填し
た。
The first reactor made of stainless steel reaction inside diameter 10mm was packed with the above-described reduction treatment was CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 catalyst 1.8 ml.

また、内径10mmのステンレス鋼製の第2反応器に上記
のH型のFe−シリケート触媒3.6mlを充填した。
A second reactor made of stainless steel having an inner diameter of 10 mm was filled with 3.6 ml of the above H-type Fe-silicate catalyst.

第1反応器と第2反応器とを直列につなぎ、それぞれ
オーブン中にセットした。また、CO225容量%、H275容
量%の混合ガスを充填したボンベ、ストップバルブ、減
圧弁、ニードル弁、流量計、圧力計、熱電対、温度記録
計、ガスサンプラー、ヒーター等を付設した。また分析
のために、インテグラーを備えたガスクロマトグラフを
設置した。
The first reactor and the second reactor were connected in series, and each was set in an oven. In addition, a cylinder filled with a mixed gas of 25% by volume of CO 2 and 75% by volume of H 2 , a stop valve, a pressure reducing valve, a needle valve, a flow meter, a pressure gauge, a thermocouple, a temperature recorder, a gas sampler, a heater, etc. are attached. did. For analysis, a gas chromatograph equipped with an integrator was installed.

ボンベから混合ガスを第1反応器に供給すると共に、
下記の条件で反応を行った。第1反応器からの導出ガス
は、分析のためのサンプリング量を除き、全量第2反応
器に送った。
While supplying the mixed gas from the cylinder to the first reactor,
The reaction was performed under the following conditions. The entire amount of the gas discharged from the first reactor was sent to the second reactor except for the sampling amount for analysis.

第1反応器 圧力 80気圧、 温度 250℃、 空間速度 4700hr-1 第2反応器 圧力 1気圧、 温度 300℃、 空間速度 1680hr-1 第1反応器からの導出ガスをサンプリングして分析し
たところ、CO2転化率は32.1%であった。メタノール選
択率は24.9%(77.6Cwt%)、CO選択率は7.2%(22.4Cw
t%)であり、メタンは痕跡量しか生成しなかった。
First reactor pressure 80 atm, temperature 250 ° C, space velocity 4700hr- 1 Second reactor pressure 1 atm, temperature 300 ° C, space velocity 1680hr -1 The gas derived from the first reactor was sampled and analyzed. The CO 2 conversion was 32.1%. Methanol selectivity is 24.9% (77.6Cwt%), CO selectivity is 7.2% (22.4Cw
t%) and only traces of methane were produced.

また、第2反応器からの導出物中の炭化水素の分析結
果は次の通りであった。メタノール転化率は32.1%、炭
化水素選択率は1パスの場合で77.6%であった。
The analysis results of hydrocarbons in the product discharged from the second reactor were as follows. The methanol conversion was 32.1% and the hydrocarbon selectivity was 77.6% in one pass.

C1成分 0.4% C2成分(飽和) 0.0% C2成分(不飽和) 8.1% C3成分(飽和) 3.1% C3成分(不飽和) 17.3% C4成分(飽和) 9.8% C4成分(不飽和) 15.8% C5成分 14.5% C6以上成分(脂肪族) 28.2% 芳香族成分 2.8% C5成分、C6以上成分(脂肪族)および芳香族成分の合
計量、つまりガソリン成分は45.5%であった。
C 1 component 0.4% C 2 component (saturated) 0.0% C 2 component (unsaturated) 8.1% C 3 component (saturated) 3.1% C 3 component (unsaturated) 17.3% C 4 component (saturated) 9.8% C 4 component (unsaturated) 15.8% C 5 components 14.5% C 6 or more components (aliphatic) 28.2% aromatics 2.8% C 5 components, C 6 or higher component (aliphatic) and the total amount of aromatic components, i.e. gasoline components 45.5%.

実施例2 第2反応器の前部からプロピレンを第1反応器からの
導出ガス中のメタノールに対し47.2Cwt倍量(含有炭素
含量換算)添加したほかは実施例1を繰り返した。
Example 2 Example 1 was repeated except that propylene was added from the front part of the second reactor to the methanol in the gas discharged from the first reactor in an amount of 47.2 Cwt times (in terms of carbon content).

このときの第2反応器からの導出物中の炭化水素の分
析結果は次の通りであった。
At this time, the analysis result of the hydrocarbon in the product derived from the second reactor was as follows.

C1成分 0.0% C2成分(飽和) 0.0% C2成分(不飽和) 1.6% C3成分(飽和) 3.2% C3成分(不飽和) 5.5% C4成分(飽和) 10.6% C4成分(不飽和) 17.7% C5成分 25.4% C6以上成分(脂肪族) 33.0% 芳香族成分 3.0% C5成分、C6以上成分(脂肪族)および芳香族成分の合
計量、つまりガソリン成分は61.4%であった。
C 1 Component 0.0% C 2 components (saturated) 0.0% C 2 components (unsaturated) 1.6% C 3 components (saturated) 3.2% C 3 components (unsaturated) 5.5% C 4 component (saturated) 10.6% C 4 components (Unsaturated) 17.7% C 5 component 25.4% C 6 or more component (aliphatic) 33.0% Aromatic component 3.0% The total amount of C 5 component, C 6 or more component (aliphatic) and aromatic component, that is, gasoline component 61.4%.

実施例3 第1反応器における圧力を50気圧としたほかは、他の
条件については実施例1と同一にして実施例1の反応を
繰り返した。
Example 3 The reaction of Example 1 was repeated, except that the pressure in the first reactor was changed to 50 atm.

第1反応器からの導出ガスをサンプリングして分析し
たところ、CO2転化率は20.5%であった。メタノール選
択率は10.5%(51.2Cwt%)、CO選択率は10.0%(48.8C
wt%)であり、メタンは痕跡量であった。
When the gas derived from the first reactor was sampled and analyzed, the CO 2 conversion was 20.5%. Methanol selectivity is 10.5% (51.2Cwt%), CO selectivity is 10.0% (48.8Cwt
wt%) and traces of methane.

実施例4 実施例1の第1工程用の触媒の構造にあたり、Al塩を
2/3に減じてCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒を作成し
た。すなわち、下記の試薬を所定量秤量して水溶液を調
製し、以下実施例1と同様にして、ゲル化、乾燥、焼
成、打錠成型、粉砕、篩分けを行った。
Example 4 In the structure of the catalyst for the first step of Example 1, an Al salt was used.
Created a CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 catalyst with reduced to 2/3. That is, a predetermined amount of the following reagent was weighed to prepare an aqueous solution, and gelling, drying, baking, tableting, pulverization, and sieving were performed in the same manner as in Example 1.

Cu(NO3・3H2O 3.82g Zn(NO3・6H2O 7.57g Cr(NO3・9H2O 0.29g Al(NO3・9H2O 7.89g 水 65.0 g 合計 84.6 g Al2O3成分の残りの1/3については、γ−Al2O3に通常
の含浸法によりPdを担持させた。すなわち、Pd(NO33
0.69gを水1.0gに溶解して水溶液を調製し、これをγ−
Al2O3 0.55gに含浸させてから乾燥し、さらに加熱分解
後、水素還元した。
Cu (NO 3) 2 · 3H 2 O 3.82g Zn (NO 3) 2 · 6H 2 O 7.57g Cr (NO 3) 3 · 9H 2 O 0.29g Al (NO 3) 3 · 9H 2 O 7.89g water 65.0 for g total 84.6 g Al 2 O 3 of the remaining components 1/3, was supported Pd by conventional impregnation method γ-Al 2 O 3. That is, Pd (NO 3 ) 3
An aqueous solution was prepared by dissolving 0.69 g in 1.0 g of water,
It was impregnated with 0.55 g of Al 2 O 3 , dried, further thermally decomposed, and then reduced with hydrogen.

これを上記のCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触媒と機械的
に混合した。Pdの担持量は、触媒全体の6.0重量%とな
るようにした。
This was mixed above CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 catalyst and mechanically. The supported amount of Pd was adjusted to 6.0% by weight of the whole catalyst.

これにより、 CuO 23.7重量% ZnO 38.9重量% Cr2O3 1.1重量% Al2O3 30.3重量% Pd 6.0重量% の組成を有するCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3−Pd系触媒が得
られた。
Accordingly, CuO 23.7 wt% ZnO 38.9 wt% Cr 2 O 3 1.1 wt% Al 2 O 3 30.3 wt% Pd 6.0 wt% CuO-ZnO-Cr 2 O 3 having a composition of -Al 2 O 3 -Pd catalyst was gotten.

このようにして得た触媒を、使用に先立ち実施例1の
場合と同様にして還元処理した。
The catalyst thus obtained was reduced in the same manner as in Example 1 before use.

第1反応器における圧力を50気圧としたほかは、他の
条件については実施例1と同一にして実施例1の反応を
繰り返した。
The reaction of Example 1 was repeated, except that the pressure in the first reactor was set to 50 atm, and the other conditions were the same as in Example 1.

第1反応器からの導出ガスをサンプリングして分析し
たところ、CO2転化率は30.3%であった。メタノール選
択率は18.9%(62.4Cwt%)、CO選択率は11.4%(37.6C
wt%)であり、メタンは検出されなかった。
When the gas derived from the first reactor was sampled and analyzed, the CO 2 conversion was 30.3%. Methanol selectivity is 18.9% (62.4Cwt%), CO selectivity is 11.4% (37.6Cwt
wt%), and no methane was detected.

また、第2反応器からの導出物中の炭化水素の分析結
果は次の通りであった。メタノール転化率は33.0%、炭
化水素選択率は1パスの場合で80.0%であった。
The analysis results of hydrocarbons in the product discharged from the second reactor were as follows. The methanol conversion was 33.0%, and the hydrocarbon selectivity was 80.0% in one pass.

C1成分 0.4% C2成分(飽和) 0.0% C2成分(不飽和) 8.0% C3成分(飽和) 3.2% C3成分(不飽和) 18.3% C4成分(飽和) 8.8% C4成分(不飽和) 15.9% C5成分 14.4% C6以上成分(脂肪族) 28.3% 芳香族成分 2.7% C5成分、C6以上成分(脂肪族)および芳香族成分の合
計量、つまりガソリン成分は45.4%であった。
C 1 component 0.4% C 2 component (saturated) 0.0% C 2 component (unsaturated) 8.0% C 3 component (saturated) 3.2% C 3 component (unsaturated) 18.3% C 4 component (saturated) 8.8% C 4 component (unsaturated) 15.9% C 5 components 14.4% C 6 or more components (aliphatic) 28.3% aromatics 2.7% C 5 components, C 6 or higher component (aliphatic) and the total amount of aromatic components, i.e. gasoline components 45.4%.

発明の効果 本発明によれば、第1工程におけるCO2転化率および
メタノール選択率が大きく、また第2工程においては第
1工程からの導出物中に未反応のH2が大過剰あるにもか
かわらず水素化を受けがたい。そのため、CO2およびH2
から液状燃料として使用可能な液状炭化水素を工業的に
一挙に得ることができる。
Effect of the Invention According to the present invention, the CO 2 conversion and methanol selectivity in the first step are large, and in the second step, unreacted H 2 is present in a large excess in the product derived from the first step. Not easily hydrogenated. Therefore, CO 2 and H 2
Thus, a liquid hydrocarbon that can be used as a liquid fuel can be industrially obtained at once.

従って本発明により、地球の温暖化の原因とされてい
るCO2の大気中への排出量を削減でき、しかも石油資源
の節減が達成できる。
Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the emission of CO 2 , which is a cause of global warming, into the atmosphere, and to save oil resources.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C07C 31/04 C07C 31/04 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (56)参考文献 特開 昭55−60588(JP,A) 特開 昭60−94931(JP,A) 特開 昭58−41713(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C10G 2/00 B01J 23/86,23/89 C07C 1/20,29/154,31/04 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI C07C 31/04 C07C 31/04 // C07B 61/00 300 C07B 61/00 300 (56) References JP-A-55-60588 ( JP, A) JP-A-60-94931 (JP, A) JP-A-58-41713 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C10G 2/00 B01J 23/86 , 23/89 C07C 1 / 20,29 / 154,31 / 04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】CO2およびH2の混合比がモル比で2:8〜7:3
の範囲にあるCO2およびH2を主成分とする混合ガスを第
1反応器に供給し、還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3−Al2
O3系触媒との接触によりメタノールに富むガスに変換す
る第1工程、該第1工程からの導出ガスを引き続き第2
反応器に供給し、H型のFe−シリケート触媒との接触に
より液状炭化水素に富む成分に変換する第2工程からな
ること、および、 前記第1工程における還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3−A
l2O3系触媒の還元処理前の組成が CuO 15〜35重量%、 ZnO 20〜50重量%、 Cr2O3 0.6〜 5重量%、 Al2O3 25〜40重量% であり、かつその還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3
系触媒が、Cu、Zn、CrおよびAlの水溶性塩の水溶液を静
置状態でNH3ガスと接触させてゲル化した後、乾燥、焼
成し、さらに使用の前にH2で還元処理したものであるこ
と を特徴とするCO2およびH2からの液状炭化水素の製造
法。
1. The mixing ratio of CO 2 and H 2 is from 2: 8 to 7: 3 in molar ratio.
In the range of CO 2 and H 2 by supplying a mixed gas mainly composed into the first reactor, CuO-ZnO-Cr 2 reduction treatment O 3 -Al 2
A first step of converting the gas into a methanol-rich gas by contact with an O 3 -based catalyst;
A second step of supplying to the reactor and converting it into a component rich in liquid hydrocarbons by contact with an H-type Fe-silicate catalyst; and the CuO—ZnO—Cr 2 O subjected to the reduction treatment in the first step. 3 −A
l 2 O 3 based composition CuO 15 to 35 wt% of the pre-reduction treatment of the catalyst, ZnO 20 to 50 wt%, Cr 2 O 3 0.6~ 5% by weight, an Al 2 O 3 25 to 40 wt%, and and the reduction treatment CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3
The system catalyst was gelled by contacting an aqueous solution of a water-soluble salt of Cu, Zn, Cr and Al with NH 3 gas in a stationary state, dried, calcined, and further reduced with H 2 before use. A method for producing a liquid hydrocarbon from CO 2 and H 2 , characterized in that:
【請求項2】第2工程において、第2反応器の前に、低
級オレフィン、第2反応器からの導出物の一部、環状オ
レフィンまたは易オレフィン生成性アルコールを追加供
給することを特徴とする請求項1記載の製造法。
2. In the second step, before the second reactor, a lower olefin, a part of a product derived from the second reactor, a cyclic olefin or an olefin-producing alcohol is additionally supplied. The method according to claim 1.
【請求項3】還元処理したCuO−ZnO−Cr2O3−Al2O3系触
媒が、さらに触媒全体に対して0.5〜8重量%のPdを含
むものである請求項1記載の製造法。
3. A reduction treatment was CuO-ZnO-Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 based catalysts, process of Claim 1 is intended further containing 0.5 to 8% by weight of Pd with respect to the entire catalyst.
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