JP3390916B2 - 触媒活性評価装置 - Google Patents
触媒活性評価装置Info
- Publication number
- JP3390916B2 JP3390916B2 JP2000188728A JP2000188728A JP3390916B2 JP 3390916 B2 JP3390916 B2 JP 3390916B2 JP 2000188728 A JP2000188728 A JP 2000188728A JP 2000188728 A JP2000188728 A JP 2000188728A JP 3390916 B2 JP3390916 B2 JP 3390916B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- reaction
- gas
- reaction gas
- flow rate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 110
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims description 35
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 53
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 49
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 45
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 claims description 16
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 15
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 4
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102100022818 Disintegrin and metalloproteinase domain-containing protein 23 Human genes 0.000 description 3
- 101710121148 Disintegrin and metalloproteinase domain-containing protein 23 Proteins 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- ANBZWDBEKOZNHY-UHFFFAOYSA-N ethanol;oxalic acid Chemical compound CCO.OC(=O)C(O)=O ANBZWDBEKOZNHY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N zinc nitrate Chemical compound [Zn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ONDPHDOFVYQSGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M (3-methylphenyl)methyl-triphenylphosphanium;chloride Chemical compound [Cl-].CC1=CC=CC(C[P+](C=2C=CC=CC=2)(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC=CC=2)=C1 BNGXYYYYKUGPPF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N copper manganese Chemical group [Mn].[Cu] HPDFFVBPXCTEDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 copper-zinc-aluminum Chemical group 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);dinitrate Chemical compound [Mn+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MIVBAHRSNUNMPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000001568 sexual effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/80—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with zinc, cadmium or mercury
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/0046—Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/76—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
- B01J23/84—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36 with arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/889—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/8892—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
- B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
- B01J37/03—Precipitation; Co-precipitation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N31/00—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods
- G01N31/10—Investigating or analysing non-biological materials by the use of the chemical methods specified in the subgroup; Apparatus specially adapted for such methods using catalysis
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00279—Features relating to reactor vessels
- B01J2219/00281—Individual reactor vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00279—Features relating to reactor vessels
- B01J2219/00306—Reactor vessels in a multiple arrangement
- B01J2219/00308—Reactor vessels in a multiple arrangement interchangeably mounted in racks or blocks
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00351—Means for dispensing and evacuation of reagents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00477—Means for pressurising the reaction vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00277—Apparatus
- B01J2219/00495—Means for heating or cooling the reaction vessels
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00585—Parallel processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00583—Features relative to the processes being carried out
- B01J2219/00601—High-pressure processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/0068—Means for controlling the apparatus of the process
- B01J2219/00702—Processes involving means for analysing and characterising the products
- B01J2219/00704—Processes involving means for analysing and characterising the products integrated with the reactor apparatus
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
- B01J2219/00745—Inorganic compounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00274—Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
- B01J2219/00718—Type of compounds synthesised
- B01J2219/00745—Inorganic compounds
- B01J2219/00747—Catalysts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
- C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
- C40B30/00—Methods of screening libraries
- C40B30/08—Methods of screening libraries by measuring catalytic activity
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C40—COMBINATORIAL TECHNOLOGY
- C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
- C40B40/00—Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
- C40B40/18—Libraries containing only inorganic compounds or inorganic materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の触媒の反応
活性を効率良く測定するための触媒活性評価装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】触媒は多様な化学プロセスで用いられて
おり、該プロセスの優劣を決めてしまうため種々の方法
により最適化が行われる。その際、従来の触媒評価装置
では単一の触媒を一つずつしか評価できなかっために最
適化には多大の時間を要した。このような問題点を解決
するためにB.Jandeleit,Angew.Chem.Int.Ed.,vo1. 38,p
p2494-2532,1999に見られるように、多数の触媒の評価
を同時に行うことができるよう、種々の試みが行われて
いる。これらの装置によれば、多数の触媒の評価を行う
ことはできるが、触媒の活性を測定する際の、温度、圧
力、ガス流速といった条件が、実際に触媒が使用される
条件と大幅に異なってしまうという問題点がある。その
ため、最適と判断された触媒はあくまで最適触媒候補に
しかすぎず、実際の反応条件下で再度試験を行わなくて
はならなかった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、実際のプロ
セスで使用されるのと同じ条件(温度、圧力、ガス流速)
で複数の触媒の反応活性を同時に評価し触媒活性を効率
良く測定することを可能とする触媒活性評価装置を提供
することを目的とする。複数の触媒を同時に評価するこ
とによって、適正な触媒の探索、触媒の最適化といった
作業の効率の向上を図れる。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の触媒活性評価装
置は、反応ガス導入部と、反応ガス導入部を介して導入
される反応ガスの流量を制御する反応容器入口ガス制御
部、反応ガスが導入される反応容器、触媒反応ガス導出
部と、反応容器から触媒反応ガス導出部に導出される触
媒反応ガスの流量を制御する反応容器出口ガス制御部
と、触媒反応生成物の同定を行う触媒反応生成物検出部
よりなる触媒活性評価装置であって、該反応容器は圧力
が調節可能な耐圧式で、多数の触媒サンプルを内部に設
置するステンレス製容器本体と、触媒の温度を均一に加
熱する加熱部からなり、反応ガスは各触媒サンプルを通
される間に触媒反応を受けるようにされ、該触媒反応ガ
ス導出部は各触媒サンプルから触媒反応ガスをそれぞれ
導出するラインからなり、該反応出口ガス制御部は各触
媒サンプルから該ラインを介して導出される反応生成ガ
スのガス流速を一定に保つガス流速制御器と多数のライ
ンのうち一つのラインだけを生成物検出部へ導通させる
切替部よりなることを特徴とする。 【０００５】本発明によれば、多数の触媒を単一の反応
容器中に設置しているので該多数の触媒をほぼ同一の反
応条件に保て、また反応容器中の温度、圧力及びガス流
量をそれぞれ独立に制御可能となっているので、それら
を実施の触媒使用条件に設定することが可能である。ま
た、触媒反応出口ガス制御部のガス流速制御器によって
各触媒サンプルから該ラインを介して導出される反応生
成ガスのガス流速を一定に保つことができ、かつ切替部
によって多数のラインのうち一つのラインだけを順次生
成物検出部へ導通させる。したがって、同一触媒反応条
件化にある多数の触媒からの触媒反応ガス中の反応生成
物を順次精度良く検出することができる。 【０００６】なお、反応ガス導入部は、触媒反応に複数
のガスが用いられる場合には複数の反応ガス導入部から
なり、反応ガス容器入口ガス制御部は複数の反応ガス導
入部の各々の反応ガス導入部を独立的にあるいは関連付
けて制御する。このような反応容器ガス導入部及び反応
容器入口ガス制御部とは従来用いられているものを使用
することができる。 【０００７】反応容器としては、加熱加圧可能な従来の
オートクレーブ反応容器を用いることができる。各触媒
はセルに入れて反応容器中に設置することもできる。ま
た、触媒（及びセル）をアルミニウム等の熱伝導率の高
い金属製の均熱ブロックを介する加熱手段によって加熱
することもできる。この場合、触媒（あるいは触媒を入
れたセル）を均熱ブロック上、中あるいは近傍に設置す
ることができる。本発明では、「多数」の触媒とは、当
該触媒の最適化評価に必要な充分な数の触媒数を意味す
る。 【０００８】触媒反応生成ガスの流速制御手段として
は、キャピラリー部を用いてそのガス流速を一定に制御
することもできる。また、切替部としてはバルブアレイ
切替機構を用いることができる。 【０００９】 【実施の態様】以下に、本発明の触媒活性評価装置の一
実施態様を図面を参照して更に詳細に説明する。図1に
おいて、本実施態様の触媒活性評価装置は、反応ガス導
入部１と、反応ガス導入部を介して導入される反応ガス
の流量を制御する反応容器入口ガス制御部２、反応ガス
が導入される反応容器３、反応容器３からの触媒反応ガ
スを導出する触媒反応ガス導出部４と、反応容器３から
触媒反応ガス導出部４に導出される触媒反応ガスの流量
を制御する反応容器出口ガス制御部５と、触媒反応生成
物の同定を行う触媒反応生成物検出部６よりなる。反応
容器３は耐圧式ステンレス製容器本体８と、容器本体８
内に設けた触媒の温度を均一に加熱する均熱ブロック９
と、カートリッジ式のヒータ１０が複数個設けられてい
る。該多数の触媒サンプル（図示せず）がセル１１内に
充填され、セル１１は均熱ブロック９に設けた貫通口に
緊密に配置され、内部に触媒が設置されている。触媒反
応ガス導出部は各触媒サンプルから触媒反応ガスを反応
容器からそれぞれ導出するライン１２からなり、本実施
例ではライン１２の一端は対応するセル下端部に接続さ
れ、他端部は反応容器出口ガス制御部５に接続されてい
る。反応容器出口ガス制御部５は、反応生成ガスのガス
流速を一定に保つガス流速制御器としてのキャピラリー
部１３と多数のラインのうち一つのラインだけを生成物
検出部へ導通させる切替部としてのバルブアレイ切替機
構１４とからなる。 【００１０】反応ガスは、反応ガス導入部１を介してオ
ートクレーブ型反応容器内に導入された後各触媒サンプ
ルを通される間に触媒反応を受け、触媒反応ガスはライ
ンを介して導出される。該反応出口ガス制御部は各触媒
サンプルから該ラインを介して導出されると多数のライ
ンのうち一つのラインだけを生成物検出部へ導通させる
切替部より触媒反応生成物検出部６に導かれる。触媒反
応生成物検出部としては、従来の装置を用いることがで
きる。 【００１１】 【実施例】以下に、種々の割合の銅とマンガンの複合酸
化物について、触媒活性を５２３K、１MPaの条件下で測
定した実験例について述べる。 （１）反応容器および触媒反応条件 反応は固定床流通式反応装置により行った。反応容器に
は内径１５０ｍｍ、内容積２．８リットルである図１に
示す低圧オートクレーブ（東栄科学産業製）を使用し
た。 【００１２】触媒セルとして１２個の高圧継手（スウェ
ジロック製、ＳＳ−１００−Ｒ−４，１／１６インチ用
スウェジロック継手−１／４パイプ）をそのまま使用し
た。各高圧継手は、図１に示すように、上部に位置する
１／４インチ外径のパイプと下部に位置する外径１／１
６インチパイプ用のスウェジロック継手とからなり、ス
ウェジロックの下方にナットが螺合している。１／４イ
ンチサイズのパイプのパイプのなかに触媒が充填されて
いる。１／４インチパイプ側を解放のまま上向きにして
アルミニウムブロック（縦７７ｍｍ、横１１６ｍｍ、高
さ４１ｍｍ）に挿入し、オートクレーブの底に設置し
た。加熱はオートクレーブ底部の外側より６本のカート
リッジヒーターにて行った。このような組み合わせ構成
により、触媒セル相互の温度差を２K以下とすることが
できた。 【００１３】約８０ｍｇの触媒を高圧継手の１／４パイ
プ側へ充填した。原料ガスは触媒容器の１／４インチパ
イプ側から１２個の容器全てに同時に供給され、触媒層
からの反応ガスは、別々に１／１６インチチューブを通
してオートクレーブ側面のガスポートから外部へ接続し
た。これはオートクレーブ外部で各々３方バルブへ接続
され、このバルブの操作により１２ラインのうち１ライ
ンだけが、内径０．１ｍｍ、長さ１０ｍのＳＵＳ製キヤ
ピラリーを経由して、減圧・流量調整の後、ガス分析装
置へ導かれ、残りの１１ラインは背圧弁へと導かれた。
これにより、分析時に触媒層における反応ガスの空間速
度を統一すると同時に、触媒層の圧力を一定に保った。
反応ガスは、Ｈ２／ＣＯ／ＣＯ２／Ｎ２＝６０／３０／
５／５の組成のガスを用いた。１ＭＰａにて反応を行
い、各触媒層における反応ガスは、Ｗ／Ｆ（触媒重量
（g)と供給ガス速度(ｍｏｌ／ｈ)の比）として約４ｇ・
ｈ／ｍｏｌ（２０ｍｏｌ／Ｃｕ−Ｍｎ−ｍｏｌ／ｈ）と
した。分析はＧＣ（島津製作所，ＧＣ−３ＢＴ，ＴＣ
Ｄ，活性炭カラム）により行い、窒素に対するＣＯ，Ｃ
Ｏ ２の比の変化から転化率を求めた。主生成物はメタノ
ールであり，他にごく少量のメタンが生成した。 【００１４】（２） 触媒 触媒は、シュウ酸エタノール法により調製した。すなわ
ち、０．１８ｍｏｌ／Ｌの硝酸銅（）エタノール溶
液、硝酸マンガン（）エタノール溶液を合計６mlと
なるように割合を変えて１２本の試験管（外径１２ｍ
ｍ）中で混合し、攪拌中、１．１ｍｏｌ／Ｌのシュウ酸
エタノール溶液２mlを混合してシュウ酸塩として共沈さ
せた。その後、遠心分離、エタノール溶媒留去後、３９
３Ｋにて乾燥、６２３Ｋにて焼成して酸化物を得た。こ
れを反応ガス中、５２３Ｋまで昇温・還元して反応に用
いた。他に参照として銅亜鉛触媒（ＭＤＣ−３，東洋シ
ーシーアイ）を用いた。 【００１５】（３） 実験 図２に、ＭＤＣ−３を充填した各触媒層におけるＷ／Ｆ
を示す。ブランク箇所は未反応ガス組成のモニターを行
ったことを示す。流速は、キヤピラリーにおける抵抗が
大きいために、差圧だけ（９MPａ）で決定されるため、
一定となった。流速は触媒粉の密度などが異なるものを
用いても一定であった。 【００１６】１１個の触媒セルに充填したＭＤＣ−３の
活性を示す（図３）。ブランク箇所は未反応ガス組成の
モニターを行ったことを示す。反応温度は５２３Ｋであ
る。ＳＴＹ（空時収率）の違いは、転化率として±０．
１％程度の範囲に入っており、触媒セルの設置場所によ
る温度、Ｗ／Ｆの違いが事実上ないことを示している。 【００１７】次に、種々のＣｕ／Ｍｎ比の触媒を１１個
の触媒セルに充填して、５２３Ｋにて活性を測定した。
前処理終了後１ＭＰａまで昇圧し、まず特定の触媒の活
性だけを測定した。２時間後に活性が定常となったあと
は、次々に対象を変えて活性測定を行った。最後にもと
の触媒の活性を再度測定したところほぼ同じであったこ
ととから、この間の活性劣化はないと考えられる。反応
時間はおよそ１０時間であった。その結果をＣｕの含有
量に対して表示したのが図４である（黒丸）。 【００１８】通常の固定床流通式反応装置による結果も
併せて示した（黒三角）。Ｃｕ／Ｍｎ＝１／１の時に、
最大の活性を示し、また、同じ組成の触媒については、
両者は同じ活性を示した。これは、試験管による調製お
よび本反応容器による活性試験の結果が、通常の触媒調
製と活性試験による結果とデータの品質において変わり
なく、前者で後者を代替可能であることを示している。
また、ＣｕリッチおよびＭｎリッチ領域で活性が高めに
なる傾向が認められた。これは、Ｃｕ／Ｍｎ比を細かく
変化させることにより初めて見い出し得る現象であり，
通常の方法では時間の関係で見落としている現象を本発
明の触媒活性評価装置で見い出すことが可能なことを示
している。 【００１９】以上、本発明の触媒活性評価装置により、
多くの触媒の活性を一度に評価できることが示された。
本実施例を例に取ると、通常の固定床流通式反応装置を
用いた場合、触媒の前処理、分析機器の安定時間も含め
たサンプルの評価時間は１ライン、１サンプル当たり約
１０時間であり、例えば、図４の結果を導くには、通常
２週間程度を要するところ、本触媒活性評価装置では１
日で評価を終えている。また，本触媒活性評価装置で
は、活性試験の条件も通常の固定床流通式反応装置を用
いる場合と同じ取扱いが可能であり、データの再現性も
良好で、触媒のスクリーニング効率の向上に寄与する。
触媒容器の増設、１容器あたりの分析時間の短縮を計る
ことにより、効率をさらに高めることも可能である。 【００２０】実施例２ 銅と亜鉛とアルミニウムの三つの酸化物からなる触媒の
活性を５２３K、１MPａの条件下で測定した結果を図５
に示す。実施例２は実施例１とほぼ同様に行った。触媒
は実施例１とほぼ同じとしたが，具体的には以下の通り
である。触媒は、シュウ酸エタノール法により調製し
た。すなわち、１ｍｏｌ／Ｌの硝酸銅（）エタノー
ル溶液、硝酸亜鉛（）エタノール溶液を合計１．１
mlとなるように割合を変えて１２本の試験管（外径１２
ｍｍ）中で混合し、攪拌中、１．８ｍｏｌ／Ｌのシュウ
酸エタノール溶液０．７mlを混合してシュウ酸塩として
共沈させた。そこへ１ｍｏｌ／Ｌの硝酸アルミニウム
（）エタノール溶液を０．０１３〜０．０５４ml
加え、その後、遠心分離、エタノール溶媒留去後、３９
３Ｋにて乾燥、６２３Ｋにて焼成して酸化物を得た。こ
れを反応ガス中、５２３Ｋまで昇温・還元して反応に用
いた。 【００２１】通常十日以上を要する、広範に組成を変え
た触媒の活性評価を一日の活性評価で検討しており、従
来法では見落としていた図５に○部分で示す領域に高活
性な組成を見い出すことができた。従来はアルミニウム
のモル比がもう少し多い（Ｚｎ=３０としてＡｌモル比
が１０くらい、つまり図には描かれていない）ところ
で、高い活性が得られているとされていた。なお、色の
濃淡は転化率の大小を示し、色が濃いほど転化率が大き
くなっている。図５の右の指標参照。図５に示す結果が
何故得られたかについては、正確なことは分かっていな
いが、おそらく、反応中に銅の表面積を広く保つ作用が
現れた結果だと思われる。 【００２２】 【発明の効果】本発明の触媒活性装置によれば触媒活性
評価の効率を大幅に向上できる。これにより、触媒開発
期間の短縮化、新規触媒の開発が可能となる。また、本
発明の触媒活性評価装置を用いるためには従来の装置の
構成を全て新しいもので置き換えることは必ずしも必要
ではなく、反応容器入口ガス制御部ならびに反応生成物
検出部には従来のものを用いることも可能であり、従来
装置の一部分を置き換えることにより触媒開発の効率を
大幅に向上することが可能となる。 【００２３】本発明によれば、多数の触媒を単一の反応
容器中に設置しているので該多数の触媒をほぼ同一の反
応条件に保て、また反応容器中の温度、圧力及びガス流
量をそれぞれ独立に制御可能となっているので、それら
を実施の触媒使用条件に設定することが可能である。ま
た、触媒反応出口ガス制御部のガス流速制御器によって
各触媒サンプルから該ラインを介して導出される反応生
成ガスのガス流速を一定に保つことができ、かつ切替部
によって多数のラインのうち一つのラインだけを順次生
成物検出部へ導通させる。したがって、同一触媒反応条
件化にある多数の触媒からの触媒反応ガス中の反応生成
物を順次精度良く検出することができる。
活性を効率良く測定するための触媒活性評価装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】触媒は多様な化学プロセスで用いられて
おり、該プロセスの優劣を決めてしまうため種々の方法
により最適化が行われる。その際、従来の触媒評価装置
では単一の触媒を一つずつしか評価できなかっために最
適化には多大の時間を要した。このような問題点を解決
するためにB.Jandeleit,Angew.Chem.Int.Ed.,vo1. 38,p
p2494-2532,1999に見られるように、多数の触媒の評価
を同時に行うことができるよう、種々の試みが行われて
いる。これらの装置によれば、多数の触媒の評価を行う
ことはできるが、触媒の活性を測定する際の、温度、圧
力、ガス流速といった条件が、実際に触媒が使用される
条件と大幅に異なってしまうという問題点がある。その
ため、最適と判断された触媒はあくまで最適触媒候補に
しかすぎず、実際の反応条件下で再度試験を行わなくて
はならなかった。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、実際のプロ
セスで使用されるのと同じ条件(温度、圧力、ガス流速)
で複数の触媒の反応活性を同時に評価し触媒活性を効率
良く測定することを可能とする触媒活性評価装置を提供
することを目的とする。複数の触媒を同時に評価するこ
とによって、適正な触媒の探索、触媒の最適化といった
作業の効率の向上を図れる。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明の触媒活性評価装
置は、反応ガス導入部と、反応ガス導入部を介して導入
される反応ガスの流量を制御する反応容器入口ガス制御
部、反応ガスが導入される反応容器、触媒反応ガス導出
部と、反応容器から触媒反応ガス導出部に導出される触
媒反応ガスの流量を制御する反応容器出口ガス制御部
と、触媒反応生成物の同定を行う触媒反応生成物検出部
よりなる触媒活性評価装置であって、該反応容器は圧力
が調節可能な耐圧式で、多数の触媒サンプルを内部に設
置するステンレス製容器本体と、触媒の温度を均一に加
熱する加熱部からなり、反応ガスは各触媒サンプルを通
される間に触媒反応を受けるようにされ、該触媒反応ガ
ス導出部は各触媒サンプルから触媒反応ガスをそれぞれ
導出するラインからなり、該反応出口ガス制御部は各触
媒サンプルから該ラインを介して導出される反応生成ガ
スのガス流速を一定に保つガス流速制御器と多数のライ
ンのうち一つのラインだけを生成物検出部へ導通させる
切替部よりなることを特徴とする。 【０００５】本発明によれば、多数の触媒を単一の反応
容器中に設置しているので該多数の触媒をほぼ同一の反
応条件に保て、また反応容器中の温度、圧力及びガス流
量をそれぞれ独立に制御可能となっているので、それら
を実施の触媒使用条件に設定することが可能である。ま
た、触媒反応出口ガス制御部のガス流速制御器によって
各触媒サンプルから該ラインを介して導出される反応生
成ガスのガス流速を一定に保つことができ、かつ切替部
によって多数のラインのうち一つのラインだけを順次生
成物検出部へ導通させる。したがって、同一触媒反応条
件化にある多数の触媒からの触媒反応ガス中の反応生成
物を順次精度良く検出することができる。 【０００６】なお、反応ガス導入部は、触媒反応に複数
のガスが用いられる場合には複数の反応ガス導入部から
なり、反応ガス容器入口ガス制御部は複数の反応ガス導
入部の各々の反応ガス導入部を独立的にあるいは関連付
けて制御する。このような反応容器ガス導入部及び反応
容器入口ガス制御部とは従来用いられているものを使用
することができる。 【０００７】反応容器としては、加熱加圧可能な従来の
オートクレーブ反応容器を用いることができる。各触媒
はセルに入れて反応容器中に設置することもできる。ま
た、触媒（及びセル）をアルミニウム等の熱伝導率の高
い金属製の均熱ブロックを介する加熱手段によって加熱
することもできる。この場合、触媒（あるいは触媒を入
れたセル）を均熱ブロック上、中あるいは近傍に設置す
ることができる。本発明では、「多数」の触媒とは、当
該触媒の最適化評価に必要な充分な数の触媒数を意味す
る。 【０００８】触媒反応生成ガスの流速制御手段として
は、キャピラリー部を用いてそのガス流速を一定に制御
することもできる。また、切替部としてはバルブアレイ
切替機構を用いることができる。 【０００９】 【実施の態様】以下に、本発明の触媒活性評価装置の一
実施態様を図面を参照して更に詳細に説明する。図1に
おいて、本実施態様の触媒活性評価装置は、反応ガス導
入部１と、反応ガス導入部を介して導入される反応ガス
の流量を制御する反応容器入口ガス制御部２、反応ガス
が導入される反応容器３、反応容器３からの触媒反応ガ
スを導出する触媒反応ガス導出部４と、反応容器３から
触媒反応ガス導出部４に導出される触媒反応ガスの流量
を制御する反応容器出口ガス制御部５と、触媒反応生成
物の同定を行う触媒反応生成物検出部６よりなる。反応
容器３は耐圧式ステンレス製容器本体８と、容器本体８
内に設けた触媒の温度を均一に加熱する均熱ブロック９
と、カートリッジ式のヒータ１０が複数個設けられてい
る。該多数の触媒サンプル（図示せず）がセル１１内に
充填され、セル１１は均熱ブロック９に設けた貫通口に
緊密に配置され、内部に触媒が設置されている。触媒反
応ガス導出部は各触媒サンプルから触媒反応ガスを反応
容器からそれぞれ導出するライン１２からなり、本実施
例ではライン１２の一端は対応するセル下端部に接続さ
れ、他端部は反応容器出口ガス制御部５に接続されてい
る。反応容器出口ガス制御部５は、反応生成ガスのガス
流速を一定に保つガス流速制御器としてのキャピラリー
部１３と多数のラインのうち一つのラインだけを生成物
検出部へ導通させる切替部としてのバルブアレイ切替機
構１４とからなる。 【００１０】反応ガスは、反応ガス導入部１を介してオ
ートクレーブ型反応容器内に導入された後各触媒サンプ
ルを通される間に触媒反応を受け、触媒反応ガスはライ
ンを介して導出される。該反応出口ガス制御部は各触媒
サンプルから該ラインを介して導出されると多数のライ
ンのうち一つのラインだけを生成物検出部へ導通させる
切替部より触媒反応生成物検出部６に導かれる。触媒反
応生成物検出部としては、従来の装置を用いることがで
きる。 【００１１】 【実施例】以下に、種々の割合の銅とマンガンの複合酸
化物について、触媒活性を５２３K、１MPaの条件下で測
定した実験例について述べる。 （１）反応容器および触媒反応条件 反応は固定床流通式反応装置により行った。反応容器に
は内径１５０ｍｍ、内容積２．８リットルである図１に
示す低圧オートクレーブ（東栄科学産業製）を使用し
た。 【００１２】触媒セルとして１２個の高圧継手（スウェ
ジロック製、ＳＳ−１００−Ｒ−４，１／１６インチ用
スウェジロック継手−１／４パイプ）をそのまま使用し
た。各高圧継手は、図１に示すように、上部に位置する
１／４インチ外径のパイプと下部に位置する外径１／１
６インチパイプ用のスウェジロック継手とからなり、ス
ウェジロックの下方にナットが螺合している。１／４イ
ンチサイズのパイプのパイプのなかに触媒が充填されて
いる。１／４インチパイプ側を解放のまま上向きにして
アルミニウムブロック（縦７７ｍｍ、横１１６ｍｍ、高
さ４１ｍｍ）に挿入し、オートクレーブの底に設置し
た。加熱はオートクレーブ底部の外側より６本のカート
リッジヒーターにて行った。このような組み合わせ構成
により、触媒セル相互の温度差を２K以下とすることが
できた。 【００１３】約８０ｍｇの触媒を高圧継手の１／４パイ
プ側へ充填した。原料ガスは触媒容器の１／４インチパ
イプ側から１２個の容器全てに同時に供給され、触媒層
からの反応ガスは、別々に１／１６インチチューブを通
してオートクレーブ側面のガスポートから外部へ接続し
た。これはオートクレーブ外部で各々３方バルブへ接続
され、このバルブの操作により１２ラインのうち１ライ
ンだけが、内径０．１ｍｍ、長さ１０ｍのＳＵＳ製キヤ
ピラリーを経由して、減圧・流量調整の後、ガス分析装
置へ導かれ、残りの１１ラインは背圧弁へと導かれた。
これにより、分析時に触媒層における反応ガスの空間速
度を統一すると同時に、触媒層の圧力を一定に保った。
反応ガスは、Ｈ２／ＣＯ／ＣＯ２／Ｎ２＝６０／３０／
５／５の組成のガスを用いた。１ＭＰａにて反応を行
い、各触媒層における反応ガスは、Ｗ／Ｆ（触媒重量
（g)と供給ガス速度(ｍｏｌ／ｈ)の比）として約４ｇ・
ｈ／ｍｏｌ（２０ｍｏｌ／Ｃｕ−Ｍｎ−ｍｏｌ／ｈ）と
した。分析はＧＣ（島津製作所，ＧＣ−３ＢＴ，ＴＣ
Ｄ，活性炭カラム）により行い、窒素に対するＣＯ，Ｃ
Ｏ ２の比の変化から転化率を求めた。主生成物はメタノ
ールであり，他にごく少量のメタンが生成した。 【００１４】（２） 触媒 触媒は、シュウ酸エタノール法により調製した。すなわ
ち、０．１８ｍｏｌ／Ｌの硝酸銅（）エタノール溶
液、硝酸マンガン（）エタノール溶液を合計６mlと
なるように割合を変えて１２本の試験管（外径１２ｍ
ｍ）中で混合し、攪拌中、１．１ｍｏｌ／Ｌのシュウ酸
エタノール溶液２mlを混合してシュウ酸塩として共沈さ
せた。その後、遠心分離、エタノール溶媒留去後、３９
３Ｋにて乾燥、６２３Ｋにて焼成して酸化物を得た。こ
れを反応ガス中、５２３Ｋまで昇温・還元して反応に用
いた。他に参照として銅亜鉛触媒（ＭＤＣ−３，東洋シ
ーシーアイ）を用いた。 【００１５】（３） 実験 図２に、ＭＤＣ−３を充填した各触媒層におけるＷ／Ｆ
を示す。ブランク箇所は未反応ガス組成のモニターを行
ったことを示す。流速は、キヤピラリーにおける抵抗が
大きいために、差圧だけ（９MPａ）で決定されるため、
一定となった。流速は触媒粉の密度などが異なるものを
用いても一定であった。 【００１６】１１個の触媒セルに充填したＭＤＣ−３の
活性を示す（図３）。ブランク箇所は未反応ガス組成の
モニターを行ったことを示す。反応温度は５２３Ｋであ
る。ＳＴＹ（空時収率）の違いは、転化率として±０．
１％程度の範囲に入っており、触媒セルの設置場所によ
る温度、Ｗ／Ｆの違いが事実上ないことを示している。 【００１７】次に、種々のＣｕ／Ｍｎ比の触媒を１１個
の触媒セルに充填して、５２３Ｋにて活性を測定した。
前処理終了後１ＭＰａまで昇圧し、まず特定の触媒の活
性だけを測定した。２時間後に活性が定常となったあと
は、次々に対象を変えて活性測定を行った。最後にもと
の触媒の活性を再度測定したところほぼ同じであったこ
ととから、この間の活性劣化はないと考えられる。反応
時間はおよそ１０時間であった。その結果をＣｕの含有
量に対して表示したのが図４である（黒丸）。 【００１８】通常の固定床流通式反応装置による結果も
併せて示した（黒三角）。Ｃｕ／Ｍｎ＝１／１の時に、
最大の活性を示し、また、同じ組成の触媒については、
両者は同じ活性を示した。これは、試験管による調製お
よび本反応容器による活性試験の結果が、通常の触媒調
製と活性試験による結果とデータの品質において変わり
なく、前者で後者を代替可能であることを示している。
また、ＣｕリッチおよびＭｎリッチ領域で活性が高めに
なる傾向が認められた。これは、Ｃｕ／Ｍｎ比を細かく
変化させることにより初めて見い出し得る現象であり，
通常の方法では時間の関係で見落としている現象を本発
明の触媒活性評価装置で見い出すことが可能なことを示
している。 【００１９】以上、本発明の触媒活性評価装置により、
多くの触媒の活性を一度に評価できることが示された。
本実施例を例に取ると、通常の固定床流通式反応装置を
用いた場合、触媒の前処理、分析機器の安定時間も含め
たサンプルの評価時間は１ライン、１サンプル当たり約
１０時間であり、例えば、図４の結果を導くには、通常
２週間程度を要するところ、本触媒活性評価装置では１
日で評価を終えている。また，本触媒活性評価装置で
は、活性試験の条件も通常の固定床流通式反応装置を用
いる場合と同じ取扱いが可能であり、データの再現性も
良好で、触媒のスクリーニング効率の向上に寄与する。
触媒容器の増設、１容器あたりの分析時間の短縮を計る
ことにより、効率をさらに高めることも可能である。 【００２０】実施例２ 銅と亜鉛とアルミニウムの三つの酸化物からなる触媒の
活性を５２３K、１MPａの条件下で測定した結果を図５
に示す。実施例２は実施例１とほぼ同様に行った。触媒
は実施例１とほぼ同じとしたが，具体的には以下の通り
である。触媒は、シュウ酸エタノール法により調製し
た。すなわち、１ｍｏｌ／Ｌの硝酸銅（）エタノー
ル溶液、硝酸亜鉛（）エタノール溶液を合計１．１
mlとなるように割合を変えて１２本の試験管（外径１２
ｍｍ）中で混合し、攪拌中、１．８ｍｏｌ／Ｌのシュウ
酸エタノール溶液０．７mlを混合してシュウ酸塩として
共沈させた。そこへ１ｍｏｌ／Ｌの硝酸アルミニウム
（）エタノール溶液を０．０１３〜０．０５４ml
加え、その後、遠心分離、エタノール溶媒留去後、３９
３Ｋにて乾燥、６２３Ｋにて焼成して酸化物を得た。こ
れを反応ガス中、５２３Ｋまで昇温・還元して反応に用
いた。 【００２１】通常十日以上を要する、広範に組成を変え
た触媒の活性評価を一日の活性評価で検討しており、従
来法では見落としていた図５に○部分で示す領域に高活
性な組成を見い出すことができた。従来はアルミニウム
のモル比がもう少し多い（Ｚｎ=３０としてＡｌモル比
が１０くらい、つまり図には描かれていない）ところ
で、高い活性が得られているとされていた。なお、色の
濃淡は転化率の大小を示し、色が濃いほど転化率が大き
くなっている。図５の右の指標参照。図５に示す結果が
何故得られたかについては、正確なことは分かっていな
いが、おそらく、反応中に銅の表面積を広く保つ作用が
現れた結果だと思われる。 【００２２】 【発明の効果】本発明の触媒活性装置によれば触媒活性
評価の効率を大幅に向上できる。これにより、触媒開発
期間の短縮化、新規触媒の開発が可能となる。また、本
発明の触媒活性評価装置を用いるためには従来の装置の
構成を全て新しいもので置き換えることは必ずしも必要
ではなく、反応容器入口ガス制御部ならびに反応生成物
検出部には従来のものを用いることも可能であり、従来
装置の一部分を置き換えることにより触媒開発の効率を
大幅に向上することが可能となる。 【００２３】本発明によれば、多数の触媒を単一の反応
容器中に設置しているので該多数の触媒をほぼ同一の反
応条件に保て、また反応容器中の温度、圧力及びガス流
量をそれぞれ独立に制御可能となっているので、それら
を実施の触媒使用条件に設定することが可能である。ま
た、触媒反応出口ガス制御部のガス流速制御器によって
各触媒サンプルから該ラインを介して導出される反応生
成ガスのガス流速を一定に保つことができ、かつ切替部
によって多数のラインのうち一つのラインだけを順次生
成物検出部へ導通させる。したがって、同一触媒反応条
件化にある多数の触媒からの触媒反応ガス中の反応生成
物を順次精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の触媒活性評価装置の一実施態様であ
る。 【図２】実施例１における各触媒層のＷ／Ｆを模式的に
示す。 【図３】実施例１における標準触媒試験結果を模式的に
示す。 【図４】実施例１における銅‐マンガン複合酸化物の組
成が活性に及ぼす影響を示す。 【図５】実施例２における銅‐亜鉛‐アルミニウム複合
酸化物の組成が触媒活性に及ぼす影響を示す。 【符号の説明】 １・・・反応ガス導入部、２・・・反応容器入口ガス制
御部、３・・・反応容器、４・・・触媒反応ガス導出
部、５・・・反応容器出口ガス制御部、６・・・触媒反
応生成物検出部、８・・・耐圧式ステンレス製容器本
体、９・・・均熱ブロック、１０・・・ヒータ、１１・
・・セル、１２・・・導出ライン、１３・・・キャピラ
リー部、１４・・・切替部（バルブアレイ切替機構）
る。 【図２】実施例１における各触媒層のＷ／Ｆを模式的に
示す。 【図３】実施例１における標準触媒試験結果を模式的に
示す。 【図４】実施例１における銅‐マンガン複合酸化物の組
成が活性に及ぼす影響を示す。 【図５】実施例２における銅‐亜鉛‐アルミニウム複合
酸化物の組成が触媒活性に及ぼす影響を示す。 【符号の説明】 １・・・反応ガス導入部、２・・・反応容器入口ガス制
御部、３・・・反応容器、４・・・触媒反応ガス導出
部、５・・・反応容器出口ガス制御部、６・・・触媒反
応生成物検出部、８・・・耐圧式ステンレス製容器本
体、９・・・均熱ブロック、１０・・・ヒータ、１１・
・・セル、１２・・・導出ライン、１３・・・キャピラ
リー部、１４・・・切替部（バルブアレイ切替機構）
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01N 31/00
G01N 1/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 反応ガス導入部と、反応ガス導入部を介
して導入される反応ガスの流量を制御する反応容器入口
ガス制御部、反応ガスが導入される反応容器、触媒反応
ガス導出部と、反応容器から触媒反応ガス導出部に導出
される触媒反応ガスの流量を制御する反応容器出口ガス
制御部と、触媒反応生成物の同定を行う触媒反応生成物
検出部よりなる触媒活性評価装置であって、該反応容器
は圧力調節可能な耐圧式で、かつ多数の触媒サンプルを
内部に設置するステンレス製容器本体と、触媒の温度を
均一に加熱する加熱部からなり、反応ガスは各触媒サン
プルを通される間に触媒反応を受けるようにされ、該触
媒反応ガス導出部は各触媒サンプルから触媒反応ガスを
それぞれ導出するラインからなり、該反応出口ガス制御
部は各触媒サンプルから該ラインを介して導出される反
応生成ガスのガス流速を一定に保つガス流速制御器と多
数のラインのうち一つのラインだけを生成物検出部へ導
通させる切替部よりなる触媒活性評価装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188728A JP3390916B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 触媒活性評価装置 |
| US09/885,647 US20020022932A1 (en) | 2000-06-23 | 2001-06-20 | Apparatus for evaluating activity of catalysts |
| EP01114713A EP1167967A3 (en) | 2000-06-23 | 2001-06-21 | Apparatus for evaluating activity of catalysts |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000188728A JP3390916B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 触媒活性評価装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002005918A JP2002005918A (ja) | 2002-01-09 |
| JP3390916B2 true JP3390916B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=18688468
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000188728A Expired - Lifetime JP3390916B2 (ja) | 2000-06-23 | 2000-06-23 | 触媒活性評価装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020022932A1 (ja) |
| EP (1) | EP1167967A3 (ja) |
| JP (1) | JP3390916B2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7160513B2 (en) * | 2002-12-20 | 2007-01-09 | Symyx Technologies, Inc. | Batch reactor with injection system |
| US7267987B2 (en) | 2003-01-06 | 2007-09-11 | Uop Llc | Process and assembly for simultaneously evaluating a plurality of catalysts |
| US7435598B2 (en) * | 2003-11-10 | 2008-10-14 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Catalyst testing apparatus and process |
| DE10361003B3 (de) * | 2003-12-23 | 2005-07-28 | Hte Ag The High Throughput Experimentation Company | Vorrichtung und Verfahren zur Druck- und Flusskontrolle in Parallelreaktoren |
| EP2104755A4 (en) * | 2006-10-26 | 2011-01-12 | Symyx Solutions Inc | HIGH PRESSURE PARALLEL FIXED BIN REACTOR AND METHOD THEREFOR |
| CN103033377B (zh) * | 2012-12-10 | 2015-03-25 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种具有喷淋系统的消氢试验装置 |
| CN103018408B (zh) * | 2012-12-10 | 2014-10-22 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种用于消氢性能测试的装置 |
| DE102013006543B4 (de) * | 2013-04-16 | 2017-03-23 | Dräger Safety AG & Co. KGaA | Messvorrichtung, Reaktionsträger und Messverfahren |
| JP6215050B2 (ja) * | 2013-12-27 | 2017-10-18 | 株式会社堀場製作所 | 触媒評価装置 |
| CN104142380B (zh) * | 2014-08-22 | 2016-04-20 | 上海化工研究院 | 一种压力平衡式超小型催化反应效率对比评价装置 |
| CN105277651A (zh) * | 2015-10-30 | 2016-01-27 | 甘林 | 光催化性能测定装置及光催化性能测定方法 |
| CN106483242B (zh) * | 2016-12-16 | 2018-10-30 | 西安凯立新材料股份有限公司 | 一种丙烷脱氢制丙烯用催化剂的性能评价方法 |
| WO2023074051A1 (ja) * | 2021-11-01 | 2023-05-04 | 国立大学法人島根大学 | 触媒の製造方法、触媒およびメタノール製造方法 |
| CN115656404A (zh) * | 2022-11-01 | 2023-01-31 | 江苏中创清源科技有限公司 | 一种催化燃烧易聚合类VOCs的催化剂性能检测装置 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4007589A (en) * | 1973-01-31 | 1977-02-15 | Robert Bosch G.M.B.H. | Internal combustion exhaust catalytic reactor monitoring system |
| DD122311A3 (ja) * | 1973-06-20 | 1976-10-05 | ||
| US4099923A (en) * | 1977-01-17 | 1978-07-11 | The Standard Oil Company | Automatic catalytic screening unit |
| US5266270A (en) * | 1985-06-17 | 1993-11-30 | Institut Francais Du Petrole | On-line test and analysis process and equipment making it possible to establish a material balance of a chemical reaction |
| DE19809477C2 (de) * | 1998-03-06 | 2002-04-11 | Hte Ag High Throughput Experim | Anordnung zum Testen der katalytischen Aktivität von einem Reaktionsgas ausgesetzten Feststoffen |
| FR2777805B1 (fr) * | 1998-04-24 | 2000-06-02 | Inst Francais Du Petrole | Appareillage de type micropilote et procede de test catalytique |
| FI106409B (fi) * | 1998-05-15 | 2001-01-31 | Fortum Oil & Gas Oy | Järjestely ja menetelmä lyhyen kosketusajan reaktioita varten tarkoitettujen heterogeenisten katalyyttien testaamiseksi |
| US6149882A (en) * | 1998-06-09 | 2000-11-21 | Symyx Technologies, Inc. | Parallel fixed bed reactor and fluid contacting apparatus |
| US6306658B1 (en) * | 1998-08-13 | 2001-10-23 | Symyx Technologies | Parallel reactor with internal sensing |
| US6770482B1 (en) * | 1999-07-16 | 2004-08-03 | General Electric | Method and apparatus for rapid screening of multiphase reactions |
-
2000
- 2000-06-23 JP JP2000188728A patent/JP3390916B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-06-20 US US09/885,647 patent/US20020022932A1/en not_active Abandoned
- 2001-06-21 EP EP01114713A patent/EP1167967A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002005918A (ja) | 2002-01-09 |
| US20020022932A1 (en) | 2002-02-21 |
| EP1167967A2 (en) | 2002-01-02 |
| EP1167967A3 (en) | 2004-12-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3390916B2 (ja) | 触媒活性評価装置 | |
| CA2247259C (en) | Catalyst testing process and apparatus | |
| Kiener et al. | High-throughput screening under demanding conditions: Cu/ZnO catalysts in high pressure methanol synthesis as an example | |
| AU780627B2 (en) | Methods for optimizing fischer-tropsch synthesis of hydrocarbons in the distillate feed and/or lube base oil ranges | |
| US4099923A (en) | Automatic catalytic screening unit | |
| Thomson et al. | The development of a high throughput reactor for the catalytic screening of three phase reactions | |
| Arakawa et al. | Novel high-pressure FT-IR spectroscopic system combined with specially designed in situ IR cell for studying heterogeneous catalytic reactions | |
| Pennline et al. | Operation of a tube wall methanation reactor | |
| US6455595B1 (en) | Methods for optimizing fischer-tropsch synthesis | |
| Perti et al. | Kinetics of CO oxidation over Co3O4/γ‐Al2O3. Part I: Steady state | |
| CN211825885U (zh) | 一种用于评价低碳烃氧化催化剂性能的中试试验装置 | |
| Mclean et al. | Statistical identification of a reaction network using an integral plug flow reactor | |
| SHALABI et al. | effect of reduction conditions on the activity of ni/γal2o3 catalyst for methanation reaction | |
| EP1609526A1 (en) | Catalyst testing process and apparatus | |
| Liu | Methanol synthesis via methyl formate in the liquid phase | |
| WO1989008253A1 (en) | Method and apparatus for determining the ability of heavy fuels to self-ignite under diesel conditions | |
| EP1384995A1 (en) | Catalyst testing process and apparatus | |
| Walters | STUDIES IN MOLTEN CHLOROALUMINATES; A. FISCHER-TROPSCH SYNTHESIS USING METALLIC DISPERSIONS. B. INFRARED SPECTROELECTROCHEMISTRY USING ATTENUATED TOTAL REFLECTANCE | |
| Ham et al. | Hydrocarbon autothermal reforming program. Final technical report, 28 September 1979-31 October 1981 | |
| Lorimer | Reduction of nitric oxide by carbon monoxide over a silica supported platinum catalyst: infrared and kinetic studies | |
| Gilchrist | The reduction of nitric oxide by carbon monoxide over excessively-exchanged copper ZSM-5 zeolite | |
| Lorimer | REDUCTION OF NITRIC OXIDE BY CARBON MONOXIDE OVER A SILICA SUPPORTED PLATINUM | |
| GB2386123A (en) | Methods for optimizing Fischer-Tropsch synthesis of hydrocarbons in the distillate fuel and/or lube base oil ranges |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3390916 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |