JP4461555B2 - 一酸化炭素の酸化方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一酸化炭素の酸化方法に関するものである。更に詳しくは、本発明は、一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の一酸化炭素を酸素を含むガスを用いて二酸化炭素に酸化する方法であって、触媒の活性が高く、かつ触媒の安定した活性を維持することができ、よって触媒コスト並びに運転の安定性及び容易性の観点から極めて有利な一酸化炭素の酸化方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の一酸化炭素を、酸素を含むガスを用いて、二酸化炭素に酸化する方法としては、たとえば特開昭６２−２７０４０４号公報にはアルミナを担体とした１重量％のパラジウムを含む触媒を用いる方法が開示されている。しかしながら、かかる方法には、触媒の活性が不十分であるといった問題があった。一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の塩化水素は、水に吸収させて塩酸として利用することができ、吸収されなかった残ガスは廃棄されるが、残ガス中に可燃性かつ毒性ガスである一酸化炭素がなければ、残ガスの処理コストを削減することができる。また、一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の塩化水素は、塩素に酸化して利用することができるが、例えば特開昭６２−２７０４０４号公報には、一酸化炭素が多量に含まれていると塩化水素を酸化するための触媒の活性が低下したり、触媒成分の揮散量が増大することが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
かかる状況において、本発明が解決しようとする課題は、一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の一酸化炭素を酸素を含むガスを用いて二酸化炭素に酸化する方法であって、触媒の活性が高く、かつ触媒の安定した活性を維持することができ、よって触媒コスト並びに運転の安定性及び容易性の観点から極めて有利な一酸化炭素の酸化方法を提供する点に存するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の一酸化炭素を酸素を含むガスを用いて二酸化炭素に酸化する方法であって、ルテニウム及び／又はルテニウム化合物を含有する触媒を用いる一酸化炭素の酸化方法に係るものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明において用いられる一酸化炭素及び塩化水素を含むガスとしては、塩素化合物の熱分解反応や燃焼反応、有機化合物のホスゲン化反応、脱塩化水素反応又は塩素化反応、焼却炉の燃焼等において発生した一酸化炭素及び塩化水素を含むいかなるものを使用することができる。一酸化炭素及び塩化水素を含むガスとしては、通常、該ガス中の一酸化炭素の濃度は通常０．１体積％以上、好ましくは０．５体積％以上、更に好ましくは１体積％以上で、塩化水素の濃度は通常１体積％以上、好ましくは１０体積％以上、更に好ましくは５０体積％以上のものが用いられる。一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の塩化水素以外の成分としては、オルトジクロロベンゼン、モノクロロベンゼン等の塩素化芳香族炭化水素、及びトルエン、ベンゼン等の芳香族炭化水素、及び塩化ビニル、１，２−ジクロロエタン、塩化メチル、塩化エチル、塩化プロピル、塩化アリル等の塩素化脂肪族炭化水素、及びメタン、アセチレン、エチレン、プロピレン等の脂肪族炭化水素、及び窒素、酸素、アルゴン、二酸化炭素、ホスゲン、水素、硫化カルボニル、硫化水素等の無機ガスがあげられる。酸素との反応において、塩素化芳香族炭化水素及び塩素化脂肪族炭化水素は、二酸化炭素と水と塩素に酸化され、芳香族炭化水素及び脂肪族炭化水素は、二酸化炭素と水に酸化され、ホスゲンは、二酸化炭素と塩素に酸化される。
【０００６】
本発明において用いられる酸素を含むガスとしては、酸素又は空気が使用される。酸素は、空気の圧力スイング法や深冷分離などの通常の工業的な方法によって得ることができる。
【０００７】
本発明においては、一酸化炭素及び塩化水素の合計量に対する酸素のモル比を０．１以上とすることが好ましく、０．２以上が更に好ましい。酸素の量が過少であると、触媒の安定した活性を維持できないことがある。
【０００８】
本発明においては、ルテニウム及び／又はルテニウム化合物を含有する触媒を用いる必要があり、中でも酸化ルテニウムを含有する触媒が活性が高いために好ましく、酸化ルテニウム及び酸化チタンを含有する触媒が更に活性が高いために好ましい。このことにより、触媒の活性が高く、かつ触媒の安定した活性を維持することができ、よって触媒コスト、運転の安定性及び容易性を確保しうる。酸化ルテニウムを含む触媒は、たとえば特開平１０−１８２１０４号公報、ヨーロッパ特許第９３６１８４号公報に記載されている。酸化ルテニウム及び酸化チタンを含む触媒は、たとえば特開平１０−１９４７０５号公報、特開平１０−３３８５０２号公報に記載されている。触媒中の酸化ルテニウムの含有量は、０．１〜２０重量％が好ましい。酸化ルテニウムの量が過小であると触媒の活性が低く一酸化炭素の転化率が低くなる場合があり、一方、酸化ルテニウムの量が過多であると触媒価格が高くなる場合がある。
【０００９】
触媒の使用量（体積）は、標準状態（０℃、０．１ＭＰａ）における一酸化炭素及び塩化水素の供給速度との比（ＧＨＳＶ）で表すと、通常１０〜５００００ｈ^-1で行われる。
【００１０】
触媒の形状は、球形粒状、円柱形ペレット状、押し出し形状、リング形状、ハニカム状あるいは成型後に粉砕分級した適度の大きさの顆粒状、微粒子等で用いられる。この際、触媒直径としては１０ｍｍ以下が好ましい。触媒直径が１０ｍｍを越えると、活性が低下する場合がある。なお、ここでいう触媒直径とは、球形粒状では球の直径、円柱形ペレット状では断面の直径、その他の形状では断面の最大直径を意味する。
【００１１】
触媒は不活性物質で希釈して用いることができる。
【００１２】
反応方式としては、固定床気相流通反応方式又は流動層気相流通反応方式があげられる。
【００１３】
反応温度は通常１００〜５００℃で行われるが、２００℃〜５００℃とすることが好ましく、３００〜４００℃が更に好ましい。反応温度が低すぎる場合は、触媒の安定した活性を維持できないことがあり、一方、反応温度が高すぎる場合は、触媒の成分が揮散することがある。
【００１４】
空塔基準のガス線速度は、通常０.１〜２０ｍ／ｓで行われれる。なお、本発明の空塔基準のガス線速度とは、反応器に供給される全てのガスの標準状態（０℃、０．１ＭＰａ）における供給速度の合計量と反応器の断面積の比を意味する。反応圧力は、通常０．１〜５ＭＰａで行われる。
【００１５】
本発明で得られた酸化反応後のガスは、そのまま、あるいは塩化水素以外の成分を分離させた後、塩化水素を酸化して塩素を得るための原料として用いることができる。
【００１６】
本発明においては、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化すると同時に、塩化水素の一部又は全量を塩素に酸化することができる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明により、一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の一酸化炭素を酸素を含むガスを用いて二酸化炭素に酸化する方法であって、触媒の活性が高く、かつ触媒の安定した活性を維持することができ、よって触媒コスト並びに運転の安定性及び容易性の観点から極めて有利な一酸化炭素の酸化方法を提供することができた。

Claims (1)

1. 一酸化炭素及び塩化水素を含むガス中の一酸化炭素を酸素を含むガスを用いて二酸化炭素に酸化する方法であって、酸化ルテニウムを含有する触媒を用いる一酸化炭素の酸化方法。