JP6196837B2 - ニッケル系触媒、ニッケル系還元触媒およびそれらの製造方法 - Google Patents

ニッケル系触媒、ニッケル系還元触媒およびそれらの製造方法 Download PDF

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Description

本発明はニッケル系触媒、ニッケル系還元触媒およびそれらの製造方法に関する。本発明のニッケル系還元触媒は、オレフィン系炭化水素類や芳香族類などの炭化水素を水素化するための水素化触媒として好ましく用いることができる。
一般的に、原油/ナフサ等の熱分解工程から誘導される各種オレフィン系炭化水素類、特に芳香族類やオレフィン系高分子類(石油樹脂類)を高付加価値の化合物にするための水素化プロセスには、汎用性の高いニッケル系還元触媒が使用されている。
ニッケル系還元触媒として、従来、例えば特許文献1、2に記載のものが提案されている。
特許文献1には、アンモニア性ニッケル溶液とアルミン酸ナトリウムとを混合した後に、加熱沸騰させ、ニッケルアルミン酸錯体の分解によってニッケルアルミ化合物の沈殿物を得る、ニッケルアルミナ触媒の製造方法が記載されている。また、その組成はM6Al2(OH)16CO3・4H2O(M=Ni)であり、この化合物により得られるニッケルアルミナ触媒のニッケル表面積は微細なニッケルよりなるので高表面積であると記載されている。
特許文献2には、ヒドロゲルからの水素化処理用触媒の製造方法が記載されている。この方法では、水酸化アルミニウムを酸または塩基に溶解させて塩基性アルミン酸塩の水溶液または酸性アルミン酸塩の水溶液を得る。次にこれら2種類のアルミン酸水溶液を混合し、アルミナヒドロゲルを生成させ、これに活性金属塩の水溶液を混合し、金属をアルミナヒドロゲルに吸着させて触媒前駆体を得るものとしている。さらに好適にはリン化合物を含有させたアルミナヒドロゲルを使用する方法が記載されている。
特公平5−87298号公報 特許第2822044号公報
しかしながら特許文献1に記載の方法によって得られるニッケル系還元触媒は、活性金属とAlとの比率が約3もしくはそれ以上に限定されてしまうため、オレフィン系炭化水素類や芳香族類などの炭化水素を水素化する性能、すなわち、水素化活性が不十分であった。特に活性金属含有量が少ない場合は、それが顕著であった。また、特許文献1に記載の方法ではアンモニアガスが発生するため、工業生産においてはアンモニアガス処理設備や作業環境の整備のための付帯設備が必要となり、コスト高となる懸念がある。また、沈殿の生成促進には反応溶液からアンモニアガスを除くことが必要になるが、工業生産においては、アンモニアガスを排気するための設備の能力が沈殿生成完了までの時間に大きく影響すると考えられるため、沈殿生成を速やかに完了させるために十分な排気能力を有する設備が必要となり、この点においてもコスト高となる懸念がある。
また、特許文献2に記載の方法は製造工程が複雑で長く、好ましくない。また、アルミナヒドロゲル沈殿生成後の洗浄や活性金属吸着後のアルミナヒドロゲルの洗浄で多量の産業排水が生成されるので好ましくない。さらには、化学吸着によって活性金属を担持するため、必ずしも全量の金属塩が担体に吸着されない。この場合、産業排水に重金属が多量に含まれることが懸念される。そのため排水中から金属を回収するための付帯設備が必要となり好ましくない。また、化学吸着による活性金属の担持は、その担持量がある程度制限されてしまう。また、化学吸着に長時間を要することもあり、工業生産上の効率を損なうことがある。
本発明は、上記のような従来のニッケル系還元触媒およびその製造方法が備える課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は、アンモニアガスを発生せず、そのために付帯設備等を必要とせず、産業排水に重金属が多量に含まれることもない、ニッケル系触媒およびニッケル系還元触媒の製造方法を提供することにある。また、その製造方法によって得られる、水素化活性が優れるニッケル系還元触媒およびそれを得るために用いるニッケル系触媒を提供することにある。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の(1)〜(9)である。
(1)溶解性アルミニウム化合物およびギブサイト構造を有する水酸化アルミニウムを含むスラリーを得るスラリー調製工程と、
ニッケル原料を含む酸性の注加液Aおよび沈殿剤を溶解させたアルカリ性の注加液Bを得る、注加液調製工程と、
前記スラリーへ、前記注加液Aおよび前記注加液Bを注加して沈殿物を得る注加工程と、
前記沈殿物からニッケル系触媒を得る触媒調製工程と、
を備え、
前記溶解性アルミニウム化合物と前記ニッケル原料中の金属ニッケルとのモル比(溶解性アルミニウム化合物/金属ニッケル)が0.1超1.5未満である、ニッケル系触媒の製造方法。
(2)前記溶解性アルミニウム化合物がアルミン酸ナトリウムである、上記(1)に記載のニッケル系触媒の製造方法。
(3)上記(1)または(2)に記載のニッケル系触媒の製造方法によって得られる、ニッケル系触媒。
(4)ニッケル含有率が5〜50質量%である、上記(3)に記載のニッケル系触媒。
(5)Li、C、Na、Mg、Si、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Rb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cs、Ba、Re、Ir、Pt、AuおよびPbの合計含有率が10質量%以下である、上記(3)または(4)に記載のニッケル系触媒。
(6)上記(1)または(2)に記載のニッケル系触媒の製造方法に、さらに前記ニッケル系触媒を還元する還元工程を備える、ニッケル系還元触媒の製造方法。
(7)上記(6)に記載のニッケル系還元触媒の製造方法によって得られる、ニッケル系還元触媒。
(8)ニッケル含有率が5〜50質量%である、上記(7)に記載のニッケル系還元触媒。
(9)Li、C、Na、Mg、Si、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Rb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cs、Ba、Re、Ir、Pt、AuおよびPbの合計含有率が10質量%以下である、上記(7)または(8)に記載のニッケル系還元触媒。
本発明によれば、アンモニアガスを発生せず、そのために付帯設備等を必要とせず、産業排水に重金属が多量に含まれることもない、ニッケル系触媒およびニッケル系還元触媒の製造方法を提供することができる。また、その製造方法によって得られる、水素化活性が優れるニッケル系還元触媒およびそれを得るために用いるニッケル系触媒を提供することができる。
実施例における水素吸着量を示すグラフである。
本発明について説明する。
本発明は、溶解性アルミニウム化合物およびギブサイト構造を有する水酸化アルミニウムを含むスラリーを得るスラリー調製工程と、ニッケル原料を含む酸性の注加液Aおよび沈殿剤を溶解させたアルカリ性の注加液Bを得る、注加液調製工程と、前記スラリーへ、前記注加液Aおよび前記注加液Bを注加して沈殿物を得る注加工程と、前記沈殿物からニッケル系触媒を得る触媒調製工程と、を備え、前記溶解性アルミニウム化合物と前記ニッケル原料中の金属ニッケルとのモル比(溶解性アルミニウム化合物/金属ニッケル)が0.1超1.5未満である、ニッケル系触媒の製造方法である。
このような製造方法を、以下では「本発明の製造方法」ともいう。
本発明の製造方法が備える各工程について、以下に説明する。
<スラリー調製工程>
本発明の製造方法が備えるスラリー調製工程について説明する。
初めに、溶解性アルミニウム化合物と、ギブサイト構造を有する水酸化アルミニウムとを用意する。
溶解性アルミニウム化合物とは、後述する溶媒に少なくとも一部(好ましくは全て)が溶解するアルミニウム化合物である。
溶解性アルミニウム化合物としては、アルミン酸ナトリウム、アルミン酸カリウム、硫酸アルミニウム、硝酸アルミニウム、塩化アルミニウムが例示できる。
溶解性アルミニウム化合物はアルミン酸ナトリウムであることが好ましい。
ギブサイト構造を有する水酸化アルミニウムとは、γ型の水酸化アルミニウムである。水酸化アルミニウムには、γ型の他にα型(バイヤーライト)が存在する。
ギブサイト構造を有する水酸化アルミニウムを、以下ではγ型水酸化アルミニウムともいう。
γ型水酸化アルミニウムは固体状の微粒子の態様をなし、本発明によって得られるニッケル系触媒において担体としての役割を担う。
γ型水酸化アルミニウムの粒度は特に限定されないが、平均粒子径(D50)が1〜100μmであることが好ましく、5〜50μmであることがより好ましく、10μm程度であることがさらに好ましい。ハンドリング性が高く、ろ過性に優れ、粉塵が発生し難いからである。
なお、平均粒子径は、測定対象物(ここでは担体)をヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液へ添加し、超音波分散および攪拌によって分散させて、透過率が60〜80%となるように調節した後、従来公知のレーザ散乱式粒度分布測定装置(例えばHORIBA LA−950)を用いて積算粒度分布(体積基準)を測定し、その粒度分布から求めたメジアン径を意味するものとする。
本発明において平均粒子径は、特に断りがない限り、このような方法で測定して得た値を意味するものとする。
スラリー調製工程では、前記溶解性アルミニウム化合物および前記γ型水酸化アルミニウムを溶媒に加える。
ここで溶媒は特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができるが、水を用いることが好ましい。
前記溶解性アルミニウム化合物および前記γ型水酸化アルミニウムの他に、その他のアルミニウム化合物を溶媒へ加えてもよい。
その他に溶媒へ加えてもよいものとして、例えばα型の水酸化アルミニウム、オキシ水酸化アルミニウム、アルミナ粉末、アルミナゾルが挙げられる。
溶媒に加えてもよいその他のものの濃度は、本発明の製造方法によって得られるニッケル系触媒中に含まれるその他のアルミナ化合物由来のアルミナ濃度として、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
溶解性アルミニウム化合物およびγ型水酸化アルミニウムと、必要に応じてその他のアルミニウム化合物を前記溶媒へ加えて得られるスラリーは、さらに別の成分を含んでもよい。別の成分としてはSi、Feが挙げられる。
別の成分は、例えばアルミニウム原料(溶解性アルミニウム化合物、γ型水酸化アルミニウム、およびその他のアルミニウム化合物)の中に微量成分として含まれている場合がある。このような微量成分の含有率は、アルミニウム原料中において0.05質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以下であることがより好ましい。
溶解性アルミニウム化合物およびギブサイト構造を有する水酸化アルミニウムを含むスラリーにおける固形分濃度は特に限定されないが、1〜30質量%であることが好ましく、5〜25質量%であることがより好ましく、10〜20質量%であることがさらに好ましい。
<注加液調製工程>
本発明の製造方法が備える注加液調製工程について説明する。
注加液調製工程では、ニッケル原料を含む酸性の注加液Aと、沈殿剤を溶解させたアルカリ性の注加液Bとを得る。
ニッケル原料を含む酸性の注加液Aについて説明する。
ニッケル原料は、酸性溶液中においてニッケルイオンを生じるものであれば特に限定されず、例えば従来公知のニッケル化合物を用いることができる。具体的には、例えば硫酸ニッケル、硝酸ニッケル、酢酸ニッケル、これらの水和物などが挙げられる。
このようなニッケル原料を溶媒へ加える。
ニッケル原料を加える溶媒は特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができるが、水を用いることが好ましい。
注加液Aにおけるニッケル原料の濃度は特に限定されないが、後述するように、ニッケル原料に含まれる金属ニッケルと、前記溶解性アルミニウム化合物との比率が特定範囲となるような濃度とする。
ニッケル原料は、得られる注加液Aにおけるニッケル元素の濃度が1〜12質量%となるように、溶媒へ加えることが好ましい。この濃度は、3〜10質量%であることがより好ましく、5〜7質量%であることがさらに好ましい。
注加液AのpHは1〜7であることが好ましく、2〜5であることがより好ましい。
注加液Aは、ニッケル原料以外にその他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、Co、Cu、Fe、Zn、Mn、Pbが挙げられる。これらその他の成分は、ニッケル原料中に微量成分として含まれている場合があり、そのような場合の微量成分の含有率は、ニッケル原料中において0.05質量%以下であることが好ましく、0.02質量%以下であることがより好ましい。
沈殿剤を溶解させたアルカリ性の注加液Bについて説明する。
沈殿剤は溶媒に加えることで溶解して、アルカリ性の注加液Bを得られるものであれば特に限定されない。沈殿剤として、例えば、炭酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸カリウム、水酸化カリウムが挙げられる。
このような沈殿剤を溶媒へ加える。
沈殿剤を加える溶媒は特に限定されず、例えば従来公知のものを用いることができるが、水を用いることが好ましい。
注加液Bにおける沈殿剤の濃度は5質量%〜30質量%となるように、溶媒へ加えることが好ましい。この濃度は19質量%〜27質量%であることがより好ましく、21質量%〜25質量%であることがさらに好ましい。
また、注加液Bにおける沈殿剤の使用量は、沈殿剤(Base)のモル量と注加液Aに使用するニッケル原料(Acid)のモル量の比(B/A)によって決定される。このB/Aは1.0〜3.0であることが好ましく、1.5〜2.5であることがより好ましく、1.9〜2.1であることがさらに好ましい。
<注加工程>
本発明の製造方法が備える注加工程について説明する。
注加工程では、前記スラリー調製工程にて得たスラリーへ、前記注加液調製工程にて得た前記注加液Aおよび前記注加液Bを注加する。
ここで、前記スラリーへ注加する前記注加液Aの量は、前記スラリーに含まれる前記溶解性アルミニウム化合物と、前記注加液Aに含まれる前記ニッケル原料中の金属ニッケルとのモル比(溶解性アルミニウム化合物/金属ニッケル)が0.1超1.5未満となるようにする。
このモル比は0.3以上であることが好ましく、0.4以上であることがより好ましい。また、このモル比は1.0以下であることが好ましく、0.8以下であることがより好ましく、0.6以下であることがさらに好ましい。
このようなモル比となるように調整すると、Ni含有量が少なくても水素化活性が優れるニッケル系触媒が得られる触媒前駆体を得ることができることを、本発明者は見出した。
前記注加液Aおよび前記注加液Bを前記スラリーへ注加する方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法で注加することができる。例えば、チューブポンプを用いて、注加液Aおよび注加液Bの各々を、同時に、スラリーへ注加することが好ましい。
また、前記注加液Aおよび前記注加液Bを前記スラリーへ注加する際は、注加液Aと注加液Bとを同時に注加し始め、ほぼ同時に注加が終了するように流量をあらかじめ調節して注加することが好ましい。
注加は0.1〜10時間をかけて行うことが好ましく、この時間は、0.2〜3時間であることがより好ましく、0.5時間程度であることがさらに好ましい。
前記注加液Aおよび前記注加液Bを前記スラリーへ注加する際は、スラリー(正確には、スラリーに前記注加液Aおよび前記注加液Bの少なくとも一部を注加した液体)を40〜95℃に保持することが好ましく、60〜90℃に保持することがより好ましく、80℃程度に保持することがさらに好ましい。
前記注加液Aおよび前記注加液Bを前記スラリーへ注加する際は、スラリー(正確には、スラリーに前記注加液Aおよび前記注加液Bの少なくとも一部を注加した液体)を攪拌することが好ましく、注加を完了した後も、数時間、好ましくは0.5〜3時間、より好ましくは1〜2時間、さらに好ましくは1時間程度、攪拌を継続することが好ましい。未反応の注加液が残らないよう沈殿反応を完結させるためである。
このような注加工程によって沈殿物を得ることができる。
<触媒調製工程>
本発明の製造方法が備える触媒調製工程について説明する。
触媒調製工程では、前記沈殿物からニッケル系触媒を得る。
前記沈殿物からニッケル系触媒を得る方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用することができる。例えば前記沈殿物を必要に応じて洗浄、乾燥した後、焼成してニッケル系触媒を得ることができる。
前記沈殿物を洗浄する場合、水等を用いて洗浄することができる。洗浄することで前記沈殿物に含まれる不純物(例えばSO4 2-、NO3 -など)を除去することができる。不対電子の関係からニッケル化合物とS、Nは化合しやすく、半永久被毒になりやすいからである。具体的には、濾過等して得たケーク状の沈殿物を、水に懸濁し攪拌する懸濁洗浄を行い、これを濾過してケーク状とした後、さらに必要に応じて懸濁洗浄と濾過とを繰り返し行うことで不純物を除去することができる。不純物がなくなったか否かは、例えば懸濁洗浄後の濾過において、濾液の電気伝導度が5.0mS/cm以下となったか否かで判断することができる。
濾液の電気伝導度が5.0mS/cm以下となった後に、ケーク状の沈殿物に、Li、Na、Mg、Si、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Rb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cs、Ba、Re、Ir、PtおよびAuからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素を含む化合物を加えてもよい。
このような化合物としては、これらからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素を含む酸化物、水酸化物、塩化物、硝酸塩、炭酸塩、アンモニウム塩、酢酸塩、蓚酸塩、金属錯体、金属アルコキシドなどが挙げられる。
このような化合物を加える場合、ニッケル系触媒に含まれる、Li、Na、Mg、Si、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Rb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cs、Ba、Re、Ir、PtおよびAuの合計含有率が10質量%以下となるように加えることが好ましい。この合計含有率は8質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがさらに好ましい。
なお、前記ニッケル系触媒におけるLi、Na、Mg、Si、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Rb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cs、Ba、Re、Ir、PtおよびAuの合計含有率は、ICP(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法)を用いて測定して得た値を意味するものとする。
後述するニッケル系還元触媒における、同合計含有率も同様とする。
上記のようにして洗浄した後の沈殿物を、必要に応じて乾燥する。
乾燥する方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法を適用することができる。例えば従来公知の乾燥機(電気乾燥機等)を用いて乾燥することができる。例えば、洗浄した後の沈殿物を、90〜130℃程度の温度に調節した乾燥機内に10〜20時間程度保持することで乾燥することができる。
このようにして前記沈殿物を乾燥して得られるものを触媒前駆体とする。
上記のようにして得た触媒前駆体を焼成する。
焼成する方法は特に限定されず、例えば従来公知の方法で行うことができる。例えば従来公知の焼成炉(トンネル炉、マッフル炉、ロータリーキルン等)を用いて350〜500℃程度の温度の雰囲気内において1〜10時間程度、焼成して、ニッケル系触媒を得ることができる。
なお、上記のようにして洗浄した後の沈殿物を乾燥して触媒前駆体を得る操作と、触媒前駆体を焼成する操作とは、例えば1つの装置を用いて連続して行うこともできる。このような場合であっても本発明の製造方法の範囲内である。
このような本発明の製造方法によって得られたニッケル系触媒は、さらに還元することで、Ni含有量が少なくても水素化活性が優れるニッケル系還元触媒として使用することができる。
<触媒前駆体>
上記のような本発明の製造方法によってニッケル系触媒を得ることができる。このニッケル系触媒をさらに還元すると、Ni含有量が少なくても水素化活性が優れるニッケル系還元触媒が得られる。水素化活性が優れるものはNi表面積が高く、還元後の水素吸着量が高い。
このように本発明の製造方法によって優れた性能を備えるニッケル系触媒が得られる要因は明らかではないものの、本発明者は、溶解性アルミニウム化合物の存在が沈殿生成に好適に作用しているものと推定している。
例えば、溶解性アルミニウム化合物がアルミン酸ナトリウムである場合、沈殿反応開始前に、2種類のアルミナ原料の相互作用によって、ギブサイト構造を有する水酸化アルミニウムの外周部分に、テトラヒドロキソアルミン酸ナトリウムが存在した状態となり、沈殿反応中には、主にテトラヒドロキソアルミン酸ナトリウム、酸性ニッケル溶液および沈殿剤の反応によって、ハイドロタルサイト構造のNi6Al3(OH)16CO3/OH・4H2Oが生成すると推定される。しかし、沈殿が進行すると、テトラヒドロキソアルミン酸ナトリウムが消費されるので、沈殿反応後期では塩基性/炭酸ニッケルが生成すると推定される。
したがって、沈殿反応が終了すると、水酸化アルミニウムの表面にニッケルハイドロタルサイトの第一層を有し、さらにその表面に塩基性/炭酸ニッケルの第二層を有する構造の触媒前駆体が得られると推定される。
また、この触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒は、アルミニウム化合物の表面に高濃度のニッケル化合物層を備え、さらにニッケル化合物層に僅かにアルミニウム化合物が含まれる構造を備えるものと推定される。
<ニッケル系触媒>
前記触媒前駆体を焼成して得たニッケル系触媒におけるニッケル含有率は5〜50質量%であることが好ましく、15〜45質量%であることがより好ましく、20〜35質量%であることがさらに好ましい。
なお、前記ニッケル系触媒におけるニッケル含有率は、ICP(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法)によって測定して得た値を意味するものとする。
前記ニッケル系触媒におけるアルミナ(Al23)の含有率は30〜90質量%であることが好ましく、40〜80質量%であることがより好ましく、50〜70質量%であることがさらに好ましい。
なお、前記ニッケル系触媒におけるアルミナの含有率は、ICP(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法)によって測定して得た値を意味するものとする。ここで、前記ニッケル系触媒に含まれるAlはアルミナ(Al23)以外の態様の化合物として存在し得るが、前記ニッケル系触媒におけるAlの全量がアルミナ(Al23)の態様で存在するとして算出して含有率を求めるものとする。
ニッケル系触媒の形状は特に限定されないが、例えば粉末状であれば、平均粒子径(メジアン径)は1〜200μmであることが好ましく、5〜100μmであることがより好ましく、10〜50μmであることがさらに好ましい。
また、ブロック状のニッケル系触媒(あるいは触媒前駆体)を粗砕した顆粒品、さらには、粉末状あるいは顆粒状のニッケル系触媒(あるいは触媒前駆体)を造粒、押出成型、打錠成型などの成型加工を施したものであれば、サイズ(直径)は0.1mm〜10mm程度であることが好ましい。
ニッケル系触媒の比表面積は特に限定されないが、100〜400m2/gであることが好ましく、180〜280m2/gであることがより好ましい。
なお、比表面積は次に説明する窒素吸着法(BET法)によって測定した値を意味するものとする。窒素吸着法(BET法)では、初めに、測定対象を乾燥させたもの(0.2g)を試料として測定セルに入れ、窒素ガス気流中、250℃で40分間脱ガス処理を行い、その上で試料を窒素30体積%とヘリウム70体積%の混合ガス気流中で液体窒素温度に保ち、窒素を試料に平衡吸着させる。そして、上記混合ガスを流しながら試料の温度を徐々に室温まで上昇させ、その間に脱離した窒素の量を検出し、試料の比表面積を測定する。窒素吸着法(BET法)は、例えば従来公知の表面積測定装置を用いて行うことができる。
また、ニッケル系触媒はLi、C、Na、Mg、Si、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Rb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cs、Ba、Re、Ir、Pt、AuおよびPbからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素を含んでもよい。また、これらの元素の合計含有率は10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
この合計含有率の測定方法はICP(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法)によって測定するものとする。ただし、Cの含有率については、燃焼赤外線吸収法によって測定するものとする。
なお、ニッケル系触媒がCを含む場合、Cはニッケル系触媒あるいは沈殿物を乾燥して得られる触媒前駆体を成型加工する場合に添加した滑剤あるいは結合剤の未燃焼の残存炭素成分である場合がある。
ニッケル系触媒に含まれるC含有量は10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
<還元工程>
上記のような前記ニッケル系触媒を還元すると、ニッケル系還元触媒が得られる。
前記ニッケル系触媒を還元する還元工程について説明する。
ニッケル系触媒を還元する方法は特に限定されず、例えばニッケル系触媒を水素に接触させて還元することができる。具体的には、例えば、ニッケル系触媒を粒状または粉状とした後、反応管の中へ入れ、その反応管内に350〜600℃、好ましくは400〜500℃程度の水素を流す方法が挙げられる。
<ニッケル系還元触媒>
ニッケル系還元触媒について説明する。
ニッケル系還元触媒は、担体の表面に、活性金属(金属ニッケル)が担持した態様をなしている。
このニッケル系還元触媒は、前述のように、アルミニウム化合物の表面に高濃度のニッケル化合物層を備え、さらにニッケル化合物層に僅かにアルミニウム化合物が含まれる構造を備えるものと推定される。
ニッケル系還元触媒におけるニッケル含有率は5〜50質量%であることが好ましく、15〜45質量%であることがより好ましく、20〜35質量%であることがさらに好ましい。
ニッケル系還元触媒におけるアルミナ(Al23)の含有率は30〜90質量%であることが好ましく、40〜80質量%であることがより好ましく、50〜70質量%であることがさらに好ましい。
ニッケル系還元触媒におけるニッケル含有率(質量%)は、アルミナ含有率(質量%)に対して、ニッケル含有率(質量%)/アルミナ含有率(質量%)=0.06〜1.67であることが好ましく、0.2〜1.1であることがより好ましい。
ニッケル系還元触媒はLi、C、Na、Mg、Si、K、Ca、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Zn、Rb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cs、Ba、Re、Ir、Pt、AuおよびPbからなる群から選ばれる少なくとも一つの元素を含んでもよい。また、これらの元素の合計含有率は10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
この合計含有率の測定方法はICP(高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法)によって測定するものとする。ただし、Cの含有率については、燃焼赤外線吸収法によって測定するものとする。
ニッケル系還元触媒に含まれるC含有量は10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。
活性金属の一次粒子の平均粒子径は特に限定されないが、0.5〜100nmであることが好ましく、1〜20nmであることがより好ましい。このような範囲であると容易に製造することができ、また、粒子径が大きすぎる場合と比較して水素化活性が高いからである。
なお、活性金属の平均粒子径は、TEMあるいはSEMを用いて拡大写真を得た後、不作為に選んだ数十個の活性金属の直径を測定し、これを単純平均することで得るものとする。
ニッケル系還元触媒の形状は特に限定されないが、例えば粉末状であれば、平均粒子径(メジアン径)は1〜200μmであることが好ましく、5〜100μmであることがより好ましく、10〜50μmであることがさらに好ましい。
また、ブロック状のニッケル系触媒(あるいは触媒前駆体)を粗砕した顆粒品、さらには、粉末状あるいは顆粒状のニッケル系触媒(あるいは触媒前駆体)を造粒、押出成型、打錠成型などの成型加工を施した後に還元処理(あるいは焼成して還元処理)を施したニッケル系還元触媒であれば、サイズ(直径)は0.1mm〜10mm程度であることが好ましい。
ニッケル系還元触媒の比表面積は特に限定されないが、150〜300m2/gであることが好ましく、230〜280m2/gであることがより好ましい。
本発明の製造方法によって得たニッケル系触媒から得られるニッケル系還元触媒は、例えば、原油/ナフサ等の熱分解工程から誘導される各種オレフィン系炭化水素類、特に、芳香族類やオレフィン性高分子類(石油樹脂類)を高付加価値の化合物にするための水素化プロセスへ好ましく用いることができる。
<実施例1>
初めに、硫酸ニッケル6水和物(正同化学工業社製、硫酸ニッケル)、炭酸ナトリウム(日本海化社製、デンス灰)、水酸化アルミニウム(昭和電工社製、ハイジライトH−32)、アルミン酸ナトリウム(朝日化学工業社製、アルミン酸ソーダNP−120)、酸化マグネシウム(協和化学工業社製、キョーワマグ20)および水道水を用意した。
次に、硫酸ニッケル6水和物157.16gと、水道水466.5gとを混合して注加液Aを調製した。そして、得られた注加液Aを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、炭酸ナトリウム124.86gと、水道水420.4gとを混合して注加液Bを調製した。そして、得られた注加液Bを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム56.6g、アルミン酸ナトリウム28.04gおよび水道水502.9gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、チューブポンプを用いて、注加液Aおよび注加液Bの各々を、同時に、30分間かけて、スラリーへ注加した。注加の間、スラリー、注加液Aおよび注加液Bは、撹拌しながら80℃に保持した。
そして、注加終了後も同温度で1時間攪拌を継続して熟成させた。その後、得られたスラリーを、ヌッチェを用いて減圧濾過し、ケーク状の沈殿物を得た。
次に、得られた沈殿物の全量を40℃に調製した1500gの温水(水道水)へ投入し、スラリー化して、懸濁洗浄および濾過を繰り返し行った。
そして、濾液の電気伝導度が5mS/cm以下となるときの懸濁洗浄時に、酸化マグネシウム3.575gを加えた。
次に、電気乾燥機を用いて、酸化マグネシウムを加えた沈殿物を、120℃で16時間乾燥して、触媒前駆体を得た。
次に、触媒前駆体を焼成炉にて450℃で5時間焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は0.5である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、35質量%である。
次に、ニッケル系触媒を以下の方法によって還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
初めに、ガラス製U字管(外径:6mm、内径:4mm、長さ:70mm)に0.25gのニッケル系触媒を入れ、ガラス製U字管の曲部にニッケル系触媒を保持した。そして、その曲部を小型電気炉で覆い、小型電気炉内を500℃に調製した後、ガラス製U字管に水素を50cc/minで30min導入してニッケル系触媒を水素還元し、ニッケル系還元触媒を得た。
次にニッケル系還元触媒をガラス製U字管内に保持したまま、小型電気炉内を500℃に保持し、ガラス製U字管にArガスを50cc/minで30min導入した後、小型電気炉をガラス製U字管から取り外し、室温まで放冷した。そして、ガラス製U字管の曲部を氷水に付けて0℃まで冷却した。次に、ニッケル系還元触媒をガラス製U字管内に保持したまま、ガラス製U字管内へ水素ガスを、一回当たり0.5ccを5分間隔で順次パルスしていき、ニッケル系還元触媒と接触した後の、排出されたガスの水素濃度をガスクロマトグラフィー(TCD付き)を用いて測定した。具体的にはGCに直結したインテグレータによって触媒層の入口及び出口面積の増減がなくなるまでパルスをおこない、その不可逆吸着量(mol)をニッケル系触媒の重量(g)から割って求めた。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は61.9μmol/gであった。
<実施例2>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例1と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム66.1g、アルミン酸ナトリウム16.44gおよび水道水490.8gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例1と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は0.3である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、35質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は49.2μmol/gであった。
<実施例3>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例1と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム32.7g、アルミン酸ナトリウム57.06gおよび水道水533.3gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例1と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は1.0である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、35質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は44.3μmol/gであった。
<実施例4>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、硫酸ニッケル6水和物89.81gと、水道水266.6gとを混合して注加液Aを調製した。そして、得られた注加液Aを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、炭酸ナトリウム71.35gと、水道水240.2gとを混合して注加液Bを調製した。そして、得られた注加液Bを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム97.90g、アルミン酸ナトリウム16.20gおよび水道水678.1gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、実施例1と同様の方法で、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加して沈殿物を得た後、実施例1と同様の方法で、懸濁洗浄および濾過を繰り返し行った。
そして、濾液の電気伝導度が5mS/cm以下となるときの懸濁洗浄時に、酸化マグネシウム2.043gを加えた。
以降は実施例1と同様の方法で調製した。すなわち、酸化マグネシウムを加えられた沈殿物を乾燥し、焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は0.5である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、20質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は30.9μmol/gであった。
<実施例5>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例4と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム103.4g、アルミン酸ナトリウム9.45gおよび水道水671.1gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例4と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は0.3である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、20質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は20.5μmol/gであった。
<実施例6>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例4と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム84.5g、アルミン酸ナトリウム32.41gおよび水道水695.1gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例4と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は1.0である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、20質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は14.5μmol/gであった。
<実施例7>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、硫酸ニッケル6水和物44.90gと、水道水133.3gとを混合して注加液Aを調製した。そして、得られた注加液Aを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、炭酸ナトリウム35.67gと、水道水120.1gとを混合して注加液Bを調製した。そして、得られた注加液Bを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム128.3g、アルミン酸ナトリウム4.817gおよび水道水791.3gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、実施例1と同様の方法で、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加して沈殿物を得た後、実施例1と同様の方法で、懸濁洗浄および濾過を繰り返し行った。
そして、濾液の電気伝導度が5mS/cm以下となるときの懸濁洗浄時に、酸化マグネシウム1.021gを加えた。
以降は実施例1と同様の方法で調製した。すなわち、酸化マグネシウムを加えられた沈殿物を乾燥し、焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は0.3である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、10質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は7.35μmol/gであった。
<実施例8>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例7と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム119.0g、アルミン酸ナトリウム16.06gおよび水道水803.1gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例7と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は1.0である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、10質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は5.14μmol/gであった。
<比較例1>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例1と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム74.1g、アルミン酸ナトリウム6.77gおよび水道水480.6gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例1と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は0.1である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、35質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は32.8μmol/gであった。
<比較例2>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例1と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム8.0g、アルミン酸ナトリウム87.03gおよび水道水564.7gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例1と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は1.5である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、35質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は9.8μmol/gであった。
<比較例3>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例4と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム107.9g、アルミン酸ナトリウム4.05gおよび水道水665.4gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例4と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は0.1である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、20質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は1.22μmol/gであった。
<比較例4>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例4と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム58.4g、アルミン酸ナトリウム64.14gおよび水道水728.4gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例4と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は2.0である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、20質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は10.1μmol/gであった。
<比較例5>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例7と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム105.8g、アルミン酸ナトリウム32.11gおよび水道水819.9gを混合してスラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例7と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は2.0である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、10質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は1.50μmol/gであった。
<比較例6>
実施例1と同様の硫酸ニッケル6水和物、炭酸ナトリウム、水酸化アルミニウム、アルミン酸ナトリウム、酸化マグネシウムおよび水道水を用意した。
次に、実施例7と同様の方法で注加液Aおよび注加液Bを調製し、撹拌しながら、80℃に保持した。
次に、水酸化アルミニウム132.3gおよび水道水786.3gを混合し、ここへ注加液Bとは別に用意した22.9質量%炭酸ナトリウムをpHが10になるまで加え、スラリーを調製した。そして、得られたスラリーを撹拌しながら、80℃に保持した。
以降は実施例7と同様の方法で調製した。すなわち、注加液Aおよび注加液Bの各々をスラリーへ注加してケーク状の沈殿物を得た後、懸濁洗浄および濾過を行い、乾燥および焼成してニッケル系触媒を得た。
なお、上記配合によるアルミン酸ナトリウムとニッケル原料(硫酸ニッケル)中の金属ニッケルとのモル比は0である。
また、触媒前駆体を焼成して得られるニッケル系触媒における金属ニッケル量は、ニッケル系触媒中、理論上、10質量%である。
次に、実施例1と同様の方法でニッケル系触媒を還元してニッケル系還元触媒を得た後、ニッケル系還元触媒の水素吸着量を測定した。
その結果、ニッケル系還元触媒の水素吸着量は0μmol/gであった。
実施例1〜8および比較例1〜6における水素吸着量等を、第1表にまとめて示す。
また、実施例および比較例における水素吸着量を、図1に示す。
実施例1〜3、比較例1および2は、いずれもNi含有量が35質量%と同じであるが、溶解性アルミニウム化合物/金属ニッケル(NaAlO2/Ni)が異なり、そのため水素吸着量が異なる結果となった。すなわち、実施例1〜3は水素吸着量が概ね40μmol/g以上であったものの、比較例1および2の水素吸着量は概ね33μmol/g以下であった。
実施例4〜6、比較例3および4は、いずれもNi含有量が20質量%で同じであるが、溶解性アルミニウム化合物/金属ニッケル(NaAlO2/Ni)が異なり、そのため水素吸着量が異なる結果となった。すなわち、実施例4〜6は水素吸着量が概ね14μmol/g以上であったものの、比較例3および4の水素吸着量は概ね10μmol/g以下であった。
実施例7および8、比較例5および6は、いずれもNi含有量が10質量%で同じであるが、溶解性アルミニウム化合物/金属ニッケル(NaAlO2/Ni)が異なり、そのため水素吸着量が異なる結果となった。すなわち、実施例7および8は水素吸着量が概ね5μmol/g以上であったものの、比較例5および6の水素吸着量は概ね2μmol/g以下であった。
図1からも明らかなように、本発明の範囲内である実施例1〜8では、Ni含有量に対する水素吸着量の比率が高いことが確認できた。

Claims (3)

  1. 溶解性アルミニウム化合物およびギブサイト構造を有する水酸化アルミニウムを含むスラリーを得るスラリー調製工程と、
    ニッケル原料を含む酸性の注加液Aおよび沈殿剤を溶解させたアルカリ性の注加液Bを得る、注加液調製工程と、
    前記スラリーへ、前記注加液Aおよび前記注加液Bを注加して沈殿物を得る注加工程と、
    前記沈殿物からニッケル系触媒を得る触媒調製工程と、
    を備え、
    前記溶解性アルミニウム化合物と前記ニッケル原料中の金属ニッケルとのモル比(溶解性アルミニウム化合物/金属ニッケル)が0.1超1.5未満である、ニッケル系触媒の製造方法。
  2. 前記溶解性アルミニウム化合物がアルミン酸ナトリウムである、請求項1に記載のニッケル系触媒の製造方法。
  3. 請求項1または2に記載のニッケル系触媒の製造方法に、さらに前記ニッケル系触媒を還元する還元工程を備える、ニッケル系還元触媒の製造方法。
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