JP7327929B2 - 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 - Google Patents
合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7327929B2 JP7327929B2 JP2018226935A JP2018226935A JP7327929B2 JP 7327929 B2 JP7327929 B2 JP 7327929B2 JP 2018226935 A JP2018226935 A JP 2018226935A JP 2018226935 A JP2018226935 A JP 2018226935A JP 7327929 B2 JP7327929 B2 JP 7327929B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synthesis gas
- carrier
- dimensional
- catalyst
- catalyst structure
- 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.)
- Active
Links
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title claims description 126
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title claims description 126
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 72
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 181
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 167
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 134
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 108
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 101
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 97
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 95
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims description 60
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 54
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 54
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 45
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 45
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 43
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 43
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 36
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 31
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 26
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 23
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 15
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 12
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 6
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 57
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 31
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 19
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 16
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 238000010335 hydrothermal treatment Methods 0.000 description 15
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 13
- -1 silicalite Chemical compound 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 10
- 238000006057 reforming reaction Methods 0.000 description 10
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 8
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 6
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 6
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 5
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 5
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 4
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 4
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 4
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- FFJCNSLCJOQHKM-CLFAGFIQSA-N (z)-1-[(z)-octadec-9-enoxy]octadec-9-ene Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCOCCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC FFJCNSLCJOQHKM-CLFAGFIQSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M Cetrimonium bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCCCCCC[N+](C)(C)C LZZYPRNAOMGNLH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- QDAYJHVWIRGGJM-UHFFFAOYSA-B [Mo+4].[Mo+4].[Mo+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [Mo+4].[Mo+4].[Mo+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QDAYJHVWIRGGJM-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000160 carbon, hydrogen and nitrogen elemental analysis Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 229910001657 ferrierite group Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052680 mordenite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000005038 synthesis gas manufacturing Methods 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
1. 一酸化炭素と水素とを含む合成ガスを製造する合成ガスの製造装置であって、メタンと二酸化炭素とを含む原料ガスを供給する第1供給部と、酸素を供給する酸素供給部と、前記第1供給部から前記原料ガスが供給されると共に前記酸素供給部から酸素が供給され、触媒構造体を加熱しながら、前記原料ガスに含まれるメタンと二酸化炭素とから一酸化炭素と水素とを含む合成ガスを生成する合成ガス生成部と、を備え、前記触媒構造体は、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の担体と、前記担体に内在する少なくとも1つの触媒物質と、を備え、前記担体が、互いに連通する通路を有し、前記触媒物質が、金属微粒子であり、前記担体の少なくとも前記通路に存在している合成ガスの製造装置。
2. 前記酸素供給部は、爆発下限界未満の濃度の酸素を前記合成ガス生成部に供給する、前記1に記載の合成ガスの製造装置。
3. 前記合成ガス生成部は、前記触媒構造体を600℃以上1000℃以下で加熱する、前記1または2に記載の合成ガスの製造装置。
4. 前記金属微粒子が、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、鉄(Fe)、コバルト(Co)及びニッケル(Ni)からなる群から選択される少なくとも1種の金属から構成される微粒子である、前記1~3のいずれかに記載の合成ガスの製造装置。
5. 前記通路は、前記ゼオライト型化合物の骨格構造の一次元孔、二次元孔及び三次元孔のうちのいずれかと、前記一次元孔、前記二次元孔及び前記三次元孔のうちのいずれとも異なる拡径部とを有し、かつ、前記触媒物質が、少なくとも前記拡径部に存在している、前記1~4のいずれかに記載の合成ガスの製造装置。
6. 前記拡径部は、前記一次元孔、前記二次元孔及び前記三次元孔のうちのいずれかを構成する複数の孔同士を連通している、前記5に記載の合成ガスの製造装置。
7. 前記金属微粒子の平均粒径が、前記通路の平均内径よりも大きく、かつ、前記拡径部の内径以下である、前記5または6に記載の合成ガスの製造装置。
8. 前記合成ガス生成部から排出される前記合成ガス中のメタンと二酸化炭素とを分離する分離部をさらに備える、前記1~7のいずれかに記載の合成ガスの製造装置。
9. 前記分離部で分離したメタンと二酸化炭素とを前記合成ガス生成部に供給する第2供給部をさらに備える、前記8に記載の合成ガスの製造装置。
10. 前記合成ガス生成部から排出される前記合成ガス中の一酸化炭素と水素とを検出する検出部をさらに備える、前記1~9のいずれかに記載の合成ガスの製造装置。
11. 一酸化炭素と水素とを含む合成ガスを製造する合成ガスの製造方法であって、 メタンおよび二酸化炭素を含む原料ガスと酸素とを触媒構造体に供給する工程S1と、前記触媒構造体を加熱しながら、前記原料ガスに含まれるメタンと二酸化炭素とから一酸化炭素と水素とを含む合成ガスを生成する工程S2と、を有し、前記触媒構造体は、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の担体と、前記担体に内在する少なくとも1つの触媒物質と、を備え、前記担体が、互いに連通する通路を有し、前記触媒物質が、金属微粒子であり、前記担体の少なくとも前記通路に存在している合成ガスの製造方法。
図1は、本発明に従う一の実施形態の合成ガスの製造装置を示したものである。
本発明に従う一の実施形態の合成ガスの製造方法は、合成ガスを製造するための方法であり、例えば図1に示す製造装置Xによって行われる。
図2は、上記の合成ガスの製造装置Xの触媒構造体収容部104に収容される触媒構造体1の構成を概略的に示す図であり、(a)は斜視図(一部を横断面で示す。)、(b)は部分拡大断面図である。なお、図2における触媒構造体は、その一例を示すものであり、本発明に係る各構成の形状、寸法等は、図2のものに限られないものとする。触媒構造体1は、ドライリフォーミング反応に好適な触媒である。
がより浸入し易くなる観点から、前駆体材料(A)に、金属含有溶液を添加する前に予め、添加剤として界面活性剤を添加しておくことが好ましい。このような添加剤は、前駆体材料(A)の外表面を被覆する働きがあり、その後に添加される金属含有溶液が前駆体材料(A)の外表面に付着することを抑制し、金属含有溶液が前駆体材料(A)の細孔内部により浸入し易くなると考えられる。
まず、触媒構造体として、表1に示す触媒構造体E1-1を用いた。触媒構造体E1-1において、Niは担体に内在および担体の外表面に担持されていた。触媒構造体E1-1を合成ガス生成部の内部に設置した。続いて、触媒構造体E1-1を700℃に加熱しながら、24時間にわたって合成ガス生成部にメタンと二酸化炭素と酸素とを合成ガス生成部に供給した。具体的には、メタンと二酸化炭素と空気(酸素源)を30:30:40(体積比)、GHSV=5600h-1で供給し、合成ガス生成部から排出されたガス中の一酸化炭素および水素の有無を検出器で測定した。その結果、検出器が一酸化炭素および水素を検出したので、合成ガス生成部で合成ガスを生成することができることを確認した。
次に、メタン転化率と炭素の析出の有無とを評価した。
合成ガス生成部に供給したメタン量(M1)と合成ガス生成部から排出したメタン量(M2)とをそれぞれ測定し、(M1-M2)×100/M1を計算して、メタン転化率を算出した。メタン転化率が大きいほど、一酸化炭素および水素の生成量は多い。そして、メタン転化率が40%以上である場合、活性が良好、メタン転化率が40%未満である場合、活性が不良とした。
触媒構造体への炭素の析出の有無について、CHN分析(機器名:CHN analyzer(CE440,Exeter Analytical,Inc))を用いて確認した。
表1に示すように触媒構造体E1-1を触媒構造体C1-1または触媒構造体C1-2に代えた以外は、実施例1-1と同様に行った。その後、実施例1-1と同様に上記評価を行った。触媒構造体C1-1または触媒構造体C1-2は、ゼオライト構造を有しない塊状のアルミナ担体に対して含浸法でNiを担持させた触媒構造体であり、Niは、この担体の外表面にのみ担持されており、担体に内在されていなかった。
1 触媒構造体
10 担体
10a 外表面
11 通路
11a 孔
12 拡径部
20 触媒物質
30 触媒物質
100 第1供給部
101 メタン供給部
102 二酸化炭素供給部
103 合成ガス生成部
104 触媒構造体収容部
105 分離部
114 酸素供給部
115 検出部
116 第2供給部
Claims (9)
- 一酸化炭素と水素とを含む合成ガスを製造する合成ガスの製造装置であって、
メタンと二酸化炭素とを含む原料ガスを供給する第1供給部と、
酸素を供給する酸素供給部と、
前記第1供給部から前記原料ガスが供給されると共に前記酸素供給部から酸素が供給され、触媒構造体を加熱しながら、前記原料ガスに含まれるメタンと二酸化炭素とから一酸化炭素と水素とを含む合成ガスを生成する合成ガス生成部と、
を備え、
前記触媒構造体は、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の担体と、前記担体に内在する少なくとも1つの触媒物質と、を備え、
前記担体が、互いに連通する通路を有し、
前記通路は、前記ゼオライト型化合物の骨格構造の一次元孔、二次元孔及び三次元孔のうちのいずれかと、前記一次元孔、前記二次元孔及び前記三次元孔のうちのいずれとも異なる拡径部とを有し、かつ、
前記触媒物質が、金属微粒子であり、
前記金属微粒子が、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、鉄(Fe)、コバルト(Co)及びニッケル(Ni)からなる群から選択される少なくとも1種の金属から構成される微粒子であり、
前記担体の少なくとも前記拡径部に存在している
合成ガスの製造装置。 - 前記酸素供給部は、爆発下限界未満の濃度の酸素を前記合成ガス生成部に供給する、請求項1記載の合成ガスの製造装置。
- 前記合成ガス生成部は、前記触媒構造体を600℃以上1000℃以下で加熱する、請求項1または2に記載の合成ガスの製造装置。
- 前記拡径部は、前記一次元孔、前記二次元孔及び前記三次元孔のうちのいずれかを構成する複数の孔同士を連通している、請求項1~3のいずれか1項に記載の合成ガスの製造装置。
- 前記金属微粒子の平均粒径が、前記通路の平均内径よりも大きく、かつ、前記拡径部の内径以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の合成ガスの製造装置。
- 前記合成ガス生成部から排出される前記合成ガス中のメタンと二酸化炭素とを分離する分離部をさらに備える、請求項1~5のいずれか1項に記載の合成ガスの製造装置。
- 前記分離部で分離したメタンと二酸化炭素とを前記合成ガス生成部に供給する第2供給部をさらに備える、請求項6に記載の合成ガスの製造装置。
- 前記合成ガス生成部から排出される前記合成ガス中の一酸化炭素と水素とを検出する検出部をさらに備える、請求項1~7のいずれか1項に記載の合成ガスの製造装置。
- 一酸化炭素と水素とを含む合成ガスを製造する合成ガスの製造方法であって、
メタンおよび二酸化炭素を含む原料ガスと酸素とを触媒構造体に供給する工程S1と、
前記触媒構造体を加熱しながら、前記原料ガスに含まれるメタンと二酸化炭素とから一酸化炭素と水素とを含む合成ガスを生成する工程S2と、
を有し、
前記触媒構造体は、ゼオライト型化合物で構成される多孔質構造の担体と、前記担体に内在する少なくとも1つの触媒物質と、を備え、
前記担体が、互いに連通する通路を有し、
前記通路は、前記ゼオライト型化合物の骨格構造の一次元孔、二次元孔及び三次元孔のうちのいずれかと、前記一次元孔、前記二次元孔及び前記三次元孔のうちのいずれとも異なる拡径部とを有し、かつ、
前記触媒物質が、金属微粒子であり、
前記金属微粒子が、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、イリジウム(Ir)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、鉄(Fe)、コバルト(Co)及びニッケル(Ni)からなる群から選択される少なくとも1種の金属から構成される微粒子であり、
前記担体の少なくとも前記拡径部に存在している
合成ガスの製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018226935A JP7327929B2 (ja) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 |
JP2023127407A JP2023133579A (ja) | 2018-12-03 | 2023-08-03 | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018226935A JP7327929B2 (ja) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023127407A Division JP2023133579A (ja) | 2018-12-03 | 2023-08-03 | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020089815A JP2020089815A (ja) | 2020-06-11 |
JP7327929B2 true JP7327929B2 (ja) | 2023-08-16 |
Family
ID=71012038
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018226935A Active JP7327929B2 (ja) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 |
JP2023127407A Pending JP2023133579A (ja) | 2018-12-03 | 2023-08-03 | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2023127407A Pending JP2023133579A (ja) | 2018-12-03 | 2023-08-03 | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (2) | JP7327929B2 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005014402A (ja) | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発泡ゴム押出成形品及びその製造方法 |
JP2010083754A (ja) | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Ifp | Co2の完全な捕捉を伴って水素を製造し、未転化メタンを再循環させる方法 |
JP2011207741A (ja) | 2010-03-08 | 2011-10-20 | Air Water Inc | 合成ガス製造方法 |
JP2014012817A (ja) | 2012-06-04 | 2014-01-23 | Kumamoto Univ | 発熱剤 |
JP2016175888A (ja) | 2015-03-20 | 2016-10-06 | Jxエネルギー株式会社 | ジエンの製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MY131617A (en) * | 1993-09-23 | 2007-08-30 | Shell Int Research | Process for the preparation of carbon monoxide and hydrogen |
-
2018
- 2018-12-03 JP JP2018226935A patent/JP7327929B2/ja active Active
-
2023
- 2023-08-03 JP JP2023127407A patent/JP2023133579A/ja active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005014402A (ja) | 2003-06-26 | 2005-01-20 | Toyoda Gosei Co Ltd | 発泡ゴム押出成形品及びその製造方法 |
JP2010083754A (ja) | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Ifp | Co2の完全な捕捉を伴って水素を製造し、未転化メタンを再循環させる方法 |
JP2011207741A (ja) | 2010-03-08 | 2011-10-20 | Air Water Inc | 合成ガス製造方法 |
JP2014012817A (ja) | 2012-06-04 | 2014-01-23 | Kumamoto Univ | 発熱剤 |
JP2016175888A (ja) | 2015-03-20 | 2016-10-06 | Jxエネルギー株式会社 | ジエンの製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2023133579A (ja) | 2023-09-22 |
JP2020089815A (ja) | 2020-06-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7306990B2 (ja) | Coシフトもしくは逆シフト触媒構造体及びその製造方法、coシフトまたは逆シフト反応装置、二酸化炭素と水素の製造方法、並びに一酸化炭素と水の製造方法 | |
WO2020116476A1 (ja) | 炭化水素の製造装置および炭化水素の製造方法 | |
WO2020116478A1 (ja) | 炭化水素の製造装置および炭化水素の製造方法 | |
JPWO2018221707A1 (ja) | 水蒸気改質用触媒構造体、該水蒸気改質用触媒構造体を備える改質装置、及び水蒸気改質用触媒構造体の製造方法 | |
CN110678261B (zh) | 合成气体制造用催化剂结构体、具备该合成气体制造用催化剂结构体的合成气体制造装置以及合成气体制造用催化剂结构体的制造方法 | |
JP7361604B2 (ja) | フィッシャー・トロプシュ合成触媒構造体、その製造方法及び該触媒構造体を用いた液体炭化水素の製造方法、並びに該触媒構造体を有する炭化水素製造装置 | |
JP7366432B2 (ja) | 触媒構造体およびその製造方法、ならびに該触媒構造体を用いた炭化水素の製造方法 | |
JPWO2020027321A1 (ja) | 軽質炭化水素合成触媒構造体、軽質炭化水素製造装置及び軽質炭化水素の製造方法 | |
JP7327929B2 (ja) | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 | |
WO2022210983A1 (ja) | 合成ガス製造用触媒構造体、合成ガス製造装置および合成ガス製造用触媒構造体の製造方法 | |
JP2018202408A (ja) | NOx分解触媒構造体及びその製造方法、ならびに、NOx処理装置及び触媒成形体 | |
JP2018202406A (ja) | Voc酸化触媒構造体及びその製造方法、ならびに、voc処理装置及び触媒成形体 | |
WO2020116474A1 (ja) | 低級オレフィン含有ガスの製造装置および低級オレフィン含有ガスの製造方法 | |
JP7323115B2 (ja) | 機能性構造体およびその製造方法 | |
JP7295616B2 (ja) | 揮発性有機物質用触媒構造体及びその製造方法ならびに揮発性有機物質除去装置 | |
WO2020116473A1 (ja) | 合成ガス製造用触媒構造体及びその前駆体並びに合成ガス製造装置及び合成ガス製造用触媒構造体の製造方法 | |
CN115697554A (zh) | 合成气体制造用催化剂结构体、合成气体制造装置和合成气体制造用催化剂结构体的制造方法 | |
WO2020116475A1 (ja) | 触媒構造体およびその製造方法、ならびに該触媒構造体を用いた炭化水素の製造方法 | |
JP2020089814A (ja) | フィッシャー・トロプシュ合成触媒構造体およびその製造方法、ならびに該触媒構造体を用いた炭化水素の製造方法 | |
JP7269168B2 (ja) | 水素化分解用触媒構造体、その水素化分解用触媒構造体を備える水素化分解装置及び水素化分解用触媒構造体の製造方法 | |
JP2022042136A (ja) | 合成ガスの製造装置および合成ガスの製造方法 | |
JP7449525B2 (ja) | 機能性構造体及びその製造方法 | |
JP2020089813A (ja) | フィッシャー・トロプシュ合成触媒構造体およびその製造方法、ならびに該触媒構造体を用いた炭化水素の製造方法 | |
JP2018202412A (ja) | 有機ハイドライドの脱水素化触媒構造体及びその製造方法、並びに該脱水素化触媒構造体を有する水素製造装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210922 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220614 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220628 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220818 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221108 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20221221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230303 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230704 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230803 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7327929 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |