JPH0211302B2 - - Google Patents
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- JPH0211302B2 JPH0211302B2 JP57221790A JP22179082A JPH0211302B2 JP H0211302 B2 JPH0211302 B2 JP H0211302B2 JP 57221790 A JP57221790 A JP 57221790A JP 22179082 A JP22179082 A JP 22179082A JP H0211302 B2 JPH0211302 B2 JP H0211302B2
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-
- 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
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- 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
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
本発明はエタノール改質用触媒に関するもので
ある。更に詳しくは、エタノールを水素、一酸化
炭素を含むガスに改質する触媒として、低温で高
活性、高選択性を賦与しているため、カーボン析
出のない長寿命の触媒を提供するものである。 現在では、発電用ボイラ、内燃機関などに用い
られる液体燃料や気体燃料及び還元ガス製造用原
料には原油及びそれから精製された石油類が使用
されているが、最近の原油価格の高騰のため燃料
の多様化が指向されて、天然のバイオマス資源の
発酵反応により、また原油以外の化石燃料から合
成され得るエタノールが注目されている。またエ
タノールはナフサよりはるかに低温で水素、一酸
化炭素を含むガスに改質されるので、反応熱のた
めの熱源として、廃熱の適用が可能であると云う
優位性をもつている。 この際、生成した改質ガスは、改質反応の吸熱
量相当分（約13Kcal／mol）だけ、改質ガスの発
熱量が増加するという利点と、さらにこの生成し
た改質ガスは、高オクタン価で高出力設計の内燃
機関に適用すると、圧縮比をあげて熱効率を改良
することや、エタノール燃焼時アルデヒド類など
の排出もなく、クリーン燃焼が可能などの利点が
ある。 内燃機関の排気ガス熱を利用して、エタノール
の改質反応を行わす場合、排ガス温度は周知のご
とく室温から800℃程度の温度まで変化するため、
幅広い温度範囲にわたつて内燃機関に塔載できる
程度の少量の触媒で改質でき、かつ、例えば上記
の800℃程度の高温下におかれていても、改質性
能が劣化しない安定した触媒が必要である。 従来、エタノールを改質する触媒としては、ア
ルミナ（以下Al2O3と記す）などの担体に、白金
などの白金属元素、又は、銅、ニツケル、クロ
ム、亜鉛などの卑金属元素及びその酸化物などを
担持した触媒が提案されているが、これらの触媒
は低温活性に乏しく、また耐熱性がない。など、
現在までのところ多くの問題点を残している。例
えば、γ−Al2O3に白金を担持した触媒について
は、目的の反応のみが起こるという選択性が低
く、エチレン、エーテル、アルデヒド等の生成す
る副反応が起こりやすいという問題がある。 反応 C2H5OH→CO＋H2＋CH4 副反応 C2H5OH→C2H4＋H2O 2C2H5OH→C2H5OC2H5＋H2O C2H5OH→CH3 CHO＋H2 本発明者らは、上記の問題を解決すべく研究を
重ねた結果、アルミナと活性金属との間に第三物
質を介在せしめることによつて、即ち、アルミナ
をあらかじめアルカリ金属および／またはアルカ
リ土類金属の酸化物で被覆することによつて、ア
ルミナの結晶形における変態が起こりにくい事、
及び高温下でγ−Al2O3の表面上に分散している
白金粒子の凝集が起こりにくい事を見出し、種々
の実験検討を行つた結果、アルミナにあらかじめ
副反応を抑制する能力のあるアルカリ金属およ
び／またはアルカリ土類金属の酸化物を被覆した
担体上に、白金、パラジウムなどの貴金属を担持
させた触媒が、エタノール改質反応において活
性、選虫性とも非常に優れている事を見出し、本
発明を完成するに至つた。 本発明はエタノール改質用触媒として、あらか
じめアルカリ金属および／またはアルカリ土類金
属の酸化物で被覆した担体上に白金、パラジウム
などの貴金属を担持させた触媒を用いることを特
徴としている。 ここで、アルカリ金属またはアルカリ土類金属
の酸化物とは周期律法のａ及びａ族の元素の
酸化物であり、例えばMgO、CaO、NaO、K2O
などが挙げられる。 上記の酸化物でアルミナを被覆するには、アル
ミナを周期律表のａ、ａ族元素の硝酸塩水溶
液に浸漬したのち、焼成することで容易に得られ
る。 次に、このようにして得られた担体に上記貴金
属を担持させる方法は、常法でよく、例えば貴金
族の硝酸塩又は塩化物などの化合物の水溶液に担
体を浸漬した後、焼成し、更にそれを水素還元処
理すれば貴金属が担持された触媒が得られる。上
記触媒の白金、パラジウムの担持量としては、
0.05〜５重量％が好ましい。 以上のようにして得られた触媒は、エタノール
を水素、一酸化炭素を含むガスに改質する反応に
対し、目的の反応の選択性に優れ、400℃という
低温で高活性、高選択性を示すものである。 以下、実施例により、本発明を具体的に説明す
る。 実施例 １ 粒径２〜４mmのγ−Al2O3からなるペレツトを
硝酸マグネシウム又は硝酸カルシウム水溶液に
各々浸漬後、乾燥し、550℃で３時間焼成してア
ルミナに対して酸化マグネシウム又は酸化カルシ
ウムが10重量％被覆された担体を調製した。 このようにして得られた担体を白金の硝酸塩水
溶液に各々浸漬し、水素還元処理を行い白金が
0.3重量％になるように担持した触媒１、２及び
パラジウムの硝酸塩水溶液に各々浸漬し、水素還
元処理を行いパラジウムが0.3重量％になるよう
に担持した触媒３、４をそれぞれ調製した。これ
らの触媒の活性評価を表１に示す条件で行い、そ
の結果を表２に示した。
ある。更に詳しくは、エタノールを水素、一酸化
炭素を含むガスに改質する触媒として、低温で高
活性、高選択性を賦与しているため、カーボン析
出のない長寿命の触媒を提供するものである。 現在では、発電用ボイラ、内燃機関などに用い
られる液体燃料や気体燃料及び還元ガス製造用原
料には原油及びそれから精製された石油類が使用
されているが、最近の原油価格の高騰のため燃料
の多様化が指向されて、天然のバイオマス資源の
発酵反応により、また原油以外の化石燃料から合
成され得るエタノールが注目されている。またエ
タノールはナフサよりはるかに低温で水素、一酸
化炭素を含むガスに改質されるので、反応熱のた
めの熱源として、廃熱の適用が可能であると云う
優位性をもつている。 この際、生成した改質ガスは、改質反応の吸熱
量相当分（約13Kcal／mol）だけ、改質ガスの発
熱量が増加するという利点と、さらにこの生成し
た改質ガスは、高オクタン価で高出力設計の内燃
機関に適用すると、圧縮比をあげて熱効率を改良
することや、エタノール燃焼時アルデヒド類など
の排出もなく、クリーン燃焼が可能などの利点が
ある。 内燃機関の排気ガス熱を利用して、エタノール
の改質反応を行わす場合、排ガス温度は周知のご
とく室温から800℃程度の温度まで変化するため、
幅広い温度範囲にわたつて内燃機関に塔載できる
程度の少量の触媒で改質でき、かつ、例えば上記
の800℃程度の高温下におかれていても、改質性
能が劣化しない安定した触媒が必要である。 従来、エタノールを改質する触媒としては、ア
ルミナ（以下Al2O3と記す）などの担体に、白金
などの白金属元素、又は、銅、ニツケル、クロ
ム、亜鉛などの卑金属元素及びその酸化物などを
担持した触媒が提案されているが、これらの触媒
は低温活性に乏しく、また耐熱性がない。など、
現在までのところ多くの問題点を残している。例
えば、γ−Al2O3に白金を担持した触媒について
は、目的の反応のみが起こるという選択性が低
く、エチレン、エーテル、アルデヒド等の生成す
る副反応が起こりやすいという問題がある。 反応 C2H5OH→CO＋H2＋CH4 副反応 C2H5OH→C2H4＋H2O 2C2H5OH→C2H5OC2H5＋H2O C2H5OH→CH3 CHO＋H2 本発明者らは、上記の問題を解決すべく研究を
重ねた結果、アルミナと活性金属との間に第三物
質を介在せしめることによつて、即ち、アルミナ
をあらかじめアルカリ金属および／またはアルカ
リ土類金属の酸化物で被覆することによつて、ア
ルミナの結晶形における変態が起こりにくい事、
及び高温下でγ−Al2O3の表面上に分散している
白金粒子の凝集が起こりにくい事を見出し、種々
の実験検討を行つた結果、アルミナにあらかじめ
副反応を抑制する能力のあるアルカリ金属およ
び／またはアルカリ土類金属の酸化物を被覆した
担体上に、白金、パラジウムなどの貴金属を担持
させた触媒が、エタノール改質反応において活
性、選虫性とも非常に優れている事を見出し、本
発明を完成するに至つた。 本発明はエタノール改質用触媒として、あらか
じめアルカリ金属および／またはアルカリ土類金
属の酸化物で被覆した担体上に白金、パラジウム
などの貴金属を担持させた触媒を用いることを特
徴としている。 ここで、アルカリ金属またはアルカリ土類金属
の酸化物とは周期律法のａ及びａ族の元素の
酸化物であり、例えばMgO、CaO、NaO、K2O
などが挙げられる。 上記の酸化物でアルミナを被覆するには、アル
ミナを周期律表のａ、ａ族元素の硝酸塩水溶
液に浸漬したのち、焼成することで容易に得られ
る。 次に、このようにして得られた担体に上記貴金
属を担持させる方法は、常法でよく、例えば貴金
族の硝酸塩又は塩化物などの化合物の水溶液に担
体を浸漬した後、焼成し、更にそれを水素還元処
理すれば貴金属が担持された触媒が得られる。上
記触媒の白金、パラジウムの担持量としては、
0.05〜５重量％が好ましい。 以上のようにして得られた触媒は、エタノール
を水素、一酸化炭素を含むガスに改質する反応に
対し、目的の反応の選択性に優れ、400℃という
低温で高活性、高選択性を示すものである。 以下、実施例により、本発明を具体的に説明す
る。 実施例 １ 粒径２〜４mmのγ−Al2O3からなるペレツトを
硝酸マグネシウム又は硝酸カルシウム水溶液に
各々浸漬後、乾燥し、550℃で３時間焼成してア
ルミナに対して酸化マグネシウム又は酸化カルシ
ウムが10重量％被覆された担体を調製した。 このようにして得られた担体を白金の硝酸塩水
溶液に各々浸漬し、水素還元処理を行い白金が
0.3重量％になるように担持した触媒１、２及び
パラジウムの硝酸塩水溶液に各々浸漬し、水素還
元処理を行いパラジウムが0.3重量％になるよう
に担持した触媒３、４をそれぞれ調製した。これ
らの触媒の活性評価を表１に示す条件で行い、そ
の結果を表２に示した。
【表】
【表】
【表】
実施例 ２
比較触媒として、従来のアルミナ担体に白金を
0.3重量％担持した触媒を調製した。この触媒と
実施例１の触媒１とを反応温度を500℃に変えた
以外は表１と同じ条件で活性評価を行つたとこ
ろ、表３のような経果が得られた。
0.3重量％担持した触媒を調製した。この触媒と
実施例１の触媒１とを反応温度を500℃に変えた
以外は表１と同じ条件で活性評価を行つたとこ
ろ、表３のような経果が得られた。
【表】
実施例 ３
実施例１で調製した触媒１と同じ方法で、白金
濃度が0.1〜0.5重量％の触媒５、６を調製し、こ
れらの触媒について表１と同じ条件で活性評価を
行つたところ、表４のような結果が得られた。
濃度が0.1〜0.5重量％の触媒５、６を調製し、こ
れらの触媒について表１と同じ条件で活性評価を
行つたところ、表４のような結果が得られた。
【表】
実施例 ４
実施例１で触媒１を調製したのと同じ方法で、
白金およびパラジウムの両者を白金濃度が0.3重
量％及びパラジウム濃度が0.3重量％になるよう
触媒７を調製し、表１と同じ条件で活性評価を行
つたところ、表５のような結果が得られた。
白金およびパラジウムの両者を白金濃度が0.3重
量％及びパラジウム濃度が0.3重量％になるよう
触媒７を調製し、表１と同じ条件で活性評価を行
つたところ、表５のような結果が得られた。
【表】
実施例 ５
粒径２〜４mmのγ−Al2O3からなるペレツトを
硝酸カリウム水溶液又は硝酸カリウムと硝酸マグ
ネシウムの混合水溶液に各々浸漬後、乾燥し550
℃で３時間焼成してアルミナに対して酸化カリウ
ムを10重量％含有した担体２、また酸化カリウム
及び酸化マグネシウムを各々５重量％含有した担
体３をそれぞれ調製した。 このようにして得られた担体２及び３を白金の
硝酸塩水溶液に各々浸漬し、乾燥焼成後、水素還
元処理を行い、白金濃度が0.3重量％になるよう
に担持した触媒８、９をそれぞれ調製した。 これらの触媒の活性評価を表１と同じ条件で行
つたところ、表６のような結果が得られた。
硝酸カリウム水溶液又は硝酸カリウムと硝酸マグ
ネシウムの混合水溶液に各々浸漬後、乾燥し550
℃で３時間焼成してアルミナに対して酸化カリウ
ムを10重量％含有した担体２、また酸化カリウム
及び酸化マグネシウムを各々５重量％含有した担
体３をそれぞれ調製した。 このようにして得られた担体２及び３を白金の
硝酸塩水溶液に各々浸漬し、乾燥焼成後、水素還
元処理を行い、白金濃度が0.3重量％になるよう
に担持した触媒８、９をそれぞれ調製した。 これらの触媒の活性評価を表１と同じ条件で行
つたところ、表６のような結果が得られた。
【表】
実施例においては、粒状触媒について記述して
あるが、触媒の形状を特に限定するものではな
く、ハニカム状、板状などの触媒形状で用いて良
いことは言うまでもない。 又、実施例ではエタノール単独の場合について
記述してあるが、水蒸気、空気などを含有したガ
スとの共存下でエタノール改質を行わせても良
い。
あるが、触媒の形状を特に限定するものではな
く、ハニカム状、板状などの触媒形状で用いて良
いことは言うまでもない。 又、実施例ではエタノール単独の場合について
記述してあるが、水蒸気、空気などを含有したガ
スとの共存下でエタノール改質を行わせても良
い。
Claims (1)
- １ アルカリ金属および／またはアルカリ土類金
属の酸化物を含有したアルミナ担体上に白金、パ
ラジウムからなる群の一種以上の金属を担持させ
てなることを特徴とするエタノール改質用触媒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57221790A JPS59112837A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | エタノ−ル改質用触媒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57221790A JPS59112837A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | エタノ−ル改質用触媒 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59112837A JPS59112837A (ja) | 1984-06-29 |
| JPH0211302B2 true JPH0211302B2 (ja) | 1990-03-13 |
Family
ID=16772239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57221790A Granted JPS59112837A (ja) | 1982-12-20 | 1982-12-20 | エタノ−ル改質用触媒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59112837A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2714722B2 (ja) * | 1991-02-28 | 1998-02-16 | シャープ株式会社 | 液体燃料燃焼装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5168488A (ja) * | 1974-12-11 | 1976-06-14 | Nippon Soken | |
| JPS52156194A (en) * | 1976-06-22 | 1977-12-26 | Nippon Soken | Catalysts for reforming methyl alchol |
| JPS5372795A (en) * | 1976-12-10 | 1978-06-28 | Nippon Soken | Ethyl alcohol reforming catalyst |
| JPS5768140A (en) * | 1980-10-13 | 1982-04-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Catalyst for modification of methanol |
-
1982
- 1982-12-20 JP JP57221790A patent/JPS59112837A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5168488A (ja) * | 1974-12-11 | 1976-06-14 | Nippon Soken | |
| JPS52156194A (en) * | 1976-06-22 | 1977-12-26 | Nippon Soken | Catalysts for reforming methyl alchol |
| JPS5372795A (en) * | 1976-12-10 | 1978-06-28 | Nippon Soken | Ethyl alcohol reforming catalyst |
| JPS5768140A (en) * | 1980-10-13 | 1982-04-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Catalyst for modification of methanol |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59112837A (ja) | 1984-06-29 |
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