JPH0368450A - メタノール合成用触媒の製造方法 - Google Patents

メタノール合成用触媒の製造方法

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JPH0368450A
JPH0368450A JP1202765A JP20276589A JPH0368450A JP H0368450 A JPH0368450 A JP H0368450A JP 1202765 A JP1202765 A JP 1202765A JP 20276589 A JP20276589 A JP 20276589A JP H0368450 A JPH0368450 A JP H0368450A
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繁 野島
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哲也 今井
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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はH2およびCDよりメタノールを合成する際に
使用されるメタノール合成用触媒の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
メタノール合成触媒の開発研究は古くから行われており
、酸化亜鉛−酸化クロム、酸化銅−酸化亜鉛等の組成を
有する触媒を共沈法等で調製している。とりわけ、酸化
銅−酸化亜鉛(酸化アルミニウム及び/又は酸化クロム
)よりなる三元金属組成を有する触媒がメタノール合成
活性が高く広く用いられている。
しかし、上記3元系触媒は組成や製造方法により全く異
なる活性を有し、未だ最高活性を有するための詳細な触
媒製造方法に関する検討はなされていない。
−4、メタノールはガソリンや緊急用ガス製造、さらに
石油化学中間製品として今後益々需要が多くなると考え
られ、全世界にて大型のメタノール合成プラントが建設
される見通しである。
しかし、現状のメタノール合成触媒では、初期活性が低
くそのため大量の合成ガス(CD、I+□)をリサイク
ルさせる必要があり、さらに寿命も十分であると言い難
いため、高活性なメタノール合成触媒の開発が待ち望ま
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
これまで、調製されてきた銅、亜鉛、アルミニウム及び
/又はクロムを含む触媒は共沈法により調製されている
が、主に、上記金属塩混合水溶液をアルカリ性沈殿液に
滴下し沈殿を生成する方法、または、金属塩水溶液とア
ルカリ沈殿液に同時に滴下して中性付近の一定pH域に
て沈殿物を得る方法が例として挙げられている。
その結果、前者の方法は各金属により沈殿するpH域が
異なり、3種金属の沈殿物が別々に析出するため共沈と
は言い難く、別々の結晶種よりなる沈殿物となり、好ま
しくない。一方、後者の方法も、3種金属が同時に沈殿
し、3種金属を含んだ結晶種を形成し、比較的比表面積
が多く、均一な触媒となるが目標値をクリアーするまで
の活性を有していない。
本発明は上記技術水準に鑑み、高活性で、かつ耐久性に
も優れた銅、亜鉛及び〈アルミニウム及び/又はクロム
)を含むメタノール合成用触媒を得る方法を提供しよう
とするものである。
〔課題を解決するための手段] 本発明者らは、既存のメタノール合成触媒の性能を上回
る触媒の開発研究を鋭意実施した結果、メタノール合成
反応の主な活性種はCu I+であることを解明し、こ
の知見に基いて本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は金属成分として少くとも銅、亜鉛及
びアルミニウム及び/又はクロムを含有するメタノール
合成触媒用触媒を製造するにあたり、所定温度に保温し
た沈殿剤水溶液を攪拌しながら、先ずアルミニウムと亜
鉛及び/又はクロムを含んだ水溶液を該沈殿剤水溶液に
滴下して沈殿物を生成させ、その滴下終了後、銅を含ん
だ水溶液を滴下して前記沈殿物上に更に沈殿物を生成さ
せ、該沈殿物を洗浄後焼成することを特徴とするメタノ
ール合成用触媒の製造方法である。
本発明で対象とするメタノール合成用触媒である複合酸
化物の組成比は、Cu:100(原子比)に対して、Z
n: 10〜250. AI及ヒ/又はCr:1〜10
0である。
以下、本発明のメタノール合成触媒の製造方法を更に詳
述する。
先ず、沈殿剤水溶液を保温し、攪拌しながらA1及び/
又はCrとZnを含んだ水溶液を滴下して沈殿物を析出
させ、滴下後次にC’uを含んだ水溶液を滴下して沈殿
物を生成する。なお滴下終了時のpuが4以上で滴下し
た金属イオンがほとんど全て沈殿物として析出する。
沈殿剤水溶液はアルカリ溶液であり、通常0.1〜10
Mm度のNa2CO3,NatlC口。、 Na011
 。
K2CO3,NH,による水溶液が用いられ、とりわけ
NazCO−水溶液が好ましい。また、沈殿を生成する
際の溶液の温度を15〜90℃の範囲に保ことか好まし
い。
さらに、Cu、 Zn及びA1及び/又はCrの各金属
塩は硝酸塩、塩化物、硫酸塩、酢酸塩の形で0.01〜
1.0M1度の水溶液として用い、とりわけ、硝酸塩と
して用いられるのが好ましい。
また、滴下時間、熟成時間は特に影響はないが、均一に
金属イオンが分散し沈殿物が析出する条件であればよく
、通常滴下時間0.1分〜3時間、熟成時間0.1分〜
3時間の範囲で実施される。
得られた沈殿物は種々の結晶種を有するが、アルカリ金
属や陰イオンを十分洗浄除去した後200〜400℃の
範囲で焼成することによりメタノール合成触媒を得る。
この触媒はCuO。
2nOの結晶種が認められるがほとんどアモルファスで
ある。ただし、沈殿析出順序により先ず高比表面積を有
するZn0−AIaO3複合酸化物がBXAPS  (
X線吸収広域連続微細構造) 、 XへN[!S(X線
吸収端近傍構造)等により認められ、その表面積にCu
Oが均一に分散していることがわかった。
以上の製造方法により高活性なメタノール合成触媒が得
られ、下記実施例にてその具体的な製造方法を詳述する
〔実施例〕
〔実施例1〕 炭酸ナトリウム(Na2CO3) 2.5 molを水
21に溶かし80℃で保温する。このアルカリ水溶液を
溶液Aとする。硝酸亜鉛(Zn(NL) 2 ・6H2
0)0.225mol と硝酸アルミニウム(AI(N
[1s)s ・9thO) 0.075 molを水6
00 ccに溶かし、80℃に保温し、この酸性溶液を
溶液Bとする。硝酸銅(Cu(NOa)2・3HJ) 
0.3 matと水300ccに溶かし、80℃に保温
し、この酸性溶液を溶液Cとする。
まず、攪拌しながら溶液Aに溶液Bを30分にわたって
均一に滴下し懸濁液を得る。次に、溶液Bを滴下後、溶
液Cを前記懸濁液に30分にわたって一定速度で滴下し
、沈殿物を得る。
滴下終了時のpHは8であった。
滴下後2時間の熟成を行い、次に沈殿物のろ過及びNa
イオン、N口、イオンが検知されないよう洗浄する。さ
らに、100℃24時間乾燥し、その後300℃、3時
間焼成することによりメタノール合成触媒を得る。この
触媒を触媒1とする。
〔実施例2〕 B液に硝酸亜鉛(Zn(NOs)2・6)+20) (
)、 3 mat 。
硝酸アルミニウム(AI(No3)3・9820) 0
.05molを添加する以外は実施例1と同様の製造方
法でメタノール合成触媒を製造した。この触媒を触媒2
とする。
さらにB液に硝酸亜鉛(Zn(NDs)2’ 6t12
0)Q、2molと硝酸アルミニウム(AI (NO3
) 、 ・9H20)0.075molとC液に硝酸銅
(Cu(No3) 2・311−0)0.325mol
 、 B液に硝酸亜鉛(2:n(NG+)2”6H,0
) 0.225 molと硝酸アルミニウム(へ1(N
Oり3 ・9H20) 0.1 molとC液に硝酸銅
(Cu(NO3)13)120) 0.275 mol
添加し、実施例1と同様に製造し、触媒3、触媒4を得
た。
〔実施例3〕 B液に硝酸亜鉛(Zn(NO=)2・6H−0) 0.
225molと硝酸クロム(Cr(NO*)s” 98
20) 0.075molを添加し実施例1と同様の製
造方法に製造し、触媒5を得た。
さらにB液に硝酸亜鉛(Zn(NOs)z ・6820
)0、225mol 、硝酸クロム(Cr(No3)、
 ・9H20)υ、05mol、硝酸アルミニウム(^
1(NO,)3−911zO) 0.05 molを添
加し、実施例1と同様の製造方法で製造し、鳩媒6を得
た。
〔比較例1〕 実施例1と同様の組成の溶液A、B、Cを用いて、下記
の方法により従来触媒を製造した。
先ず溶液Bに溶液Cを一度に加え亜鉛、アルミニウム、
銅イオンを有する酸性水溶液(pH=3)を得る。この
水溶液に溶液Aを攪拌しながら一定速度で30分間にわ
たり滴下する。滴下終了時のpHは8であった。滴下後
2時間の熟成を行い、その後実施例1と同様の製造方法
で触媒7を得た。
〔実験例1〕 実施例1〜3、比較例1にて得られた触媒1〜7のメタ
ノール合成反応の活性評価試験を下記の条件にて行った
原料ガス: H267+1101%、 CO33mo1
%GH5V:8000h 反応温度:250℃ 反応圧カニ 50 Kg/cm”G 触媒は16〜28メツシユに整粒したものを2ccマイ
クロリアクターに充填し、1123%/Lベース ガス
にて還元処理した後、原料ガスを供給し、初期活性評価
を行った。各触媒の初期活性評価結果を表1に示す。
表  1 表  2 〔実験例2〕 初期活性評価に供した触媒1.触媒7を耐久性試験用触
媒に供した。反応条件は実験例1と同様とし、活性結果
を表2に示す。
表2に示すように本発明にて調製したメタノール合成触
媒は従来触媒に比べて大幅に耐久性に優れていることが
判明した。
〔発明の効果〕
本発明により、銅、亜鉛及びアルミニウム及び/又はク
ロムを含有する高活性で、かつ耐久性の優れたメタノー
ル合成触媒を得ることができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、金属成分として少くとも銅、亜鉛及びアルミニウム
    及び/又はクロムを含有するメタノール合成触媒用触媒
    を製造するにあたり、所定温度に保温した沈殿剤水溶液
    を攪拌しながら、先ずアルミニウムと亜鉛及び/又はク
    ロムを含んだ水溶液を該沈殿剤水溶液に滴下して沈殿物
    を生成させ、その滴下終了後、銅を含んだ水溶液を滴下
    して前記沈殿物上に更に沈殿物を生成させ、該沈殿物を
    洗浄後焼成することを特徴とするメタノール合成用触媒
    の製造方法。
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