JPH0699071A - 石炭の水添液化用触媒 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】機械的粉砕方法によって調製された鉄系金属化
合物の性状を改善し、より高活性の石炭液化用触媒を提
供する。 【構成】この石炭の水添液化用触媒は、硫化鉄および／
または酸化鉄の粉砕物であり、該硫化鉄および／または
酸化鉄を粉砕し、該硫化鉄および／または酸化鉄が限界
粒径に達した後も更に粉砕を続行して得られる。 【効果】この硫化鉄および／または酸化鉄触媒は安価で
高活性なので石炭の水添液化用触媒として好適である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、石炭液化用触媒に関
し、より詳細には硫化鉄または酸化鉄のうち少なくとも
１種類を含む金属化合物の粉砕物に関する。

【０００２】

【従来の技術】石炭と触媒の共存下、高温高圧で水素と
反応させて液状成分を得る石炭の液化方法は従来から知
られており、触媒としてコバルト、ニッケル、モリブデ
ン、鉄等の金属および金属化合物が有効とされている。
このうち鉄系の金属化合物は安価であり、使い捨て触媒
として用いることができるため有利である。しかしなが
ら、鉄系の金属化合物はコバルト、ニッケル、モリブデ
ン等に比べて触媒活性が劣る欠点があった。

【０００３】鉄系の金属化合物を触媒として用いる場合
は、これらを微粉砕して細粒化し、分散性および比表面
積を改善して触媒活性を高める方策が採られている。し
かしながら、粉砕粒度は被粉砕物および粉砕装置の種類
によって制限を受け、通常は限界粒径が存在する。この
ため、従来は限界粒径に達した時点で粉砕を中止し、そ
れ以上に触媒活性を高めることが困難であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、機械
的粉砕方法によって調製された鉄系金属化合物の性状を
改善し、より高活性の石炭化用触媒を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記事実
を踏まえて鋭意検討した結果、硫化鉄および酸化鉄のう
ち少なくとも１種類を含む金属化合物を粉砕するに際
し、限界粒径に達した後さらに粉砕を続行することによ
り、被粉砕物の粒径および比表面積に実質的変化はない
が、より高活性の石炭液化用触媒が得られること、さら
に粉砕および／または保存を液中で実施するとこれらの
触媒活性が長期間維持できることを見いだした。

【０００６】すなわち、本発明の要旨は、硫化鉄および
酸化鉄のうち少なくとも１種類の金属化合物を限界粒径
に達した後さらに粉砕を続行すること、さらにこれらの
粉砕および／または保存を液中で実施することにより得
られる鉄系の石炭液化用触媒である。本発明における鉄
系の金属化合物は、石炭液化用触媒として有効性が確認
されている硫化鉄および酸化鉄のうち少なくとも１種類
を含むものであり、天然産のパイライト、ラテライト、
マーカサイト、ピロータイト、マグネタイト、ヘマタイ
ト、リモナイト、およびアルミ精練の副産物である赤
泥、合成品のフェライト、鉄鋼製品製造時の金属ダスト
等が含まれる。

【０００７】また、粉砕装置は特に限定されず、ローラ
ーミル、各種ボールミル、攪拌ミル、ジェットミル、お
よびスーパーミクロンミル (高速回転粉砕機) 等が含ま
れる。本発明における限界粒径とは、被粉砕物および粉
砕装置の種類によって自動的に決定されるものであり、
それ以上に粉砕時間を延長しても細粒化せず、実質的に
粒度分布が変化しない状態における平均粒径を意味す
る。ここで、限界粒径に達した後さらに粉砕を続行する
と、加えられた機械的エネルギーが被粉砕物の結晶格子
の歪エネルギーとして蓄えられ、固体表面上での触媒活
性を発現すると考えられる。

【０００８】このため、鉄系の金属化合物としては、限
界粒径が小さく上記のメカノケミカル効果が大きいもの
が選択されるべきであり、また粉砕装置としては、被粉
砕物表面に加えられる機械的エネルギーが大きいものが
望ましい。限界粒径に達した後続行すべき粉砕時間は、
限界粒径に達するまでに要する時間の１から10倍の範囲
内で選択することが好ましい。ここで、１〜10倍とした
のは、１倍以下では上記のメカノケミカル効果が発現さ
れないためであり、10倍を越えると触媒活性向上の程度
が鈍化するためである。

【０００９】また、粉砕によって、触媒活性を発現する
と考えられる新たな粒子表面、結晶表面の欠陥、および
格子歪が生成するが、これらは大気中の酸素等と結合し
やすく、粉砕物を大気中に放置するとこれらが徐々に減
少、緩和して触媒活性が低下する。このため、触媒は粉
砕直後に反応に用いるべきであるが、粉砕および／また
は保存を石炭液化油または石炭液化用溶剤等の液中で行
い、これらの液と共に反応に供すると、触媒と大気との
接触が回避され触媒活性が長期間維持できるため好まし
い。

【００１０】

【実施例】天然産硫化鉄 (パイライト、鉄分37.7wt％、
硫黄分44.8wt％) を乾式アトライター (攪拌ミル) で粉
砕したものを触媒として用い、表１に示す反応条件で石
炭液化実験を実施した。本実施例で用いた亜瀝青炭の性
状を表２に、粉砕した天然パイライトの性状および実験
結果を表３に示す。

【００１１】

【００１２】表３より、天然産硫化鉄は、未粉砕のまま
触媒として用いると液化油の収率は47.0wt％-daf、限界
粒径まで粉砕して用いると58.9wt％-dafであるが、さら
に限界粒径に達するまでに要する時間 (15分) の７倍の
時間粉砕を続行して用いると、液化油の収率は62.5wt％
-dafまで上昇し、平均粒径および比表面積は改善されて
いないにも関わらず、触媒活性がさらに向上することが
わかる。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したごとく、本発明によれば
以下の効果を奏する。すなわち、従来の鉄系金属化合物
を粉砕した石炭液化触媒について、粉砕方法を変更する
ことなく触媒活性を向上させることができるため、触媒
添加量が一定の場合はより高液化油収率が得られ、一定
の液化油収率を得る場合は触媒添加量を低減できるの
で、経済的に極めて優れたものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 硫化鉄または酸化鉄のうち少なくとも１
   種類を含む金属化合物の粉砕物であり、かつ該金属化合
   物が限界粒径に達した後さらに粉砕を続行して得られる
   粉砕物であることを特徴とする石炭液化用触媒。