JPH09118502A - 合成ガスからのシアン化水素の除去方法 - Google Patents
合成ガスからのシアン化水素の除去方法Info
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Abstract
HCNを除去する。 【解決手段】 フィッシャー・トロプシュ工程を促進し
ない及び触媒作用を及ぼさない条件下で、フィッシャー
・トロプシュ供給材料をコバルト含有触媒と接触させる
ことにより、フィッシャー・トロプシュ供給材料として
有用なHCN含有合成ガス流からHCNを除去する。
Description
ィッシャー・トロプシュ水素合成工程にとって、時には
可逆的な、毒性である。本発明はフィッシャー・トロプ
シュ工程へ供給される合成ガス供給材料からHCNを除
去するための方法に関するものである。
シャー・トロプシュ工程へ供給される材料として有用で
ある水素と一酸化炭素の合成ガスはしばしば、例えばメ
タン、天然ガス、低級炭化水素、石炭、などの、様々な
形で窒素を含有している材料の蒸気改質法または部分酸
化により形成される。酸素それ自体または空気がいずれ
の方法でも使用することができ、合成ガスプラントへ供
給される材料に窒素を含有させることになる。合成ガス
発生方法の供給材料中に窒素が含まれると、合成ガス生
成物にしばしばHCNが発生する結果となる。(酸素と
窒素を分離する空気プラントは100%有効ではな
い)。HCNはフィッシャー・トロプシュ工程にとって
毒性であり、特に第VIII族の金属触媒を利用するも
のにとってそうである。触媒の活性はこのようにして縮
小され、活性が水素処理により回復されるが、合成工程
の中断および処理段階はその工程にとって経済的損失を
もたらす。HCN除去方法が存在するが、これらの方法
は一般に実施可能なフィッシャー・トロプシュ加工に必
要なHCNを90%以上も除去することはできないし、
比較的低いフィッシャー・トロプシュ反応温度で操作で
きないので、工程にとって経済的損失をもたらす。ま
た、HCNは水または通常の溶剤に対する溶解性が低い
ため、HCN含有合成ガスの水洗浄またはガス洗浄によ
る除去方法によって得たガスをフィッシャー・トロプシ
ュ合成に用いることは経済的に引き合わない。
有合成ガスのHCNは、フィッシャー・トロプシュ反応
を実質的に完全に除去される、例えばCO転化を約10
%未満に、好ましくは約5%未満に、さらに好ましくは
約1%未満に抑える条件下で、無機性耐火酸化物上に支
持されたコバルトからなる材料と接触して該ガス流を流
すことにより、実質的に完全に、例えば少なくとも約9
0%は除去される。HCNは加水分解と水素化の組み合
わせによって除去されると考えられる。
ャー・トロプシュ触媒であり、特にアルミナ、シリカ、
またはチタニアなどの物質上に支持される場合が周知で
あり、フィッシャー・トロプシュ合成がHCN除去工程
中に早まって開始されないよう注意が払われなければな
らない。早まったフィッシャー・トロプシュ合成は2つ
の方法により避けられるか、少なくとも極めて実質的に
最小限に抑えられる:すなわち、(1)反応を最小限に
抑える温度、例えば、約180℃未満、好ましくは17
5℃未満、さらに好ましくは約165℃以下の温度でH
CN除去段階を実施する方法;および(2)フィッシャ
ー・トロプシュ合成抑制剤、例えば第IA族、IVB
族、VA族およびVIIA族の元素の金属または化合物
から選ばれた物質の存在下で実施する方法が挙げられ
る。好ましいフィッシャー・トロプシュ抑制剤は触媒に
添加されてから、容易に取り出されないものであり、例
を挙げれば、ナトリウムまたは合成ガス生成物から水洗
浄で取り除き得るアンモニアなどのガスが挙げられる。
ルト金属または酸化物単独または他の本質的に不活性な
材料、例えばアルミナ、シリカ、シリカーアルミナまた
はチタニアとの複合体を使って低下させることができ
る。しかし、コバルトは、金属であれまたは酸化物であ
れ、どんな複合体にも少なくとも20重量%、好ましく
は少なくとも40重量%程度だけ含まれるべきである。
該材料の表面積は少なくとも30m2/g(BET法)で
あり、かさ密度は少なくとも0.2g/ccであるべき
である。
で水素または水素含有ガスで処理されることにより還元
される。例えば、1−24時間にわたり250−450
℃の温度で行われる水素処理、または少なくとも酸化物
として存在するコバルトの多大の量が還元されるまで、
例えば酸化物としてのコバルトの少なくとも50%が還
元されるまで行われる水素処理が挙げられる。触媒の表
面は次に酸素含有ガスで不動態化され、酸化物の層を形
成する。
に行われる。しかし、少なくとも65℃の温度であっ
て、且つフィッシャー・トロプシュ合成が無視できなく
なる温度以下、例えば180℃以下、好ましくは175
℃以下、さらに好ましくは165℃以下で操作されるの
が好ましい。圧力は1−100バールの範囲、好ましく
は10−40バールの範囲で変更可能である。温度も圧
力もHCNの除去を最大にし、フィッシャー・トロプシ
ュ反応に入る前に合成ガスの再加熱および圧縮を最小に
抑えるよう選ばれる。
技術に精通した者に周知の、適用できる方法、例えば水
洗浄または固体吸収剤に吸収させることにより合成ガス
から除去できる。次に、合成ガスは少なくとも175
℃、好ましくは少なくとも180℃から400℃までの
温度で、1−100バールの範囲の圧力、好ましくは1
0−40バールの範囲の圧力でフィッシャー・トロプシ
ュ水素合成工程にかけられる。フィッシャー・トロプシ
ュ触媒は第VIII族の金属の塊または他の支持体に金属が
支持されている形である。金属は鉄、ニッケル、コバル
トまたはルテニウムでもよく、好ましくはコバルトであ
り、支持体はどんな担体でもよく、例えば、シリカ、ア
ルミナ、シリカーアルミナ、チタニア、好ましくはシリ
カまたはチタニアである。促進剤が使用されうるが、好
ましくはシリカを支持体としたジルコニウムまたはチタ
ン、およびチタニアを支持体としたレニウムまたはハフ
ニウムが挙げられる。フィッシャー・トロプシュ法で
は、C2+材料、好ましくはC5+材料が得られる。
であり、限定するものではない。以下の実施例におい
て、公称の触媒組成物は以下の通りである: コバルト金属 20−30重量% 酸化コバルト(CoO) 20−30重量% けいそう土 30−40重量% ジルコニア(ZrO2) 2−5重量% 触媒は United Catalysts, Inc. G67R&Sとして、市販さ
れている。触媒の活性化は320psigおよび39,
000または78,000GHSVの合成ガス(2/1
の水素/CO)下で500°F(288℃)で5.5時間
にわたり行われた。HCN除去の試験は類似の圧力およ
び空間速度、300゜F(149゜C)、325゜F
(163゜C)、350゜F(177゜C)の温度で行
われる。触媒は粉末状であり、アルファアルミナで希釈
されて、所望の空間速度を得た。39,000GHSV
試験については、0.711gの触媒と10.82gの
アルファアルミナとを混合し、78,000GHSV試
験については、0.355gの触媒と11.25gのア
ルファアルミナとを混合した。ガスは希釈された触媒床
を下方へ通過させ、触媒床を出た直後に試料を採取し
た。供給ガス組成は特に記載されない限り下記の通りで
ある: H2 52.5容量% C 15.6 CO 7.4 H2O 15.9 アルゴン 8.3 HCN 215ppmv
時間は29時間であった。
00ppmと5000ppmの濃度のナトリウムNaが
Na2CO3での水性含浸により触媒に添加された後、1
10℃で乾燥し、合成ガス中で活性化された。Naはフ
ィッシャー・トロプシュ合成にとって周知の抑制剤
(毒)である。
ほど、温度を下げるほど、フィッシャー・トロプシュ合
成にとっては効果的な抑制剤であることが分かる。HC
Nの転化の割合は触媒のナトリウム濃度を増加させるこ
とによりほとんど影響を受けなかった。すなわち、30
0°Fで5000ppmのナトリウム濃度のレベルでH
CNの転化は5%減少している。
00ppmNaのレベルでナトリウム処理された触媒を
400℃で1−3時間焼成することによるHCN転化と
CH4産出に及ぼす影響を示している。(メタンはフィ
ッシャー・トロプシュ合成に類似しているコバルト触媒
の上でメタン化反応を起こすことから生成される。)試
験は、合計のCo充填が30重量%であったこと以外
は、上記と同様の触媒を使用して39,000GHSV
で行われた。
かったが、1%よりはるかに少なかった。
においても、焼成による違いはほとんど見られないよう
である。
成されず、39,000GHSVでのHCNの除去およびCO転化
について試験された。
媒よりHCN除去に関して活性が少々低かった。
Claims (1)
- 【請求項1】 フィッシャー・トロプシュ反応を実質的
に最小限にする条件下で、HCN含有合成ガスを担体上
に支持したコバルトと接触させて流すことから成る、H
CN含有合成ガスのHCN濃度を減少させる方法。
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