JPH11130404A - 部分酸化法による合成ガスの製造方法 - Google Patents

部分酸化法による合成ガスの製造方法

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JPH11130404A
JPH11130404A JP10117822A JP11782298A JPH11130404A JP H11130404 A JPH11130404 A JP H11130404A JP 10117822 A JP10117822 A JP 10117822A JP 11782298 A JP11782298 A JP 11782298A JP H11130404 A JPH11130404 A JP H11130404A
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幸隆 和田
Mitsunori Shimura
光則 志村
Sachio Asaoka
佐知夫 浅岡
Shuhei Wakamatsu
周平 若松
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 含炭素有機化合物を酸素と反応させて合成ガ
スを製造する方法において、炭素析出の問題の解決され
た合成ガスの製造方法を提供する。 【解決手段】 含炭素有機化合物と酸素とを触媒の存在
下で反応させて合成ガスを製造する方法において、該触
媒として、金属酸化物からなる担体に第8族金属の中か
ら選ばれる少なくとも1種の触媒金属を担持させた触媒
であって、(i)該担体金属酸化物中の金属イオンの電
気陰性度が13.0以下であり、(ii)該触媒の比表面
積が25m2/g以下であり、(iii)該触媒金属の担持
量が該担体金属酸化物に対して0.0005〜0.1モ
ル%である触媒を用いることを特徴とする合成ガスの製
造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、部分酸化法による
合成ガスの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】合成ガスは、水素と一酸化炭素からなる
混合ガスで、アンモニア、メタノール、酢酸等の工業製
品の合成原料として広く利用されている。このような合
成ガスを製造する方法として、含炭素有機化合物と酸素
とを触媒の存在下で反応させる部分酸化法が知られてい
る。この方法は、エネルギー的には有利な方法である
が、その副反応として、炭素析出反応が起って炭素が析
出し、この析出炭素によって触媒被毒が生じるという問
題がある。この方法の工業化においては、前記炭素析出
による触媒被毒の問題を解決することが急務であるが、
これまでには、その有効な方法は未だ提案されていな
い。特開平5−208801号公報には、第8族金属
を、高純度超微粉単結晶酸化マグネシウムに担持した二
酸化炭素リフォーミング触媒が、又特開平6−2790
03号公報にはアルカリ土類金属酸化物類の少なくとも
1種以上の化合物と酸化アルミニウムからなる担体上に
ルテニウム化合物を担持させた二酸化炭素リフォーミン
グ触媒が開示されている。更に、特開平9−16874
0号公報には、第2族〜第4族の金属酸化物又はランタ
ノイド金属酸化物からなる担体又はその金属酸化物を含
有するアルミナの複合体からなる担体にロジウムを担持
した二酸化炭素リフォーミング触媒が開示されている。
しかしながら、これらの触媒の反応試験は常圧下で実施
されており、工業的に意味のある高圧下では、その炭素
析出活性が大きく、工業触媒としては未だ満足すべきも
のではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、含炭素有機
化合物を酸素と反応させて合成ガスを製造する方法にお
いて、炭素析出の問題の解決された合成ガスの製造方法
を提供することをその課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成する
に至った。即ち、本発明によれば、含炭素有機化合物と
酸素とを触媒の存在下で反応させて合成ガスを製造する
方法において、該触媒として、金属酸化物からなる担体
に第8族金属の中から選ばれる少なくとも1種の触媒金
属を担持させた触媒であって、(i)該担体金属酸化物
中の金属イオンの電気陰性度が13.0以下であり、
(ii)該触媒の比表面積が25m2/g以下であり、(i
ii)該触媒金属の担持量が該担体金属酸化物に対して
0.0005〜0.1モル%である触媒を用いることを
特徴とする合成ガスの製造方法が提供される。
【0005】
【発明の実施の形態】本発明で用いる触媒は、含炭素有
機化合物と酸素とを反応させて合成ガスを製造する方法
(部分酸化法)に用いる触媒である。本発明で用いる触
媒は、特定性状の担体金属酸化物に、第8族金属の中か
ら選ばれる少なくとも1種の触媒金属を担持させた触媒
である。この場合、触媒金属は、金属状態で担持されて
いてもよいし、酸化物等の金属化合物の状態で担持され
ていてもよい。第8族金属としては、Fe、Co、N
i、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Ptが挙げられる
が、好ましくは、ロジウム及び/又はルテニウムであ
る。本発明で用いる触媒は、含炭素有機化合物の合成ガ
ス化反応に必要な活性は保有するものの、その副反応で
ある炭素析出反応はこれを著しく抑制する作用を有する
ことを特徴とする。本発明で用いる炭素析出反応を著し
く抑制する触媒は、(i)該担体金属酸化物中の金属イ
オンの電気陰性度が13.0以下であること、(ii)該
触媒の比表面積が25m2/g以下であること、(iii)
該触媒金属の担持量が該担体金属酸化物に対して0.0
005〜0.1モル%であること、を特徴とする触媒で
ある。このような炭素析出活性の著しく抑制された触媒
は、本発明者らによって初めて見出されたものである。
【0006】担体として用いる金属酸化物には、単一金
属酸化物の他、複合金属酸化物が包含される。本発明に
おいては、この担体用金属酸化物中の金属イオンの電気
陰性度を、13以下、好ましくは12以下、より好まし
くは10以下に規定する。その下限値は、4程度であ
る。本発明で用いる担体用金属酸化物の金属イオンの電
気陰性度は4〜13、好ましくは4〜12である。この
金属酸化物中の金属イオンの電気陰性度が13を超える
ようになると、その触媒の使用に際し、炭素析出が著し
くなるので好ましくない。
【0007】なお、前記金属酸化物中の金属イオンの電
気陰性度は、次式により定義されるものである。 Xi=(1+2i)Xo Xi:金属イオンの電気陰性度 Xo:金属の電気陰性度 i:金属イオンの荷電子数 金属酸化物が複合金属酸化物の場合は、平均の金属イオ
ン電気陰性度を用い、その値は、その複合金属酸化物中
に含まれる各金属イオンの電気陰性度に複合酸化物中の
各酸化物のモル分率を掛けた値の合計値とする。金属の
電気陰性度(X0)はPaulingの電気陰性度を用
いる。Paulingの電気陰性度は、「藤代亮一訳、
ムーア物理化学(下)(第4版)、東京化学同人,P7
07(1974)」の表15.4記載の値を用いる。な
お、金属酸化物中の金属イオンの電気陰性度について
は、例えば、「触媒学会編、触媒講座、第2巻、P14
5(1985)」に詳述されている。前記金属酸化物に
は、Mg、Ca、Ba、Zn、Al、Zr、La等の金
属を1種又は2種以上含む金属酸化物が包含される。こ
のような金属酸化物としては、マグネシア(MgO)、
酸化カルシウム(CaO)、酸化バリウム(BaO)、
酸化亜鉛(ZnO)、アルミナ(Al23)、ジルコニ
ア(ZrO2)、酸化ランタン(La23)等の単一金
属酸化物の他、MgO/CaO、MgO/BaO、Mg
O/ZnO、MgO/Al23、MgO/ZrO2、C
aO/BaO、CaO/ZnO、CaO/Al23、C
aO/ZrO2、BaO/ZnO、BaO/Al23
BaO/ZrO2、ZnO/Al23、ZnO/Zr
2、Al23/ZrO2、La23/MgO、La23
/Al23、La23/CaO等の複合金属酸化物が挙
げられる。
【0008】本発明で用いる比表面積が25m2/g以
下の触媒は、触媒金属の担持前に担体金属酸化物を30
0〜1300℃、好ましくは650〜1200℃で焼成
し、触媒金属担持後更に得られた触媒金属担持生成物を
600〜1300℃、好ましくは650〜1200℃で
焼成することによって得ることができる。また、担体金
属酸化物に触媒金属を担持後、得られた触媒金属担持物
を、600〜1300℃、好ましくは650℃〜120
0℃で焼成することにより得ることができる。焼成温度
の上限値は特に規定されないが、通常、1500℃以
下、好ましくは1300℃以下である。この場合、その
焼成温度と焼成時間によって、得られる触媒又は担体金
属酸化物の比表面積をコントロールすることができる。
本発明触媒又は本発明で用いる担体金属酸化物の好まし
い比表面積は、20m2/g以下、より好ましくは15
2/g以下、さらに好ましくは10m2/g以下であ
る。その下限値は、0.01m2/g程度である。金属
イオンの電気陰性度が13以下の担体金属酸化物の比表
面積又は触媒の比表面積をこのような範囲に規定するこ
とにより、触媒の炭素析出活性を著しく抑制することが
できる。担体金属酸化物に対する触媒金属の担持量は、
金属換算量で、担体金属酸化物に対し、0.0005モ
ル%以上、好ましくは0.001モル%以上、より好ま
しくは0.002モル%以上である。その上限値は、通
常、0.1モル%、好ましくは0.09モル%である。
本発明の場合、その触媒金属担持量は0.0005〜
0.1モル%、好ましくは0.001〜0.1モル%の
範囲に規定するのがよい。本発明の触媒において、その
触媒の比表面積と担体金属酸化物の比表面積とは実質的
にはほぼ同じであり、本明細書中では、その触媒の比表
面積と担体金属酸化物の比表面積とは同義として用い
た。なお、本明細書中で触媒又は担体金属酸化物に関し
て言う比表面積は、「BET」法により、温度15℃で
測定されたものであり、その測定装置としては、柴田科
学社製の「SA−100」が用いられた。
【0009】本発明で用いるこのような触媒は、その触
媒比表面積が小さく、かつその触媒金属の担持量が非常
に少量であるため、炭素析出活性の著しく抑制されたも
のであるが、一方、原料含炭素有機化合物に対する充分
な合成ガス化活性を有するものである。
【0010】本発明で用いる触媒は、常法に従って調製
することができる。本発明触媒の1つの好ましい調製法
は、含浸法である。この含浸法により本発明触媒を調製
するには、水中に分散させた担体金属酸化物に触媒金属
塩又はその水溶液を添加、混合した後、その担体金属酸
化物を水溶液から分離し、次いで乾燥し、焼成する。ま
た、担体金属酸化物を排気後、細孔容積分の金属塩溶液
を少量ずつ加え、担体表面を均一に濡れた状態にした
後、乾燥、焼成する方法(incipient−wet
ness法)も有効である。これらの方法の場合、その
触媒金属塩としては、水溶性塩が用いられる。このよう
な水溶性塩には、硝酸塩、塩化物等の無機酸塩や、酢酸
塩、シュウ酸塩等の有機酸塩が包含される。また、金属
のアセチルアセトナト塩等をアセトン等の有機溶媒に溶
解し、担体金属酸化物に含浸させてもよい。触媒金属塩
を水溶液として含浸させた金属金属酸化物の乾燥温度は
100〜200℃、好ましくは100〜150℃であ
り、又、有機溶媒を用いて含浸した場合は、その溶媒の
沸点より50〜100℃高温で乾燥する。乾燥物の焼成
温度及び焼成時間は、得られる担体金属酸化物又は触媒
の比表面積(触媒の比表面)に応じて適宜選定するが、
一般的には、500〜1100℃の範囲の焼成温度が用
いられる。
【0011】本発明触媒を調製する場合、その担体であ
る金属酸化物は、市販の金属酸化物や、市販の金属水酸
化物を焼成して得られる金属酸化物であることができ
る。この金属酸化物の純度は98重量%以上、好ましく
は99重量%以上であるが、炭素析出活性を高める成分
や高温、還元ガス雰囲気下で分解する成分、例えば鉄、
ニッケル等の金属や二酸化ケイ素(SiO2)等の混入
は好ましくなく、それらの不純物は、金属酸化物中、1
重量%以下、好ましくは0.1重量%以下にするのがよ
い。
【0012】本発明触媒は、粉末状、顆粒状、球形状、
円柱状、円筒状等の各種の形状で用いられ、その形状は
使用される触媒床の方式に応じて適宜選定される。
【0013】本発明により合成ガスを製造するには、前
記触媒の存在下において、含炭素有機化合物とスチーム
及び/又は二酸化炭素(CO2)とを反応させればよ
い。含炭素有機化合物としては、メタン、エタン、プロ
パン、ブタン、ナフサ等の低級炭化水素や、メタノー
ル、ジメチルエーテル等の非炭化水素系化合物が用いら
れるが、好ましくはメタンである。本発明においては、
炭酸ガスを含む天然ガス(メタンガス)を反応原料とし
て有利に用いることができる。
【0014】本発明により含炭素有機化合物と酸素とを
反応させる場合、その含炭素有機化合物としては、前記
した如き炭化水素系及び非炭化水素系の有機化合物が用
いられるが、好ましくはメタンである。酸素源として
は、酸素や、空気、富酸素化空気が用いられる。本発明
においては、炭酸ガスを含む天然ガス(メタンガス)を
反応原料として有利に用いることができる。
【0015】メタンと酸素とを反応させる場合、その反
応は次式で示される。
【化1】
【0016】この含炭素有機化合物の部分酸化におい
て、その反応温度は500〜1500℃、好ましくは7
00〜1200℃であり、その反応圧力は加圧であり、
5〜50kg/cm2G、好ましくは10〜40kg/c
2Gである。また、この反応を固定床方式で行う場
合、そのガス空間速度(GHSV)は1,000〜5
0,000hr-1、好ましくは2,000〜20,00
0hr-1である。原料含炭素有機化合物と酸素の使用割
合を示すと、原料含炭素有機化合物中の炭素のモル数と
酸素分子のモル数との比C/O2で、4〜0.1、好ま
しくは2〜0.5である。また、この部分酸化法は、大
きな発熱反応であるため、水蒸気や炭酸ガスを原料に添
加して、オートサーミック式の反応方式を採用すること
もできる。
【0017】本発明の方法は、固定床方式、流動床方
式、懸濁床方式、移動床方式等の各種の触媒方式で実施
されるが、好ましくは固定床方式で実施される。
【0018】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
【0019】触媒調製例1 空気中に於いて650℃にて1.5h(時間)焼成した
酸化アルミニウムを0.27〜0.75mmに整粒後、
含浸法(incipient−wetness法)でR
uを担持し、更に空気中に於いて1000℃で焼成する
ことによりRu担持Al23触媒(RuはAl23
gに対して3.0×10-4g担持されており、mol換
算の担持量は0.03mol%)を得た。この含浸体は
焼成Al23にルテニウム(III)クロライド水溶液を
極めて少量ずつ滴下、滴下毎に混振することにより得ら
れる。滴下したルテニウム(III)クロライド水溶液中の
Ru濃度はは、0.05wt%である。この含浸体を空
気中に於いて120℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中1
000℃にて1.5h焼成し、Ru担持Al23触媒
(表面積18.6m2/g)とした。Al23のAl3+
の電気陰性度Xiは11.3である。
【0020】触媒調製例2 空気中に於いて600℃にて2h焼成した酸化ジルコニ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でRh
を担持し、更に空気中に於いて970℃で焼成すること
によりRh担持ZrO2触媒(RhはZrO21gに対し
て8.4×10-6g担持されており、mol換算の担持
量は0.001mol%)を得た。この含浸体は焼成Z
rO2にロジウム(III)アセテート水溶液を極めて少量
ずつ滴下、滴下毎に混振することにより得られる。滴下
したロジウム(III)アセテート水溶液中のRh濃度は、
0.0065wt%である。この含浸体を空気中に於い
て120℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中970℃にて
2h焼成し、Rh担持ZrO2触媒(表面積8.6m2
g)とした。ZrO2のZr4+の電気陰性度Xiは1
2.0である。
【0021】触媒調製例3 空気中に於いて600℃にて2h焼成した酸化マグネシ
ウム(マグネシア)を0.27〜0.75mmに整粒
後、含浸法でRhを担持し、更に空気中に於いて110
0℃で焼成することによりRh担持MgO触媒(Rhは
MgO 1gに対して2.6×10-3g担持されてお
り、mol換算の担持量は0.1mol%)を得た。こ
の含浸体は焼成MgOにロジウム(III)アセテート水
溶液を極めて少量ずつ滴下、滴下毎に混振することによ
り得られる。滴下したロジウム(III)アセテート水溶
液中のRh濃度は、1.7wt%である。この含浸体を
空気中に於いて120℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中
1100℃にて2h焼成し、Rh担持MgO触媒(表面
積0.6m2/g)とした。MgOのMg2+の電気陰性
度Xiは6.6である。
【0022】触媒調製例4 空気中に於いて1100℃にて3h焼成した1/8イン
チペレット状の酸化マグネシウムに、含浸法でRhを担
持し、更に空気中に於いて400℃で焼成することによ
りRh担持MgO触媒(RhはMgO 1gに対して
1.5×10-3g担持されており、mol換算の担持量
は0.06mol%)を得た。この含浸体は、焼成Mg
OペレットをRh濃度1.0wt%のロジウム(III)
アセテート水溶液中に約3時間浸した後、空気中に於い
て120℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中400℃にて
3h焼成し、Rh担持MgO触媒(表面積0.7m2
g)とした。MgOのMg2+の電気陰性度Xiは6.6
である。
【0023】触媒調製例5 空気中に於いて1100℃にて3h焼成した1/8イン
チペレット状の酸化マグネシウムに、含浸法でRhを担
持し、更に空気中に於いて1000℃で焼成することに
よりRh担持MgO触媒(RhはMgO 1gに対して
2.6×10-5g担持されており、mol換算の担持量
は0.001mol%)を得た。この含浸体は、焼成M
gOペレットをRh濃度0.017wt%のロジウム(I
II)アセチルアセトナト錯塩のアセトン溶液中に約3時
間浸した後、空気中に於いて120℃にて2.5h乾
燥、同雰囲気中1000℃にて3h焼成し、Rh担持M
gO触媒(表面積0.6m2/g)とした。MgOのMg
2+の電気陰性度Xiは6.6である。
【0024】触媒調製例6 空気中に於いて1100℃にて3h焼成した1/8イン
チペレット状の5mol%酸化カルシウムを含む酸化マ
グネシウムに、含浸法でRhを担持し、更に空気中に於
いて950℃で焼成することによりRh担持CaO/M
gO触媒(RhはCaO/MgO 1gに対して7.5
×10-4g担持されており、mol換算の担持量は0.
03mol%)を得た。この含浸体は、焼成CaO/M
gOペレットをRh濃度0.5wt%のロジウム(II
I)アセテート水溶液中に約3時間浸した後、空気中に
於いて120℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中950℃
にて3h焼成し、Rh担持CaO/MgO触媒(表面積
0.8m2/g)とした。担体の平均の金属イオン電気
陰性度Xiは6.5である。
【0025】触媒調製例7 空気中に於いて1100℃にて3h焼成した1/8イン
チペレット状の10mol%酸化ランタンを含む酸化マ
グネシウムに、含浸法でRhを担持し、更に空気中に於
いて950℃で焼成することによりRh担持La23
MgO触媒(RhはLa23/MgO 1gに対して
9.0×10-5g担持されており、mol換算の担持量
は0.006mol%)を得た。この含浸体は、焼成L
23/MgOペレットをRh濃度0.1wt%のロジ
ウム(III)アセチルアセトナト錯体のアセトン溶液中
に約3時間浸した後、空気中に於いて120℃にて2.
5h乾燥、同雰囲気中950℃にて3h焼成し、Rh担
持La23/MgO触媒(表面積0.8m2/g)とし
た。担体の平均の金属イオン電気陰性度Xiは6.7で
ある。
【0026】触媒調製例8 空気中に於いて1000℃にて1.5h焼成した酸化マ
グネシウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法
でRhを担持し、更に空気中に於いて950℃で焼成す
ることによりRh担持MgO触媒(RhはMgO 1g
に対して2.6×10-4g担持されており、mol換算
の担持量は0.01mol%)を得た。Rh含浸体は、
焼成MgOにロジウム(III)アセテート水溶液を極め
て少量ずつ滴下し、かつ滴下毎に混振することにより得
られる。この場合に用いたロジウム(III)アセテート
水溶液は0.17wt%のRhを含む水溶液である。こ
のRh含浸体を空気中に於いて120℃にて2.5h乾
燥、同雰囲気中950℃にて1.5h焼成し、Rh担持
MgO触媒(表面積5.8m2/g)とした。
【0027】触媒調製例9 空気中に於いて920℃にて2h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でRu
を担持し、更に空気中に於いて920℃で焼成すること
によりRu担持MgO触媒(RuはMgO 1gに対し
て1.5×10-3g担持されており、mol換算の担持
量は0.06mol%)を得た。このRu含浸体は、焼
成MgOにルテニウム(III)クロライド水和物水溶液
を極めて少量ずつ滴下し、かつ滴下毎に混振することに
より得られる。この場合のルテニウム(III)クロライ
ド水溶液はRuを1.0wt%含む水溶液である。この
含浸体を空気中に於いて120℃にて2.5h乾燥、同
雰囲気中920℃にて2h焼成し、Ru担持MgO触媒
(表面積9.6m2/g)とした。
【0028】触媒調製例10 空気中に於いて300℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でIr
を担持し、更に空気中に於いて600℃で焼成すること
によりIr担持MgO触媒(IrはMgO 1gに対し
て4.8×10-3g担持されており、mol換算の担持
量は0.10mol%)を得た。このIr含浸体は、焼
成MgOにイリジウム(IV)クロライド水溶液を極めて
少量ずつ滴下し、かつ滴下毎に混振することにより得ら
れる。この場合のイリジウム(IV)クロライド水溶液は
Irを3.2wt%含む水溶液である。この含浸体を空
気中に於いて120℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中6
00℃にて3h焼成し、Ir担持MgO触媒(表面積2
4.8m2/g)とした。
【0029】触媒調製例11 空気中に於いて500℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でPt
を担持し、更に空気中に於いて750℃で焼成すること
によりPt担持MgO触媒(PtはMgO 1gに対し
て4.8×10-3g担持されており、mol換算の担持
量は0.10mol%)を得た。含浸体は焼成MgOに
塩化白金酸([H2PtCl6])水溶液を極めて少量ず
つ滴下、滴下毎に混振することにより得られる。滴下し
た塩化白金酸水溶液中のPt濃度は3.2wt%であ
る。この含浸体を空気中に於いて120℃にて2.5h
乾燥、同雰囲気中750℃にて3h焼成し、Pt担持M
gO触媒(表面積18.4m2/g)とした。
【0030】触媒調製例12 空気中に於いて300℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを1.0〜2.5mmに整粒後、含浸法でRhを担
持し、更に空気中に於いて950℃で焼成することによ
りRh担持MgO触媒(RhはMgO 1gに対して
1.0×10-3g担持されており、mol換算の担持量
は0.04mol%)を得た。この含浸体は焼成MgO
にロジウム(III)アセテート水溶液を極めて少量ずつ
滴下、滴下毎に混振することにより得られる。滴下した
ロジウム(III)アセテート水溶液中のRhは0.68
wt%である。この含浸体を空気中に於いて120℃に
て2.5h乾燥、同雰囲気中950℃にて3h焼成し、
Rh担持MgO触媒(表面積6.0m2/g)とした。
【0031】触媒調製例13 空気中に於いて930℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でRu
を担持し、更に空気中に於いて970℃で焼成すること
によりRu担持MgO触媒(RuはMgO 1gに対し
て7.5×10-4g担持されており、mol換算の担持
量は0.03mol%)を得た。この含浸体は焼成Mg
Oにルテニウム(III)クロライド水溶液を極めて少量ず
つ滴下、滴下毎に混振することにより得られる。滴下し
たルテニウム(III)クロライド水溶液中のRuは0.
50wt%である。この含浸体を空気中に於いて120
℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中970℃にて3h焼成
し、Ru担持MgO触媒(表面積5.2m2/g)とし
た。
【0032】触媒調製例14 空気中に於いて350℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でRh
を担持し、更に空気中に於いて1050℃で焼成するこ
とによりRh担持MgO触媒(RhはMg 1gに対し
て2.0×10-3g担持されており、mol換算の担持
量は0.08mol%)を得た。この含浸体は焼成Mg
Oにロジウム(III)アセテート水溶液を極めて少量ず
つ滴下、滴下毎に混振することにより得られる。滴下し
たロジウム(III)アセテート水溶液中のRhは1.3
wt%である。この含浸体を空気中に於いて120℃に
て2.5h乾燥、同雰囲気中1050℃にて3h焼成
し、Rh担持MgO触媒(表面積1.5m2/g)とし
た。
【0033】触媒調製例15 空気中に於いて950℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でRu
を担持し、更に空気中に於いて950℃で焼成すること
によりRu担持MgO触媒(RuはMgO 1gに対し
て2.5×10-4g担持されており、mol換算の担持
量は0.01mol%)を得た。Ru含浸体は、焼成M
gOにルテニウム(III)クロライドハイドレート水溶
液を極めて少量ずつ滴下し、かつ滴下毎に混振すること
により得られる。この場合のルテニウム(III)クロラ
イドハイドレート水溶液はRuを0.17wt%含む水
溶液である。この含浸体を空気中に於いて120℃にて
2.5h乾燥、同雰囲気中950℃にて3h焼成し、R
u担持MgO触媒(表面積4.8m2/g)とした。こ
の場合、Ruは酸化ルテニウムとして担持されていた。
【0034】触媒調製例16 空気中に於いて300℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でRh
を担持し、更に空気中に於いて1050℃で焼成するこ
とによりRh担持MgO触媒(RhはMgO1gに対し
て2.3×10-3g担持されており、mol換算の担持
量は0.09mol%)を得た。このRh含浸体は、焼
成MgOにロジウム(III)アセテート水溶液を極めて
少量ずつ滴下し、かつ滴下毎に混振することにより得ら
れる。この場合のロジウム(III)アセテート水溶液は
Ruを1.5wt%含む水溶液である。この含浸体を空
気中に於いて120℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中1
050℃にて3h焼成し、Rh担持MgO触媒(表面積
2.0m2/g)とした。この場合、Rhは酸化ロジウ
ムとして担持されていた。
【0035】触媒調製例17 空気中に於いて1000℃にて3h焼成した酸化マグネ
シウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でR
hを担持し、更に空気中に於いて950℃で焼成するこ
とによりRh担持MgO触媒(RhはMgO 1gに対
して1.5×10-4g担持されており、mol換算の担
持量は0.006mol%)を得た。Rh含浸体は、焼
成MgOにロジウム(III)アセテート水溶液を極めて
少量ずつ滴下し、かつ滴下毎に混振することにより得ら
れる。この場合に用いたロジウム(III)アセテート水
溶液は0.1wt%のRhを含む水溶液である。このR
h含浸体を空気中に於いて120℃にて2.5h乾燥、
同雰囲気中950℃にて3h焼成し、Rh担持MgO触
媒(表面積5.6m2/g)とした。
【0036】触媒調製例18 空気中に於いて500℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でRh
とPtを担持し、更に空気中に於いて1050℃で焼成
することによりRhとPt担持MgO触媒(RhとPt
の担持量はMgO 1gに対してそれぞれ1.8×10
-3g、4.8×10-4g担持されており、mol換算の
担持量はそれぞれ0.07mol%と0.01mol
%)を得た。このRhとPt含浸体は、焼成MgOにロ
ジウム(III)アセテートと塩化白金酸(〔H2PtCl
6〕)の水溶液を極めて少量ずつ滴下し、かつ滴下毎に
混振することにより得られる。この場合、滴下した混合
水溶液はRhとPtをそれぞれ1.2wt%と0.32
wt%含む水溶液である。この含浸体を空気中に於いて
120℃にて2.5h乾燥、同雰囲気中1050℃にて
3h焼成し、RhとPt担持MgO触媒(表面積1.4
2/g)とした。
【0037】比較触媒調製例1 空気中に於いて370℃にて3h焼成した酸化マグネシ
ウムを0.27〜0.75mmに整粒後、含浸法でRh
を担持し、更に空気中に於いて370℃で焼成すること
によりRh担持MgO触媒(RhはMg 1gに対して
2.6×10-3g担持されており、mol換算の担持量
は0.10mol%)を得た。この含浸体は焼成MgO
にロジウム(III)アセテート水溶液を極めて少量ずつ
滴下、滴下毎に混振することにより得られる。滴下した
ロジウム(III)アセテート水溶液中のRh濃度は1.
7wt%である。この含浸体を空気中に於いて120℃
にて2.5h乾燥、同雰囲気中370℃にて3h焼成
し、Rh担持MgO触媒(表面積98m2/g)とし
た。
【0038】反応例1 触媒調製例12で調製した触媒5ccを反応器に充填
し、メタンの部分酸化試験を実施した。触媒は、予めH
2気流中850℃で1h還元処理を行った後、CH4:O
2モル比=1:0.5の原料ガスを圧力20Kg/cm2
G、温度800℃、メタン基準のGHSV=5000h
-1の条件で処理した。反応開始から5h経過後のCH
4転化率は55%(実験条件下のCH4の平衡転化率=5
6%)であり、また反応開始から200h経過後のCH
4の転化率は、53%であった。
【0039】反応例2 触媒調製例13で調製した触媒5ccを反応器に充填
し、メタンの部分酸化試験を実施した。触媒は、予めH
2気流中800℃で1h還元処理を行った後、CH4:O
2モル比=1:0.5の原料ガスを圧力15Kg/cm2
G、温度750℃、メタン基準のGHSV=4000h
-1の条件で処理した。反応開始から5h経過後のCH
4転化率は52%(実験条件下のCH4の平衡転化率=5
2%)であり、また反応開始から150h経過後のCH
4の転化率は、50%であった。
【0040】反応例3 触媒調製例14で調製した触媒5ccを反応器に充填
し、メタンの部分酸化試験を実施した。触媒は、予めH
2気流中1100℃で1h還元処理を行った後、CH4
2:H2Oモル比=1:0.5:0.5の原料ガスを圧
力20Kg/cm2G、温度1000℃、メタン基準の
GHSV=5000hr-1の条件で処理した。反応開始
から5h経過後のCH4転化率は93%(実験条件下の
CH4の平衡転化率=94%)であり、また反応開始か
ら100h経過後のCH4の転化率は、93%であっ
た。
【0041】比較反応例1 反応例1において、触媒として、比較触媒調製例1で得
た触媒を用いた以外は同様にして反応実験を行った。こ
の場合、反応開始から5h経過後のCH4転化率は13
%であり、また、反応開始から40h経過後のCH4
化率は9%であった。
【0042】
【発明の効果】本発明で用いる触媒は、炭素析出活性の
著しく抑制されたものであるが、含炭素有機化合物の合
成ガス化に必要な活性はこれを保持する。従って、本発
明によれば、長時間にわたって、炭素の析出を抑制し、
合成ガスを連続的に収率よく製造することができる。し
かも、本発明触媒を用いるときには、加圧条件下におい
ても炭素析出を効果的に抑制し得ることから、合成ガス
の製造装置は小型のもので済み、装置コストの低減化が
達成される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 幸隆 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 志村 光則 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 浅岡 佐知夫 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内 (72)発明者 若松 周平 神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央二丁目12番 1号 千代田化工建設株式会社内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 含炭素有機化合物と酸素とを触媒の存在
    下で反応させて合成ガスを製造する方法において、該触
    媒として、金属酸化物からなる担体に第8族金属の中か
    ら選ばれる少なくとも1種の触媒金属を担持させた触媒
    であって、(i)該担体金属酸化物中の金属イオンの電
    気陰性度が13.0以下であり、(ii)該触媒の比表面
    積が25m2/g以下であり、(iii)該触媒金属の担持
    量が該担体金属酸化物に対して0.0005〜0.1モ
    ル%である触媒を用いることを特徴とする合成ガスの製
    造方法。
  2. 【請求項2】 該触媒金属が、ロジウム及び/又はルテ
    ニウムである請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 該担体金属酸化物中の金属イオンの電気
    陰性度が4〜12である請求項1又は2の方法。
  4. 【請求項4】 該触媒の比表面積が0.01〜10m2
    /gである請求項1〜3のいずれかの方法。
  5. 【請求項5】 該担体金属酸化物がマグネシアである請
    求項1〜4のいずれかの方法。
  6. 【請求項6】 該含炭素有機化合物中の炭素1モル当
    り、該酸素のモル数が2〜0.1モルである請求項1〜
    5のいずれかの方法。
  7. 【請求項7】 反応温度が700〜1200℃である請
    求項1〜6のいずれかの方法。
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