JPS58125603A - メタノ−ル分解による水素と一酸化炭素を含有するガス状混合物の製法 - Google Patents
メタノ−ル分解による水素と一酸化炭素を含有するガス状混合物の製法Info
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- JPS58125603A JPS58125603A JP587282A JP587282A JPS58125603A JP S58125603 A JPS58125603 A JP S58125603A JP 587282 A JP587282 A JP 587282A JP 587282 A JP587282 A JP 587282A JP S58125603 A JPS58125603 A JP S58125603A
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- Japan
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- methanol
- mixed gas
- flow path
- gas
- gaseous mixture
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はメタノールを高温の触媒と接触させて水素と
一酸化炭素に富むガス状混合物を得る方法に関する。
一酸化炭素に富むガス状混合物を得る方法に関する。
メタノールを高温の触媒と接触させ水素と一酸化炭素に
富む混合ガスを製造することは、燃料電池用などの如き
比較的小規模の用途のために水素、−酸化炭素あるいは
これらのガス状混合物を得るだめの第一工程として必要
となることが多く、その概要は特開昭5S−15グ3θ
2によっても既知である。
富む混合ガスを製造することは、燃料電池用などの如き
比較的小規模の用途のために水素、−酸化炭素あるいは
これらのガス状混合物を得るだめの第一工程として必要
となることが多く、その概要は特開昭5S−15グ3θ
2によっても既知である。
メタノールを水素と一酸化炭素に分解する反応は大吸熱
反応であるため、通常使用触媒の作動温度、すなわち2
θθ〜jθθ℃程度の温度範囲において相当の熱量を供
給しつつ実施する必要がある。この必要熱h1゛を供給
するだめの方法として前記特開昭3 !;−73グ3θ
2においては内部に触媒を充填した多数の管よりなる汐
応器の管外から溶融塩によって触媒および反応中のガス
を加熱する方法が利IIIさ 3− れている。しかし、この溶融塩による間接加熱法は溶融
塩自体が取り扱い」二、危険物質であり、操業停止時の
温度低下により固化するため、杓始動が容易でないなど
の欠点を有する。
反応であるため、通常使用触媒の作動温度、すなわち2
θθ〜jθθ℃程度の温度範囲において相当の熱量を供
給しつつ実施する必要がある。この必要熱h1゛を供給
するだめの方法として前記特開昭3 !;−73グ3θ
2においては内部に触媒を充填した多数の管よりなる汐
応器の管外から溶融塩によって触媒および反応中のガス
を加熱する方法が利IIIさ 3− れている。しかし、この溶融塩による間接加熱法は溶融
塩自体が取り扱い」二、危険物質であり、操業停止時の
温度低下により固化するため、杓始動が容易でないなど
の欠点を有する。
この発明は上記の如き欠点を克服し、かつ反応器の構造
を簡単化して装置全体の取り扱いを簡便にすることを最
終目的とし、具体的にはメタノールの分解により得られ
た水素と一酸化炭素に富むガス状混合物の一部を循環さ
せつつ、この循環ガス流にメタノール蒸気を含有させて
、更にこのメタノール蒸気含有循環ガス流を加熱した後
、触媒と接触させる方法であって、メタノール分解の必
要熱量をメタノール蒸気含有循環ガス流の保有顕熱によ
り供給する方法である。
を簡単化して装置全体の取り扱いを簡便にすることを最
終目的とし、具体的にはメタノールの分解により得られ
た水素と一酸化炭素に富むガス状混合物の一部を循環さ
せつつ、この循環ガス流にメタノール蒸気を含有させて
、更にこのメタノール蒸気含有循環ガス流を加熱した後
、触媒と接触させる方法であって、メタノール分解の必
要熱量をメタノール蒸気含有循環ガス流の保有顕熱によ
り供給する方法である。
第1図により、この発明を説明する。第1図は、この発
明の工程例を示す図である。図中2gは一層以−にの区
画された触媒層を有する反応器である。反応器とにおい
てメタノールの分解により生成した水素と一酸化炭素に
富むガス状混合物(以下混合ガスと略称。)は流路//
を経由して熱交換器5に流入して、ある程度冷却される
。冷却された混合ガスは流路/−!により熱交換器Sか
ら流出し、その7部は流路/グにより製品として取り出
され必要に応じて冷却器/3により冷却されて所望の用
途に提供される。残部のなお相当の高温にある混合ガス
は流路/を通過して昇圧機コに吸入されるが、その途中
で流路3から液体メタノールの所定量が添加され混合カ
スが保有する顕熱により蒸発し合流させられる。
明の工程例を示す図である。図中2gは一層以−にの区
画された触媒層を有する反応器である。反応器とにおい
てメタノールの分解により生成した水素と一酸化炭素に
富むガス状混合物(以下混合ガスと略称。)は流路//
を経由して熱交換器5に流入して、ある程度冷却される
。冷却された混合ガスは流路/−!により熱交換器Sか
ら流出し、その7部は流路/グにより製品として取り出
され必要に応じて冷却器/3により冷却されて所望の用
途に提供される。残部のなお相当の高温にある混合ガス
は流路/を通過して昇圧機コに吸入されるが、その途中
で流路3から液体メタノールの所定量が添加され混合カ
スが保有する顕熱により蒸発し合流させられる。
昇圧器2によって昇圧されたメタノール蒸気含有混合ガ
スは流路グaを紅で熱交換器Sに流入し、ここで反応器
gから流出する混合ガスと熱交換して予熱され流路グ1
〕を経て加熱器乙に流入する。加熱器乙においてメタノ
ール蒸気含有混合ガスは二段階に加熱される。
スは流路グaを紅で熱交換器Sに流入し、ここで反応器
gから流出する混合ガスと熱交換して予熱され流路グ1
〕を経て加熱器乙に流入する。加熱器乙においてメタノ
ール蒸気含有混合ガスは二段階に加熱される。
まず第一の所望温度1で加熱されたメタノール蒸気含有
混合ガスは二つの分流7aと71〕に分割される。分流
7aは直接に反応器g内の第1触媒層9aに導入され、
触媒との接触によってメタノール蒸気が分解され、同時
に温度降下を伴って反応器と内の空間/θaに流出する
。一方他の分流71〕は加熱炉6中で再加熱を受けて、
分流7aより高い第二の所望温度のガスとして反応器に
供給される。すなわち触媒層9aを通過し温度が低下し
た分流7aに対して温度の高い分流71〕の分流7Cを
空間/θaにおいて添加混合し、混合後の温度を触媒の
作動温度まで上昇させた後、この混合ガスを第二触媒層
91)に導入する。触媒層91)においては再びメタノ
ールの分解反応が生起してガスの温度が低下するだめ、
空間/θ1)において分#f、71)の分流7dを添加
混合して契温した後、この混合ガスを更に触媒層9cに
導入し前記と同様にメタノールの分解を行う。同様の操
作を所望回数行って流路3から添加されたメタノールの
全部あるいは大部分が分解された後、混合ガスは流路/
/を経由して前記の如く熱交換器Sに流入する。
混合ガスは二つの分流7aと71〕に分割される。分流
7aは直接に反応器g内の第1触媒層9aに導入され、
触媒との接触によってメタノール蒸気が分解され、同時
に温度降下を伴って反応器と内の空間/θaに流出する
。一方他の分流71〕は加熱炉6中で再加熱を受けて、
分流7aより高い第二の所望温度のガスとして反応器に
供給される。すなわち触媒層9aを通過し温度が低下し
た分流7aに対して温度の高い分流71〕の分流7Cを
空間/θaにおいて添加混合し、混合後の温度を触媒の
作動温度まで上昇させた後、この混合ガスを第二触媒層
91)に導入する。触媒層91)においては再びメタノ
ールの分解反応が生起してガスの温度が低下するだめ、
空間/θ1)において分#f、71)の分流7dを添加
混合して契温した後、この混合ガスを更に触媒層9cに
導入し前記と同様にメタノールの分解を行う。同様の操
作を所望回数行って流路3から添加されたメタノールの
全部あるいは大部分が分解された後、混合ガスは流路/
/を経由して前記の如く熱交換器Sに流入する。
上記の工程例において熱交換器Sは必ずしも必要ではな
い。熱交換器Sを省略し、分流//から流路/、2へ流
出した反応器gの高温流出ガスの7部を流路/グから製
品として取り出した後、流路/を経由直接昇圧機、!に
吸入させることもできる。この場合には当然のことであ
るが昇圧機2を流出したメタノール蒸気含有混合ガスは
熱交換器Sを経由することなく直接に加熱器乙に流入す
る。また反応器g内にある独立した触媒層(9a、9h
、?c等)は7層でもよく、この場合には流路7a、7
b。
い。熱交換器Sを省略し、分流//から流路/、2へ流
出した反応器gの高温流出ガスの7部を流路/グから製
品として取り出した後、流路/を経由直接昇圧機、!に
吸入させることもできる。この場合には当然のことであ
るが昇圧機2を流出したメタノール蒸気含有混合ガスは
熱交換器Sを経由することなく直接に加熱器乙に流入す
る。また反応器g内にある独立した触媒層(9a、9h
、?c等)は7層でもよく、この場合には流路7a、7
b。
7cなどが不要となるが、反応器を有効に利用するため
に流路7aのガス温度を市販の通常触媒の耐熱温度(約
Sθθ℃)以上に上昇させる必要があり、例えば白金の
如き高耐熱性触媒を使用することが必要となる。また触
媒層数が多いことは反応器との内部構造を複雑にする。
に流路7aのガス温度を市販の通常触媒の耐熱温度(約
Sθθ℃)以上に上昇させる必要があり、例えば白金の
如き高耐熱性触媒を使用することが必要となる。また触
媒層数が多いことは反応器との内部構造を複雑にする。
これらの理由から望捷しい触媒層数は一〜Sである。ま
た反応器内の空間/θaおよび/θ1)などにおいて前
段触媒層から流出するガスと71)あるいは7cなどか
ら供給される高温ガスとの均一混合を容易にするだめの
混合器として、例えば特公昭/Il3−7Aシ記載の如
きものを使用することができる。加熱炉乙には既知の構
造のものがいずれも使用可能であり、捷だ加熱炉に供給
する熱源については特別な制限はない。また流路3から
供給するメタノールは蒸気状態にあるものであっ−Cも
何ら支障がないが、液体で供給する方が蒸発潜熱による
昇圧機2への吸入ガスの冷却が可能であるため列圧機に
必要な耐熱性能を低下させることができる。また、その
際流路/内に液体メタノールを周知の噴霧ノズルを通し
て供給することが簡便である。
た反応器内の空間/θaおよび/θ1)などにおいて前
段触媒層から流出するガスと71)あるいは7cなどか
ら供給される高温ガスとの均一混合を容易にするだめの
混合器として、例えば特公昭/Il3−7Aシ記載の如
きものを使用することができる。加熱炉乙には既知の構
造のものがいずれも使用可能であり、捷だ加熱炉に供給
する熱源については特別な制限はない。また流路3から
供給するメタノールは蒸気状態にあるものであっ−Cも
何ら支障がないが、液体で供給する方が蒸発潜熱による
昇圧機2への吸入ガスの冷却が可能であるため列圧機に
必要な耐熱性能を低下させることができる。また、その
際流路/内に液体メタノールを周知の噴霧ノズルを通し
て供給することが簡便である。
反応器gに充填使用する触媒としてはメタノールを水素
と一酸化炭素に分解する性能を有するものであれば使用
可能であり、これらの中でも耐熱性が高いもの程望まし
いが、通常水素と一酸化炭素から高温高圧下にメタノー
ルを合成する際に使用されるクロム−亜鉛系触媒、銅−
亜鉛系触媒、バラヂウム系触媒などを何らの支障もなく
使用し得る。これらの触媒を使用した際の流路7aのガ
ス温度はコθθ〜jθθ℃、望ましくは、25θ〜グS
θ℃が適当である。また流路7 c 、 7 dなどか
ら二次的に供給するガスの温度は前段の触媒層?;Iま
たは91)などにおける空間速度と7c、7dなどから
のガスの供給量との関係から広範囲に変更可能であるが
、好捷しい範囲としてグ5θ〜ど96℃をあげることが
できる。流路/においてメタノールが添加された後、昇
圧機2に吸入されるメタノール蒸気含有混合ガス中のメ
タノール含有量は/〜jモル係がよい。メタノール含有
量がこの範囲より多い場合には添加したメタノールの全
部を分解するに必要な熱をガスの顕熱で供給できなくな
り、逆にメタノール含有量がこの範囲より少ない場合に
は装置全体の製品ガス生産量が小となって経済的でない
。また、この発明の方法を実施する際の反応器内および
ガス循環系統の圧力としてはS−2ckg / crh
Gの圧力が望ましい。
と一酸化炭素に分解する性能を有するものであれば使用
可能であり、これらの中でも耐熱性が高いもの程望まし
いが、通常水素と一酸化炭素から高温高圧下にメタノー
ルを合成する際に使用されるクロム−亜鉛系触媒、銅−
亜鉛系触媒、バラヂウム系触媒などを何らの支障もなく
使用し得る。これらの触媒を使用した際の流路7aのガ
ス温度はコθθ〜jθθ℃、望ましくは、25θ〜グS
θ℃が適当である。また流路7 c 、 7 dなどか
ら二次的に供給するガスの温度は前段の触媒層?;Iま
たは91)などにおける空間速度と7c、7dなどから
のガスの供給量との関係から広範囲に変更可能であるが
、好捷しい範囲としてグ5θ〜ど96℃をあげることが
できる。流路/においてメタノールが添加された後、昇
圧機2に吸入されるメタノール蒸気含有混合ガス中のメ
タノール含有量は/〜jモル係がよい。メタノール含有
量がこの範囲より多い場合には添加したメタノールの全
部を分解するに必要な熱をガスの顕熱で供給できなくな
り、逆にメタノール含有量がこの範囲より少ない場合に
は装置全体の製品ガス生産量が小となって経済的でない
。また、この発明の方法を実施する際の反応器内および
ガス循環系統の圧力としてはS−2ckg / crh
Gの圧力が望ましい。
圧力がこの範囲より高くてもメタノールの分解を行うこ
とが可能であるが、化学平衡上の理由から触媒層の温度
をより高温にする必要を生じ、必ずしも経済的とはいえ
ない。′捷だ圧力がこの範囲より小なる場合には化学平
衡的には有利となるが略同−大きさの装置から得られる
製品ガス]′が減少し必ずしも経済的であるとはいえな
い。
とが可能であるが、化学平衡上の理由から触媒層の温度
をより高温にする必要を生じ、必ずしも経済的とはいえ
ない。′捷だ圧力がこの範囲より小なる場合には化学平
衡的には有利となるが略同−大きさの装置から得られる
製品ガス]′が減少し必ずしも経済的であるとはいえな
い。
この発明の方法により水素と一酸化炭素とのモル比がほ
ぼ、2:/であり、両者を合計で9cモルチ」ン、」−
含むガスを簡便に製造することができる。この製品ガス
中には水素と一酸化炭素以外に少量の二酸化炭素、水蒸
気、メタン、デメチルエーテルおよびその他の副生有機
化合物と未反応メタノールが含有されるが、これら副生
物および未反応メタノールは周知の手段例えば間接冷却
、水あるいはアルカリ水溶液による直接冷却洗滌、ある
いけ吸着処理などにより除去することかできる。更に2
次精製として吸着剤にモレキーラ−/−プを使用する吸
着処理法あるいは加圧下に有機高分子化合物の薄膜への
拡散滲透をその膜に適当な温度で行ういわゆる膜分離法
などを適用することにより混合ガスを水素と一酸化炭素
に分離することも可能である。また製品ガスを使用する
に際し、」−1の如き水素および一酸化炭素以外の副生
物の混入が許容される場合には原料メタノールとして充
分精製されていないものを使用できる。
ぼ、2:/であり、両者を合計で9cモルチ」ン、」−
含むガスを簡便に製造することができる。この製品ガス
中には水素と一酸化炭素以外に少量の二酸化炭素、水蒸
気、メタン、デメチルエーテルおよびその他の副生有機
化合物と未反応メタノールが含有されるが、これら副生
物および未反応メタノールは周知の手段例えば間接冷却
、水あるいはアルカリ水溶液による直接冷却洗滌、ある
いけ吸着処理などにより除去することかできる。更に2
次精製として吸着剤にモレキーラ−/−プを使用する吸
着処理法あるいは加圧下に有機高分子化合物の薄膜への
拡散滲透をその膜に適当な温度で行ういわゆる膜分離法
などを適用することにより混合ガスを水素と一酸化炭素
に分離することも可能である。また製品ガスを使用する
に際し、」−1の如き水素および一酸化炭素以外の副生
物の混入が許容される場合には原料メタノールとして充
分精製されていないものを使用できる。
実施例
第1図工程によるメタノールの分解試験を行った。原料
メタノールは流路3からポンプ(図示省略)を使用し流
路/内においてガス流中に噴霧供給した。また反応器と
には酸化亜鉛7り重量類、二三酸化クロム、23重重量
類含む粒状触媒を第1図の如く触媒層9dにθ、!m3
、?bにθ’l m!′、?(5にθl>rr?の3段
の触媒層として充填し使用した。
メタノールは流路3からポンプ(図示省略)を使用し流
路/内においてガス流中に噴霧供給した。また反応器と
には酸化亜鉛7り重量類、二三酸化クロム、23重重量
類含む粒状触媒を第1図の如く触媒層9dにθ、!m3
、?bにθ’l m!′、?(5にθl>rr?の3段
の触媒層として充填し使用した。
試験結果は下表の通りである。
圧力 温度 流量 グー
流路/の混合ガス 2θ−4初CI 7gO°C
/θθθθNmA寺 θθ7瀦3輸体メタノール /1
0 常 温 10θ昇
圧機3の吸入口 ワθ /グθ℃、、2に流路
グl) 9.9 33θ℃
同」01、路7a 97 ’
lθθ℃ 同」−触媒層9a出口
95 33θ℃ θθ7流路7’c
97 ”θ℃、!に触媒層91)
入口 95 グ/−2℃触媒層91)出口
93 流路7d 97 グアθ’Cx触媒層?
C入口 t3 反応器g出口 9/ 3Sθ℃
θθ7流路/、2 9θ 7g9℃
θθ7流路//I9θ 7g9℃
93θ θθ7製品ガス分析結果は水素乙乙2
モルチ、−酸化炭素3.23モル係、二酸化炭素とメタ
ンとの合計1’1モル係、未反応メタノール7θθI)
13mの他に極めて微量のデメチルエーテルなどが検出
された。
/θθθθNmA寺 θθ7瀦3輸体メタノール /1
0 常 温 10θ昇
圧機3の吸入口 ワθ /グθ℃、、2に流路
グl) 9.9 33θ℃
同」01、路7a 97 ’
lθθ℃ 同」−触媒層9a出口
95 33θ℃ θθ7流路7’c
97 ”θ℃、!に触媒層91)
入口 95 グ/−2℃触媒層91)出口
93 流路7d 97 グアθ’Cx触媒層?
C入口 t3 反応器g出口 9/ 3Sθ℃
θθ7流路/、2 9θ 7g9℃
θθ7流路//I9θ 7g9℃
93θ θθ7製品ガス分析結果は水素乙乙2
モルチ、−酸化炭素3.23モル係、二酸化炭素とメタ
ンとの合計1’1モル係、未反応メタノール7θθI)
13mの他に極めて微量のデメチルエーテルなどが検出
された。
第1図はこの発明の工程例を示す。
/ 循環ガス流路
ρ 循環器
3 メタノール流入路
&a、<Zb メタノール蒸気含有循環ガス流路j
熱交換器 6 加熱器 7a 、 7b 、 7c 、 7a反応ガス流路に
反応器 ?a、91)、9c断熱触媒層 /θa、/θl〕触媒層出口ガス /3冷却器 /グ 製品ガス 特許出願人 東洋エンジニアリング株式会社代理人大
洲 明 峰
熱交換器 6 加熱器 7a 、 7b 、 7c 、 7a反応ガス流路に
反応器 ?a、91)、9c断熱触媒層 /θa、/θl〕触媒層出口ガス /3冷却器 /グ 製品ガス 特許出願人 東洋エンジニアリング株式会社代理人大
洲 明 峰
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ■ メタノールを高温の触媒と接触させて水素と一酸化
炭素を含有するガス状混合物を製造する方法において、
触媒層から流出する該ガス状混合物を二分割し、一方の
分割流は製品ガス状混合物として取り出し、他の分割流
にはメタノール蒸気を添加した彼、昇圧加熱し該触媒層
に返還し再接触させることを特徴とするメタノール分解
による水素と一酸化炭素を含有するガス状混合物の製法
。 0 触媒層に返還し再接触させる該部分側流にメタノー
ル蒸気を添加する際に、高温の該分割流に液体メタノー
ルを添加し蒸発させる特許請求の範囲第1項記載の方法
。 −/−。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP587282A JPS58125603A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | メタノ−ル分解による水素と一酸化炭素を含有するガス状混合物の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP587282A JPS58125603A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | メタノ−ル分解による水素と一酸化炭素を含有するガス状混合物の製法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58125603A true JPS58125603A (ja) | 1983-07-26 |
JPS619242B2 JPS619242B2 (ja) | 1986-03-20 |
Family
ID=11623012
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP587282A Granted JPS58125603A (ja) | 1982-01-20 | 1982-01-20 | メタノ−ル分解による水素と一酸化炭素を含有するガス状混合物の製法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58125603A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61168501A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-30 | Nippon Kagaku Gijutsu Kk | メタノ−ル改質水素製造方法 |
JP2009028583A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Osaka Prefecture Univ | Ni3(Si,Ti)系金属間化合物からなるメタノールからの水素製造用触媒,水素製造方法、水素製造装置 |
-
1982
- 1982-01-20 JP JP587282A patent/JPS58125603A/ja active Granted
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
PAPERS SNG SYMPOSIUM=1973 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61168501A (ja) * | 1985-01-23 | 1986-07-30 | Nippon Kagaku Gijutsu Kk | メタノ−ル改質水素製造方法 |
JP2009028583A (ja) * | 2007-07-24 | 2009-02-12 | Osaka Prefecture Univ | Ni3(Si,Ti)系金属間化合物からなるメタノールからの水素製造用触媒,水素製造方法、水素製造装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS619242B2 (ja) | 1986-03-20 |
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