JPS5832001A - 水素製造装置 - Google Patents
水素製造装置Info
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- JPS5832001A JPS5832001A JP56129367A JP12936781A JPS5832001A JP S5832001 A JPS5832001 A JP S5832001A JP 56129367 A JP56129367 A JP 56129367A JP 12936781 A JP12936781 A JP 12936781A JP S5832001 A JPS5832001 A JP S5832001A
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- hydrogen
- hydrogen generation
- chamber
- oxide
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- 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】
本発明は水素１ ｉ？！７装置に関し、特に−酸化炭素
・またけ炭化水素と水蒸気から水素を製造する際に、反
応物と生成水湘との分離を必要としない水素の製造装Ｗ
ｔに関するものである。
・またけ炭化水素と水蒸気から水素を製造する際に、反
応物と生成水湘との分離を必要としない水素の製造装Ｗ
ｔに関するものである。
現在、水素は重質油の水素化１１つ？硫または水素化脱
アルキル法によるベンゼンの製造などに多ｆ１ｔに使用
される重要な化学１秦原料の−１）である。また、石炭
の液化またはガス化に【−１多１．１，０７に素消費が
見込まれており、その需要（」一層太きく ｔｒろもの
と推定される。このため安価な水素の製造方法の確立が
重安な課題となっている このような水素の製造方法として、スチーム−アイアン
法があり、この方法は石炭の液化またはガス化に採用さ
れようとしている。１７の方法は、鉄触媒を一酸化炭素
（以下、Ｃ（−）と称する）と１弱触せしめて還元し、
しかる後、（−れろ・水蒸気と反応させて水素を得るも
のであり、比較的高純度の水素が得られる利点がある。
アルキル法によるベンゼンの製造などに多ｆ１ｔに使用
される重要な化学１秦原料の−１）である。また、石炭
の液化またはガス化に【−１多１．１，０７に素消費が
見込まれており、その需要（」一層太きく ｔｒろもの
と推定される。このため安価な水素の製造方法の確立が
重安な課題となっている このような水素の製造方法として、スチーム−アイアン
法があり、この方法は石炭の液化またはガス化に採用さ
れようとしている。１７の方法は、鉄触媒を一酸化炭素
（以下、Ｃ（−）と称する）と１弱触せしめて還元し、
しかる後、（−れろ・水蒸気と反応させて水素を得るも
のであり、比較的高純度の水素が得られる利点がある。
しかしながら、この方法の場合、（１）反応を８００〜
９００℃という高温で行なう必要があり、装置材料が高
価になること、（２） ＣＯ含イ１−ガスによる触ｌｊ
ｊの還元工程と水蒸気と触媒の１ヴ応にする水Ｖ生成工
程を別々に行／Ｃわ一１トるため、ガス切換を行なう多
塔方式や触媒を移動させる移動床方式を採用する必」ν
があり、装置およびプロセスが複雑になること、（３）
生成水素と他の反応ガスとの分離工程が必要となること
、などの問題を有している。このた、１／）、低温で反
応を進行させるとともに、ガス切換、触媒移動、生成水
素の分離などを行なう必要のない簡便な水素製造プロセ
スおよび装置の開発力筒“？Ｌ上れていた。
９００℃という高温で行なう必要があり、装置材料が高
価になること、（２） ＣＯ含イ１−ガスによる触ｌｊ
ｊの還元工程と水蒸気と触媒の１ヴ応にする水Ｖ生成工
程を別々に行／Ｃわ一１トるため、ガス切換を行なう多
塔方式や触媒を移動させる移動床方式を採用する必」ν
があり、装置およびプロセスが複雑になること、（３）
生成水素と他の反応ガスとの分離工程が必要となること
、などの問題を有している。このた、１／）、低温で反
応を進行させるとともに、ガス切換、触媒移動、生成水
素の分離などを行なう必要のない簡便な水素製造プロセ
スおよび装置の開発力筒“？Ｌ上れていた。
このため、本発明者らは、ＣＯまたは炭化水素イピＮ有
するガスからの水素製造方法について種々倹ｎＪをｙｌ
［ねた結果、ロジウムのような白金族金属を担持させた
金属酸化物が、低温においてスチーム−アイアン法と同
様の反応を進行せしめ、低温水ｉｇ 、ｆ７成触媒とし
て優れていることを見出し、既に特許１１願をした（特
願昭５５−１２２９６０）。しかし、このような触媒反
応を効率よく行なう簡便な反応装置については未解決の
ままであった。
するガスからの水素製造方法について種々倹ｎＪをｙｌ
［ねた結果、ロジウムのような白金族金属を担持させた
金属酸化物が、低温においてスチーム−アイアン法と同
様の反応を進行せしめ、低温水ｉｇ 、ｆ７成触媒とし
て優れていることを見出し、既に特許１１願をした（特
願昭５５−１２２９６０）。しかし、このような触媒反
応を効率よく行なう簡便な反応装置については未解決の
ままであった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、ガ
ス切換や触媒移動手段、生成水素の分離手段等を要する
ことなく、ＣＯまたは炭化水素とる簡便な水素製造装置
を’ ＋Ｊ＋’供１イ）ことにあく、。
ス切換や触媒移動手段、生成水素の分離手段等を要する
ことなく、ＣＯまたは炭化水素とる簡便な水素製造装置
を’ ＋Ｊ＋’供１イ）ことにあく、。
本発明者は、」−記触媒につ（・−（き［′）に仙究な
１１（ねた結果、これら触媒の＋１１ｊ成成分でル、る
−（モリブデン、タングステン酸トたはバナジウノ、の
ｒニジ化物）：ｔ、酸化物中の酸！移ＩＩｒＪ１速度が
極めて大、ｖ℃・、−と４・４−４出し、この酸素移動
を応用することにより本発明を完成するに到つ／、：も
のであイ）。
１１（ねた結果、これら触媒の＋１１ｊ成成分でル、る
−（モリブデン、タングステン酸トたはバナジウノ、の
ｒニジ化物）：ｔ、酸化物中の酸！移ＩＩｒＪ１速度が
極めて大、ｖ℃・、−と４・４−４出し、この酸素移動
を応用することにより本発明を完成するに到つ／、：も
のであイ）。
本発明は、典型的には白金）Ｉ）、金属（Ｐｌ、 Ｉ
）ｒＬＲ／ＬまたはＲｔＬ）を０．（１１ないし２０１
１ｒ ［３φ含有するモリブデン（ＭＯ）、タングステ
ン（Ｗ）＋たけバナジウム（Ｖ）の酸化物からなイ）板
状／（いしは管状触媒を隔壁として還元室と水素と？′
、牛室を形成し、該隔壁の一方の面にＣＯまだに１１．
ν化水乞を含有するガスを接触させ、他方の而に水、（
６気を１多触さけることに、しり、３００ ℃〜８（
１０℃Ｋ １．りいて；１１［続的に水素を製造するよ
うにしたく、のであ））。
）ｒＬＲ／ＬまたはＲｔＬ）を０．（１１ないし２０１
１ｒ ［３φ含有するモリブデン（ＭＯ）、タングステ
ン（Ｗ）＋たけバナジウム（Ｖ）の酸化物からなイ）板
状／（いしは管状触媒を隔壁として還元室と水素と？′
、牛室を形成し、該隔壁の一方の面にＣＯまだに１１．
ν化水乞を含有するガスを接触させ、他方の而に水、（
６気を１多触さけることに、しり、３００ ℃〜８（
１０℃Ｋ １．りいて；１１［続的に水素を製造するよ
うにしたく、のであ））。
以下、本発明を図面によりさらに詳細ｆ１１９明する。
第１図は、本発明の原１１１ｊ的な構成を示す水素製造
装置の断面図である。図において、この反応器は、板状
触媒ＩＫより還元室２と水素発生室３の二重に仕切られ
、該還元室２にはＣＯ含有ガスの導入ライン４および生
成した二酸化炭素の排出ライン５が設けられ、また水素
発生室３には原料である水蒸気の導入ライ／６および生
成した水素の１１１水ライン７が設けられている。ＣＯ
含有ガスは、ライン４から還元室２に導入され触媒を還
元し、その後ライン５から排出される。一方、水蒸気が
ライン６から水素発生室３に導入されて触媒と反応して
水素を発生し、ライン７から取出される。
装置の断面図である。図において、この反応器は、板状
触媒ＩＫより還元室２と水素発生室３の二重に仕切られ
、該還元室２にはＣＯ含有ガスの導入ライン４および生
成した二酸化炭素の排出ライン５が設けられ、また水素
発生室３には原料である水蒸気の導入ライ／６および生
成した水素の１１１水ライン７が設けられている。ＣＯ
含有ガスは、ライン４から還元室２に導入され触媒を還
元し、その後ライン５から排出される。一方、水蒸気が
ライン６から水素発生室３に導入されて触媒と反応して
水素を発生し、ライン７から取出される。
」−記各室の反応過程は次のとおりである。すな）っち
、先ず還元室２においてガス中のＣＯは、触媒」二のロ
ジウムの作用によって活性化され、触媒１の成分である
タングステン酸化物（ｗｏｘ）を次式の反応により還元
し、自らは二酸化炭素（ＣＯ２）に変化する。
、先ず還元室２においてガス中のＣＯは、触媒」二のロ
ジウムの作用によって活性化され、触媒１の成分である
タングステン酸化物（ｗｏｘ）を次式の反応により還元
し、自らは二酸化炭素（ＣＯ２）に変化する。
シＶｏア→−ｄｘｃｏ→”■０ｘ−ｃｏｘ ＋ｄｘｃＯ
２（１）ここでＯ（、ｒ＜：３、ｄｘは微少モルを示す
。
２（１）ここでＯ（、ｒ＜：３、ｄｘは微少モルを示す
。
これにより還元室２側の触媒表面には、ＣＯにより還元
されたＷＯｘ−ｄｘなる化合物に富むｊ臂元層が形成さ
れるが、タングステン化合物は、固体内の酸素移動が容
易であるため、水素発生室３１１１１の触媒面から酸素
が移動し、その友面上にｗＯアーｄ工なる化合物が生成
される。このように水素発生室３側の触媒面に形成され
たＷ）ｘ−ｄｘは、次式に示すように、水蒸気と反応し
、水素を生成する。。
されたＷＯｘ−ｄｘなる化合物に富むｊ臂元層が形成さ
れるが、タングステン化合物は、固体内の酸素移動が容
易であるため、水素発生室３１１１１の触媒面から酸素
が移動し、その友面上にｗＯアーｄ工なる化合物が生成
される。このように水素発生室３側の触媒面に形成され
たＷ）ｘ−ｄｘは、次式に示すように、水蒸気と反応し
、水素を生成する。。
ＶＪＯｘ −ｄｘ ＋ｄｘｆｈｏ →ＷＯｘ＋ ｄｘＨ
’ （２）上述のように、本発明は触媒成分に酸素
移動の容易な酸化物に白金族金属を」ＩＪ持した触媒を
ＣＯ含有ガスと水蒸気との隔壁に用い、（＋）式と（２
）式の反応を触媒の別々の面で行なうことにより、その
一方の面から連続的に水素を製造することができる。
’ （２）上述のように、本発明は触媒成分に酸素
移動の容易な酸化物に白金族金属を」ＩＪ持した触媒を
ＣＯ含有ガスと水蒸気との隔壁に用い、（＋）式と（２
）式の反応を触媒の別々の面で行なうことにより、その
一方の面から連続的に水素を製造することができる。
本発明において、隔壁１を構成する触媒としては、Ｐｉ
、 Ｐｄ、１ｔんおよびＲ１／）うちから選ばれた一種
以上の白金属元素を０．０１以上５Ｉｖｔ％以下含有す
るＭゎＷまたはＶの酸化物が好適である。これら触媒成
分の原料として、前者は水素還元により前記金属を生成
するものであれば何でもよく、イク１１えば１話化白金
酸（ＨｉＰｔＣ／６・６１ｂＯ） 、塩化パラジウム（
Ｆ’ｄＣ１ｔ ）、硝酸ロジウム（ＲＡ（ＮＯ３）３）
または塩化ルテニウム（Ｒ＋ｂＣｌｓ ）などが、また
後者の金属酸化物としては、酸化モリブデン（ＭｏＣ）
ｓ、Ｍｏｏｔなど）、酸化タングステン（ＷＯ３、ＷＯ
２など）または酸化バナジウム（Ｖ２０ｇ、ＶＯ２など
）などを使用することができる。この触媒の形状は前述
のよ５に、Ｃ０含有ガスと水蒸気とを隔てるものであれ
ば、板状、波板状、管状などどのような形状であっても
よいｈ″−１酸素移動を容易にするため、厚味は数龍以
下にすることが望ましい、また触媒の成形を容易にし、
強度をもたせるためＫ、触媒の支持体を使用したり、他
の酸化物を添加したりすることができろ。
、 Ｐｄ、１ｔんおよびＲ１／）うちから選ばれた一種
以上の白金属元素を０．０１以上５Ｉｖｔ％以下含有す
るＭゎＷまたはＶの酸化物が好適である。これら触媒成
分の原料として、前者は水素還元により前記金属を生成
するものであれば何でもよく、イク１１えば１話化白金
酸（ＨｉＰｔＣ／６・６１ｂＯ） 、塩化パラジウム（
Ｆ’ｄＣ１ｔ ）、硝酸ロジウム（ＲＡ（ＮＯ３）３）
または塩化ルテニウム（Ｒ＋ｂＣｌｓ ）などが、また
後者の金属酸化物としては、酸化モリブデン（ＭｏＣ）
ｓ、Ｍｏｏｔなど）、酸化タングステン（ＷＯ３、ＷＯ
２など）または酸化バナジウム（Ｖ２０ｇ、ＶＯ２など
）などを使用することができる。この触媒の形状は前述
のよ５に、Ｃ０含有ガスと水蒸気とを隔てるものであれ
ば、板状、波板状、管状などどのような形状であっても
よいｈ″−１酸素移動を容易にするため、厚味は数龍以
下にすることが望ましい、また触媒の成形を容易にし、
強度をもたせるためＫ、触媒の支持体を使用したり、他
の酸化物を添加したりすることができろ。
以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。
実施例１
三酸化タングステン５０ｇに、硝酸ロジウム（ＲＡ（Ｎ
Ｏ３） り水溶液（以濃度”、１０ｊ！／ｌ）２００ｍ
ｌを加え、水浴−１１で蒸発乾固したものを、４５０℃
で１時間ニジ、ラス板（板厚０．３ ｍｍ、ラス「１２
ｍｍ、Ｉ”ｔＶ Ｓ Ｌ、Ｉ ５４３０）にＳ Ｕ
Ｓ ４３０金机を溶射したＡ（板に塗布した。これを乾
燥後４５０℃で２時間焼成しｌ、−稜、４５０ ’Ｃに
おいて水素で３０分間ＩＩλ）ｆ；シ、根状の触媒Ａを
得た。
Ｏ３） り水溶液（以濃度”、１０ｊ！／ｌ）２００ｍ
ｌを加え、水浴−１１で蒸発乾固したものを、４５０℃
で１時間ニジ、ラス板（板厚０．３ ｍｍ、ラス「１２
ｍｍ、Ｉ”ｔＶ Ｓ Ｌ、Ｉ ５４３０）にＳ Ｕ
Ｓ ４３０金机を溶射したＡ（板に塗布した。これを乾
燥後４５０℃で２時間焼成しｌ、−稜、４５０ ’Ｃに
おいて水素で３０分間ＩＩλ）ｆ；シ、根状の触媒Ａを
得た。
実施例２〜４
硝酸ロジウムに侍女で、塩化白金酸（１１２ＰｔＣメロ
・６Ｈ２０）塩化パラジウム（ＰｄＣ／ｈ）’ｔ−ｉよ
び１１Ａ化ルデニニウム（Ｒ＋ｚ、ｃｌｘ）を用い、実
Ｍ１例１と同様のノ１法１７（より触媒Ｂ、Ｃｔ、；よ
び１）をイ；また。。
・６Ｈ２０）塩化パラジウム（ＰｄＣ／ｈ）’ｔ−ｉよ
び１１Ａ化ルデニニウム（Ｒ＋ｚ、ｃｌｘ）を用い、実
Ｍ１例１と同様のノ１法１７（より触媒Ｂ、Ｃｔ、；よ
び１）をイ；また。。
実施例５〜６゛
三酸化タングステンに代えて、五酸化モリブデン（Ｍｏ
５ｓ）または五酸化バナジウム（Ｖ２０５ ）を用い、
実施例１と同様の方法で触ｇＩＪ： ＩＩ： ６ｘｓよ
びドを得た。
５ｓ）または五酸化バナジウム（Ｖ２０５ ）を用い、
実施例１と同様の方法で触ｇＩＪ： ＩＩ： ６ｘｓよ
びドを得た。
実施例７〜９
実施例１における硝酸ロジウム溶液潟１０−な１０９／
ｌから、ｏ、１ｇ／ｌ、 １ ｊＪ／ｌ、および５０．
９／ｌＫ代えて触媒Ｇ、）（およびＩを得た。
ｌから、ｏ、１ｇ／ｌ、 １ ｊＪ／ｌ、および５０．
９／ｌＫ代えて触媒Ｇ、）（およびＩを得た。
実施例１〜９に示した触媒Ａ−Ｉを、１１００ｍ１Ｘ１
（１０＋＋＋の大きさに切断し、第１図に示すような流
路を有する反応管中に充てんした。ｃｏを２ｏυｏｌチ
含有するガスを還元室２に５ Ｑ ｍｌ ／ ｍｉｎで
送入し、ｆだ水素発生室３には水蒸気を３０ｍ１／ｍｉ
ｘを送入し？、−ｏ反応器全体を３（）０℃、４５０℃
および６５０℃に加熱し、その用台の水素発生速度を調
べた。第１Ｋにその結果を中とめて示す。
（１０＋＋＋の大きさに切断し、第１図に示すような流
路を有する反応管中に充てんした。ｃｏを２ｏυｏｌチ
含有するガスを還元室２に５ Ｑ ｍｌ ／ ｍｉｎで
送入し、ｆだ水素発生室３には水蒸気を３０ｍ１／ｍｉ
ｘを送入し？、−ｏ反応器全体を３（）０℃、４５０℃
および６５０℃に加熱し、その用台の水素発生速度を調
べた。第１Ｋにその結果を中とめて示す。
第 １ 表
第１・Ｍから明らかなよう圧、上記実施例によれば、３
００°゛０〜４５０℃の低温において連続的に効率、１
−＜水素を取り出すことができる。
００°゛０〜４５０℃の低温において連続的に効率、１
−＜水素を取り出すことができる。
（９）
以上、本発明に、Ｌれば、従来のスチーム−アイアン法
の１１ｈ合のような原ｆ（ガスの切り１１り（え、およ
び触媒の移動手段な弗すイ）ことなく、前便な１υ１り
でＣＯまたは炭化水素と水蒸気とから低温にｔ・テいて
水素を効率よく製造する。−とがでとる。
の１１ｈ合のような原ｆ（ガスの切り１１り（え、およ
び触媒の移動手段な弗すイ）ことなく、前便な１υ１り
でＣＯまたは炭化水素と水蒸気とから低温にｔ・テいて
水素を効率よく製造する。−とがでとる。
第１図は、本発明のＩＱ狸的構成４・小す／ｋ Ｊ製造
装置の断面図である。 ■・・・板状触ｈｌｉ！：、２・・・鑵兄室、３・・・
ｌｋ沢発牛室、４・・・ＣＯ含有ガス、５・・・Ｃ０２
刊出ライン、６・・・ＣＯ□水蒸気導入ライン、７・・
・水ＰｉＪ目１１ライン。 代即人 弁即士 川 １１１ｕ’ｊ−長（１０）
装置の断面図である。 ■・・・板状触ｈｌｉ！：、２・・・鑵兄室、３・・・
ｌｋ沢発牛室、４・・・ＣＯ含有ガス、５・・・Ｃ０２
刊出ライン、６・・・ＣＯ□水蒸気導入ライン、７・・
・水ＰｉＪ目１１ライン。 代即人 弁即士 川 １１１ｕ’ｊ−長（１０）
Claims (2)
- （１）−酸化炭素または炭化水素含有ガスの導入口おＪ
−び生成二酸化炭素の排出口を備えた還元室と、水蒸気
の導入１］および生成水素の排出口を備えた水素発生室
と、前記還元室と水素発生室の間を仕切る金に４酸化物
触媒を含む隔壁とを有することを特徴とする水４る製造
装置。 - （２） Ｉｔ♀許；ｉＩ’ｆ求の範囲第１項記載の方法
において、前記金属酸化物触媒は、白金、パラジウム、
ロジウムおよびルテニウムから選ばれた一種以上の元素
１、ｙ ０．０１以」−５重！ｉｔ′％以下含有するモ
リブデン、タングステン市たはバナジウムの酸化物から
なることを特徴とする水素製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56129367A JPS5832001A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 水素製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56129367A JPS5832001A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 水素製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5832001A true JPS5832001A (ja) | 1983-02-24 |
| JPH0218282B2 JPH0218282B2 (ja) | 1990-04-25 |
Family
ID=15007826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56129367A Granted JPS5832001A (ja) | 1981-08-20 | 1981-08-20 | 水素製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5832001A (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
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| WO2001047802A1 (fr) * | 1999-12-28 | 2001-07-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Dispositif de formation d'hydrogene |
| JP2002028490A (ja) * | 2000-07-13 | 2002-01-29 | Furuya Kinzoku:Kk | 水蒸気改質触媒及びその製造方法 |
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| US8454099B2 (en) | 2007-10-19 | 2013-06-04 | Topy Kogyo Kabushiki Kaisha | Wheel for vehicle |
| US8596726B2 (en) | 2010-06-30 | 2013-12-03 | Topy Kogyo Kabushiki Kaisha | Wheel for vehicle |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4829471B2 (ja) * | 2003-05-09 | 2011-12-07 | 大塚 潔 | 水素製造方法 |
-
1981
- 1981-08-20 JP JP56129367A patent/JPS5832001A/ja active Granted
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
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