JPS6054328A - Manufacture of methane-rich gas - Google Patents

Manufacture of methane-rich gas

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Publication number
JPS6054328A
JPS6054328A JP59164180A JP16418084A JPS6054328A JP S6054328 A JPS6054328 A JP S6054328A JP 59164180 A JP59164180 A JP 59164180A JP 16418084 A JP16418084 A JP 16418084A JP S6054328 A JPS6054328 A JP S6054328A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
catalyst
nickel
carrier
gas
methanol
Prior art date
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Pending
Application number
JP59164180A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
エウゲネ・ヘラルド・マリー・クエイペルス
ヨホン・ウイルヘルム・ヘウス
ピエテル・クラース・デ・ボクス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEE EE HEE HAJI INST NV
Original Assignee
BEE EE HEE HAJI INST NV
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Filing date
Publication date
Application filed by BEE EE HEE HAJI INST NV filed Critical BEE EE HEE HAJI INST NV
Publication of JPS6054328A publication Critical patent/JPS6054328A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野1 本発明は、炭化水素類と水蒸気(steam)とからな
る混合物、炭化水素類と水蒸気とメタノールとからなる
混合物、メタノールと水蒸気とからなる混合物またはメ
タノールを熱に安定な酸化物キャリヤ上のニッケル触媒
を用いて転化してメタンに富むガスを製造する方法、該
方法に有用な再生ニッケル触媒おにびその製造法に関す
る。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application 1] The present invention is directed to a mixture of hydrocarbons and steam, a mixture of hydrocarbons, steam, and methanol, and a mixture of methanol and steam. The present invention also relates to a process for converting methanol to a methane-rich gas using a nickel catalyst on a thermally stable oxide carrier, a regenerated nickel catalyst useful in the process, and a process for making the same.

[従来の技術] この秤のメタンに富むガスの製造法は、ブリティッシュ
・ガス・]−ポレーション(BritishGas C
6ri)およびその前身であるガス・カラ−8− ンシル(Gas Council) 、ノース−ウェス
タン・ガス・ボード(North−14estern 
Gas Board)が、ついでハインリツヒ・コツバ
ーズ・ゲゼルシャフト・ミツト・ベシュレンクテル・八
ツランク(lleinrichにoppers Gn+
b旧、ルルギ・メタルゲゼルシャフト・アクチェン・ゲ
ゼルシャフト(LURGI Hetallaesell
schaft AG)および日本ガソリン観により開発
された。それらの方法に用いられる触媒はアイシーアイ
・リミテッド(ICILtd、 ) 、バズーフ(BA
SF)およびニツキ・ケミカル・カンパニー(Nikk
i Chemical Company)ニより種々開
発されている。
[Prior Art] The method for producing methane-rich gas in this scale is the British Gas C
6ri) and its predecessors, the Gas Council and the North-Western Gas Board.
Gas Board), then Heinrich Kottbers Gesellschaft Mituto Beschlenchtel Hatsurank (lleinrich oppers Gn+
b Old, LURGI Hetallaesell Shaft Akchen Gesell Shaft (LURGI Hetallaesell)
schaft AG) and Japan Gasoline Kan. The catalysts used in these methods are manufactured by ICIL Ltd.
SF) and Nikki Chemical Company (Nikk
Various products have been developed by i Chemical Company.

これらの方法の多くはDE−8−1545463号、1
1 S −A−4182926号、Its−A−414
0493号、0B−A−1437957号、11S−A
−342064−2号、ロE−B−1227603号、
GB−A−1265481号、GB−A−144327
7号の各明細書に記載されており、それらはすべてつき
の2点において共通している。
Many of these methods are described in DE-8-1545463, 1
1 S-A-4182926, Its-A-414
No. 0493, No. 0B-A-1437957, 11S-A
-342064-2, RoE-B-1227603,
GB-A-1265481, GB-A-144327
It is described in each specification of No. 7, and all of them have two points in common.

(1)炭化水素類混合物を350〜550℃の温度でお
よそ0,5〜2.5HPaの圧力下に、水蒸気により大
部分がメタンで水素および二酸化炭素および少量の一酸
化炭素を含有するガス混合物に転化する。
(1) A mixture of hydrocarbons is heated to a temperature of 350 to 550°C and under a pressure of approximately 0.5 to 2.5 HPa using water vapor to form a gas mixture containing mostly methane, hydrogen and carbon dioxide, and a small amount of carbon monoxide. converts into

(2)用いる触媒は、殆んどのものが活性成分としてニ
ッケルをMWとするものである。
(2) Most of the catalysts used have nickel as an active component in MW.

この種の方法を経済的なしのにするために、炭化水素の
供給に加えて水蒸気の供給を、カーボン付着領域の外側
にNi1閉させるために最小限要求されるレベルに維持
することが注目されている。さらに、炭化水素原料(f
eedstock)組成に大きな融通性をもたすことも
望1+れている。
In order to make this type of process economical, it has been noted that the water vapor supply, in addition to the hydrocarbon supply, is maintained at the minimum required level to cause Ni1 closure outside the carbon deposition area. ing. Furthermore, the hydrocarbon feedstock (f
It is also desirable to have greater flexibility in composition (eedstock).

しかしながら、よく知られているように、原料組成の変
動おJ:び[熱力学的に近似した」水蒸気と炭化水素と
の比は、触媒の失活、カーボンの[、おにびその結束と
して生ずる反応器に亘る炭化水素の不完全な転化を伴な
う圧力降下の増大により、種々の問題を生ぜしめている
However, as is well known, variations in feed composition and the [thermodynamically approximated] water vapor to hydrocarbon ratio can occur as a result of catalyst deactivation, carbon [, and its binding]. Increased pressure drop with incomplete conversion of hydrocarbons across the reactor creates various problems.

転化反応をカーボンの付着の熱力学的な限界に向けて進
めるばあい、その反応は触媒の性質によって大きな影響
を受(−する。
When pushing the conversion reaction toward the thermodynamic limits of carbon deposition, the reaction is greatly influenced by the nature of the catalyst.

したがって、よりよい触媒を見出すことに多きな努力が
払われている。また、触媒の性質を改良することにより
、あるいは操作を改善することにより、全体のパフォー
マンスが改善されうる。その点について、多くの文献に
おいて数段の工程からなる反応が説明されている。かか
る工程のうちもっとも重要な工程は、ニッケル触媒表面
で炭化水素類を分解し、ガス相に水素を放出し、炭素に
富む中間体を触媒表面に残ず第1工程(この工程は吸熱
反応である)と、炭素に富む中間体を水蒸気と反応させ
てメタンを生成さぼる第2工程(この工程は発熱反応で
ある)である。第1工程の反応は、触媒床の入口部分に
おいて触媒上に炭素質物質を生ぜしめる。
Therefore, much effort is being put into finding better catalysts. Overall performance can also be improved by improving catalyst properties or by improving handling. In this regard, many documents describe reactions consisting of several steps. The most important of these steps is to decompose hydrocarbons on the nickel catalyst surface, release hydrogen into the gas phase, and leave no carbon-rich intermediates on the catalyst surface in the first step (this step is an endothermic reaction). a second step in which the carbon-rich intermediate is reacted with water vapor to produce methane (this step is an exothermic reaction). The first step reaction produces carbonaceous material on the catalyst in the inlet section of the catalyst bed.

その結果触媒床のその部分において温度降下が生じ、触
媒の失活を進める。水蒸気の添加量を増やし、入口温度
を高めることにより、水蒸気と炭素質の付着物との反応
を促進し゛C触媒の失活を遅らせることができる。しか
し、明らかにその操作は生産効率を低下させる。ざらに
大量−11− のガス通気のため、反応器容積をある程度の空間速□□
□を維持するために大きくしなければならない。したが
って、触媒の研究における努力は、水蒸気と炭素質の付
着物との間の反応を高める方向に向けられている。
This results in a temperature drop in that portion of the catalyst bed, furthering the deactivation of the catalyst. By increasing the amount of water vapor added and raising the inlet temperature, the reaction between the water vapor and the carbonaceous deposits can be promoted and the deactivation of the carbon catalyst can be delayed. However, clearly the operation reduces production efficiency. In order to vent a large amount of gas, the reactor volume is adjusted to a certain space velocity.
Must be increased to maintain □. Therefore, efforts in catalyst research are directed toward enhancing the reaction between water vapor and carbonaceous deposits.

多数のニッケル触媒が用いられており、その例+!ニジ
TハタトエハO[−B−11H427@オclll[−
B−1227603月の各町amに記載されているもの
があげられる。
Many nickel catalysts are used, examples +! Niji T Hatatoeha O[-B-11H427@Oclll[-
B-1227603 Listed in each town am.

ベルギー特許第634920月明細書に、水蒸気による
炭化水素類の改良に好適な触媒が記載されており、該触
媒はアルミナなどの耐熱性の支持体上に固定された白金
グループの金属と共に、ニッケルまたはコバル1−を金
属の形でまたは還元されて金属となる化合物の形で含ん
でいる。
Belgian Patent No. 634920 describes a catalyst suitable for the modification of hydrocarbons by means of steam, which comprises a metal of the platinum group fixed on a heat-resistant support such as alumina, together with nickel or It contains Kobal 1- in the form of a metal or in the form of a compound that becomes a metal when reduced.

これらの触媒は、触媒上にカーボンが付着することを妨
げるために少量のアルカリ金属またはアルカリ土類金属
を含んでいる。さらに前記ベルギー特許明細内には、最
高350℃の沸点を有する炭化水素類の水蒸気による改
質を600〜− 12 − 1000℃で行なうと、合成ガスまたは低メタン含有量
のガスがえられ、一方前記改質を450〜700℃で行
なうとメタンに富むガスかえられることが開示されてい
る。
These catalysts contain small amounts of alkali metals or alkaline earth metals to prevent carbon from depositing on the catalyst. Furthermore, the Belgian patent specifies that the steam reforming of hydrocarbons with a boiling point of up to 350° C. at temperatures from 600 to −12 to 1000° C. results in synthesis gas or gas with a low methane content; It is disclosed that when the reforming is carried out at 450 to 700°C, methane-rich gas can be converted.

FR−8−1394202号明細書によれば、ロE−8
−1180481号明細書に記載されている方法にお【
プる触媒の寿命は、水蒸気を含む熱い反応生成ガスを触
媒床中に再循環し、触媒床に供給される炭化水素蒸気お
よび水蒸気と混合することにより、大幅に伸ばすことか
できる。
According to specification FR-8-1394202, RoE-8
-1180481 specification [
The lifetime of the catalyst can be significantly extended by recycling the hot reaction product gas containing water vapor into the catalyst bed and mixing it with the hydrocarbon vapor and water vapor fed to the catalyst bed.

11s−A−4140993号明細書には、リン酸カル
シウム支持体を有しかつバリウムおよびウラニウムを促
進剤として含むニッケル触媒が記載されている。カナダ
特許第848888号明細書によれば、ニッケル触媒に
アルカリ金属を加えることにより、より重質の炭化水素
原料に使用できる触媒とすることができることが記載さ
れている。
11s-A-4140993 describes a nickel catalyst with a calcium phosphate support and containing barium and uranium as promoters. Canadian Patent No. 848,888 describes that by adding an alkali metal to a nickel catalyst, the catalyst can be used for heavier hydrocarbon feedstocks.

この分野における最近の発展はUS−A−421612
3号明細書に記載されている。ここでは、前記問題点を
反応器内の触媒床に沿う置換の機能として吸熱反応おj
−び光熱反応の発生に影響を与λることにより解決1ノ
でいる。開示されている触媒は、アルミナを用いかつ周
期表第■族の金属および任意に小品の特定の70¥分布
を有するアルカリ金属またはアルカリ土類金属よりなる
ものである。この特定の孔径分布は、吸熱反応と発熱反
応どの間に良好なバランスを与えるように、連続した反
応を分()る。この方法はすぐれた方法ではあるが、い
くつかの欠点も右している。もっとも重大なlllI題
点は、イ゛の転化反応機構のために、炭化水素類が孔中
に拡散し、触媒の活性を比較的低めるので、全体の転化
反応が制限されることである。イの点を解8!1するた
めには触WMを多くすることしかなく、そのことは当然
反応器の大きさを大きくする必要を生ぜしめ、結束どし
で経済性が低下する。
Recent developments in this field include US-A-421612
It is described in the specification of No. 3. Here, we address the above problem by considering an endothermic reaction as a function of displacement along the catalyst bed in the reactor.
The first solution is to influence the occurrence of photothermal reactions and photothermal reactions. The disclosed catalyst uses alumina and consists of a metal of Group I of the Periodic Table and optionally an alkali metal or alkaline earth metal with a specific 70° distribution of fractions. This particular pore size distribution separates successive reactions, giving a good balance between endothermic and exothermic reactions. Although this method is an excellent method, it also has some drawbacks. The most serious problem is that due to the conversion reaction mechanism of I, the overall conversion reaction is limited because the hydrocarbons diffuse into the pores and make the activity of the catalyst relatively low. In order to solve the problem (8!1), the only way is to increase the number of WM, which of course creates a need to increase the size of the reactor, and the economical efficiency decreases due to bundling.

本発明の1的は主としてつきの4点にある。The main points of the present invention are the following four points.

(1)炭化水素−水蒸気混合物をカーボンが付着する臨
界条f;近くでメタンに冨むガスに実質的に失活するこ
となく転化しうる触媒を見出すこと。
(1) To find a catalyst that can convert a hydrocarbon-steam mixture into a methane-rich gas near the critical zone f where carbon is deposited without being substantially deactivated.

(2)多様な組成の炭化水素原料を転化しうる触媒を見
出すこと。
(2) To find a catalyst that can convert hydrocarbon feedstocks of various compositions.

(3)反応の推進にあたり、比較的低温ですでに活性で
ある触媒を見出すこと。
(3) To find a catalyst that is already active at relatively low temperatures to promote the reaction.

(4)再活性化できかつ当初の活性を失なったのち再活
性化された形で使用されうる触媒を見出すこと。
(4) To find a catalyst that can be reactivated and used in the reactivated form after losing its initial activity.

さらに、触媒床にわたる大きな214差が許容される触
媒を見出すことも有利となる。
Additionally, it would be advantageous to find a catalyst that tolerates large 214 differences across the catalyst bed.

従来法においては、触媒の使用条件から触媒床における
温度差は殆んどのばあい80℃以下に限定されている。
In conventional methods, the temperature difference in the catalyst bed is limited to 80° C. or less in most cases due to the usage conditions of the catalyst.

その温度差を維持1−るために従来は過剰の水蒸気を加
えていたが、そのことは前記と同様の問題を惹起してい
る。
Conventionally, excessive water vapor was added to maintain this temperature difference, but this caused the same problems as mentioned above.

メタノールのメタンに富むガスへの転化は、はぼつきの
反応式に従って進行する。
The conversion of methanol to methane-rich gas proceeds according to the Habotsuki reaction equation.

4CH3叶→3CIIa + 21120+CO2した
がって理論的には、メタノールの触媒転化反応には水蒸
気を加える必要はない。Its−A−282926号明
細書に、モリブデン酸コバルト触−15− 媒を用いるメタノール転化を200〜455℃で行なう
ことが2載されている。ニッケル含有触媒を用いるメタ
ノール転化は、DE−A−2341288月明細書に記
載されている。カーボンの付着を減少せしめるために、
メタンを再循環させることおよび供給ガスに水蒸気を加
えることが提案されている。これらの方法は、反応に供
覆るガス混合物の組成をカーボンの付着を生ずる範囲外
にすることにより、触媒の失活を減少さ゛けうる。
4CH3 → 3CIIa + 21120 + CO2 Therefore, theoretically, there is no need to add water vapor to the catalytic conversion reaction of methanol. Its-A-282926 describes two methods of carrying out methanol conversion at 200 DEG -455 DEG C. using cobalt molybdate catalysts. Methanol conversion using nickel-containing catalysts is described in DE-A-2341288. To reduce carbon adhesion,
It has been proposed to recirculate the methane and to add water vapor to the feed gas. These methods can reduce catalyst deactivation by keeping the composition of the gas mixture supplied to the reaction outside the range that would result in carbon deposition.

しか1ノながら明らかに、これらの方法は全体の生産効
率、とくに熱効率をわるくしている。
However, it is clear that these methods degrade the overall production efficiency, especially the thermal efficiency.

E問題点を解決するための手段」 本発明は、炭化水素類と水蒸気とからなる混合物、炭化
水素と水蒸気とメタノールとからなる混合物、メタノー
ルど水蒸気とからなる混合物またはメタノールを熱に安
定な酸化物キャリヤ上のニラクル触媒を用いて転化して
メタンに富むガスを¥J造する方法であって、核熱に安
定な酸化物キャリヤに金属+1ニツクル粒子が化学的に
結合されていることを特徴とするメタンに−16− 富むガスの製造法に関する。
Means for Solving Problem E" The present invention provides thermally stable oxidation of mixtures of hydrocarbons and steam, mixtures of hydrocarbons, steam, and methanol, mixtures of methanol and steam, or methanol. A method for producing methane-rich gas by conversion using a Nirakur catalyst on a metal carrier, characterized in that metal + one Nickle particles are chemically bonded to a nuclear thermally stable oxide carrier. The present invention relates to a method for producing a gas enriched in methane.

[作用および実施例] 本発明に用いられる熱に安定な酸化物キャリヤとしては
、種々の分野のおいて触媒のキャリヤとして用いられて
いる化合物が用いられうる。
[Function and Examples] As the thermally stable oxide carrier used in the present invention, compounds used as catalyst carriers in various fields can be used.

そのようなキャリヤは、大きな比表面積を有するもので
あり、たとえばアルミナ、シリカ、マグネシア、シリカ
−アルミナ、シリカ−マグネシア、ジルコニア、シリカ
−ジルコニア、チタニア、シリカ−ジルコニア−チタニ
ア、結晶性または非結晶性のアルミノシリケート分子ふ
るい、リン酸金属塩などがあげられ、とくにジルコニア
、HQO、A120aおよび5in2、とりわけA12
 03および5102が好ましい。
Such carriers are those with a large specific surface area, such as alumina, silica, magnesia, silica-alumina, silica-magnesia, zirconia, silica-zirconia, titania, silica-zirconia-titania, crystalline or amorphous. aluminosilicate molecular sieves, metal phosphates, etc., especially zirconia, HQO, A120a and 5in2, especially A12
03 and 5102 are preferred.

本明細書において[基礎元素(tease eleme
nt)Jとは、その酸化物がキャリヤとして使用される
元素であり、たとえばアルミニウム、ケイ素、マグネシ
ウムなどがあげられる。
In this specification, [basic elements (tease element)]
nt) J is an element whose oxide is used as a carrier, such as aluminum, silicon, and magnesium.

シリカをキャリヤとして用いるばあい、たとえばアエロ
ジルなどの市販品を用いればよく、また他の酸化物にも
市販品を用いることができる。
When using silica as a carrier, commercially available products such as Aerosil may be used, and commercially available products such as Aerosil may also be used for other oxides.

本発明の好ましい実施態様においては、金属性ニッケル
粒子と酸化物キレリヤとの化学的な結合は、酸化物キレ
リヤとは異なる界面層(interracial 1a
yer)によって与えられる。そのような界面層は、ニ
ッケルおよび1個または2個以上のキレリ)7の基礎元
素の少なくとも1つと含酸素化合物どから構成されてい
る。
In a preferred embodiment of the present invention, the chemical bond between the metallic nickel particles and the oxide chelary is formed in an interface layer different from the oxide chelary.
yer). Such an interfacial layer is composed of nickel, at least one of one or more of the following basic elements, and an oxygen-containing compound.

一般に界面層は、 (1)ニッケルイオンを含む化合物、または(1)キャ
リヤの基礎元素の非化学量論的な酸化物で安定なもの、
または (至)ニッケルどキャリA7の基礎元素を含む化合物よ
りなる。
In general, the interfacial layer is composed of (1) a compound containing nickel ions, or (1) a stable non-stoichiometric oxide of the basic element of the carrier;
or (to) a compound containing the basic element of nickel carrier A7.

キャリヤが化学量論的な酸化物のみを形成する基礎元素
の酸化物であるばあい、界面層はニッケルイオンを含む
。一方、キレリヤが安定で非化学量論的な酸化物を形成
しうる基礎元素の酸化物であるばあい、界面層はその基
礎元素の非化学量論的な酸化物を含み、またニッケルイ
オンを含んでいてもよい。
If the carrier is an oxide of a basic element that forms only stoichiometric oxides, the interfacial layer contains nickel ions. On the other hand, if Kirelya is an oxide of a basic element that can form a stable non-stoichiometric oxide, the interfacial layer contains a non-stoichiometric oxide of the basic element and also contains nickel ions. May contain.

化学量論的な酸化物のみを形成する基礎元素としては、
ケイ素、アルミニウムおよびマグネシウムよりなる群か
ら選ばれた少なくとも1種の元素が好ましい。界面層は
非常に薄く、通常0.2〜10nm、好ましくは0.5
〜5nllIの厚さである。実際、この界面層の厚さは
数個の原子の厚さである。本質的に重要なことは、本質
的に全部の金属性ニッケル粒子がキャリヤに化学的に結
合していることである。活性な触媒である金属性ニッケ
ル粒子は連続層を形成せず、キャリヤに化学的に結合し
た個々の独立した粒子として存在する。
Basic elements that form only stoichiometric oxides include:
At least one element selected from the group consisting of silicon, aluminum and magnesium is preferred. The interfacial layer is very thin, typically 0.2-10 nm, preferably 0.5 nm.
~5nllI thick. In fact, the thickness of this interfacial layer is several atoms thick. What is essential is that essentially all the metallic nickel particles are chemically bonded to the carrier. The active catalyst metallic nickel particles do not form a continuous layer, but exist as individual, independent particles chemically bonded to the carrier.

キャリヤに化学的に結合されていない金属性ニッケル粒
子を活性な触媒がある量含んでいると、それらの粒子が
カーボンの形成を高めることが観察されている。したが
って本発明においては、キャリヤにたとえば界面層を介
して化学的に結合されていない金属性ニッケル粒子が、
−19− 触媒床1 cm3あたり0.059以下、好ましくは0
.03 (j以下、どくに好ましくはo、oi g以下
しか含まれていないこと望ましい。
It has been observed that when the active catalyst contains certain amounts of metallic nickel particles that are not chemically bonded to the carrier, those particles enhance carbon formation. Therefore, in the present invention, metallic nickel particles that are not chemically bonded to the carrier, for example, via an interfacial layer,
-19- 0.059 or less per cm3 of catalyst bed, preferably 0
.. 03 (J or less, preferably o, oi g or less is included in the doku).

本発明の方法に用いられる触媒におGするニッケル粒子
の粒径分布は、粒子の10容量%未満が2nmよりも小
さく、かつ粒子の10容量%未満が30nlllJ:す
b大きいしのが好ましい。ニッケルは、酸化物キVす1
7.1−になど水酸化物または酸化物の形で析出覆る。
The particle size distribution of the nickel particles used in the catalyst used in the method of the present invention is preferably such that less than 10% by volume of the particles are smaller than 2 nm, and less than 10% by volume of the particles are larger than 30 nm. Nickel is an oxide
7.1- Precipitates in the form of hydroxides or oxides, such as:

しかし、水酸化物または酸化物は本発明にお番)る反応
には触媒的活性を有していないので、還元して金属にし
な【ノればならない。化学的結合を形成するもつども一
般的な方法は、キレリヤに予備的に固定されているニッ
ケルの水酸物または酸化物を部分的に還元づ゛る方法で
ある。その結果、生成したニッケル粒子は残っている酸
化ニッケルと化学的に結合しており、該酸化ニッケルは
キャリヤに結合している。1ノかしながら、酸化ニッケ
ル粒子の還元は一目開始されると急速に進み、すべての
粒子が金属ニッケルにまで還元されてしまう傾向に−2
0− ある。そのため、ニッケルイオンの一部を純粋な酸化物
よりも還元速度が遅い形で供給しなければならない。そ
のことを達成するために、ニッケルイオンと反応させて
それほど還元されやすくはない化合物とするか、部分的
に還元されうるキャリヤを用いるかすればよい。後者の
ばあい、キャリヤ材料は還元されて金属原子、しばしば
ニッケルとの合金を生成する。それらはニッケルとキャ
リヤとの相互作用を強くする。
However, since hydroxides or oxides do not have catalytic activity for the reactions involved in the present invention, they must be reduced to metals. A common method for forming chemical bonds is to partially reduce the nickel hydroxide or oxide that has been preliminarily fixed on the nickel. As a result, the generated nickel particles are chemically bonded to the remaining nickel oxide, and the nickel oxide is bonded to the carrier. However, once the reduction of nickel oxide particles starts, it progresses rapidly, and all particles tend to be reduced to metallic nickel.
0- Yes. Therefore, some of the nickel ions must be supplied in a form whose reduction rate is slower than that of the pure oxide. This can be achieved by reacting with nickel ions to give a less reducible compound, or by using a partially reducible carrier. In the latter case, the carrier material is reduced to form an alloy with metal atoms, often nickel. They strengthen the interaction between nickel and carrier.

ニッケルイオンの少なくとも一部とキャリヤ材料とを反
応させてニッケルの水酸化物または酸化物よりも還元さ
れやすくない化合物を生成する方法は、キャリヤとして
5102を用いることにより達成されうる。たとえばニ
ッケル塩溶液に5in2を懸濁させ、要すれば溶解温喰
に亘って過剰のアルカリ性化合物を加えた懸濁液を用い
るばあい、担持しているキャリヤを濾過および乾燥する
まえに、5in2キヤリヤが反応して幾分ニッケルハイ
ドロシリケートになる。ハイドロシリケートになる5i
n2の部分は、用いるSiO2の反応性と用いるアルカ
リ竹化合物の過剰量ににって変わる。
A method of reacting at least a portion of the nickel ions with a carrier material to produce a compound that is less reducible than the hydroxide or oxide of nickel can be accomplished using 5102 as a carrier. For example, when using a suspension of 5 in2 in a nickel salt solution, optionally with an excess of alkaline compound added over the solution, the 5 in2 carrier is reacts to form some nickel hydrosilicate. 5i becomes hydrosilicate
The portion n2 varies depending on the reactivity of the SiO2 used and the excess amount of alkaline bamboo compound used.

5iOzのハイドロシリケ−1・への反応は、パン・エ
イユク(Van [1jck)、パン・ポールツイユセ
ン(Van VooNhuiJsen)およびフランゼ
ン(Franzen)、[In Rec、 Trav、
 ChiIll、J 、70.793頁(1951)に
記載されているように、5102とニッケルの共沈によ
ってより完全に行なわれる。この方法によれば、水ガラ
ス溶液をニッケル塩溶液と完全に混合Jることにより、
遅かれ早かれニッケルハイドロシリケートを生成する反
応が完了する。一般に、ニッケルハイドロシリケートは
比較的大きく板状の結晶形をとる。
The reaction of 5 iOz to hydrosilicate-1 was described by Van [1jck], Van VooNhuiJsen and Franzen [In Rec, Trav,
This is more completely accomplished by co-precipitation of nickel with 5102, as described in Chill, J., page 70.793 (1951). According to this method, by thoroughly mixing the water glass solution with the nickel salt solution,
Sooner or later the reaction producing nickel hydrosilicate will be completed. Generally, nickel hydrosilicate takes the form of relatively large, plate-like crystals.

共沈物の還元にJ:す、ニッケルイオンを含んでいる5
102にきわめてよく付着するニッケル粒子を生成する
。この方法でえられる触媒が本発明に好適に使用されて
いる。
For the reduction of the coprecipitate, J: contains nickel ions.5
This produces nickel particles that adhere extremely well to 102. The catalyst obtained by this method is preferably used in the present invention.

ニッケル触媒の一般的な製造法の具体例を示すが、これ
らのみに限られるものではない。
Specific examples of common methods for producing nickel catalysts will be shown, but the invention is not limited to these.

(a)ニッケル塩の水溶液およびキVすV形成用の基礎
元素の塩の水溶液を混合し、該混合液のpHを溶解して
いるニッケルイオンおよび該基礎元素のイオンが析出す
るレベルまで上げ、要すれば溶液中の析出物をエージン
グし、さらに要すればえられた固形物を熱水で処理し、
乾燥し、焼成し、還元する方法。
(a) mixing an aqueous solution of a nickel salt and an aqueous solution of a salt of a basic element for forming KiV, raising the pH of the mixture to a level at which dissolved nickel ions and ions of the basic element precipitate; If necessary, the precipitate in the solution is aged, and if necessary, the obtained solid is treated with hot water,
Method of drying, firing and reducing.

(b)ニッケル塩溶液およびその酸化物が前記熱に安定
な酸化物キャリヤである基礎元素の塩の溶 。
(b) a nickel salt solution and a solution of a salt of the basic element, the oxide of which is the thermally stable oxide carrier;

液を水性媒質中でシュウ酸エステルまたはギ酸エステル
の水溶液と混合し、析出物を分離し、乾燥し、焼成し、
還元する方法。
mixing the liquid with an aqueous solution of an oxalate or formate in an aqueous medium, separating the precipitate, drying and calcining;
How to give back.

+C1熱に安定な酸化物のキャリヤの微粉体をニッケル
塩の希釈溶液中の懸濁させ、ニッケル化合物を要すれば
高められた温度で激しく撹拌しつつ該撹拌されている懸
濁液面下に水酸イオンを注入するか、または化学量論的
に要求される量の1〜10%倍量が溶液中に含まれてい
る化合物のそれ自体公知の化学反応により水酸イオンを
形成させることによって析出させ、ついで分離し、乾燥
し、焼成し、担持しているキャリヤを−23− 還元する方法。
A fine powder of a +C1 thermally stable oxide carrier is suspended in a dilute solution of a nickel salt, and the nickel compound is added under the surface of the stirred suspension with vigorous stirring at an elevated temperature if necessary. By implanting hydroxide ions or by forming them by a chemical reaction known per se of a compound contained in the solution in an amount of 1 to 10% of the stoichiometrically required amount. A method of precipitation, followed by separation, drying, calcination, and reduction of the supported carrier.

(小熱に安定な酸化物4VすA7の懸濁液の液面下にニ
ッケル塩溶液を>9人1)、該懸濁液のpl+を4〜7
に維持し、分離し、乾燥し、焼成し、相持しているキャ
リヤを還元する方法。
(Put a nickel salt solution under the liquid surface of a suspension of a small heat-stable oxide 4V A7 > 9 people 1), and set the pl+ of the suspension to 4 to 7.
method of maintaining, separating, drying, calcining, and reducing compatible carriers.

単位体積あたり充分に大きな活性をつるためには、全触
媒重量の少なくとも5重量%にニッケルを担持させるの
が望ましい。
In order to obtain a sufficiently large activity per unit volume, it is desirable that nickel be supported at least 5% by weight of the total catalyst weight.

前記方法(C)はD!E−C−1767202号明細書
に記載されている方法と同様のbのである。この方法に
よれば、とくに好適な触媒がえられる。DE−C−17
67202号明細円には、さらにえられたニッケル触媒
が、アンモニア合成用のガス中に存在する少量の二酸化
炭素おにび一酸化炭素のメタン生成に使用されうろこと
も記載されている。このことは、水素−チッ素ガス混合
物中に存在するごく少量(約0.1容量%)の二酸化炭
素および一酸化炭素のメタン生成に閏1系している。α
−^1203キレリヤは比較的高温でのみキャリヤ表面
にニッケルとの化学的な結合を形成する− 24 − ので、つぎの2つの方法α−At203と旧との化学的
な結合をつるために適している。
The method (C) is D! b, which is similar to the method described in E-C-1767202. According to this method, a particularly suitable catalyst can be obtained. DE-C-17
No. 67202 further describes that the nickel catalyst obtained can be used for methane production from small amounts of carbon dioxide and carbon monoxide present in the gas for ammonia synthesis. This is in line with the methanogenesis of the very small amounts (approximately 0.1% by volume) of carbon dioxide and carbon monoxide present in the hydrogen-nitrogen gas mixture. α
-^1203 Kirelya forms a chemical bond with nickel on the carrier surface only at relatively high temperatures -24- Therefore, the following two methods are suitable for creating a chemical bond between α-At203 and old. There is.

(+)シアネートの不均一化反応を60°以下で行なっ
てアルミナ−にに10011を均質に析出させ、分*1
、乾燥し、850〜950℃で焼成し、ついで約450
℃で還元する方法。
(+) The heterogenization reaction of cyanate is carried out at a temperature below 60° to homogeneously precipitate 10011 on alumina.
, dried, fired at 850-950°C, and then heated to about 450°C.
How to reduce at ℃.

(Ii)α−AI2 03が分散しているNi2+溶液
のpl+を3以下にし、尿素を用いて均質な析出物をえ
、このものを用いて以下(1)と同様に処理する方法。
(Ii) A method in which the pl+ of the Ni2+ solution in which α-AI203 is dispersed is set to 3 or less, a homogeneous precipitate is obtained using urea, and this is used to perform the same treatment as in (1) below.

本発明のメタンに富むガスの製造法において、供給ガス
中の炭化水素数としては1分子あたり炭素数2〜16個
のものが用いられる。
In the method for producing methane-rich gas of the present invention, the number of hydrocarbons in the supplied gas is 2 to 16 carbon atoms per molecule.

触媒床の始点における供給ガスの温度は、300〜38
0℃、好ましくは320〜350℃に保たれる。
The temperature of the feed gas at the beginning of the catalyst bed is between 300 and 38
The temperature is maintained at 0°C, preferably between 320 and 350°C.

メタノールと水蒸気との混合物が触媒床に供給されるば
あい、その混合物はメタノール1モルあたり0.8モル
未満、好ましくは0.2モル未満の水蒸気を含んでいる
。触媒床への導入温度は150〜500℃、好ましくは
200〜250℃に保たれる。
If a mixture of methanol and steam is fed to the catalyst bed, the mixture contains less than 0.8 mole, preferably less than 0.2 mole, of water vapor per mole of methanol. The temperature of introduction into the catalyst bed is kept between 150 and 500°C, preferably between 200 and 250°C.

触媒床上の温度上訂が150〜300℃、好ましくは2
00〜250℃とイrる量の含水素ガスを供給ガスに加
えてもよい。
Temperature adjustment on the catalyst bed is 150-300°C, preferably 2
A hydrogen-containing gas in an amount of 00 to 250° C. may be added to the feed gas.

メタノールは供給ガス中に炭化水素類に対して広い範囲
で存在させつる。実際の操作では、多くのばあい供給ガ
ス中に炭素水素類1モルあたり0.05モルを超える、
好ましくは0.2モルを超える吊のメタノールを存在さ
ける。また供給ガスから本質的に炭化水素類を除き、メ
タノールと水蒸気とから構成してもよい。そのばあい水
蒸気の間は、メタノール1エルあたり0.8未満、好ま
しくは0.2未満である。メタノールが存在しないばあ
い、炭化水素類に対する水蒸気の比は、炭化水素類中の
炭素原子1モルあたりのモル数として 1.35以t1
好ましくは1,3以下、どくに好ましくは1.21ス下
である。この比は0.8以上、好ましくは0.9L!J
込とくに好ましくは1以にと11べきである。
Methanol has a wide range of hydrocarbons present in the feed gas. In practical operation, in many cases more than 0.05 mole per mole of carbon hydrogen in the feed gas.
Preferably more than 0.2 mol of methanol is present. Alternatively, the feed gas may be essentially free of hydrocarbons and may be composed of methanol and steam. In that case, the amount of water vapor per liter of methanol is less than 0.8, preferably less than 0.2. In the absence of methanol, the ratio of water vapor to hydrocarbons is 1.35 or more, expressed as moles per mole of carbon atoms in the hydrocarbons.
It is preferably 1.3 or less, more preferably 1.21 or less. This ratio is 0.8 or more, preferably 0.9L! J
It is particularly preferably a power of 1 or more and a power of 11.

ニッケル粒子はキャリVに独立して化学的に結合する必
要があるので、キャリA7としては大ぎな比表面積と大
きな反応性を有する材料を用いな【プればならない。化
学的に結合されたニッケルの最大担持量は、キャリヤの
反応性および比重面積に依存する。
Since the nickel particles need to be chemically bonded independently to the carrier V, a material with a large specific surface area and high reactivity must not be used as the carrier A7. The maximum loading of chemically bound nickel depends on the reactivity and specific area of the carrier.

本発明においては旧/5in2触媒がとくに好適に使用
されうる。
In the present invention, the old/5in2 catalyst can be particularly preferably used.

活性触媒にお【プるニッケルイオンを含む界面層の存在
は数種の方法によって確認できる。この種の触媒中のニ
ッケルの正常な酸化状態は、ニッケル(「)の状態であ
る。第1の方法によれば、まず触媒中の全ニッケル含量
をたとえば原子吸光分析法によって測定し、ついで触媒
の単位重量あたりの金属性ニッケルの量を触媒サンプル
の飽和磁化を測定することにより見出す。飽和磁化は存
在する金属性ニッケルの量を直接示している。全ニッケ
ル量と金属性ニッケル量との差が、旧(II)イオンの
形で界面層中に存在しているニッケルの量を示している
The presence of an interfacial layer containing nickel ions attached to the active catalyst can be confirmed by several methods. The normal oxidation state of nickel in this type of catalyst is that of nickel ( ).According to the first method, the total nickel content in the catalyst is first determined, for example by atomic absorption spectrometry, and then the The amount of metallic nickel per unit weight is found by measuring the saturation magnetization of the catalyst sample.Saturation magnetization directly indicates the amount of metallic nickel present.The difference between the total amount of nickel and the amount of metallic nickel indicates the amount of nickel present in the interfacial layer in the form of old (II) ions.

界面層中にニッケルイオンとして存在するニー 27 
− ッケル含吊の確認する別の方法として、水素を含む雰囲
気下で触!1IIt陳作tl!度において触媒の前駆体
を還元する間に11!J費される水素の量を測定する方
法がある。つづいて存在する全ニッケルイオンの完全な
還元に要する水素の量と前記消費水素量とを比較Mる。
Ni exists as nickel ions in the interface layer 27
- Another way to check the hydrogen content is to touch it in an atmosphere containing hydrogen. 1IIt Chen Zuo tl! 11 while reducing the catalyst precursor in degrees! There are ways to measure the amount of hydrogen consumed. Next, the amount of hydrogen required for complete reduction of all the nickel ions present is compared with the amount of hydrogen consumed.

それらの値の差からN1(1)イオンの量を憐出1Jる
From the difference between these values, the amount of N1 (1) ions is calculated by 1J.

活性触媒中に存在するN1(Illイオンを確認する第
3の方法は、あらかじめ還元条f]で還元された触媒ザ
ンプルを酸素を含む雰囲気下に再度酸化したときに増加
する重量を測定する方法である。還元後界面層にニッケ
ルの一部が旧fl[)イオンの形で存在しているばあい
、再度の酸化の間の02の取り込みにJ:り増加する重
量は、還元後に全部のニッケルが還元されているばあい
よりも小さい。実際の重石増加をサンプル中の全ニッケ
ル量から粋出した理論車量増加と比較することにJ:す
、還元条f−1下で活性触媒にお1ノる界面層中旧(I
f)イオンとして存在するニッケルの量の情報をうろこ
とができる。
The third method for confirming the presence of N1 (Ill ions) in the active catalyst is to measure the weight increase when a catalyst sample that has been reduced in advance in the reduction process (f) is oxidized again in an atmosphere containing oxygen. If some of the nickel is present in the form of old fl[) ions in the interfacial layer after reduction, the weight increase due to the incorporation of 02 during the re-oxidation is due to the total nickel content after reduction. is smaller than when it is reduced. In order to compare the actual increase in weight with the theoretical increase in the amount of nickel derived from the total amount of nickel in the sample.
f) Information on the amount of nickel present as ions can be obtained.

− 28 一 本発明において用いる触媒は、界面層中にニッケルイオ
ンを触媒中の全ニッケル量の少なくとも5重量%、好ま
しくは少なくとも10重量%、とくに好ましくは少なく
とも20重量%有している。上限は60%重量%、好ま
しくは50重量%、とくに好ましくは40重量%である
-28 The catalyst used in the present invention contains nickel ions in the interfacial layer at least 5% by weight, preferably at least 10% by weight, particularly preferably at least 20% by weight of the total amount of nickel in the catalyst. The upper limit is 60% by weight, preferably 50% by weight, particularly preferably 40% by weight.

ニッケル粒子とキャリヤ材料との間に強い相互作用を生
み出させる方法として、前記に2つの方法が示されてい
る。その1つの方法は部分的に還元されるべきキャリヤ
を用いる方法である。キャリヤの還元において生成され
る化合物または金属原子は、ニッケル粒子とキャリヤの
両者に強い相互作用を示す。そのようなキャリヤとして
は、たとえばTi O2がある。還元ガス中で加熱され
ると、Ti 02はTiOx酸化物(×は2よりも小さ
い値)に還元される。ニッケル粒子がキャリヤの表面に
均一かつ親密に付着しているばあい、ニッケル粒子の界
面における還元された前記酸化物はニッケル粒子のキャ
リヤへの強い結合を保証する。触媒がFn−A−234
7326号明細書に記載されているように含浸、乾燥、
ついで前処理により製造されるばあい、活性成分は支持
体−Lに不均一にしか分布しない。しかも、とくに担持
量を高くしようとすると、ブドウのフサ状の塊りとなり
かつそれらり一部しか化学的に支持体に結合しない。そ
のJ:うな「ブラブラ」した粒子と支持体との相互作用
は、たとえ還元したのちでも小さい。したがってFR−
A−2347326号明細幽に記載された方法で作製さ
れた触媒は、本発明の方法には不適当である。
Two methods have been shown above to create a strong interaction between the nickel particles and the carrier material. One method is to use a carrier that is to be partially reduced. The compounds or metal atoms produced in the reduction of the carrier exhibit strong interactions with both the nickel particles and the carrier. Such carriers include, for example, TiO2. When heated in a reducing gas, TiO2 is reduced to TiOx oxide (x is less than 2). If the nickel particles adhere uniformly and intimately to the surface of the carrier, the reduced oxide at the interface of the nickel particles ensures a strong bond of the nickel particles to the carrier. Catalyst is Fn-A-234
Impregnation, drying, as described in US Pat.
If subsequently produced by pretreatment, the active ingredient is distributed only non-uniformly on the support L. Moreover, especially when an attempt is made to increase the amount of support, the result is grape-like clusters, and only a portion of them is chemically bonded to the support. Part J: The interaction between the "dangly" particles and the support is small even after reduction. Therefore FR-
Catalysts prepared by the method described in No. A-2347326 are unsuitable for the process of the present invention.

還元反応条件下で部分的に還元されたキャリヤの存在は
、活性な触媒においてつきの2つの方法で確認できる。
The presence of partially reduced carrier under reducing reaction conditions can be confirmed in two ways in active catalysts.

第1の方法は、あらかじめ還元された既知重量のサンプ
ルの飽和磁化を測定することにより触媒の金属性ニッケ
ルの含有量を調べる。ついで酸素含有雰囲気中でそのサ
ンプルを再度酸化すると同時に金属性ニッケルの、もし
部分的に還元されていればキャリヤの酸化による重量増
加を測定する。実際の重量増加と金属性ニッケル単独の
酸化から推算した重量増加とを比較することにより、支
持体の還元の度合が算出できる。本発明に用いる触媒に
おいては、酸化時の重量増加は金属ニッケルの酸化によ
り排他的に生ずる増加よりも少なくとも10%、好まし
くは少なくとも20%はど大きくするべきである。
The first method determines the metallic nickel content of the catalyst by measuring the saturation magnetization of a previously reduced sample of known weight. The sample is then re-oxidized in an oxygen-containing atmosphere and at the same time the weight gain due to oxidation of the metallic nickel and, if partially reduced, the carrier is measured. The degree of reduction of the support can be calculated by comparing the actual weight increase with the weight increase estimated from the oxidation of metallic nickel alone. In the catalysts used in the present invention, the weight gain during oxidation should be at least 10%, preferably at least 20%, greater than the increase caused exclusively by oxidation of metallic nickel.

キャリヤの還元の程度の測定法の別法としては、水素含
有雰囲気下に本発明の方法で用いる温度で完全に再度酸
化された触媒を還元する間に消費されるH2の量を測定
する方法がある。
An alternative method for measuring the degree of reduction of the carrier is to measure the amount of H2 consumed during the reduction of a completely re-oxidized catalyst at the temperatures used in the process of the invention in a hydrogen-containing atmosphere. be.

測定された■2消費量は、還元された触媒に最終的に金
属性ニッケル粒子として存在する量のニッケルを生成す
るのに要する■2の量と比較・される。触媒中の金属性
ニッケル量は、前記のごとく飽和磁化の測定値から算出
される。実際に測定されたH21と酸化物の形のニッケ
ルを還元するためのみに要する■2の量との差から、支
持体の還元の程度が調べられる。
The measured 2 consumption is compared to the amount of 2 required to produce the amount of nickel that is ultimately present as metallic nickel particles in the reduced catalyst. The amount of metallic nickel in the catalyst is calculated from the measured value of saturation magnetization as described above. The degree of reduction of the support can be determined from the difference between the actually measured H21 and the amount of 2 required only to reduce nickel in the oxide form.

本発明に用いる触媒おいて、触媒の還元の間に消費され
る112量は、酸化物ニッケルの還元−31− のみに要する]12消費量を少なくとも10%、好まし
くは少なくとも20%はど大きくするべきである。
In the catalyst used in the present invention, the amount of 112 consumed during the reduction of the catalyst is required only for the reduction of the nickel oxide. Should.

ニッケル粒子の粒径分布は電子顕微鏡で調べられるが、
より早くかつ正確な方法は、磁気を用いる方法である。
The particle size distribution of nickel particles can be examined using an electron microscope.
A faster and more accurate method is to use magnetism.

磁化は磁場強度の関数として測定され、粒径分布は磁化
の実験曲線を再現することにより算出される。この曲線
は明白な粒径分布を表わしており、その分布は電子顕微
鏡で測定したものと一致する。
Magnetization is measured as a function of magnetic field strength and particle size distribution is calculated by reproducing the experimental curve of magnetization. This curve shows a clear particle size distribution, which is consistent with that determined by electron microscopy.

本発明の方法は、つぎのように行なわれる。The method of the present invention is carried out as follows.

用いる設備はつぎの3つのセクションからなる。The equipment used consists of the following three sections.

第1セクション: 炭化水素類をコバルト−モリブデン酸触媒の固定床型反
応器中で300〜400℃にて水素と反応させ、存在す
る有機イオウ化合物を硫化水素に変換する。
1st section: Hydrocarbons are reacted with hydrogen at 300-400° C. in a cobalt-molybdate catalyst fixed bed reactor to convert the organic sulfur compounds present to hydrogen sulfide.

第2セクション: 固定床型反応器中の酸化亜鉛床に生成した硫− 32 
− 化水素を300〜350℃にて吸収させる。硫化水素は
このセクションで水蒸気に転化される。
Second section: Sulfur produced in the zinc oxide bed in a fixed bed reactor -32
- Absorption of hydrogen chloride at 300-350°C. Hydrogen sulfide is converted to water vapor in this section.

第3セクション: このセクションは実際の低温改質セクションであり、こ
こで水蒸気および適宜含水素ガスが前記の処理された炭
化水素供給ガスに加えられ、本発明の触媒が充填された
固定床型反応器に導びかれ、適宜さらに300〜450
℃に予備加熱されて、メタンに富むガスが生成する。こ
の生成ガスはさらにつづく処理が施こされる。
Third section: This section is the actual low temperature reforming section, where steam and optionally hydrogen-containing gas are added to the treated hydrocarbon feed gas and a fixed bed reaction packed with the catalyst of the present invention. Guided by the vessel, add another 300 to 450 as appropriate.
℃ preheated to produce methane-rich gas. This product gas is subjected to further processing.

典型的な生成ガス組成は前記文献に示されている。また
DE−A−2314804号明細書に記載されているよ
うな分割された触媒床を用いた低温改質工程をも実現す
ることができる。同様に、EP−八−0028835号
明細書に記載されている方法も、本発明において具体化
しうる。本発明の方法の更なる利点は、ML−^−82
00544号明細書の開示から結論づけられるように、
EP−A−0028835号明細書に記載された方法の
第1段階において比較低い 。
Typical product gas compositions are shown in the literature. It is also possible to realize a low-temperature reforming process using divided catalyst beds as described in DE-A-2314804. Similarly, the method described in EP-8-0028835 may also be embodied in the present invention. A further advantage of the method of the invention is that ML-^-82
As can be concluded from the disclosure of specification No. 00544,
Comparatively low in the first step of the method described in EP-A-0028835.

H2/CO比のガスでも働くことである。It also works with gases with a H2/CO ratio.

その方法に関して、酸化曲鉛床に代えてFe2O3/8
102を用いることが0[−八−3131257号およ
びDE−A−3228481号各明I11内各町載され
ている。
Regarding the method, Fe2O3/8 instead of the oxide bent bed
The use of 102 is described in No. 0 [-8-3131257 and DE-A-3228481 in each of the Mei I11 areas.

この方法の大きな利点は、使用後廃棄しなければならな
いZnOとは異なり再生が可能であるほか、次段の改質
■稈で要求される硫酸物のPPMオーダーの最終濃度を
満たす点にある。優者の利点は、重質油分のJ:うな比
較的高いイオウ含量を有する原料を用いるばあいに、大
きな経済的効果を達成する。なお、本発明において原料
として炭化水素類を含まないメタノールを用いるばあい
、メタノール中にtJ *1 /υど硫化物は存在しな
いので、硫化水素に転化する工程および酸化亜鉛による
吸収工程は省略できる。その他の条件は従来技術のおけ
るものと同様であるので、これ以上の説明は省略する。
The major advantage of this method is that it can be regenerated, unlike ZnO, which must be discarded after use, and it also satisfies the final concentration of sulfuric acid on the order of parts per million (PPM) required for the next stage of reforming. The primary advantage is that heavy oil J: achieves great economic benefits when using feedstocks with relatively high sulfur content. In addition, when using methanol that does not contain hydrocarbons as a raw material in the present invention, since no sulfide exists in methanol, the step of converting it to hydrogen sulfide and the step of absorbing it with zinc oxide can be omitted. . Other conditions are the same as those in the prior art, so further explanation will be omitted.

本発明者らの研究の結果、ニッケル触媒をメタノールま
たは炭化水素類の転化に用いるばあい、触媒の失活はニ
ッケル粒子とキャリヤの間に形成されるカーボンによっ
て生ずることが見出された。このカーボンは繊維状(い
わゆるウィスカー状)に成長し、ニッケル粒子をキャリ
ヤから押し出す。この現象は、ニッケル粒子がキャリヤ
に化学的に結合しているばあいには生じない。
As a result of research by the present inventors, it has been found that when a nickel catalyst is used for the conversion of methanol or hydrocarbons, deactivation of the catalyst is caused by carbon formed between the nickel particles and the carrier. This carbon grows in the form of fibers (so-called whiskers) and pushes the nickel particles out of the carrier. This phenomenon does not occur if the nickel particles are chemically bonded to the carrier.

本発明においては、触媒が少量の化学的に結合していな
いニッケル粒子を含んでいてもよいが、その量は反応器
容量1cm3あたり50mg、好ましくは30mg、と
くに好ましくは10n+gを超えるべきではない。結合
していないニッケル粒子が前記の量を超えるばあいは、
カーボンウィスカーの成長により触媒床がしだいに目詰
りする。
According to the invention, the catalyst may contain small amounts of chemically unbound nickel particles, but the amount should not exceed 50 mg, preferably 30 mg, particularly preferably 10 n+g per cm3 of reactor volume. If the amount of unbound nickel particles exceeds the above,
The catalyst bed gradually becomes clogged due to the growth of carbon whiskers.

約1100nの粒径を有する大きなニッケル粒子は、前
記反応条件下にゆっくりと失活することが確認されてい
る。そのような大粒径のニッケル粒子は粒界を含んでい
る。このような粒界ではカーボンが付着し、粒子を破壊
することが[カーボン(Carbon) J、601〜
611頁(1972)に記載されている。カーボンウィ
スカーの成長はニッケル粒子がバラバラになったのちも
続き、−35− 最終的に反ら器の目詰りを生ずる。一方、30r+n+
よりも小さい粒径のニッケル粒子は一般に粒界を含まな
い。したがって粒界によって惹起されるカーボンウィス
カーの成長は、そのような小粒径のものでは生じない。
It has been found that large nickel particles with a particle size of about 1100 nm are slowly deactivated under the reaction conditions described above. Such large-sized nickel particles contain grain boundaries. Carbon adheres to such grain boundaries and destroys the particles [Carbon J, 601~
611 (1972). The growth of carbon whiskers continues even after the nickel particles are broken up, ultimately resulting in clogging of the warper. On the other hand, 30r+n+
Nickel particles with a particle size smaller than 100% generally do not contain grain boundaries. Grain boundary induced carbon whisker growth therefore does not occur with such small grain sizes.

・てれゆえ、触媒は本質的に30nmを超える粒径の粒
子を含まないようにするべきである。
- Therefore, the catalyst should be essentially free of particles with a size greater than 30 nm.

本発明に用いる触媒に275℃で純粋なCOを通して故
意にカーボンを付着させ、ついで450℃で水素気流中
で加熱してカーボンを除去してもニッケル粒子の粒径分
布には有意な変化はないこのことはニッケル粒子とキャ
リヤとの間にカーボンが付着していないことを証明して
いる。
There is no significant change in the particle size distribution of nickel particles even if carbon is intentionally deposited on the catalyst used in the present invention by passing pure CO at 275°C and then heated at 450°C in a hydrogen stream to remove carbon. This proves that no carbon is attached between the nickel particles and the carrier.

対照的に、ニッケル粒子とキャリヤとの間にカーボンが
付着している従来の再生触媒においては、最初の触媒中
の存在していた粒子よりも、より大きなニッケル粒子が
形成されていた。
In contrast, in conventional regenerated catalysts with carbon deposited between the nickel particles and the carrier, larger nickel particles were formed than those present in the original catalyst.

本発明において1よ、木質的にすべての金属性ニッケル
粒子はキャリヤ粒子に化学的に結合していなければなら
ない。適当量の金属性ニッケ−36− ル粒子がキャリヤに化学的に結合されていないばあい、
これらの「ブラブラコしたニッケル粒子はカーボンウィ
スカーを形成し、触媒を失活させ、反応器を目詰りさせ
る。
In the present invention, first, all metallic nickel particles must be chemically bonded to carrier particles. If the appropriate amount of metallic nickel-36 particles is not chemically bonded to the carrier,
These "battery nickel particles form carbon whiskers, deactivate the catalyst, and clog the reactor."

界面層を介してキャリヤに結合している粒子の相対量は
つぎの3つの方法で測定できる。
The relative amount of particles bound to the carrier through the interfacial layer can be determined in three ways.

(1)電子顕微鏡により、還元された活性触媒のサンプ
ルの触媒1gあたりの金属性ニッケル粒子の数を数える
と共に粒径を調べる。同様のサンプルを純粋なCOガス
で周囲雰囲気下に60〜100℃にてすべての金属性ニ
ッケルが触媒からNi(CO)4ガスを形成することに
よって除去されるまで処理する。その結果、ニッケルは
触媒中の界面層に含まれるイオン性ニッケルのみが存在
していることになる。ついで電子顕微鏡により、触媒1
gあたりのほぼ当初の金属性ニッケル粒子と同じ表面寸
法を有する界面層の数を数える。
(1) Using an electron microscope, count the number of metallic nickel particles per gram of catalyst in a sample of the reduced active catalyst and examine the particle size. A similar sample is treated with pure CO gas at 60-100° C. under ambient atmosphere until all metallic nickel is removed from the catalyst by forming Ni(CO) 4 gas. As a result, only ionic nickel contained in the interface layer in the catalyst is present. Then, using an electron microscope, catalyst 1
Count the number of interfacial layers with approximately the same surface dimensions as the original metallic nickel particles per g.

本発明のおいては、その界面層の数は当初の金属性ニッ
ケル粒子の数と本質的に一致すべきである。金属性ニッ
ケル粒子の数と界面層の数との差から、ニッケル粒子の
「フリー」または[ブラブラ1した閤および[ブラブラ
]した金属性ニッケル粒子の重爆が算出される。
In the present invention, the number of interfacial layers should essentially match the number of initial metallic nickel particles. From the difference between the number of metallic nickel particles and the number of interfacial layers, the "free" or dangling nickel particles and the heavy explosion of dangling metallic nickel particles are calculated.

(2還元された活着触媒のサンプルを常圧で400’C
k−T 10〜60vgml混合カス(N290%、C
o 10%)で処理する。このサンプルを冷却し、不動
態化する。ついで電子顕微鏡により、カーボンウィスカ
ーの形成の有無を観察しその触媒が本発明における触媒
として適当であるか否かをみる。カーボンウィンカ−は
キャリヤに結合していない「ブラブラ」した金属性ニッ
ケル粒子にのみ形成されるので、触媒1gあたりの結合
されていない粒子の量を知ることができる。
(2) A sample of the reduced activated catalyst was heated to 400'C at normal pressure.
k-T 10-60vgml mixed waste (N290%, C
o 10%). The sample is cooled and passivated. Next, the presence or absence of carbon whisker formation is observed using an electron microscope to determine whether the catalyst is suitable as a catalyst in the present invention. Since carbon blinkers are formed only on "dangling" metallic nickel particles that are not bonded to a carrier, the amount of unbonded particles per gram of catalyst can be determined.

(3)キャリヤ材料が部分的に還元可能な基礎元素の酸
化物であるばあい、電子顕微鏡を用いる方法により定量
的に結合していないニッケル粒子を測定することができ
る。
(3) If the carrier material is a partially reducible oxide of the basic element, unbound nickel particles can be determined quantitatively by means of electron microscopy.

0E−C−1767202月明細書の記載にしたがって
製造される触媒の用途として、炭化水素類を水蒸気を用
いて、また適宜メタノールを用いて改質するため、ある
いはメタノールを直接または適宜水蒸気を用いて転化す
るための触媒として用いることは教示されていない。と
ころが驚くべきことに、それらの触媒を用いるときは、
触媒の失活およびカーボンの付着が従来の触媒に比して
大きく低減される。一般に還元されていないニッケル原
子の注目されうる生成は、ニッケルが活性成分であるの
で好ましくないと考えられる。
The catalyst produced according to the specification of February 0E-C-176720 may be used for reforming hydrocarbons using steam and, if appropriate, methanol, or for reforming methanol directly or using steam, as appropriate. Its use as a catalyst for conversion is not taught. However, surprisingly, when these catalysts are used,
Catalyst deactivation and carbon deposition are greatly reduced compared to conventional catalysts. The noticeable formation of unreduced nickel atoms is generally considered undesirable since nickel is the active ingredient.

さらに驚くべきことは、水蒸気と炭化水素類との比が熱
力学的にカーボンの付着を生成する範囲内であっても、
触媒の失活が生じないことである。
What is even more surprising is that even though the ratio of water vapor to hydrocarbons is within the range that thermodynamically produces carbon deposits,
The catalyst should not be deactivated.

カーボンの付着が避けられない条件下であっても、本発
明における触媒は別の注目すべき性質、すなわち酸素つ
いで水素により「再生」すなわち「再活性化」すること
ができるという性質をもつ。
Even under conditions where carbon deposition is unavoidable, the catalysts of the present invention have another notable property: they can be "regenerated" or "reactivated" by oxygen and then by hydrogen.

このことは、従来の改質用の触媒が再生できなかったこ
とからみて特記されるべき事柄であ−39− リ、明らかに顕著な技術的利点を与える。
This is particularly noteworthy in view of the inability of conventional reforming catalysts to be regenerated, and clearly provides a significant technical advantage.

本発明のおける触媒がカーボンを形成しにくいという点
から、炭化水素類の低温改質において炭化水素類中の炭
素原子1個あたりの水蒸気のモル数を0,9未満、ざら
に0,8未満、さらには0,7未満にすることができる
。従来法においては、炭素原子に対する水蒸気比が低い
と触媒の失活が急速に進むので、多くのばあい炭素原子
に対する水蒸気の比率を1.2(モル/原子)よりも大
きくしている。
Since the catalyst of the present invention is difficult to form carbon, the number of moles of water vapor per carbon atom in the hydrocarbons in low-temperature reforming of hydrocarbons is less than 0.9, generally less than 0.8. , and even less than 0.7. In conventional methods, the ratio of water vapor to carbon atoms is often greater than 1.2 (mol/atom), since catalyst deactivation progresses rapidly when the ratio of water vapor to carbon atoms is low.

炭化水素類に対づる水蒸気の比を小さくすることができ
ることにより、触媒容積を小さくすることができ、その
結果同じ空間速度のばあい反応器をより小さくすること
ができる。
By being able to reduce the ratio of steam to hydrocarbons, the catalyst volume can be reduced, and as a result, the reactor can be made smaller for the same space velocity.

本発明における触媒は、水蒸気を用いずメタノールを直
接転化するばあい、500〜1000時間に亘って測定
可能な触媒の失活を生じせしめないことも驚くべきこと
である。このことは、液状の原料からのメタン製造法に
使用可能な供給原料に大きな融通性を与える。
It is also surprising that the catalyst of the present invention does not cause measurable deactivation of the catalyst over a period of 500 to 1000 hours when converting methanol directly without using steam. This provides great flexibility in the feedstock that can be used for methane production processes from liquid feedstocks.

−40− 他の興味ある現象は、低温で高い触媒活性を示すことで
ある。従来の炭化水素類の水蒸気改質用の市販の触媒は
、350℃以上、多くのばあい400℃以上の温度で活
性となるが、本発明における触媒は300℃ですでにか
なり活性である。
-40- Another interesting phenomenon is the high catalytic activity at low temperatures. While conventional commercially available catalysts for steam reforming of hydrocarbons are active at temperatures above 350°C, often above 400°C, the catalyst of the present invention is already fairly active at 300°C.

このことは実施例に示されている。This is illustrated in the examples.

本発明における触媒のさらに別の有利な特性は、活性化
操作すなわちあらかじめ還元されついで不動態化された
触媒の水素による還元がそれほど危険なものではないこ
とである。活性化は比較的高温で高い水素分圧を有する
ガスにより行なわれる。これにより明らかにステップ−
アップ時間を短縮することができる。この活性化操作は
実施例2に示されている。
A further advantageous property of the catalyst according to the invention is that the activation operation, ie the reduction of the previously reduced and passivated catalyst with hydrogen, is not very dangerous. Activation takes place with a gas having a relatively high temperature and high hydrogen partial pressure. This clearly shows that the step −
Up time can be reduced. This activation procedure is illustrated in Example 2.

EP−A−0028835号明細書には2工程からなる
メタンの製造法が記載されている。その第1工程では一
酸化炭素と二酸化炭素と共に25〜90容量%の水素を
含む混合ガスが250〜550℃にてニッケル触媒中に
通され、メタンに富むガスが生成される。この方法には
DE−C−1767202号明細書に記載されている酸
化物キャリヤとしてアルミナを用いるニッケル触媒が使
用されうる。
EP-A-0028835 describes a two-step process for producing methane. In the first step, a gas mixture containing 25-90% by volume hydrogen along with carbon monoxide and carbon dioxide is passed through a nickel catalyst at 250-550°C to produce a methane-rich gas. A nickel catalyst with alumina as oxide carrier as described in DE-C-1767202 can be used in this process.

しかしながらその方法は本発明の方法の実施態様ではな
い。というのは、その方法によって化学的に結合したニ
ッケルをもつ触媒はえられないからである。そのために
は前記の特定の製造操作が必要とされる。またEP−A
−0028835号明細書に記載されているごとく、反
応器に供給するガスに水素に富むガスを加えることは触
媒の失活を減ぜしめるであろう。本発明における触媒は
カーボンの付着による失活は従来の触媒に比して大幅に
低減されているが、水素に富むガスまたはJ:り一般的
に含水素ガスの使用は技術的にみて注目されるものであ
る。本発明における触媒の利点はそのようなケースにも
ある。すなわち触媒床において、存在する水素による水
素化反応によって生ずる発熱のため、200°さらには
300℃にも達する温度」二胃が生ずることである。た
とえば触媒床の入口温度が350℃であるばあい反応器
の出口温度は550℃となり、また触媒床の入口温度が
300℃であるばあい反応器の出口温度は600℃に達
する。
However, that method is not an embodiment of the method of the present invention. This is because the method does not yield a catalyst with chemically bound nickel. This requires the specific manufacturing operations mentioned above. Also EP-A
Adding a hydrogen-rich gas to the gas fed to the reactor, as described in US Pat. No. 0,028,835, will reduce catalyst deactivation. Although the catalyst of the present invention has significantly reduced deactivation due to carbon adhesion compared to conventional catalysts, the use of hydrogen-rich gas or hydrogen-containing gas in general has attracted attention from a technical perspective. It is something that The advantages of the catalyst of the present invention also exist in such cases. That is, in the catalyst bed, due to the exothermic heat generated by the hydrogenation reaction due to the hydrogen present, a digastomia occurs at temperatures of up to 200° C. or even 300° C. For example, if the catalyst bed inlet temperature is 350°C, the reactor outlet temperature will be 550°C, and if the catalyst bed inlet temperature is 300°C, the reactor outlet temperature will reach 600°C.

本発明は、さらに炭化水素類と水蒸気とからなる混合物
、炭化水素類と水蒸気とからなる混合物、メタノールと
水蒸気とからなる混合物またはメタノールの変換により
メタンに富むガスを製造する方法に用いるニッケル触媒
の再生法であって、該ニッケル触媒が熱に安定な酸化物
キャリヤに金属性ニッケル粒子が化学的に結合している
触媒であり、該触媒を (ω反応器内にカーボンの付着により当初の活性を失な
った使用済の触媒を残したままでガス混合物の供給を止
める工程、 山)反応器内に供給ガス混合物または反応生成ガスが本
質的に残留しなくなるまで不活性ガス、好ましくはチッ
素ガスで反応器を浄化する工程、(C)反応器に酸素含
有ガスを供給し、反応器内の最高温度を600℃に限る
ことによってカーボン付着物を燃やす工程、 (小反応器内に本質的に酸素が残留しなくなるま−43
− で不活性ガス、Orましくはチッ素ガスで反応器を浄化
する工程、おにび +e+ 200〜450℃の温度で水素ガスにより触媒
を還元し、活性状態にする工程 を施こすことにより再生することを特徴とするニッケル
触媒の再生法に関する。
The present invention further provides a method for producing a methane-rich gas by converting a mixture of hydrocarbons and water vapor, a mixture of hydrocarbons and water vapor, a mixture of methanol and water vapor, or methanol. This is a regeneration method in which the nickel catalyst is a catalyst in which metallic nickel particles are chemically bonded to a thermally stable oxide carrier. a step of stopping the supply of the gas mixture while leaving behind the spent catalyst which has lost its content; (C) burning off carbon deposits by supplying oxygen-containing gas to the reactor and limiting the maximum temperature in the reactor to 600°C; Until no oxygen remains -43
- A step of purifying the reactor with an inert gas, preferably nitrogen gas, and a step of reducing the catalyst with hydrogen gas at a temperature of 200 to 450°C to bring it into an active state. The present invention relates to a method for regenerating a nickel catalyst characterized by regenerating it.

前記(C) 工程における最高温度は550℃、とくに
500℃とするのが好ましい。
The maximum temperature in step (C) is preferably 550°C, particularly 500°C.

さらに本発明は前記方法にJ:リニッケル触媒を再生し
てえられる再生ニッケル触媒に関し、また再生ニッケル
触媒の前記メタンに富むガスの製造法への使用にも関J
る。
Furthermore, the present invention relates to a regenerated nickel catalyst obtained by regenerating a nickel catalyst in the method described above, and also to the use of the regenerated nickel catalyst in the method for producing a methane-rich gas.
Ru.

前記再生法における操作の好ましいパラメータをつぎに
示す。
Preferred parameters of operation in the regeneration method are shown below.

浄化は周囲温度のチッ素ガスを用いて行なうのが好まし
い。浄化工程の間に反応器内の温度は低下する。ついで
0.01〜1%、好ましくは約1%はど酸素を含むチッ
素気流をほぼ周囲温度で反応器に供給して触媒を(部分
的に)不動態化(passivatlon)する。酸化
反応によるホラ−44− トスポット(hotspots)を避けるために、酸素
濃度を次第に上げて行き最大20%(空気に相当)にま
で上げる。反応器内の温度は、常に600℃以下、好ま
しくは500℃以下に保つべきである。
Preferably, purification is carried out using nitrogen gas at ambient temperature. During the purification process the temperature inside the reactor decreases. A nitrogen stream containing 0.01 to 1% oxygen, preferably about 1%, is then fed to the reactor at about ambient temperature to (partially) passivate the catalyst. To avoid hotspots due to oxidation reactions, the oxygen concentration is gradually increased up to a maximum of 20% (equivalent to air). The temperature inside the reactor should always be kept below 600°C, preferably below 500°C.

ついで存在する酸素を除去するために再度チッ素ガスを
用いて浄化し、その後含水素ガスを用いる触媒の最初の
活性化操作と本質的に同じ再活性化操作を行なう。その
操作は200〜450℃、とくに400〜450℃で行
なうのが好ましい。
It is then purified again with nitrogen gas to remove any oxygen present, followed by a reactivation operation that is essentially the same as the initial activation of the catalyst using hydrogen-containing gas. The operation is preferably carried out at 200-450°C, particularly at 400-450°C.

つぎに本発明を実施例をあげて説明するが、本発明はか
かる実施例のみに限定されるものではない。
Next, the present invention will be explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

製造例1 Ni (NOs ) 2 ・ 6H2043,6(1(
金属性ニッケルa、ag )を比表面380ザ/gの5
i02(デグサ社製のアエロジル) 9.OQが分散さ
れている水1j中に溶解した。懸濁液を激しく撹拌した
のち温度を90℃に上げ、硝酸を滴下してpHが2にな
るまで酸性化した。
Production example 1 Ni (NOs) 2 6H2043,6(1(
Metallic nickel a, ag) with a specific surface of 380 x/g 5
i02 (Aerosil manufactured by Degussa) 9. OQ was dissolved in water 1j in which it was dispersed. After stirring the suspension vigorously, the temperature was raised to 90° C. and nitric acid was added dropwise to acidify the suspension to a pH of 2.

ついで尿素27.0Qを加えてpHをしだいに上げると
、ニッケルがシリカ上に酸化物および(または)水酸化
物の形でfj !した。この担持されたキャリヤを液か
ら分離し、120℃で乾燥し、ペレッ1−に圧縮し、1
.5〜2.5+++mの範囲の小片にカットした。この
触媒小片を450℃にてチッ素気流によって脱水し、つ
いで水素を10%含むアルゴンガス流中で少なくとも8
0時間還元した。
Then, when 27.0Q of urea is added and the pH is gradually raised, nickel is deposited on the silica in the form of oxide and/or hydroxide. did. The supported carrier is separated from the liquid, dried at 120°C, compressed into pellets, and
.. Cut into pieces ranging from 5 to 2.5 +++ m. The catalyst pieces were dehydrated at 450°C in a stream of nitrogen and then in a stream of argon gas containing 10% hydrogen for at least 8 hours.
Restored for 0 hours.

つぎの実施例に供するまえに、えられた触媒を450℃
にてチッ素気流中で2時間処理し、吸収されている水素
を除いた。えられた触媒のニッケル粒子の粒径分布を第
1表に示ず。
The obtained catalyst was heated at 450°C before being used in the next example.
The mixture was treated in a nitrogen stream for 2 hours to remove absorbed hydrogen. The particle size distribution of the nickel particles of the obtained catalyst is not shown in Table 1.

〔以下余白〕[Margin below]

第 1 表 −47− 製造例2 この製造例は、いわゆる不動態化された触媒の活性化に
ついてのものである。一般に金属を活性成分として含む
触媒は、製造業者からいわゆる不動態化された形で入手
される。これは、触媒をまず完全に還元1ノで活性な金
属を生成し、ついでたとえば希釈された空気またはC0
2で処理して金属粒子を被覆しかつそれ以上の酸化を防
ぐきわめて薄い酸化物層を形成することを意味している
。それゆえ、還元された触媒にはぎねめで小さい金属粒
子が存在しているので一般に空気中で発火しやすいので
あるが、容易に取扱いでき輸送も楽である。還元された
状態のままの触媒は取扱いが困りで費用がかかる。
Table 1-47- Preparation Example 2 This preparation concerns the activation of a so-called passivated catalyst. Catalysts containing metals as active components are generally obtained from manufacturers in so-called passivated form. This involves first reducing the catalyst completely to form the active metal and then, for example, diluted air or CO
2 to form a very thin oxide layer that coats the metal particles and prevents further oxidation. Therefore, although the reduced catalyst is generally susceptible to ignition in air due to the presence of tight and small metal particles, it is easy to handle and transport. Catalysts in their reduced state are difficult to handle and expensive.

実施例1でえられた触媒シンプルを400℃に5時間保
持し、ニッケル表面から吸収されている水素を完全に拮
出させた。その後ニッケル表面領域を30℃にて水素吸
収によって測定した。
The simple catalyst obtained in Example 1 was held at 400°C for 5 hours to completely remove the hydrogen absorbed from the nickel surface. The nickel surface area was then measured by hydrogen absorption at 30°C.

水素圧40kPaで112の取り込みは25#+1!1
lzSTP10旧であった。ついで触媒を400℃に加
熱48− して水素を排出したのち、室温で0.5%0.の気流を
通した。その間3時間に亘って75℃から300℃に上
げた。触媒をついで還元雰囲気下に300℃でさらに3
時間保った。ついで前記の吸収水素の排出処理を行なっ
たのち、30℃で40kPaの水素圧にて水素の取り込
み量を測定したところ25me 1123TP/g旧で
あった。このことは、6時間の再活性化処理後において
も当初のニッケル表面領域が使用可能であることを示し
ている。
At hydrogen pressure of 40kPa, intake of 112 is 25#+1!1
lzSTP10 was old. The catalyst was then heated to 400°C to remove hydrogen, and then heated to 0.5% 0.5% at room temperature. airflow passed through. During that time, the temperature was raised from 75°C to 300°C over 3 hours. The catalyst was then heated at 300°C under a reducing atmosphere for an additional 3
Saved time. After carrying out the above-mentioned discharge treatment for the absorbed hydrogen, the amount of hydrogen taken in was measured at 30° C. and a hydrogen pressure of 40 kPa and found to be 25me 1123TP/g old. This indicates that the original nickel surface area is still usable after 6 hours of reactivation treatment.

実施例1 ステンレス鋼製の円筒形反応チューブに製造例1で製造
され前処理された触媒サンプルを充填し、触媒床を作製
した。触媒床の直径は1,8α、高さは6.3gの還元
されたニッケルを服でいた。C4■1o 14.3%お
よび8285.7%からなる反応混合ガスを反応器に入
れるまえに、450℃に保たれた予熱器中で該混合ガス
6゜7%mol/分の量の水を加えた(1120/C=
0.8)。反応器の入口温疫は400℃に保った。
Example 1 A cylindrical reaction tube made of stainless steel was filled with the pretreated catalyst sample prepared in Preparation Example 1 to prepare a catalyst bed. The catalyst bed had a diameter of 1.8α and a height of 6.3 g of reduced nickel. Before introducing the reaction mixture gas consisting of 14.3% and 8285.7% C4■1o into the reactor, water in an amount of 6°7% mol/min was added to the mixed gas in a preheater kept at 450°C. Added (1120/C=
0.8). The inlet temperature of the reactor was maintained at 400°C.

反応器内の空間速麿は大気圧で700/時間であった。The space velocity inside the reactor was 700/hour at atmospheric pressure.

カーボンの14着による触媒の目詰りを観察するために
、触媒床にお1−+る圧力降下を常時記録した。実験は
約10時間連続して行なった。
A pressure drop of 1-+ across the catalyst bed was constantly recorded to monitor catalyst clogging due to carbon deposition. The experiment was conducted continuously for about 10 hours.

えられたガスの組成はCl1431.’1%、C027
,4%、COo、2%、112 2.5%、++211
(主として凝縮しており定量できなかった)お上びN2
であった。この組成は実験を通して変わらず、またブタ
ンは含んでいなかった。実験の間圧力降下は観察されな
かった。このことは繊昶状のカーボンの付着が形成され
ず触媒の目6−1りが生じイ【かったことを示している
The composition of the gas obtained was Cl1431. '1%, C027
,4%,COo,2%,112 2.5%,++211
(Mainly condensed and could not be quantified) Oagebi N2
Met. This composition remained constant throughout the experiment and did not contain butane. No pressure drop was observed during the experiment. This indicates that fibrous carbon adhesion was not formed and the catalyst was damaged.

実験の終了時に反応器の入[1氾度も4時間350℃に
まで下げた。この温度でブタンの完全な変換が達成され
た。生成ガスの組成は、C11432,4%、CO27
,3%、CO0,06%、1121.3%、1120(
主どして凝縮しており定量できなかった)およびN2で
あった。4時間接、湿度をさらに350℃から300℃
に下げた。ブタン変換は6%低下しただけであった。3
00℃に2時間保ったのち、温度を350℃に上げた。
At the end of the experiment, the reactor temperature was lowered to 350° C. for 4 hours. Complete conversion of butane was achieved at this temperature. The composition of the generated gas is C11432, 4%, CO27
,3%, CO0,06%, 1121.3%, 1120(
They were mainly condensed and could not be quantified) and N2. After 4 hours of contact, the humidity is further increased from 350℃ to 300℃.
lowered to Butane conversion was only reduced by 6%. 3
After holding at 00°C for 2 hours, the temperature was raised to 350°C.

すると、温度を300℃に下げるまえはブタンは完全に
変換されていたのであるが、変換率は50%でしかなく
、それも18時間後には約40%にまでしだいに低下し
た。ついで400℃まで?1lJtを上げると変換率は
96%に上がった。400℃に72時間保ったのち実験
を中止し、使用した触媒を実施例2に記載されている再
生処理に供した。
Although the butane was completely converted before the temperature was lowered to 300°C, the conversion rate was only 50%, which gradually decreased to about 40% after 18 hours. Then up to 400℃? When increasing 1 lJt, the conversion rate increased to 96%. After 72 hours at 400° C., the experiment was stopped and the used catalyst was subjected to the regeneration process described in Example 2.

実施例2 実施例1で行なわれた実験サンプルを、つきの手順によ
り再生した。
Example 2 The experimental sample performed in Example 1 was regenerated according to the following procedure.

触媒サンプルをチッ素気流中で25℃にまで冷却した。The catalyst sample was cooled to 25° C. in a nitrogen stream.

ついで約02 0.5%と8299.5%とからなる混
合ガス中で触媒を不動態化した。このものを0220%
とN280%の気流中にて昇温速度50℃/時間で25
℃から450℃まで加熱し、ニッケル表面からカーボン
を焼却した。温度を450℃に5時間一定に保ち、N2
気流中で触媒を100℃に冷却した。ついで8210%
とN290%気流中で再度450℃に昇温速度50℃/
時間で−51− あげた。
The catalyst was then passivated in a gas mixture consisting of approximately 0.02% and 8299.5%. This thing 0220%
and 25°C at a heating rate of 50°C/hour in an air flow of 80% N2.
It was heated from .degree. C. to 450.degree. C. to burn off carbon from the nickel surface. The temperature was kept constant at 450°C for 5 hours and N2
The catalyst was cooled to 100°C in a stream of air. Then 8210%
Then, the temperature was raised to 450°C again in a 90% N2 stream at a rate of 50°C/
I gave -51- in hours.

前記+12−82ガス中で450℃に16時間保つIC
のち、N2気流中で450℃にて2時間処理して吸収さ
れている水素を除いた。その接直ちに実施例3に記載さ
れている実験を行なった。
IC kept at 450°C for 16 hours in the above +12-82 gas
Thereafter, absorbed hydrogen was removed by treatment at 450° C. for 2 hours in a N2 stream. Immediately thereafter, the experiment described in Example 3 was performed.

実施例3 実施例2で再生された触媒サンプルを実施例1と同様の
反応混合ガス(14,3%のC4I+ 10と85.7
%のN2に6.7%mole 7分の量で1120を加
えてえられたもの)に曝した。反応器の入口渇痕は35
0℃に保った。43.2ciuの反応器中の空間速度は
、大気圧で700/M間であった。生成ガスの組成は5
0時間にわたる実験の量変化せず、またブタンは含/υ
でいなかった(t120/C比は0,8であった)。
Example 3 A catalyst sample regenerated in Example 2 was treated with the same reaction mixture as in Example 1 (14.3% C4I+ 10 and 85.7%
% N2 plus 6.7% mole 1120). The reactor inlet thirst mark is 35
It was kept at 0°C. The space velocity in the 43.2ciu reactor was between 700/M at atmospheric pressure. The composition of the generated gas is 5
The quantity of the experiment over 0 hours did not change and butane contained /υ
(t120/C ratio was 0.8).

実施例1において、再生前には350℃におけるブタン
の変換率は40%でしかなかった。再生触媒の生成ガス
にブタンが存在しないことは、実施例2で行なわれた処
理が有効であることを示している。生成ガスの組成は、
CI+432.4%、− 52 − CO27,3%、Co 0.06 %、 82 1.3
%、 N2 0(主として凝縮しており定量できなかっ
た)およびN2であった。
In Example 1, the butane conversion at 350°C was only 40% before regeneration. The absence of butane in the regenerated catalyst product gas indicates that the treatment performed in Example 2 is effective. The composition of the produced gas is
CI+432.4%, -52-CO27.3%, Co 0.06%, 82 1.3
%, N2 0 (mainly condensed and could not be quantified) and N2.

実施例1から3までの約260時間にわたる処理の間、
圧力降下は殆んど無視しうるほど小さかった。このこと
は気付くほどのカーボンの付着が生じていなかったこと
を示しでいる。
During the approximately 260 hours of processing in Examples 1 to 3,
The pressure drop was almost negligible. This shows that there was no noticeable carbon adhesion.

実施例4 50重量%Ni−8in2触媒を実施例1と同様の方法
で製造した。この触媒を直ちに空気中で120℃にて2
4時間乾燥し、タブレット状に圧縮(1500ko/c
m2) L、、、造粒し、0.15〜0.30mmの寸
法のペレットをふるい取った。このものを02を10%
含む水素気流中で450℃にて16時間焼成し、ついで
N2を10%含むアルゴンガス気流中で450℃にて7
2時間以上還元した。えられた触媒中のニッケル粒子の
平均直径は6%mあった。
Example 4 A 50% by weight Ni-8in2 catalyst was produced in the same manner as in Example 1. This catalyst was immediately heated in air at 120°C for 2 hours.
Dry for 4 hours and compress into tablet form (1500ko/c
m2) L, , granulation was performed and pellets with a size of 0.15 to 0.30 mm were sieved. This thing 02 10%
Calcined at 450°C for 16 hours in a hydrogen stream containing 10% N2, and then fired at 450°C for 7 hours in an argon gas stream containing 10% N2.
It lasted for over 2 hours. The average diameter of the nickel particles in the obtained catalyst was 6% m.

この触媒2.0dを直径1 、0cmの円筒形の石英製
反応器に充填した。この触媒床は0.52(lの二ッケ
ルを含んでいた。このものは約4511+2のニッケル
人怖がガス相に曝されるものであった。
2.0 d of this catalyst was packed into a cylindrical quartz reactor with a diameter of 1.0 cm. The catalyst bed contained 0.52 liters of nickel, which was about 4511+2 liters of nickel exposed to the gas phase.

メタノールを7容吊%含むチッ素ガスを空間速度175
0/時間ぐ反応器に供給1ツノ、:。定常状態に達した
(典型的には15分以内)のち、少なくとも3時間生成
ガスの組成をガスクロマトグラフィによってモニターし
た。生成ガス組成の定常状態にお()る変動は1%以内
であった。水を除く他の成分は直接測定した。水は質量
バランスから篩用した。
Nitrogen gas containing 7% methanol by volume at a space velocity of 175
0/hour feed 1 tube to the reactor:. After steady state was reached (typically within 15 minutes), the composition of the product gas was monitored by gas chromatography for at least 3 hours. The steady-state fluctuations in the produced gas composition were within 1%. Other components except water were measured directly. Water was sieved for mass balance.

第1図に示すJ:うに、367℃から前では生成ガス組
成は実験誤差(約2%)以内で平衡に等しい。低温部に
おIJる小さな不一致は、前記の空間速度では一酸化炭
素の水素添加反応が不完全であるためである。第1図に
示されていない他の化合物、たとえばメタノール、エタ
ノールなどは、10ppH1以上の濃度では検出されな
かった。
J shown in FIG. 1: Before 367°C, the produced gas composition is equal to equilibrium within experimental error (approximately 2%). The small discrepancy in the IJ in the low temperature region is due to the incomplete hydrogenation reaction of carbon monoxide at the above space velocity. Other compounds not shown in Figure 1, such as methanol, ethanol, etc., were not detected at concentrations above 10 ppH1.

別の実験において329℃におtJる定常状態の組成を
40時間以上持続することができた。さらに447℃ま
での種々の温度で約100時間操作したのち309℃に
戻しても、第1図に示す出口ガス組成で与えられる最初
の触媒のパフォーマンスは変化しなかった。
In another experiment, a steady state composition of 329° C. could be maintained for more than 40 hours. Further operation at various temperatures up to 447°C for about 100 hours and then back to 309°C did not change the performance of the initial catalyst given the exit gas composition shown in FIG.

実施例5 実施例4で用いたのと同じ反応器と触媒を用いた。Example 5 The same reactor and catalyst used in Example 4 were used.

メタノール5.5容吊%と水素10容量%を含むチッ素
ガスを2mの触媒を含む反応器に空間速度1750/時
間で供給した。
Nitrogen gas containing 5.5% methanol by volume and 10% hydrogen by volume was fed into the reactor containing the 2 m catalyst at a space velocity of 1750/hour.

水素を加えたばあいでも、反応器から出た生成ガスの組
成は第2図に示すごとく、368℃以上の温度で平衡状
態の組成となった。低温領域にお(プる小さな差異は、
実施例4におけると同様に用いた空間速度では一酸化炭
素の水素添加が不完全であるためと考えられる。
Even when hydrogen was added, the composition of the gas produced from the reactor reached an equilibrium state at temperatures above 368°C, as shown in Figure 2. Small differences in the low temperature range are
This is considered to be because hydrogenation of carbon monoxide was incomplete at the space velocity used in the same manner as in Example 4.

実施例6 製造例1の方法で調製され前処理された触媒を実施例1
で用いた反応器に充填した。
Example 6 The catalyst prepared by the method of Preparation Example 1 and pretreated was prepared in Example 1.
It was filled into the reactor used in .

触媒は5.6gの金属性ニッケルを含んでいた。The catalyst contained 5.6 g of metallic nickel.

−55− この触媒を反応器の入口温度400℃でCa 1110
(2,1m1Ilole/m1n)、+120(水蒸気
、11 、2mmo l e/m1n)および82 (
12,41+mole/m1n)よりなる供給ガスに曝
した。炭素原子に対する水蒸気の比率は1,35であっ
た。空間速度は大気圧で約150/時間であった。反応
器内の絶対圧は120kPaであった。実験中、触媒床
中の高さ方向の温度を反応器の軸に沿って9等分した位
置でそれぞれ測定した。さらにIll状のカーボンの付
着による反応器の目詰りが生じているか否かを確認する
ため、触媒床を通過J°るときの圧力降下を連続的に記
録した。
-55- This catalyst was used at a reactor inlet temperature of 400°C to produce Ca 1110
(2,1m1Ilole/m1n), +120 (water vapor, 11,2mmol e/m1n) and 82 (
12,41+mole/m1n). The ratio of water vapor to carbon atoms was 1.35. The space velocity was approximately 150/hour at atmospheric pressure. The absolute pressure inside the reactor was 120 kPa. During the experiment, the temperature in the height direction in the catalyst bed was measured at each of nine equal positions along the axis of the reactor. Furthermore, in order to confirm whether or not the reactor was clogged due to adhesion of Ill-shaped carbon, the pressure drop as it passed through the catalyst bed was continuously recorded.

反応しなかった水の多くを凝縮1ノだのちの生成ガスの
組織は、CIl、131.3%、CO27,6%、N2
 3.7%、Co 0.07%、+120(主どして凝
縮しており定量できなかった)およびN2であり、ブタ
ンは完全に転化されていた。450時間に亘る実験の間
、触媒床の高さ方向の温度状態には、注目すべき変化は
なかった。さらに実験の終了時点における反応器の圧力
降下は無視し−56− うるほど小さかった。このことは触媒上にカーボンが付
着することによる反応器の目詰りが生じていないことを
示している。この結論は、使用済の触媒を電子顕微鏡で
観察したどころm紐状のカーボンがまったく゛存在して
いなかったことからも確認された。
After much of the unreacted water is condensed, the structure of the gas produced after one cycle is CI1, 131.3%, CO2, 7.6%, N2.
3.7%, Co 0.07%, +120 (predominantly condensed and not quantifiable) and N2, butane was completely converted. During the 450 hour experiment, there were no notable changes in the temperature regime across the height of the catalyst bed. Furthermore, the pressure drop in the reactor at the end of the experiment was negligible. This shows that the reactor was not clogged due to carbon adhering to the catalyst. This conclusion was confirmed by the fact that when the used catalyst was observed under an electron microscope, no string-like carbon was present at all.

実施例7 製造例1の方法で調製され前処理された触媒を実施例1
で用いた反応器に充填した。
Example 7 The catalyst prepared by the method of Preparation Example 1 and pretreated was prepared in Example 1.
It was filled into the reactor used in .

この触媒は5.1gの金属性ニッケルを含んでいた。こ
の触媒を400℃でC4旧o(18,61nlllOI
/m1n)、820 (12,2mmole/m1n)
およびN2(12,4mmole/m1n)よりなる供
給ガスに曝した。
This catalyst contained 5.1 g of metallic nickel. This catalyst was heated at 400℃ to C4 old O(18,61nlllOI
/m1n), 820 (12,2mmole/m1n)
and N2 (12,4 mmole/m1n).

空間速度は大気圧で約1100/時間であった。ブタン
の添加率は最初的50%であったが、急激に低下して7
0時間後には10%未満になった。明らかにこの現象は
、触媒の活性が炭素原子に対する水蒸気の比率が0.1
6と非常に小さいばあいに対抗しきれないことを示して
いる。75時間後に実験を中止しIC5この実験の間、
圧力降下の増大は観察されなかった。このことは他の触
媒では見られない現象である。というのは、水蒸気が存
在しないかまたはごくわずかしか存在しないばあい、炭
化水素類の雰囲気中では急速にニッケル触媒上にノコ−
ボンが付着し、数時間以内に反応器に目詰りが生ずるこ
とが知られているからである。なお、前記実験に使用し
た触媒を電子顕微鏡で観察したところ、約10nmの繊
維状のカーボンがごくわずか形成されていた。
The space velocity was approximately 1100/hour at atmospheric pressure. The butane addition rate was initially 50%, but it rapidly decreased to 7.
After 0 hours, it was less than 10%. Apparently, this phenomenon is due to the fact that the activity of the catalyst decreases when the ratio of water vapor to carbon atoms is 0.1.
6, which shows that it is not possible to fully counter the extremely small case. During this experiment, the experiment was stopped after 75 hours and the IC5
No increase in pressure drop was observed. This phenomenon is not observed with other catalysts. This is because in the absence of water vapor or in the presence of very little water vapor, sulfur is rapidly deposited on the nickel catalyst in an atmosphere of hydrocarbons.
This is because it is known that bongs adhere to the reactor and clog the reactor within a few hours. Note that when the catalyst used in the above experiment was observed using an electron microscope, it was found that a very small amount of fibrous carbon of about 10 nm was formed.

後記の実施例8に記載されているように、失活した本発
明にお1ノる触媒は高められた温度で空気中にて処理さ
れることにJ:す、最初の活性を再疫取り戻1゛ことが
できる。
As described in Example 8 below, the deactivated catalyst of the present invention is treated in air at elevated temperatures to re-establish its initial activity. You can go back 1.

この種の方法では、生成ガスは連続的に取り出され、数
千時間分の生成ガスを集めるように設備が操作される。
In this type of process, product gas is continuously removed and the equipment is operated to collect thousands of hours' worth of product gas.

ところで、水蒸気の供給の突然の停止による緊急事態が
発生するばあいかあり、そのような事態に備えて緊急処
理システムが前記設備に組み込まれている。この操作に
おいて、触媒のパフオーマンスが大きな重要性を有して
いる。したがって、触媒がカーボンの付着に対してきわ
めて傷つきやすいものであるばあい、前記の緊急事態に
おいて触媒は多大な損傷を受ける。それゆえ、前記緊急
処理システムは非常に精密に設計されている。しかし本
発明における触媒のごとく、前記のような緊急事態に触
媒にカーボンの付着が急速に生じず、したがって緊急事
態にそれほど迅速に対応しなくてよいばあいには、緊急
処理システムをそれほど厳密なものにする必要はなく、
それゆえ設備費の削減を行なうことができる。
Incidentally, an emergency situation may occur due to a sudden stop of the supply of steam, and an emergency treatment system is incorporated into the equipment in preparation for such an event. In this operation, catalyst performance is of great importance. Therefore, if the catalyst is highly susceptible to carbon deposits, it will be severely damaged in such an emergency situation. Therefore, the emergency handling system is very precisely designed. However, in cases such as the catalyst of the present invention, where carbon deposition does not occur rapidly on the catalyst in an emergency situation such as the one described above, and therefore the emergency situation does not require a very rapid response, the emergency treatment system may not be as strict. There is no need to make it a thing,
Therefore, equipment costs can be reduced.

実施例8 製造例1の方法で調製され前処理された触媒を実施例1
で用いた反応器に充填した。
Example 8 The catalyst prepared by the method of Preparation Example 1 and pretreated was prepared in Example 1.
It was filled into the reactor used in .

この触媒は5.0gの金属性ニッケルを含んでいた。反
応器の入口mlを400℃にし、Ca 1110 (1
8,6mmol/1n)、th O(12,2mmol
e/m1n)および82 (12,4R1111Ole
/m1n)よりなる供給ガスに触媒を曝した。炭素原子
に対する水蒸気の比率は0,85であった。空間速度は
大気圧で−59− 約730/時間であった。実験中、触媒床中の高さ方向
の温度を反応器の軸に沿って9等分した位置でそれぞれ
測定した。さらにIll状のカーボンの付着による反応
器の目詰りが生じているか否かをWj認覆るため、触媒
床を通過するときの圧力降下を連続的に記録した。
The catalyst contained 5.0 g of metallic nickel. The inlet ml of the reactor was set to 400°C, and Ca 1110 (1
8,6 mmol/1n), thO (12,2 mmol
e/m1n) and 82 (12,4R1111Ole
/m1n). The ratio of water vapor to carbon atoms was 0.85. The space velocity was -59 - about 730/hour at atmospheric pressure. During the experiment, the temperature in the height direction in the catalyst bed was measured at each of nine equal positions along the axis of the reactor. Furthermore, in order to determine whether or not the reactor was clogged due to deposition of Ill-shaped carbon, the pressure drop when passing through the catalyst bed was continuously recorded.

反応しなかった水の多くを凝縮したのちの生成ガスの組
織は、CI+459.4%、CO213,6%、112
 6.6%、Co 0.07%、1120(主として凝
縮しており定量できなかった)およびN2であった。な
お、ブタンは完全に転化していた。触媒床における潤度
変化から、反応域は徐々に触媒床中を通過していた。明
らかに触媒の活性は着実に減少していた。この触媒の失
活のため、約200時間後には生成ガス中にごく少量の
ブタンが混在していた。5501Fj間侵には、ブタン
の転化率は42%に低下した。一方、触媒床における圧
力降下の増大は認められず、このことは繊維状のカーボ
ンの付着が生じていないことを示している。したがって
、触媒活性の漸減は、ニー 60 − ッケル表面を毒するが繊維状ではない炭素質物質の付着
によるものと考えられる。
After condensing most of the unreacted water, the structure of the generated gas is CI + 459.4%, CO2 13.6%, 112
6.6%, Co 0.07%, 1120 (mainly condensed and could not be determined) and N2. Note that butane was completely converted. The reaction zone gradually passed through the catalyst bed due to the change in moisture content in the catalyst bed. Obviously the activity of the catalyst was steadily decreasing. Due to this catalyst deactivation, a very small amount of butane was mixed in the generated gas after about 200 hours. Upon intercalation of 5501Fj, butane conversion decreased to 42%. On the other hand, no increase in pressure drop in the catalyst bed was observed, indicating that no fibrous carbon was deposited. Therefore, the gradual decrease in catalytic activity is believed to be due to the deposition of carbonaceous material that poisons the Ni 60-nickel surface but is not fibrous.

この部分的に失活した触媒の再活性化を、高められた温
度で空気中にての処理および還元工程による再活性処理
を行なうことにより実施した。その再活性化は、実施例
2における不動態化、酸化および再還元処理をそのまま
用いて行なった。
Reactivation of this partially deactivated catalyst was carried out by treatment in air at elevated temperatures and reactivation by a reduction step. The reactivation was carried out using the passivation, oxidation and re-reduction treatments in Example 2 as they were.

ついで、前記と同じ組成の反応混合ガスを同条件で再生
触媒中を通したところ、ブタンが完全に転化されたこと
を確認した。さらに200時間反応を行なっても、ブタ
ンは完全に転化された。ついで、ブタンの分圧を高める
という不完全な操作を数時間行なうことにより触媒を失
活させた。この失活した触媒を前記と同様の処理により
再度再活性化した。ついで前記の組成の反応混合ガスを
触媒床に通したところ、200時間経過後も触媒床の温
度状態には殆んど変化がなかった。その後触媒床中の温
度状態の移動により触媒は除々に失活していくのがわか
った。
Then, when a reaction mixture gas having the same composition as above was passed through the regenerated catalyst under the same conditions, it was confirmed that the butane was completely converted. Even after an additional 200 hours of reaction, the butane was completely converted. The catalyst was then deactivated by incompletely increasing the partial pressure of butane for several hours. This deactivated catalyst was reactivated again by the same treatment as above. Then, when a reaction mixture gas having the above composition was passed through the catalyst bed, there was almost no change in the temperature state of the catalyst bed even after 200 hours had passed. After that, it was found that the catalyst gradually became deactivated due to changes in temperature within the catalyst bed.

実験を約400時間後に停止l二したが、その時点でも
ブタンの転化率は99.9%以上であった。触媒床にお
ける圧力時下は実験開始時どんど変わらず、このことは
繊維状のカーボンの付着がなかったことを示している。
The experiment was stopped after about 400 hours, but even at that point the conversion rate of butane was still over 99.9%. The pressure in the catalyst bed remained unchanged at the beginning of the experiment, indicating that there was no deposition of fibrous carbon.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図および第2図はそれぞれ実施例4および5でえら
れた生成ガスの温度に対する組成変化を示すグラフであ
る。 特許出願人 ベーエーヘーーハジンス 温 度 (’C)− FIG、1 第1頁の続き 0発 明 者 ビニチル・クラース・ オラ:デ・ボク
ス ト、・ /り王国、エヌエル−3523セーウエーーウトレヒヤ
デラーン 76
FIGS. 1 and 2 are graphs showing changes in composition with respect to temperature of the produced gases obtained in Examples 4 and 5, respectively. Patent Applicant Behehehe Hujins Temperature ('C) - FIG, 1 Continued from Page 1 0 Inventor Vinicil Klaas Ora: De Boxt, / Kingdom of N.L.-3523 Sewage Utrechijaderan 76

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 炭化水素類と水蒸気とからなる混合物、炭化水素類
と水蒸気とメタノールとからなる混合物、メタノールと
水蒸気とからなる混合物またはメタノールを熱に安定な
酸化物キャリヤ上のニッケル触媒を用いて転化してメタ
ンに富むガスをlll造する方法であって、該熱に安定
な酸化物主1アリA7に金属性ニッケル粒子が化学的に
結合されていることを特徴とするメタンに富むガスの製
造法。 2 キャリヤが、ケイ素、アルミニウムおよびマグネシ
ウムにりなる群から選ばれた少なくとも1つの元素の酸
化物である特許請求の範囲第1項記載の方法。 3 キャリヤが8102である特許請求の範囲第1項記
載の方法。 4 キャリヤが^12o3またはH(70である特許請
求の範囲第1項記載の方法。 5 供給される混合物中に炭化水素類1モルあたり0,
05モルを超えるメタノール、好ましくは0.2モルを
超えるメタノールが存在している特許請求の範囲第1項
、第2項、第3項または第4項記載の方法。 6 供給される混合物が本質的に炭化水素類を含まず、
メタノールと水蒸気とからなり、水蒸気がメタノール1
モルあたり0.8モル未満、好ましくは0.2モル未満
である特許請求の範囲第1項、第2項、第3項または第
4項記載の方法。 7 供給される混合物中の水蒸気のモル数が、炭化水素
類の炭素原子1モルあたり1.35以下、好ましくは1
.3以下、とくに好ましくは1.2以下である特許請求
の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項または
第6項記載の方法。 8 供給される混合物中の水蒸気のモル数が、炭化水素
類の炭素原子1モルあたり0,8以」−1好ましくは0
.9以上、とくに好ましくは1以上である特許請求の範
囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項または第6
項記載の方法。 9 ニッケル触媒が、 (a)ニッケル塩の水溶液おJ:びキャリヤ形成用の基
礎元素の塩の水溶液を混合し、該混合液のpl+を溶解
しているニッケルイオンおよび基礎元素のイオンが析出
するレベルまで上げ、要すれば溶液中の析出物を二L−
ジングし、さらに要すればえられた固形物を熱水で処理
し、乾燥し、焼成【ノ、還元するか、 山)ニッケル塩溶液およびその酸化物が前記熱に安定な
酸化物キャリヤであるMW元索の塩の溶液を水性W賀中
でシコウ酸■スプルまたはギ酸エステルの水溶液と混合
し、析出物を分離し、乾燥1ノ、焼成し、還元するか、
(C)熱に安定な酸化物キャリ(νの微粉体をニッケル
塩の希釈溶液中に懸濁させ、ニッケル化合物を要すれば
高められた温度で激しく撹拌しつつ該撹拌されている懸
濁液面下に水酸イオンを注入するか、または化学量論的
に要求される量の1〜10倍吊が溶液中に含まれている
化合物のそれ自体公知の化学反応により水酸イオンを形
成させることによって析出させ、ついで分離し、乾燥し
、焼成し、担持キャリヤを還元するか、または (小熱に安定な酸化物キャリヤの懸濁液の液面下にニッ
ケル塩溶液を導入し、該懸濁液のp++を4〜7に維持
し、分離し、乾燥し、焼成し、担持キャリヤを還元する ことにより製造されてなる特許請求の範囲第1項、第2
項、第3項、第4項、第5項、第6項、第7項または第
8項記載の方法。 10 炭化水素類ど水蒸気とからなる混合物、炭化水素
類と水蒸気とメタノールとからなる混合物、メタノール
と水蒸気とからなる混合物またはメタノールの転化によ
りメタンに富む−3− ガスを製造する方法に用いるニッケル触媒の再生法であ
って、該ニッケル触媒が熱に安定な酸化物キャリ17に
金属11ニッケル粒子が化学的に結合されている触媒で
あり、該触媒を(a)反応器内にカーボンの付着により
当初の活性を失なった使用流の触媒を残したままでガス
混合物の供給を11−める■稈、 山)反応器内に供給ガス混合物または反応生成ガスが本
質的に残留しなくなるまで不活性ガス、好ましくはチッ
素ガスで反応器を浄化する工程、 (C)反応器にMyk含有ガスを供給し、反応器内の最
高温度を600℃に限ることにJ:ってカーボン44着
物を燃やすJ稈、 (小反応器内に木質的に酸素が残留しなくなるまで不活
性ガス、好ましくはチッ素ガスで゛反応器を浄化する二
り稈、および te1200〜450℃の温度で水素ガスにより触媒を
還元し、活性状態にする工程 を施こすことにより再生することを特徴とす−4− るニッケル触媒の再生法。 11 キャリヤが、ケイ素、アルミニウムおよびマグネ
シウムよりなる群から選ばれた少なくとも1つの元素の
酸化物である特許請求の範囲第10項記載の方法。 12 キャリヤが5in2である特許請求の範囲第10
項記載の方法。 13 キャリヤがAl1 03またはH(10である特
許請求の範囲第10項記載の方法。 14ニツケル触媒が (a)ニッケル塩の水溶液およびキャリヤ形成用の基礎
元素の塩の水溶液を混合し、該混合液のpHを溶解して
いるニッケルイオンおよび基礎元素のイオンが析出する
レベルまで上げ、要づ”れば溶液中の析出物をエージン
グし、さらに要すればえられた固形物を熱水で処即し、
乾燥し、焼成し、還元するか、 山)ニッケル塩溶液およびその酸化物が前記熱に安定な
酸化物キャリヤである基礎元素の塩の溶液を水性媒質中
でシコウ酸エステルまたはギ酸エステルの水溶液と混合
し、析出物を分H1シ、乾燥し、焼成し、還元するか、
Te3熱に安定な酸化物キVすA7の微粉体をニッケル
塩の希釈溶液中に懸濁さ1!、ニッケル化合物を要すれ
ば高められた温度で激しく撹拌しつつ該撹拌されている
懸?1液面下に水酸イオンを注入1Jるか、また【、1
.化学量論的に要求される吊の1〜10倍吊が溶液中に
含まれている化合物のそれ自体公知の化学反応により水
酸イオンを形成さけることによって析出させ、ついで分
−]し、乾燥し、焼成()、1■持:1−ヤリャを還元
するか、まlこは (小熱に安定な酸化物キャリヤのlli!濁液の液面下
にニッケル塩溶液を導入し、該懸濁液のpl+を4〜7
に輔持し、分離し、乾燥し、焼成し、相持キャリーフを
jq元する ごとにより製造されてなる特許請求の範囲第、10項、
第11項、第12項または第13項記載の方法。 15 炭化水素類と水蒸気とから2rる混合物、炭化水
素類と水蒸気とメタノールとからなる混合物、メタノー
ルと水蒸気とからなる混合物またはメタノールを触媒を
用いる転化によりメタンに富むガスを製造する方法に有
用な再生ニッケル触媒であって、該ニッケル触媒が熱に
安定な酸化物キャリヤに金属性ニッケル粒子が化学的に
結合している触媒であり、前記転化において失活した触
媒を 〈田反応器内にカーボンの付着により当初の活性を失な
った使用済の触媒を残したままでガス混合物の供給を止
める工程、 (b)反応器内に供給ガス混合物または反応生成ガスが
本質的に残留しなくなるまで不活性ガス、好ましくはチ
ッ素ガスで反応器を浄化する工程、 (C1反応器に酸素含有ガスを供給し、反応器内の最高
温度を600℃に限ることによってカーボン付着物を燃
やす工程、 く小反応器内に本質的に酸素が残留しなくなるまで不活
性ガス、好ましくはチッ素ガスで反−7= 応器を浄化するに程、おにび (e)200〜1150℃の淘麻で水素ガスにより触媒
を還元し、活性状態に覆る工程 を施こJことにより再生し−C再活性化されてなること
を特徴とする再生ニッケル触媒。
[Scope of Claims] 1. A mixture of hydrocarbons and steam, a mixture of hydrocarbons, steam, and methanol, a mixture of methanol and steam, or methanol as a nickel catalyst on a thermally stable oxide carrier. A method for producing a methane-rich gas by converting it into a methane-rich gas, characterized in that metallic nickel particles are chemically bonded to the heat-stable oxide main oxide A7. A method of producing rich gas. 2. The method according to claim 1, wherein the carrier is an oxide of at least one element selected from the group consisting of silicon, aluminum and magnesium. 3. The method according to claim 1, wherein the carrier is 8102. 4. The method according to claim 1, wherein the carrier is ^12o3 or H (70). 5.
5. A process according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein more than 0.5 moles of methanol are present, preferably more than 0.2 moles of methanol. 6 the supplied mixture is essentially free of hydrocarbons;
Consists of methanol and water vapor, water vapor is methanol 1
5. A method according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the amount is less than 0.8 mol per mole, preferably less than 0.2 mol. 7 The number of moles of water vapor in the supplied mixture is 1.35 or less, preferably 1.35 or less per mole of carbon atoms of hydrocarbons.
.. 7. The method as claimed in claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the temperature is less than or equal to 3, particularly preferably less than or equal to 1.2. 8 The number of moles of water vapor in the supplied mixture is 0.8 or more per mole of carbon atoms of hydrocarbons -1 preferably 0
.. 9 or more, particularly preferably 1 or more.
The method described in section. 9 The nickel catalyst is prepared by mixing (a) an aqueous solution of a nickel salt and an aqueous solution of a salt of a basic element for carrier formation, and the nickel ions and ions of the basic element that have dissolved pl+ in the mixed solution are precipitated. level and, if necessary, remove the precipitate in the solution by 2 L-
If necessary, the solid obtained is treated with hot water, dried and calcined.The nickel salt solution and its oxide are the heat-stable oxide carriers. A solution of the salt of MW Motosaku is mixed with an aqueous solution of sikolic acid sprue or formic acid ester in an aqueous WG, the precipitate is separated, dried 1 time, calcined and reduced, or
(C) A fine powder of a thermally stable oxide carrier (v) is suspended in a dilute solution of a nickel salt, and if a nickel compound is required, the stirred suspension is stirred vigorously at an elevated temperature. Hydroxide ions are formed either by subsurface implantation of hydroxide ions or by chemical reactions known per se of compounds contained in the solution in an amount of 1 to 10 times the stoichiometrically required amount. The supported carrier may be reduced by precipitation, followed by separation, drying, calcination, or (by introducing a nickel salt solution below the surface of a suspension of a small heat-stable oxide carrier; Claims 1 and 2 are produced by maintaining the p++ of the suspension at 4 to 7, separating, drying, calcining, and reducing the supported carrier.
8. The method according to paragraph 3, paragraph 4, paragraph 5, paragraph 6, paragraph 7, or paragraph 8. 10 Nickel catalyst used in a method for producing methane-rich gas by conversion of a mixture of hydrocarbons and steam, a mixture of hydrocarbons, steam, and methanol, a mixture of methanol and steam, or methanol conversion A regeneration method in which the nickel catalyst is a catalyst in which metal 11 nickel particles are chemically bonded to a thermally stable oxide carrier 17, and the catalyst is (a) The feed of the gas mixture is continued until there is essentially no feed gas mixture or reaction product gas remaining in the reactor (culm, mountain), leaving the catalyst in the used stream that has lost its initial activity. a step of purifying the reactor with a gas, preferably nitrogen gas; (C) supplying a Myk-containing gas to the reactor and burning carbon 44 to limit the maximum temperature in the reactor to 600°C; J culm, (two culms, purify the reactor with an inert gas, preferably nitrogen gas until no oxygen remains woody in the small reactor, and catalyzed by hydrogen gas at a temperature of te 1200-450 ° C. -4- A method for regenerating a nickel catalyst, characterized in that the carrier is regenerated by carrying out a step of reducing and bringing it into an active state.11 The carrier is at least one selected from the group consisting of silicon, aluminum and magnesium. 12. The method of claim 10, wherein the carrier is an oxide of an element. 12. The method of claim 10, wherein the carrier is 5in2.
The method described in section. 13. A method according to claim 10, wherein the carrier is Al103 or H (10). Raise the pH of the solution to a level at which dissolved nickel ions and basic element ions precipitate, age the precipitates in the solution if necessary, and treat the resulting solids with hot water if necessary. Immediately,
drying, calcining and reducing; Mix, remove the precipitate, dry, calcinate, reduce or
A fine powder of the thermally stable oxide Te3 and A7 was suspended in a dilute solution of nickel salt. If necessary, the nickel compound is stirred at an elevated temperature with vigorous stirring. Inject 1J of hydroxide ions below the liquid surface or [,1
.. 1 to 10 times the stoichiometrically required concentration is precipitated by a chemical reaction known per se of the compounds contained in the solution, avoiding the formation of hydroxide ions, followed by separation and drying. Then, calcination (), 1-holding: 1-reducing yarya, or mako (low heat-stable oxide carrier lli!) Introducing a nickel salt solution below the surface of the suspension, The pl+ of the suspension is 4-7
Claim No. 10, which is produced by supporting, separating, drying, baking, and adding jq parts of the carrier leaf.
The method according to paragraph 11, paragraph 12 or paragraph 13. 15 Mixtures of hydrocarbons and steam, mixtures of hydrocarbons, steam and methanol, mixtures of methanol and steam, or methods for producing methane-rich gases by catalytic conversion of methanol. A regenerated nickel catalyst is a catalyst in which metallic nickel particles are chemically bonded to a thermally stable oxide carrier, and the catalyst deactivated in the conversion is placed in a carbon reactor. (b) stopping the supply of the gas mixture while leaving behind the spent catalyst which has lost its original activity due to the deposition of a step of purifying the reactor with a gas, preferably nitrogen gas, (a step of burning out carbon deposits by supplying an oxygen-containing gas to the C1 reactor and limiting the maximum temperature in the reactor to 600 ° C., a small reaction React with an inert gas, preferably nitrogen gas, until essentially no oxygen remains in the reactor. A regenerated nickel catalyst characterized in that it is regenerated and reactivated by carrying out a step of reducing the catalyst and bringing it into an active state.
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