JPS62105901A - 高純度水素の製造法 - Google Patents
高純度水素の製造法Info
- Publication number
- JPS62105901A JPS62105901A JP24386285A JP24386285A JPS62105901A JP S62105901 A JPS62105901 A JP S62105901A JP 24386285 A JP24386285 A JP 24386285A JP 24386285 A JP24386285 A JP 24386285A JP S62105901 A JPS62105901 A JP S62105901A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hydrogen
- methanol
- gas
- alloy membrane
- purity
- Prior art date
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- Pending
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体の製造など電子産業に使用されている高
純度水素の製造法に関する。
純度水素の製造法に関する。
（従来の技術）
パラジウムおよびパラジウム合金膜は選択的に水素を透
過させる性質を有する８この性質を利用して、水素含有
混合気体あるいはある程度の純度を有する水素から水素
の濃縮、あるいは精製が行なわれてきた。
過させる性質を有する８この性質を利用して、水素含有
混合気体あるいはある程度の純度を有する水素から水素
の濃縮、あるいは精製が行なわれてきた。
すなわち、パラジウム合金膜を用いると１回の透過で９
９．９９９９％以北の純度の水素を得ることができ、小
規模に高純度水素を必要点する場合にはボンベ詰め水素
、Ｊｌ：連結した形で、このパラジウム合金膜を何する
水素精製器が使用されてきた。又、高純度水素の必要址
が数Ｆ百〜数千立方メートル／時規模の場合には水素発
生装置と組み合わせた形での使用も行なわれてきた。
９．９９９９％以北の純度の水素を得ることができ、小
規模に高純度水素を必要点する場合にはボンベ詰め水素
、Ｊｌ：連結した形で、このパラジウム合金膜を何する
水素精製器が使用されてきた。又、高純度水素の必要址
が数Ｆ百〜数千立方メートル／時規模の場合には水素発
生装置と組み合わせた形での使用も行なわれてきた。
これらの水素発生装置に使用される原料Ｊニしては天然
ガス、ブタンなどの炭化水素類やアンモニアなどがある
。これらの方法は、大規模のガス製造には適しているが
、中、小規模ではその設備費がかさみ適当とはいえない
。
ガス、ブタンなどの炭化水素類やアンモニアなどがある
。これらの方法は、大規模のガス製造には適しているが
、中、小規模ではその設備費がかさみ適当とはいえない
。
また、これらの分解反応温度は６００−８００°Ｃにも
及び、エネルギー的に負担が大きいだけでなく、アンモ
ニア分解などはｔオ′Ｌ！ｔの窒化が起こり実用玉の問
題もある。
及び、エネルギー的に負担が大きいだけでなく、アンモ
ニア分解などはｔオ′Ｌ！ｔの窒化が起こり実用玉の問
題もある。
これら１こ対して、最近はメタノールの分解による水素
の発生方法が脚光を浴び王いる。、この理由としては、
まず第一に、メタノールが国外１こおいて大量、安価に
製造され安定な供給体制が整いつつあることから、化学
工業用原料としてだけでなく、エネルギーとしての利用
が可能になったことである。第二には、メタノールがク
リーンな物質であり、脱硫などの前処理操作を必要とせ
ず、直接分解用原料として使用できることである。第三
には、メタノールの分解温度が低いことである。炭化水
素類の分解反応温度が６００〜８００℃の高温度が必要
であったのに対しメタノールの分解は２５０゛〜５００
℃程度で可能であり、これ自体エネルギーの節約となり
大きな利点である。特に水蒸気の存在で反応させるメタ
ノールの水蒸気改質反応は水素発生用としてはすぐれた
ものであり、数百〜数千立方メートル／時規模での水素
発生装置としてはメタノールの水蒸気改質による方法が
注目され、いくつかの装置が稼動し、℃いる、。
の発生方法が脚光を浴び王いる。、この理由としては、
まず第一に、メタノールが国外１こおいて大量、安価に
製造され安定な供給体制が整いつつあることから、化学
工業用原料としてだけでなく、エネルギーとしての利用
が可能になったことである。第二には、メタノールがク
リーンな物質であり、脱硫などの前処理操作を必要とせ
ず、直接分解用原料として使用できることである。第三
には、メタノールの分解温度が低いことである。炭化水
素類の分解反応温度が６００〜８００℃の高温度が必要
であったのに対しメタノールの分解は２５０゛〜５００
℃程度で可能であり、これ自体エネルギーの節約となり
大きな利点である。特に水蒸気の存在で反応させるメタ
ノールの水蒸気改質反応は水素発生用としてはすぐれた
ものであり、数百〜数千立方メートル／時規模での水素
発生装置としてはメタノールの水蒸気改質による方法が
注目され、いくつかの装置が稼動し、℃いる、。
か＼る公知のメタノール分解プロセスと高純度水素の製
造プロセスの１１み合せ方法を詳述するき、先ず水、メ
タノールの混合液体を蒸発器に送り蒸気とし、これをメ
タノール分解触媒の充てんさｔ’＋、ている反応器に導
いて分解反応を起こさせ、主として水素と炭酸ガスから
なるガスをＵ造する。このガス中には過剰１こ添加され
ている水蒸気を含むので、冷却ののち水とガスに気液分
離する。次１こガスを予熱器で予熱し、さらに加熱され
ているパラジウム合金膜１こ送って高純度水素を抜き出
し、このガスを冷却して高純度水素を得るという方法に
よっている。
造プロセスの１１み合せ方法を詳述するき、先ず水、メ
タノールの混合液体を蒸発器に送り蒸気とし、これをメ
タノール分解触媒の充てんさｔ’＋、ている反応器に導
いて分解反応を起こさせ、主として水素と炭酸ガスから
なるガスをＵ造する。このガス中には過剰１こ添加され
ている水蒸気を含むので、冷却ののち水とガスに気液分
離する。次１こガスを予熱器で予熱し、さらに加熱され
ているパラジウム合金膜１こ送って高純度水素を抜き出
し、このガスを冷却して高純度水素を得るという方法に
よっている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしこのような方法は加熱〜冷却−加熱−冷却のくり
返しで熱の使用が多いこと、更１こは装置が複雑（こな
り、その分コスト高になるなどの欠点がある。
返しで熱の使用が多いこと、更１こは装置が複雑（こな
り、その分コスト高になるなどの欠点がある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は以上の如き欠点を解消し、熱エネルギー消費の
少ない高純度水素の製造法を提供するもので、メタノー
ル蒸気またはメタノールと水の混合蒸気を接触分解して
水素含有ガスを得、該水素含有ガスから高純度水素を得
る方法において、メタノール分解用触媒とともに水素透
過用パラジウム合金膜を内蔵した反応器を用い、分解反
応によシ生成した水素を直ちにパラジウム合金膜を通し
て反応帯より取り出し高純度水素を製造する方法である
。
少ない高純度水素の製造法を提供するもので、メタノー
ル蒸気またはメタノールと水の混合蒸気を接触分解して
水素含有ガスを得、該水素含有ガスから高純度水素を得
る方法において、メタノール分解用触媒とともに水素透
過用パラジウム合金膜を内蔵した反応器を用い、分解反
応によシ生成した水素を直ちにパラジウム合金膜を通し
て反応帯より取り出し高純度水素を製造する方法である
。
本発明において使用する原料はメタノールのみを分解し
て水素と一酸化炭素としても良く、又メタノールと水蒸
気の混合蒸気を分解して水素と炭酸ガスにしても良く、
目的に応じ使い分けることができる。水を添加する場合
は、メタノール１モルにつき水０〜２０モル、好マシく
は０〜５モルを加えて使用する。
て水素と一酸化炭素としても良く、又メタノールと水蒸
気の混合蒸気を分解して水素と炭酸ガスにしても良く、
目的に応じ使い分けることができる。水を添加する場合
は、メタノール１モルにつき水０〜２０モル、好マシく
は０〜５モルを加えて使用する。
本発！Ｊ］１こおいて使用される触媒はメタノールのＣ
ｏ、Ｈ２への分解活性、メタノールと水蒸気とからのＣ
Ｏ２，Ｈ２への分解活性を有するものであればいかなる
ものでも良く、通常知られている触媒が広く使用できる
。たとえばその代表例としては、銅の酸化物、クロムの
酸化物およびマンガンの酸化物を含有する触媒（特公昭
５４−１１２７４）、銅、亜鉛およびアルミニウムを含
有する触媒（特開昭４９−４７２８１）、銅、亜鉛、ア
ルミニウムおよびトリウムの各酸化物を含有する触媒（
米国特許４，０９１，０８６号）、銅、也鉛、アルミニ
ウムおよびクロムの各酸化物を含有する触媒ならびにニ
ッケルおよびアルミニウムの各酸化物を含有する触媒（
特開昭５７−５６３０２）などの銅系触媒、さら１こは
ニッケル、コバルト、鉄、ルテニウム、ロジウム、白金
、またはパラジウムをアルミナや酸化チタンなどに担持
させた触媒（燃料部会誌５９ ４Ｏ−４７（１９８０）
、特開昭６０−１７９１４６、特開昭６０−６０９０２
、特開昭６Ｏ−８２１３７）などの周期律表第腎１族系
触媒などがある。
ｏ、Ｈ２への分解活性、メタノールと水蒸気とからのＣ
Ｏ２，Ｈ２への分解活性を有するものであればいかなる
ものでも良く、通常知られている触媒が広く使用できる
。たとえばその代表例としては、銅の酸化物、クロムの
酸化物およびマンガンの酸化物を含有する触媒（特公昭
５４−１１２７４）、銅、亜鉛およびアルミニウムを含
有する触媒（特開昭４９−４７２８１）、銅、亜鉛、ア
ルミニウムおよびトリウムの各酸化物を含有する触媒（
米国特許４，０９１，０８６号）、銅、也鉛、アルミニ
ウムおよびクロムの各酸化物を含有する触媒ならびにニ
ッケルおよびアルミニウムの各酸化物を含有する触媒（
特開昭５７−５６３０２）などの銅系触媒、さら１こは
ニッケル、コバルト、鉄、ルテニウム、ロジウム、白金
、またはパラジウムをアルミナや酸化チタンなどに担持
させた触媒（燃料部会誌５９ ４Ｏ−４７（１９８０）
、特開昭６０−１７９１４６、特開昭６０−６０９０２
、特開昭６Ｏ−８２１３７）などの周期律表第腎１族系
触媒などがある。
本発明における反応温度は、水素のパラジウム合金膜へ
の透過率を高くする１こは温度が高いほど好ましいが、
触媒の活性寿命、強度などに与える影響および、反応器
材質の熱負担等を考えると、１５０〜７００℃、好まし
くは２５０℃〜５００℃が適当である。才だ、本発明Ｉ
Ｃ２用される反応圧力は水素のパラジウム合金膜への透
過率を高くするには圧力も高いほど好ましいが、パラジ
ウム合金膜の強度および不必要な高圧は実際的でないこ
とを考慮し、圧力１００ゆ／ｃＩｉＧ以下、好ましくは
５０ゆ／ｃ−ｊＧ以下である。また、蒸気の空間速度は
５０〜５０．０００ ｈｒ−−好ましくは１００〜１５
，０００ｈｒ ’ である。
の透過率を高くする１こは温度が高いほど好ましいが、
触媒の活性寿命、強度などに与える影響および、反応器
材質の熱負担等を考えると、１５０〜７００℃、好まし
くは２５０℃〜５００℃が適当である。才だ、本発明Ｉ
Ｃ２用される反応圧力は水素のパラジウム合金膜への透
過率を高くするには圧力も高いほど好ましいが、パラジ
ウム合金膜の強度および不必要な高圧は実際的でないこ
とを考慮し、圧力１００ゆ／ｃＩｉＧ以下、好ましくは
５０ゆ／ｃ−ｊＧ以下である。また、蒸気の空間速度は
５０〜５０．０００ ｈｒ−−好ましくは１００〜１５
，０００ｈｒ ’ である。
本発明で使用されるパラジウム合金膜は、その形状、膜
の厚さ、合金の組成などにとくに制限はなく、反応器の
中に内蔵され、その周囲に触媒が存在し、触媒上で分解
生成した水素含有ガスが直ちにパラジウム合金膜と接触
でき、透過した水素がパイプ等により反応器外に導き出
せるような構造になっていれば良い。
の厚さ、合金の組成などにとくに制限はなく、反応器の
中に内蔵され、その周囲に触媒が存在し、触媒上で分解
生成した水素含有ガスが直ちにパラジウム合金膜と接触
でき、透過した水素がパイプ等により反応器外に導き出
せるような構造になっていれば良い。
（発明の効果）
本発明１こよれば、（Ｄ生成したガスを冷却することな
く反応器内で加熱されているパラジウム合金膜と直接接
触するため、熱を効率よく利用できる、■反応、分層が
同一装置なのでコンパクトになる、■反応中に生成物で
ある水素を抜き出すため、平衡上、反応は進行方向に移
動する、などの利点があり、効率よく高純度水素を製造
することができる。
く反応器内で加熱されているパラジウム合金膜と直接接
触するため、熱を効率よく利用できる、■反応、分層が
同一装置なのでコンパクトになる、■反応中に生成物で
ある水素を抜き出すため、平衡上、反応は進行方向に移
動する、などの利点があり、効率よく高純度水素を製造
することができる。
（実施例）
実施例 １
内径ｆ４Ｍｇダ、中央Ｉこ外径４１１１ダの熱電対ｆ保
護管を有する長さ２５０１のステンレス製反応管に、反
応器内側と保護管との距離の中間の円周とに１０本のパ
ラジウム合金管（日本バイオニクス■製、外径１．５＋
ｕｌｘ１２７形）を固定、内蔵した反応器を用い、これ
に日本エンゲルハルト−製の１％ｐｔ／カーボン触媒を
１４〜２０メツシユに砕き、１７Ｉｌｌ、６゜２６１を
パラジウム合金管の周り１こ充填した。なお、反応器の
加熱は反応器のまわりをアルミニウム製ブ第３表 特許出願人 三菱瓦斯化学株式会社 代表者長野和吉 日本バイオニクス株式会社 代表者高崎文夫
護管を有する長さ２５０１のステンレス製反応管に、反
応器内側と保護管との距離の中間の円周とに１０本のパ
ラジウム合金管（日本バイオニクス■製、外径１．５＋
ｕｌｘ１２７形）を固定、内蔵した反応器を用い、これ
に日本エンゲルハルト−製の１％ｐｔ／カーボン触媒を
１４〜２０メツシユに砕き、１７Ｉｌｌ、６゜２６１を
パラジウム合金管の周り１こ充填した。なお、反応器の
加熱は反応器のまわりをアルミニウム製ブ第３表 特許出願人 三菱瓦斯化学株式会社 代表者長野和吉 日本バイオニクス株式会社 代表者高崎文夫
Claims (1)
- メタノール蒸気または、メタノールと水の混合蒸気を接
触分解して水素含有ガスを得、該水素含有ガスから高純
度水素を得る方法において、メタノール分解用触媒とと
もに水素透過用パラジウム合金膜を内蔵した反応器を用
い、分解反応により生成した水素を直ちにパラジウム合
金膜を通して反応帯より取り出すことを特徴とする高純
度水素の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24386285A JPS62105901A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 高純度水素の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24386285A JPS62105901A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 高純度水素の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62105901A true JPS62105901A (ja) | 1987-05-16 |
Family
ID=17110073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24386285A Pending JPS62105901A (ja) | 1985-11-01 | 1985-11-01 | 高純度水素の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62105901A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442301A (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-14 | Chiyoda Chem Eng Construct Co | Production of hydrogen |
| JPH03123027A (ja) * | 1989-10-05 | 1991-05-24 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコンウエハの清浄化方法 |
| JPH06345404A (ja) * | 1993-06-02 | 1994-12-20 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 非平衡反応用プレートフィン型反応器 |
| US5674301A (en) * | 1994-05-23 | 1997-10-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen preparing apparatus |
| WO1998019960A1 (fr) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Appareil de fabrication d'hydrogene et d'alimentation en hydrogene et voiture electrique |
| US5904913A (en) * | 1996-01-30 | 1999-05-18 | Daimler-Benz Ag | Process for obtaining a high-hydrogen, low-carbon-monoxide gas |
| CN1085186C (zh) * | 1998-04-27 | 2002-05-22 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 甲醇制氢的生产方法 |
-
1985
- 1985-11-01 JP JP24386285A patent/JPS62105901A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6442301A (en) * | 1987-08-06 | 1989-02-14 | Chiyoda Chem Eng Construct Co | Production of hydrogen |
| JPH03123027A (ja) * | 1989-10-05 | 1991-05-24 | Toshiba Ceramics Co Ltd | シリコンウエハの清浄化方法 |
| JPH06345404A (ja) * | 1993-06-02 | 1994-12-20 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 非平衡反応用プレートフィン型反応器 |
| US5674301A (en) * | 1994-05-23 | 1997-10-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen preparing apparatus |
| US5958091A (en) * | 1994-05-23 | 1999-09-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Hydrogen preparing apparatus |
| US5904913A (en) * | 1996-01-30 | 1999-05-18 | Daimler-Benz Ag | Process for obtaining a high-hydrogen, low-carbon-monoxide gas |
| WO1998019960A1 (fr) * | 1996-11-07 | 1998-05-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Appareil de fabrication d'hydrogene et d'alimentation en hydrogene et voiture electrique |
| US6294276B1 (en) | 1996-11-07 | 2001-09-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen manufacturing and supplying apparatus and electric motorcar |
| CN1085186C (zh) * | 1998-04-27 | 2002-05-22 | 中国科学院山西煤炭化学研究所 | 甲醇制氢的生产方法 |
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