JPS62129148A - メタン含有ガス製造用触媒 - Google Patents

メタン含有ガス製造用触媒

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JPS62129148A
JPS62129148A JP60266198A JP26619885A JPS62129148A JP S62129148 A JPS62129148 A JP S62129148A JP 60266198 A JP60266198 A JP 60266198A JP 26619885 A JP26619885 A JP 26619885A JP S62129148 A JPS62129148 A JP S62129148A
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JP
Japan
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catalyst
carrier
rhodium
weight
oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP60266198A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Imai
哲也 今井
Kazutaka Mori
一剛 森
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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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

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  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、メタン含有ガス製造用触媒に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来メタンを含有する高発熱量ガスは、ナフサ、ブタン
等の炭化水素をNi系触媒により接触分解させて得てい
る。しかしながら、この従来の方法は、下記の欠点分有
している。
(1)  接触分解に先立ち原料の脱硫を必要とするた
め、脱硫装置の設置及びその運転管理が必要となシコス
ト高となる。
(ii)  Ni 系触媒は、低温域では触媒活性を示
さないので、高温度で接触反応を行う必要があり、これ
は生成ガスの高発熱量化には不利である。
+iiD  高温度でガス化させるため、外部熱源によ
る原料の予熱が必要であり、これはプロセス全体の熱効
率を低下させる原因となる。
また、最近では液化天然ガスの導入が進められているが
、液化天然ガスは、貯蔵と輸送の面で技術的な制約があ
り、巨額の投資を必要とするという問題点がある。
以上のような情勢から、天然ガス又は石炭などを産出国
においてまず、水蒸気によって水素及び−酸化炭素とか
らなる合成ガスに分解し、ついで触媒上でメタノールに
転化させ、このメタノールを輸送し、消費地でそのまま
燃料として、またメタノールをメタンに転化してガス燃
料として用いる方法などが検討されている。
このメタノールをメタン含有ガスに転化する触媒として
は従来下記のような触媒が提案されている。
(1)活性アルミニウム及び/又は珪藻土を担体とした
ニッケル触媒(特開昭51−122102 )(2) 
 ニッケルを25〜50重量%、アルミナ熔融セメント
を少なくとも5重量%二酸化ジルコニウム又は二酸化チ
タンを少なくとも5重量%含有する触媒(特開昭53−
55702.54−111503 ’) 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、従来の上記触媒は、低温活性に乏しく、耐熱性
がない、まだ、生成ガス中のメタン含有量が小さいなど
現在までのところ多くの問題点を残している。
上記従来の触媒の中で、例えばγ−A/ff1O3にニ
ッケルを担持した触媒については、目的の反応■のみで
なく、水素、−酸化炭素、エーテル、アルデヒド及びカ
ーボン等の生成する副反応■が起こりやすいという問題
がある。
反応■ 40H30I(−+ 3CH,+2H20+ Co2反
応■ OH,OH→(!0−1−2H2 0H30H+H,O→Co、−)−3H2CH,OH→
1/2C凡○C式−←1/2H,OCH,OH4HCH
O+H。
0F130H−+C+ Hz + HtO2C○   
→c−1−co2 上記反応のうち■は原料メタノール1モル当たりのメタ
ン収率が最も高い反応であり、水又は炭酸ガスの除去が
容易に行われうるため最も高発熱量のガスが得られる。
また、反応■のうちカーボン生成反応は触媒の劣化ある
いけりアクタ−の閉塞などをきたし、長期安定操業の妨
げとなる。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで本発明者らは、上記の問題点を解決すべくアルカ
リ土類金属元素及び希土類元素の酸化物を含有する担体
が塩基性であることにより、エーテル生成などの副反応
が抑制されることに注目し、徨々の実験検討を重ねた結
果、アルカリ土類金属元素及び希土類元素の酸化物を含
有する担体にルテニウム又はロジウムを担持させた触媒
が、メタノール又はメタノールと水の混合物からのメタ
ン含有ガス生成反応において、活性、選択性とも極めて
優れていることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、アルカリ土類金属元素及び希土類
元素の酸化物を含有する担体上に、ルテニウム及びロジ
ウムからなる群の一種以上の金属を担持させたこと?特
徴とするメタノール又はメタノールと水の混合物を原料
としたメタン含有ガス製造用触媒である。
〔作用〕
アルカリ土類金属元素及び希土類元素の酸化物を用いる
ことによる作用は、塩基性であることによる副反応の抑
制、さらには、ルテニウム又はロジウムの安定化にある
ここでアルカリ土類金属元素及び希土類元素の酸化物を
含有する担体とは、各酸化物を少くともα1重量%以上
(以下、各酸化物の含有量は担体全量基準で表示する)
、好ましくは1〜95重量%含有する担体で、上記酸化
物以外の物質としてアルミナ、チタニア、ジルコニア、
シリカその他のバインダー成分などを含有するものをさ
す。なお、酸化物の含有量を[11重量%以上としたの
は、これ以下では酸化物の効果が発現されないからであ
る。
上記担体の調製法としては、通常担体として用いられて
いるアルミナ、チタニアなどをアルカリ土類金属元素の
酸化物及び希土類元素の酸化物で被覆する方法、アルカ
リ土類金属元素の酸化物、希土類元素の酸化物及びアル
ミナ、チタニアなどを物理混合する方法、又はアルカリ
土類金属元素、希土類元素の化合物の混合水溶液とアル
ミニウム化合物含有水溶液の混合水溶液にアルカリを加
えて沈殿と作り焼成する方法などが適用できる。
ここでアルカリ土類金属元素の酸化物の例としては、酸
化マグネシウム(MgO)、酸化カルシウム(Oak)
 、m化バリウム(Bad)又は、これらの混合物があ
り、また希土類元素の酸化物とは周期律表の1lla族
の希土類元素の酸化物であり、例えば酸化ランタン(L
a、03)、酸化セリウム(ceo2)、酸化ネオジウ
ム(NdaO3)又は、これらの酸化物などがある。
アルカリ土類金属元素及び希土類元素の酸化物を含有す
る担体の一例としては、Mg0−Coo□−A/203
 、0aO−Lat03−At20B 、 0aO−L
a103−Tie、 、CaO−Lat03 # Ce
Qt−A/103 、 Bad−’Lad O,−Nd
tOs −Zr% l OaO−BaO−Ce嶋−81
02などがあげられる。
0aO−La、03−A/、03担体を一例として調製
法を説明すると、 (1)  アルミナを硝酸ランタン、硝酸力ルクウム水
溶族に浸漬する。
(2)  アルミナを硝酸ランタン、硝酸カルシウム水
溶液に浸漬し、アルカリを加えて沈殿を作る。
(3)  La20. 、 CaOの粉末混合物をアル
ミナゾルと混合する。
などの工程の後、乾燥・焼成することによって容易に得
られる。
次に、このようにして得られた担体に、ルテニウム及び
/又はロジウムを担持させる方法は、従来から用いられ
ている含浸法が適用できる。
例えば塩化ルテニウム及び/又は塩化ロジウムの水溶液
に、担体を浸漬した後、乾燥・焼成することにより容易
に得られる。ここで活性体としてのルテニウム及び/又
はロジウムの担持量(以下担持量は触媒全重量基準でR
u又はRhとして表示)は、少なくともQ、01重量5
以上、好ましくは11〜10重量%である。
ここで担持量を限定した理由は、0.01重量%未満で
は活性が殆んどないからであり、メタノール反応率80
%以上の活性をうるには、0.1重量%以上の担持量が
必要であるからである。
以上のようにして得られた触媒は、メタノール又はメタ
ノールと水の混合物を原料として、メタン含有ガスに改
質する反応に対し高選択性でかつ活性が高く、耐久性に
も極めて優れた性能を有するものである。
なお、この反応は、一般に温度150℃以上、好ましく
は200〜600℃、加圧下0 ’Kll/cm” G
以上、好ましくは0〜100ψ讐Gで行われる。
またメタノールと水の混合物を原料とする場合は、メタ
ノール100重量部に対して水1〜1000重量部とす
ることが好ましい。水を1重量部以上とするのはカーボ
ン析出防止効果を得るためであり、また1000重量部
以下とするのは、これ以上であると水が多すぎて熱効率
が低下するからである。
〔実施例1〕 粒径2〜4鵡の7−A /2o、  からなるペレット
を硝酸マグネシウム及び硝酸セリウムの水溶液に浸漬後
乾燥し、500℃で3時間焼成してMgO。
0e02が各々10重量%(担体全重量基準)担持され
た担体を得た。
このようにして得られた担体を塩化ロジウムの水溶液に
浸漬し、乾燥後350℃で3時間焼成して2重量%(触
媒全重量基準)のロジウム(Rhとして)を担持した触
媒1を調製した。この触媒を400℃で3時間、4%水
素気流中で還元し表1に示す条件で活性評価試験を行い
、表2の結果を得た。
なお比較触媒1としてr−Altos担体に10重量%
の酸化ニッケルを担持した触媒を調製し、反応温度40
0℃での活性評価試験を行った結果を併せて表2に示し
た。
表1゜ 表2 以下、分解ガス組成は水を除去した乾ガス基準で表示す
る。
〔実施例2〕 実施例1で調製した触媒1と同じ方法でMgO及び0e
02の合計濃度(担体全重量基準)それぞれ1,5,2
0.50重量%になるように担体を調製し、これを塩化
ロジウムと塩化ルテニウムの混合水溶液に浸漬し、乾燥
後350℃で3時間焼成して1重量のロジウムと1重量
のルテニウム(触媒全重量基準)を担持した触媒2〜5
を調製した。これらの触媒を400℃で3時間、4%水
素気流中で還元し、反応温度を400℃にした以外は表
1に示す条件で活性評価を行い、表3の結果を得た。
なお、MgOと0e02の混合割合は等重量混合物であ
る。
〔実施例5〕 γ−アルミナの代わりにチタニアを用いた以外は実施例
1の触媒1と同じ方法でOaO及びLa103がそれぞ
れ10重量%(担体全重量基準)担持された担体を得た
。この担体に5重量%のルテニウムを担持した触媒6を
調製した。
硝酸塩水溶液を出発原料として沈殿法により調製した表
5に示す組成の担体を塩化ロジウムの水溶液に浸漬し乾
燥後3時間焼成して5重量%のロジウムを担持した触媒
7,8を調製した。
これらの触媒について400℃で3時間、4%水素気流
中で還元し、表4に示す条件で活性評価試験を行い、表
5の結果を得た。
表4゜ 表5 〔実施例4〕 実施例1で調製した触媒1と同じ方法で1重量5のロジ
ウムを担持した触媒9を、またγ−A403 担体その
ものに1重量%のロジウムを担持した比較触媒2を調製
した。
これらの触媒について、水素還元処理後衣4に示す条件
で活性評価試験(10時間後、4000時間後)を行い
、表6の結果を得た。
表& 〔発明の効果〕 以上、実施例の結果から明らかなように、本発明の触媒
は、長時間の運転でも活性の低下が少なく、かつ選択性
の優れた触媒である。
復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 − 復代理人  安 西 篤 夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルカリ土類金属元素及び希土類元素の酸化物を含有す
    る担体上に、ルテニウム及びロジウムからなる群の一種
    以上の金属を担持させたことを特徴とするメタノール又
    はメタノールと水の混合物を原料としたメタン含有ガス
    製造用触媒。
JP60266198A 1985-11-28 1985-11-28 メタン含有ガス製造用触媒 Pending JPS62129148A (ja)

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