JPH02267116A - アンモニア合成方法 - Google Patents
アンモニア合成方法Info
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- JPH02267116A JPH02267116A JP1087713A JP8771389A JPH02267116A JP H02267116 A JPH02267116 A JP H02267116A JP 1087713 A JP1087713 A JP 1087713A JP 8771389 A JP8771389 A JP 8771389A JP H02267116 A JPH02267116 A JP H02267116A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01C—AMMONIA; CYANOGEN; COMPOUNDS THEREOF
- C01C1/00—Ammonia; Compounds thereof
- C01C1/02—Preparation, purification or separation of ammonia
- C01C1/04—Preparation of ammonia by synthesis
- C01C1/0405—Preparation of ammonia by synthesis from N2 and H2 in presence of a catalyst
- C01C1/0411—Preparation of ammonia by synthesis from N2 and H2 in presence of a catalyst characterised by the catalyst
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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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）
製造されている。
この原理を利用したアンモニア合成の典型的なものは、
（１）低温低圧法（ウーデ法）、（２）中温中圧法（ハ
ーバ−ボッシュ法）、（３）高温高圧法（クロード法、
カザレー法）で、他に（２）の変形と考えられるものが
ある。
（１）低温低圧法（ウーデ法）、（２）中温中圧法（ハ
ーバ−ボッシュ法）、（３）高温高圧法（クロード法、
カザレー法）で、他に（２）の変形と考えられるものが
ある。
（発明の解決しようとする問題点）
しかし、低温低圧法といわれているウーデ法でである。
（従来の技術）
従来、アンモニアは工業的には、鉄、酸化鉄（Ｆｅｄ、
Ｆｅｚｏ３１等の鉄触媒に、促進剤としてアルミナの
ほかに酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ムのうち１種以上を加えたものを触媒として窒素ガスと
水素ガスによる直接合成により５００〜６００°Ｃのよ
うに何れも高温高圧下で合成が行なわれている。
Ｆｅｚｏ３１等の鉄触媒に、促進剤としてアルミナの
ほかに酸化カリウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウ
ムのうち１種以上を加えたものを触媒として窒素ガスと
水素ガスによる直接合成により５００〜６００°Ｃのよ
うに何れも高温高圧下で合成が行なわれている。
このため、合成塔の材質としては高温高圧に耐える特殊
鋼を使用しなければならず、また装置が大型化するため
に廉価にアンモニアを合成することができないなどの難
点がある。
鋼を使用しなければならず、また装置が大型化するため
に廉価にアンモニアを合成することができないなどの難
点がある。
また、高温高圧下にアンモニアの合成が行なわれるため
、温度、圧力の管理が極めて困難であり、常に危険が伴
うなどの難点もある。
、温度、圧力の管理が極めて困難であり、常に危険が伴
うなどの難点もある。
この発明は、上記実情に鑑み、低温低圧下でのアンモニ
ア合成法を開発する目的で鋭意研究の結果、従来水素の
輸送用、高純度の水素製造用、或はヒートポンプ等に使
用されてきた水素吸蔵合金のうちジルコニウム、チタン
、マンガン、鉄の元素を含む水素吸蔵合金が低温低圧下
でのアンモニアの直接合成の触媒として極めて有効であ
ることを見出したものである。
ア合成法を開発する目的で鋭意研究の結果、従来水素の
輸送用、高純度の水素製造用、或はヒートポンプ等に使
用されてきた水素吸蔵合金のうちジルコニウム、チタン
、マンガン、鉄の元素を含む水素吸蔵合金が低温低圧下
でのアンモニアの直接合成の触媒として極めて有効であ
ることを見出したものである。
（問題点を解決するための手段）
そこで、この発明においては以上の知見に基づいて、窒
素ガスと水素ガスを、ジルコニウム、チタン、マンガン
、鉄の元素を基本として含む水素吸蔵合金を触媒として
反応させるアンモニア合成方法を提案するものである。
素ガスと水素ガスを、ジルコニウム、チタン、マンガン
、鉄の元素を基本として含む水素吸蔵合金を触媒として
反応させるアンモニア合成方法を提案するものである。
この発明で使用するジルコニウム、チタン、マンガン、
鉄の元素を含む水素吸蔵合金は、具体的には例えばＺｒ
ｏ５Ｔｉｏ、 ’５ （Ｍｏ、 ｅＦｅｏ、 ２１１．
７の組成比のものが使用される。
鉄の元素を含む水素吸蔵合金は、具体的には例えばＺｒ
ｏ５Ｔｉｏ、 ’５ （Ｍｏ、 ｅＦｅｏ、 ２１１．
７の組成比のものが使用される。
また、これにナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属
、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類、稀土
類元素、遷移元素を添加、混合した合金を使用すること
によりアンモニアの収率を高めることが可能である。
、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類、稀土
類元素、遷移元素を添加、混合した合金を使用すること
によりアンモニアの収率を高めることが可能である。
原料である水素ガス、窒素ガスは従来のアンモニアの直
接合成に使用したものと同様なものを使用することがで
きる。例えば、水素ガスとしては電気分解水素、コーク
スを用いる水性ガス法によニアの直接合成法と同様に、
３：１モルの割合を基準として定めることができる。
接合成に使用したものと同様なものを使用することがで
きる。例えば、水素ガスとしては電気分解水素、コーク
スを用いる水性ガス法によニアの直接合成法と同様に、
３：１モルの割合を基準として定めることができる。
アンモニアの合成順序としては、例えば上記水素吸蔵合
金に付着した酸素や他の反応に有害なガスを排気して取
り除いた後、水素ガスを１０〜２０気圧で水素吸蔵合金
に吸蔵させる。これを数回繰り返すことにより、合金が
活性化し、合金中に原子状水素を貯蔵させる。
金に付着した酸素や他の反応に有害なガスを排気して取
り除いた後、水素ガスを１０〜２０気圧で水素吸蔵合金
に吸蔵させる。これを数回繰り返すことにより、合金が
活性化し、合金中に原子状水素を貯蔵させる。
この活性化した合金に窒素ガスを導入すると、速い反応
速度で、アンモニアの合成反応が円滑に進行してアンモ
ニアが得られる。
速度で、アンモニアの合成反応が円滑に進行してアンモ
ニアが得られる。
なお、水素吸蔵合金への水素ガスの吸蔵の際の発熱、並
びにアンモニアの合成の際の発熱により、反応系は２０
０℃籾度に加熱されるが、外部からこれ以上加熱乃至冷
却することなく、反応は進行する。
びにアンモニアの合成の際の発熱により、反応系は２０
０℃籾度に加熱されるが、外部からこれ以上加熱乃至冷
却することなく、反応は進行する。
また、この発明によるアンモニアの合成は、反応速度が
速いので、反応を円滑に行なわせるため、水素ガスと窒
素ガスの成分比を調整しながら、連続或いは準連続に反
応系に水素ガス並びにモニアの収率を向上させることが
できる。
速いので、反応を円滑に行なわせるため、水素ガスと窒
素ガスの成分比を調整しながら、連続或いは準連続に反
応系に水素ガス並びにモニアの収率を向上させることが
できる。
（作用）
この発明のアンモニア合成方法は、以上のようにジルコ
ニウム、チタン、マンガン、鉄の元素を基本として含む
水素吸蔵合金を触媒とするものであるが、これは従来の
表面反応によって進行する触媒と異なり、水素ガスを内
部に吸蔵して活性化し、更には窒素ガスを活性化する活
性化体として機能するものと推定させる。そして、活性
化された水素及び窒素並びに合金とは低圧、低温下で金
属イミドｆＭ、−ＮＨ）のような中間体を形成し、この
中間体を経てアンモニアが合成されるものと推定される
。
ニウム、チタン、マンガン、鉄の元素を基本として含む
水素吸蔵合金を触媒とするものであるが、これは従来の
表面反応によって進行する触媒と異なり、水素ガスを内
部に吸蔵して活性化し、更には窒素ガスを活性化する活
性化体として機能するものと推定させる。そして、活性
化された水素及び窒素並びに合金とは低圧、低温下で金
属イミドｆＭ、−ＮＨ）のような中間体を形成し、この
中間体を経てアンモニアが合成されるものと推定される
。
（実施例）
、−゛以下、この発明を図示の実施例に基づいて説明す
・る。
・る。
１１は、内部にジルコニウム、チタン、マンガン、鉄の
元素を含む水素吸蔵合金２［例えばＺｒｏ、 ｓ Ｔｉ
ｏ、 ｓ ｆＭｏ８Ｆｅｏ、 ２１１． ？コを収容し
た合成反応装置で、合成反応装置１内には耐食性の多孔
質パイプで構成される水素ガス並びに窒素ガスの導入管
３が設けられ、また同じく耐食性の多孔質パイプで構成
される合成されたアンモニアと未反応の水素ガス並びに
窒素ガスの導出管４が設けられる。
元素を含む水素吸蔵合金２［例えばＺｒｏ、 ｓ Ｔｉ
ｏ、 ｓ ｆＭｏ８Ｆｅｏ、 ２１１． ？コを収容し
た合成反応装置で、合成反応装置１内には耐食性の多孔
質パイプで構成される水素ガス並びに窒素ガスの導入管
３が設けられ、また同じく耐食性の多孔質パイプで構成
される合成されたアンモニアと未反応の水素ガス並びに
窒素ガスの導出管４が設けられる。
更に、導入管３にはバルブ５を介して水素ガス源に接続
し、バルブ６を介して窒素ガス源に接続する凹設状の配
管７の一端が接続される。
し、バルブ６を介して窒素ガス源に接続する凹設状の配
管７の一端が接続される。
また、導出管４にはアンモニアと未反応ガスの分離装置
８に接続するとともに、分離装置８にはアンモニアの取
出し管９と未反応ガスの回収管ｌＯを設け、未反応ガス
の回収管１０には圧送ポンプ１１を介在させ、バルブ１
２を介して配管７の他端に接続される。
８に接続するとともに、分離装置８にはアンモニアの取
出し管９と未反応ガスの回収管ｌＯを設け、未反応ガス
の回収管１０には圧送ポンプ１１を介在させ、バルブ１
２を介して配管７の他端に接続される。
以上の合成反応装置１を使用するアンモニアの合成は、
先ず装置１内を排気して水素吸蔵合金２に付着する酸素
、その他の反応に有害なガスを取除いた後、バルブ５を
開いて１０〜２０気圧で水素ガネを装置１内に充填、放
置して合金２内に水素を吸蔵させる。この操作を数回繰
り返ずことによ一す、合金２の活性化が完了する。
先ず装置１内を排気して水素吸蔵合金２に付着する酸素
、その他の反応に有害なガスを取除いた後、バルブ５を
開いて１０〜２０気圧で水素ガネを装置１内に充填、放
置して合金２内に水素を吸蔵させる。この操作を数回繰
り返ずことによ一す、合金２の活性化が完了する。
次に、バルブ６を開き、窒素ガスを装置１内に導き、ア
ンモニアの合成反応を行なわせる。
ンモニアの合成反応を行なわせる。
反応によって合成されたアンモニア並びに未反応の水素
ガス、窒素ガスは導出管４を通って分離装置８に導かれ
、ここで冷却或いは化学的吸収等の手段によりアンモニ
アと未反応の水素ガス、窒素ガスが分離され、アンモニ
アは配管９を通って取出される。
ガス、窒素ガスは導出管４を通って分離装置８に導かれ
、ここで冷却或いは化学的吸収等の手段によりアンモニ
アと未反応の水素ガス、窒素ガスが分離され、アンモニ
アは配管９を通って取出される。
また、未反応の水素ガスと窒素ガスは成分調整後、バル
ブ１２を開き、ポンプ１１によって再び合成反応装置１
内に送り込まれる。このようにして、この実施例では水
素ガスと窒素ガスの成分比を調整しながら、連続的また
は準連続的に装置を運転してアンモニアを低温低圧下で
効率的に合成することができた。
ブ１２を開き、ポンプ１１によって再び合成反応装置１
内に送り込まれる。このようにして、この実施例では水
素ガスと窒素ガスの成分比を調整しながら、連続的また
は準連続的に装置を運転してアンモニアを低温低圧下で
効率的に合成することができた。
（発明の効果）
以上要するに、この発明によれば従来不可能であったｌ
Ｏ〜２０気圧、２００°Ｃ程度の低圧、低温下でのアン
モニア合成が可能となる。
Ｏ〜２０気圧、２００°Ｃ程度の低圧、低温下でのアン
モニア合成が可能となる。
これば、従来のアンモニア合成法の中で最も低圧のもの
と比較しても１／１０〜１／３０の気圧であり、温度も
２００°Ｃ以下であるため、安全で、しかも極めて安価
な装置を用いて経済的にアンモニアを合成することがで
きる。
と比較しても１／１０〜１／３０の気圧であり、温度も
２００°Ｃ以下であるため、安全で、しかも極めて安価
な装置を用いて経済的にアンモニアを合成することがで
きる。
４ 簡単な図面の説明
第１図は、この発明の一実施例を示す概略図である。
図中、１はアンモニア合成反応装置、２は水素吸蔵合金
、３は導入管、４は導出管、５は水素ガス導入バルブ、
６は窒素ガス導入バルブ、８はアンモニアと未反応ガス
の分離装置、１１は未反応ガス回収のためのポンプ、１
２は未反応ガス回収のためのバルブ。
、３は導入管、４は導出管、５は水素ガス導入バルブ、
６は窒素ガス導入バルブ、８はアンモニアと未反応ガス
の分離装置、１１は未反応ガス回収のためのポンプ、１
２は未反応ガス回収のためのバルブ。
Claims (1)
- 窒素ガスと水素ガスを、チタン、ジルコニウム、マンガ
ン、鉄の元素を基本として含む水素吸蔵合金を触媒とし
て反応させることを特徴とするアンモニア合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087713A JPH0818822B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | アンモニア合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1087713A JPH0818822B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | アンモニア合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02267116A true JPH02267116A (ja) | 1990-10-31 |
| JPH0818822B2 JPH0818822B2 (ja) | 1996-02-28 |
Family
ID=13922546
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1087713A Expired - Lifetime JPH0818822B2 (ja) | 1989-04-06 | 1989-04-06 | アンモニア合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0818822B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008062028A3 (de) * | 2006-11-24 | 2008-09-12 | Basf Se | Integriertes verfahren zur herstellung von benzol und ammoniak ausgehend von aliphatischen kohlenwasserstoffen und stickstoff |
| JP2009215977A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2013241303A (ja) * | 2012-05-21 | 2013-12-05 | Toyota Motor Corp | アンモニア合成方法 |
| JP2021053606A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | アンモニア合成触媒 |
| WO2022030603A1 (ja) * | 2020-08-05 | 2022-02-10 | 国立大学法人京都大学 | アンモニア合成複合触媒及びアンモニアの製造方法 |
| CN116221028A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-06-06 | 中海石油气电集团有限责任公司 | 一种基于海上风电的氨氢转换零碳综合能源系统 |
| CN119746872A (zh) * | 2025-01-17 | 2025-04-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种Ga-Fe基液态合金催化剂及其制备方法和应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56149315A (en) * | 1980-01-17 | 1981-11-19 | Enu Ojiyagushiraa Meemetsuto | Ammonia manufacture |
-
1989
- 1989-04-06 JP JP1087713A patent/JPH0818822B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56149315A (en) * | 1980-01-17 | 1981-11-19 | Enu Ojiyagushiraa Meemetsuto | Ammonia manufacture |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008062028A3 (de) * | 2006-11-24 | 2008-09-12 | Basf Se | Integriertes verfahren zur herstellung von benzol und ammoniak ausgehend von aliphatischen kohlenwasserstoffen und stickstoff |
| US8084658B2 (en) | 2006-11-24 | 2011-12-27 | Basf Se | Integrated process for preparing benzene and ammonia from aliphatic hydrocarbons and nitrogen |
| JP2009215977A (ja) * | 2008-03-11 | 2009-09-24 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
| JP2013241303A (ja) * | 2012-05-21 | 2013-12-05 | Toyota Motor Corp | アンモニア合成方法 |
| JP2021053606A (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | アンモニア合成触媒 |
| WO2021065892A1 (ja) * | 2019-10-02 | 2021-04-08 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | アンモニア合成触媒 |
| WO2022030603A1 (ja) * | 2020-08-05 | 2022-02-10 | 国立大学法人京都大学 | アンモニア合成複合触媒及びアンモニアの製造方法 |
| JPWO2022030603A1 (ja) * | 2020-08-05 | 2022-02-10 | ||
| CN116221028A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-06-06 | 中海石油气电集团有限责任公司 | 一种基于海上风电的氨氢转换零碳综合能源系统 |
| CN119746872A (zh) * | 2025-01-17 | 2025-04-04 | 中国科学院合肥物质科学研究院 | 一种Ga-Fe基液态合金催化剂及其制备方法和应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0818822B2 (ja) | 1996-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |