JPS6077104A - メタノ−ル水蒸気改質方法 - Google Patents

メタノ−ル水蒸気改質方法

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JPS6077104A
JPS6077104A JP18454183A JP18454183A JPS6077104A JP S6077104 A JPS6077104 A JP S6077104A JP 18454183 A JP18454183 A JP 18454183A JP 18454183 A JP18454183 A JP 18454183A JP S6077104 A JPS6077104 A JP S6077104A
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JP
Japan
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catalyst
methanol
reaction
weight
steam reforming
Prior art date
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Pending
Application number
JP18454183A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Kobuchi
彰 小渕
Masato Kaneko
正人 金子
Yoichi Nakamura
中村 容一
Yoshiro Miyamoto
宮本 誠郎
Hisao Morijiri
森尻 久雄
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.)
Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野) 本発明はメタノールと水蒸気を原料とし、水素を有効に
製造するメタノール水蒸気改質方法に関するものである
従来技術) メタノールの水蒸気改質反応は一般に次の反応により進
むと考えられている。
CH,OH−■+2H2□ (目 ω十H2(J −Co2+H,2−(It)CH3L)
H+ H2O−Cc)□ +3H2−(置)本発明に関
する反応は([)で表わされるが、この反応は(1)の
CH30Hの分解反応(吸熱反応:高温はど有利)と(
肛)のωの転化反応(発熱反応:低温はど有利)の組合
せと考えられる。
これは(1)及び[111の反応の平衡からめた生成ガ
ス組成計算値が実際の分析値と#1ぼ一致することから
も正しいと考えられている。
この観点からζl)の反応に有効に働く触媒としてメタ
ノール合成触媒が挙げられる。例えば。
Frol ich 等は、かつてメタノール合成触媒を
探索する際、結果をすみやかに知るため、メタノール合
成実験を行うかわシにメタノール分解を触媒の試験に用
いた・即ちメタノールをCOとH2とに分解する場合、
分解速度を加速し、かつCOとH2との収量を増大させ
る触媒は、逆に加圧の場合にはメタノール合成に用い得
るものであるとの考えに基づいて実験した。その結果Z
nOCr2O5、CuOCr206及びZnOCr 2
03− CuO触媒がこの考えを満足した。
また[+11の反応はCoの転化反応であル、低温はど
有利なことから低温転化反応触媒であるCuQ −Zn
O触媒が有効であると報告されている。
しかしメタノール合成触媒をそのまま改質反応に使用す
るには反応温度が高くなくては所定の活性が得られない
。またCO転化反応では本来のCO転化反応((オける
co崖1fが低く、一方メタノール水蒸気改質反応では
生成するCO濃度は高い。したがって発熱量が犬きくな
シすぎ従来のCO転化用触媒でli’yンタリングを起
こし劣化してしまうという欠点を有する。
発明の目的) 本発明は従来の技術的課題を背景になされたもので、よ
シ活性が高くかつ耐熱性の優れた触媒を適用することに
よってメタノールの水素への転化率が犬でかつCO副生
の少ないメタノール水蒸気改質方法を提供することを目
的とする。
発明の構成〕 即ち本発明は、メタノールと水蒸気を銅、亜□鉛、クロ
ムおよび鉄を主成分とする触媒の存在下、150〜40
0℃の温度で接触させることを特徴とするメタノール水
蒸気改質方法である。
本発明は、従来のメタノール合成触媒であるCu(J 
−ZnO−Cr2(J3系触媒の組成を変えると共にF
eを助触媒として加え、よシ活性化を高めると共に耐熱
性の優几たものをメタノール水蒸気改質用触媒として採
用したところに特徴を有する。
本発明における触媒は、前記の如く、銅、亜鉛、クロム
および鉄を主成分とするが、ここで銅成分としては金属
銅、CuO,Cu2O、亜鉛成分としては金属亜鉛、Z
nO、クロム成分と1−ではCr205(Cr03)、
鉄成分としては金属鉄、Fe3O4、Fe2O3を挙げ
ることができるが、本発明では、CuO−Zn1) −
Cr203− Fe206の組合せが好ましい。本発明
では銅−亜鉛−クロム系触媒に助触媒として鉄を加えな
いと前記(fflで示される転化反応が効率よく行なわ
九ず、また触媒自体の耐熱性が不充分で触媒寿命が短か
いものとなる。
ここで触媒を構成する銅、亜鉛、クロムおよび鉄の組成
は、銅として約1〜30重量饅、好ましくは約10〜3
0重量楚、亜鉛として約5〜60重量%、好ましくは約
10〜30重量襲、クロムとして約10〜0重量饅、好
ましくは約1.5〜3重量悌、鉄として約1〜30重量
予、好ましくけ約10〜30重量φである。銅が約5重
量裳未満であると反応速度が遅く、一方約60重量%を
越えてもまた反応速度が遅くガってしまう。
亜鉛が約5重量大未満では、反応速度が遅く、一方約6
0重量襲を越えても1だ反応速度が遅くなってしまう。
クロムが約1重量φ未満では、活性増加への寄与は少な
く、一方約10重敬矛を越えても大きな寄与は望めない
・ 鉄が約5重量裳未満では助触媒としての添加効果に乏し
く転化反応を低下させると共に触媒自体の耐熱性を低下
させゾンタリングが生起し易く、一方約40重量伽を越
えても助触媒としての添加効果がさしてそれ以上向上す
ることもない上、分解反応+1+の妨げとなる。
次に本発明のメタノール水蒸気改質方法は、前記の如き
銅−亜鉛−クロム−鉄系触媒の存在下で実施されるが、
その際の反応温度は約150〜400℃、好ましくは2
00〜300’Cである。
本発明の触媒系においては、反応温度が約150℃未満
では、分解反応(りが充分性なわれず、−万約400℃
を越えると転化反応化)は発熱反応であるから平衡的に
も高温すぎて不利で、転化反応を進めるために水蒸気の
供給量を過剰にせねばならず不経済である。
なお、本発明における水蒸気/メタノールのモル比は1
.0〜5.0、好捷しくは1.2〜2.0であるとよい
また本発明のメタノール水蒸気改質方法は前記(I)お
よび+111式を整理した(])式で示されるが、反応
系は圧力の影響をあまり受けず、製品水素を使用する条
件などを考慮して改質反応信)は、通常常圧〜50 ”
p/ca Gで実施される。
さらに本発明に適用される触媒は、常法に彷い沈澱法、
含浸法、イオン交換法、熱分解法、溶融法、菫たけ蒸着
法によって製造することができる。例えば、沈澱法の一
例としては、触媒を構成する金属の塩類(例えばCu 
(NO=、 ) 2、Zn (N()3) 2、Cr 
(1’1L)3) 3およびre(No5+33 の水
溶液に沈澱剤(例えばNa 2 C03の水溶液] を
加えて沈澱させ、濾過、洗浄を繰返した後、成形せずそ
のままで、または加圧成形もしくは押出し成形した後、
60〜200℃で乾燥し、次いでJOQ〜600℃で焼
成し、必要に応じ粉砕し粒度を調整することによって得
られる。
しかして本発明ではメタノールを水蒸気と接触させるこ
とによってメタノールを効率よ<H2とC02に改質せ
しめるが、条件によっては前記分解反応(1)によって
発生するCOが一部転化せず生成ガス中に混在する場合
があるが、この場合は、別にCO変性反応器を設けCO
を水蒸気と接触させ水素に転化するとよい。
−万P SA (Pressure Swing Ad
sorption )などの精製設備を用いる場合は、
そのままPSAに通しfW製し純水素を得ることも可能
である。
実施例〉 以下実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例1〜4、比較例1〜2 Cu(No3)2”5H2056y、 Zn(Nt)3
)2’6H20132P、 Cr(No3)3”9H2
015F 、 *−よびFe(NO3)3−9H2Q 
166yを2000m1のイオン交換水中に溶かし、こ
れを(1)液とする。Na 2 COx。
212yを2000mのイオン交換水中に溶かし、これ
をiij l液とする。
中成と++++aをそれぞれ80℃に加熱し良く攪拌し
ながら両液を混合した。80℃にて1.5時間攪拌しそ
の後放冷し1時間攪拌した。その後沈澱を濾過洗浄し8
0℃で12時間乾燥した。これを粉砕し油圧プレスにて
板状に形成(ん。これを400℃にて5時間焼成し、焼
成後粉砕して16〜32メツンユに粒径をそろえた。
その組成はCu:14、Zn@ 29、Cr : 2、
Fe:23であり、これを触媒Aとする。
触媒A全内径19g!3OS U S 3I b製反応
器Vc3 cc 充% L、M元Lfc後H20/ C
H30HOモル比1.5にて反応温度を変化させ触媒の
性能を調べた。その結果を表1に示す。
比較例1は反応温度が下限未満の場合でメタノール転化
率が低すぎて実用に供し得す、一方比較例2は反応温度
が上限を越える場合であり、転化反応に不利でCOの発
生量が増大して好ましくないことが判る。
比較例3〜5 ′P社製メタノール合成触媒(CuO−ZnO−Cr2
03触媒、組成; Cu 10.1重量%、Zn31.
5重量%、Cr2O,2重量%、以下「触媒B」という
)を16〜32メツシユに粉砕し、その性能を前記実施
例と同様にして調べた。その結果を表2に示す。
したがって本発明の触媒Aの方が低温にて著しく優れた
活性を示していることが判る。なお″両者(触媒A、B
)を示差熱天秤で調べた結果、次の温度にて熱変化を起
こすことが判明した。
熱変化温度 触媒A 611℃ 触媒B 34B 、487℃ したがってFeを助触媒として加えた結果、触媒Aは著
しく耐熱性が増した。これは反応温度が単に広がっただ
けでなく、触媒の寿命の点でも大きな進歩である。
発明の効果) 以上の如く本発明によれば、 (イ)低温でのメタノールの水素への転換率が高い 1口)高温時、生成ガス中のCO濃度を低く押えること
が可能であると共に副生CH4を実質的に生起させない (ハ)使用触媒の耐熱性が一段と優れているため適用反
応温度の領域が拡大し、かつ触媒寿命もよシ著しく延び
る 等の利点を有する・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、メタノールと水蒸気を銅、亜鉛、クロムおよび鉄を
    主成分とする触媒の存在下、150〜400℃の温度で
    接触させることを特徴とするメタノール水蒸気改質方法
    。 2、触媒が、銅5〜60重量俤、亜鉛5〜60重量う、
    クロム1〜10重量%、および鉄5〜40重量−を特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載のメタノール水蒸気改
    質方法。
JP18454183A 1983-10-04 1983-10-04 メタノ−ル水蒸気改質方法 Pending JPS6077104A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0650762A1 (en) * 1993-10-29 1995-05-03 Tsuyoshi Masumoto Catalyst for methanol reforming, process for producing the same and method for reforming methanol
JP2002079101A (ja) * 2000-09-08 2002-03-19 Hiroshima Industrial Technology Organization メタノール水蒸気改質用触媒前駆体並びにメタノール水蒸気改質用触媒及びその製造方法
CN102491272A (zh) * 2011-12-09 2012-06-13 华东理工大学 一种高纯氢净化工艺及其装置

Cited By (4)

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