JPS6157242A - 還元触媒 - Google Patents

還元触媒

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JPS6157242A
JPS6157242A JP59178955A JP17895584A JPS6157242A JP S6157242 A JPS6157242 A JP S6157242A JP 59178955 A JP59178955 A JP 59178955A JP 17895584 A JP17895584 A JP 17895584A JP S6157242 A JPS6157242 A JP S6157242A
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JP
Japan
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group metal
catalyst
oxide
calorie gas
parts
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JP59178955A
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Satoyuki Inui
智行 乾
Seiji Nishida
清二 西田
Yoshiaki Ishigaki
石垣 喜章
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Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
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Kansai Coke and Chemicals Co Ltd
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    • 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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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (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] 本発明は水素と一酸化炭素を主成分とする低カロリーガ
ス(以下単に低カロリーガスという)から、高カロリー
ガスを得るための触媒に関するものである。
[従来の技術] 製鉄工場等においては、副生ガスとして高炉ガス、転炉
ガス、電気炉ガス、コークス炉ガスなどが多量に発生し
、その殆んどは自家燃料あるいは都市ガスとして活用さ
れている。
[発明が解決しようとする問題点] ところがこれらの副生ガスはいずれも水素と一酸化炭素
とを主成分とし、カロリーもせいぜい5000 kca
l/ Nta”程度であるため単位カロリー当り輸送設
備費用が高く、しかも有害であるという問題がある。そ
こでこれらの副生ガスの主成分、即ち水素と一酸化炭素
を活用して炭素数1〜4の炭化水素に変換することがで
きれば一酸化炭素に由来する毒性が低減されると共に、
単位量当たりのカロリーも増大し将来にわたって極めて
質の高い燃料源を確保し得るものと考えられる0本発明
はこうした若想を実施しようとするものであり低カロリ
ーガス、例えばコークス炉ガス、転炉ガスなどの混合ガ
スを高いカロリーのガスに効率良く変換することのでき
る触媒を提供しようとするものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、■触媒基質としての鉄族金属に、■白金族金
属を組み合わせ、更にこれに■モリブデンおよび/また
はタングステンの酸化物を組み合わせ、あるいは該@の
成分に代えて、(Φ酸化マンガンと(リモリブデン、タ
ングステン、バナジウム、ニオブ、タリウムからなる群
から選択されるいずれか1種の酸化物を組み合わせ、ア
ルミナおよび/またはシリカよりなる担体に担持させて
なる点に本発明の要旨が存在する。
[作用] 本発明において、アルミナおよび/またはシリカよりな
る担体としては固体状あるいは液体状のものなどを使用
することができる。このような担体に担持させる触媒の
基質としては、■鉄族金属が用いられるが、該鉄族金属
としてはコバルト。
鉄が特に好ましい、そして本発明に係る触媒の一方はこ
の基質金属(りに■白金族金属および0モリブデンおよ
び/またはタングステンの酸化物を組み合わせて前記担
体に担持させた3元組成系触媒からなるものであり、他
方は前記基質金属(→に■白金族金属および@酸化マン
ガンと■モリブデン、タングステン、バンジウム、ニオ
ブ、タリウムからなる群から選択される1種以上の酸化
物を組み合わせ前記担体に担持させた4元組成系触媒か
らなるものである。ここで白金族金属としては1例えば
ルテニウム、ロジウム、パラジウム。
白金またはイリジウムのいずれかの金属があげられる。
本発明に係る上記2種類の触媒は、アルミナおよび/ま
たはシリカよりなる担体に上記触媒成分を組み合わせて
担持させることにより、低カロリーガス中の水素と一酸
化炭素を効率良<01〜C4の炭化水素に変換させるこ
とができる。しかしてこのような効果が発現される理由
の詳細は不明であるが、上記のような組成で組み合わせ
た触媒金属が複合的に作用することにより、H2吸若性
が適度に抑制されてCO吸着性が増大し、その結果炭素
重合活性が増加してC1〜C4の炭化水素生成反応が促
進される為と推定される0本発明に係る上記2種類の触
媒のうち、鉄族金属とモリブデンあるいはタングステン
のいずれか1種の酸化物と白金族金属とを組み合わせた
3元組成系触媒において、触媒基質となる■鉄族金属の
担持量は、全触媒に対し3〜20%特に好ましくは5〜
15%である。また■白金族金属の担持量は鉄族金属元
素対白金族金属元素の原子比が(30:1)〜(30:
15)の範囲を満足するように設定するのがよく、また
@モリブデンおよび/またはタングステンのいずれか1
種の酸化物の担持量は鉄族金属元素対モリブデンおよび
/またはタングステン元素の原子比が(5: l)〜(
5: 4)の範囲となるように設定するのがよい、同様
に■鉄族金属、■白金族金属、■酸化マンガン、及び・
、畦)モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ
あるいはタリウムの1種以上の酸化物を組み合わせた4
元組成系触媒において、基質となる■鉄族金属の好まし
い担持量は全触媒に対し3〜20%、特に好ましくは5
〜15%である。また(ゆ白金族金属の担持量は鉄族金
属元素対白金族金属元素の原子比が(30:l)〜(3
0:15)の範囲を満足するように設定するのがよく、
■酸化マンガンの担持量は、鉄族金属元素対マンガン元
素の原子比が(5: 1)〜(5: 4)の範囲を満足
するように設定するのがよい、更に■モリブデン、タン
グステン、バナジウム、ニオブ、タリウムからなる群か
ら選択されるl!!以上の酸化物の担持量は、鉄族全屈
元素対選択された金属元素の原子比が(10:l)〜(
l O: 8)の範囲となるように設定するのがよい。
尚本発明の触媒を調製するに当たっては使用する担体の
状態に応じて含浸法、沈澱法、噴霜法などが用いられる
本発明に係る2種の触媒は、前記の基本的構成よりなる
ものであるがその製法をさらに具体的に述べると1例え
ば■鉄族金属、■白金族金属及び■モリブデンおよび/
またはタングステンの酸化物からなる触媒組成物の担持
は、アルミナおよび/またはシリカよりなる固体状担体
にまず白金族金属ついで鉄族金属とモリブデンおよび/
またはタングステンの酸化物を同時に、硝酸塩水溶液、
塩化物水溶液、アンモニウム塩水溶液あるいは酸化物な
どの形で含浸させるか、あるいは前記固体状担体にまず
鉄族金属とモリブデンおよび/またはタングステンのい
ずれか1種の酸化物を同時に含浸させ、ついで白金族金
属を、硝酸塩水溶液、11X化物水溶液、アンモニウム
塩水溶液あるいは酸化物などの形で含浸させた後乾燥、
アンモニア処理、熱分解、水素還元等の工程を順次施し
て調製する。一方■鉄族金属、@白金族金属、■酸化マ
ンガン及び■モリブデン、タングステン、バナジウム、
ニオブ、タリウムからなる群から選択される1種以上の
酸化物よりなる触媒組成物の担持は、前記と同様に(1
鉄族金属と@醇化マンガンと0モリブデン、タングステ
ン、バナジウム、ニオブあるいはタリウムの1.1以上
の酸化物を同時に担持させ、次いで白金族金属を担持さ
せた後、乾燥、アンモニア処理、熱分解、水素還元等の
工程を順次施すことにより調整できる。
本発明の触媒によって製鉄工場の副生ガス、ナフサやf
fi質油の水蒸気改質ガス、石炭等のガス化ガス及び水
性ガスのような低カロリーガスを01〜C4の炭化水素
を含む高カロリーガスに変換するには1例えばつぎのよ
うにして行うことができる。即ち、前記触媒のうち1種
を反応塔に充填し、触媒層の温度を150〜400℃の
範囲に制御しながら5〜30 kg/c鳳2G加圧下に
触媒容in当り1−10ば/hrの速度で低カロリーガ
スを導入することにより触媒層内ではC1〜C4炭化水
素生成反応が効率良く進行し高カロリーガスが生成する
。なお、この場合における触媒容積は一酸化炭素の転化
率が100%に達するのに必要な最小量であればよい、
この様に本発明の触媒を使用すれば低カロリーガスを高
カロリーガスに変換することができ、輸送の合理化を推
進し得ると共に、−酸化炭素濃度の低減によって安全性
の強化をはかることができる。
[実施例] 次に本発明を実施例によって説明するが、本発明はその
要旨を逸脱しない限り以下の実施例を斜動して種々変更
実施することができる。尚説明中1部」とあるは「重量
部」を表わす。
実施例1 比表面積60m″/gの市販アルミナ担体21部に、R
uC1a 拳3H201,2部を水5部に溶かした水溶
液を噴霧法により含浸させ、−晩風乾し含浸物を得た。
この含浸物をあらかじめ10〜11容量%のアンモニア
と6容量%の水蒸気になるように調整した雰囲気に12
0秒間曝露し、ついで空気中で約350 ’Oまでに加
熱して金属塩を分解し酸化物とした。つぎに電気炉中で
水素濃度20容量%を含む窒素気流を導通しながら、常
温から400°Cまで上昇した後その温度で30分間保
持して金属酸化物を還元した後、同気流中で常温まで冷
却し、Ru@持物21.4部を得た。このRu担持物に
Co (NO3) 2 ・6H2012,5部および(
NHa ) ts M o r 024・4H201,
8部を水5部に溶かした水溶液を前記と同じ操作方法で
含浸させ、乾燥、還元処理を行ない10%C0−6%M
OO3−2%Ruを担持させた触媒25部を得た。
実施例2 実施例1と同様に、アルミナ担体21部にRuC13・
3H20を含浸させ、乾燥、還元処理を行ないRu担持
物を得た。このRu@持物にCo (NO3) 2 ・
6H2012,5部および(N Ha )1oW120
41” 5 H201,7部を水5部に溶かした水溶液
を実施例1と同じ操作方法で含浸させ、乾燥、還元処理
を行ない10%Co−6%WO3−2%Ruを担持させ
た触媒25部を得た。
実施例3 実施例1と同様にして得たRu担持物にC0(NO3)
2・6H2012,5部。
Mn (NOi ) 2 −6H203,8部および(
NH4) [i Mov o24 @ 4 H200,
6部を水5部に溶かした水溶液を実施例1と同じ操作方
法で含浸させ、乾燥、還元処理を行ない、10%Co−
2%Mo03−4%Mn2O3−2%Ruを担持させた
触媒25部を得た。
実施例4 実施例1と同様にしてルテニウム担持物にCo (NO
3) 2 φ6H2012,5部。
(N H4)Ig W120.u拳5H200,2部及
びMn (NO3) 2 ・6H204,8部を水5部
に溶かした水溶液を実施例1と同じ操作方法で含浸させ
、乾燥、還元処理を行ない、10%Co−5,5%M 
n 2 Q 3− Q、5%WO3−2%Ruを担持さ
せた触媒25部を得た。
実施例5 比表面積100rrf/gの市販シリカ担体20部にR
uC13−3H201,2部を水5部に溶かした水溶液
を噴霧法により含浸させ、−晩風乾し含浸物を得た。こ
の含浸物をあらかじめ10〜11容量%のアンモ1ニア
と6容量%の水蒸気になるように調整した雰囲気に12
0秒間曝露し、ついで空気中で約350℃までに加熱し
て金属塩を分解し酸化物とした。つぎに電気炉中で水素
濃度20容量%を含む窒素気流を導通しながら、常温か
ら400℃まで昇温し、その温度で30分間保持して金
属酸化物を還元後、同気流中で常温まで冷却し、ルテニ
ウム担持物20.4部を得た。このルテニウム担持物に
Co(NO3)2・6H2012,5部および(NHa
 ) s Mov 02,1・4H201,8部を水5
部に溶かした水溶液を実施例1と同じ操作方法で含浸さ
せ、乾燥、還元処理を行ない、10%C0−6%MoO
3−2%Ruを担持させた触媒23.2部を得た。
実施例6 実施例5と同様にして、シリカ担体20部に、RuC1
3・3H20を含浸させ、乾燥、還元処理を行ないRu
担持物を得た。このRu担担持物2部 よび(NH4)1oW1204□・5H201.7部を
水5g1lに溶かした水溶液を実施例1と同じ操作方法
で含浸させ、乾燥,還元処理を行ない10%C0−6%
WO3−2%Ruを担持させた触媒23、3部を得た。
実施例7 実施例5と同様にして得たルテニウム担持物20部にC
 o (NO3 ) 2 I+6H2 0 12.5部
Mn (NO3 ) 2  ・6 H2 0  3.8
部および(NHa ) l;Mat 024 会4H2
 0 0.8部を水5部に溶かした水溶液を実施例1と
同じ操作方法で含浸させ、乾燥、還元処理を行ない、1
0%Co−2%MOO3−4%rvtn203−2%R
uを担持させた触媒23.3部を得た。
実施例8 実施例5と同様にして得たRu担持物にCO(NO3)
 2 ・6H2012,5部。
(NH4)1oW1□041・5 H200,2部及び
M n (N 03 ) 2 拳6 H204,8i2
を水5部に溶かした水溶液を実施例1と同じ操作方法で
含浸させ、乾燥、還元処理を行ない、10%Co−5,
5%M n203−0.5%WO3−2%Ruを担持さ
せた触媒23.2部を得た。
実施例9 実施例1の方法によって得られた触媒上へ、fjtj1
表に示す組成よりなる低カロリー供試ガスを圧力10k
g/cm2G、5V6000hr−” 、温度280℃
で1回通過させたところ、CO転化率100%で第2表
に示す組成よりなる高カロリーガスを得た。なお比較の
ために、実施例1と同じ調整方法で得た10%C0−2
%Ruからなる2元組成系触媒上に、本実施例と同一条
件で同一の低カロリー供試ガスを通過させた場合の結果
を第2表に併記する。
第  1  表 第  2  表 上記結果から明らかなように、本発明の触媒を用いた場
合は、比較例に比べて生成ガス中の02〜C4の炭化水
素含有率が高く高力ローノーのガスが得られることが分
かる。
実施例10 実施例3で得られた触媒上へ、実施例9と同じ供試ガス
を温度270℃(これ以外は実施例9と同一条件)で1
回通過させたところCo転イヒ率100%で第3表に示
す組成よりなる高力口1)−ガスを得た。同様に実施例
4で得られた触媒上に、本実施例と同一の供試ガスを同
一条件で通過させた場合の結果を第3表に併記する。こ
れから分かるように、いずれの触媒も供試ガス1回通過
で、C2〜04炭化水素の含有率が高1.%高カロリー
ガスを得ることができる。
第3表 実施例1工 実施例5で得られた触媒上へ、実施例9と同じ供試ガス
を温度260℃(これ以外は実施例9と同一条件)で、
1回通過させたところ、co転化率100%で第4表に
示す組成よりなる高カロリーガスを得た。
:54表 C発明の効果] 本発明は以上の様に構成されており、本発明に係る触媒
を使用することによって低カロリーガス       
ルを高カロリーガスに変換することができる。特に2元
組成系触媒を使用する場合に比べて得られる高カロリー
ガスの発熱量を飛躍的に向上させることができる。これ
によって単位カロリー邑たりの輸送設備規模を減少する
と共に毒性の強い一酸化炭素の温度を殆んど皆無にまで
低減することによって安全性を高めることができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)[a]触媒基質としての鉄族金属と、 [b]白金族金属、及び [c]モリブデンおよび/またはタングステンの酸化物
    、 を組み合わせ、アルミナおよび/またはシリカよりなる
    担体に担持させてなることを特徴とする高カロリーガス
    製造用触媒。
  2. (2)[a]鉄族金属:3〜20%(重量%の意味、以
    下同じ) [b]白金族金属:鉄族金属元素対白金族金属元素の原
    子比が(30:1)〜(30:15)を満足する量、 [c]モリブデンおよび/またはタングステンの酸化物
    :鉄族金属元素対上記元素の原子比が(5:1)〜(5
    :4)を満足する量 である特許請求の範囲第1項に記載の高カロリーガス製
    造用触媒。
  3. (3)[a]触媒基質としての鉄族金属に、 [b]白金族金属、 [d]酸化マンガン、 [e]モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ
    、タリウムからなる群から選択される1種以上の酸化物 を組み合わせ、アルミナおよび/またはシリカよりなる
    担体に担持させてなることを特徴とする高カロリーガス
    製造用触媒。
  4. (4)[a]鉄族金属:3〜20%、 [b]白金族金属:鉄族金属元素対白金族金属元素の原
    子比が(30:1)〜(30:15)を満足する量、 [d]酸化マンガン:鉄族金属元素対マンガン元素の原
    子比が(5:1)〜(5:4)を満足する量、 [e]モリブデン、タングステン、バナジウム、ニオブ
    、タリウムなる群から選択される1種以上の酸化物:鉄
    族金属元素対上記元素の原子比が(10:1)〜(10
    :8)を満足する量 である特許請求の範囲第3項に記載の高カロリーガス製
    造用触媒。
JP59178955A 1984-08-28 1984-08-28 還元触媒 Granted JPS6157242A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010149109A (ja) * 2008-11-18 2010-07-08 Osaka Gas Co Ltd 高カロリーガス製造用触媒およびその製造方法および高カロリーガス製造用触媒を用いた高カロリーガス製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010149109A (ja) * 2008-11-18 2010-07-08 Osaka Gas Co Ltd 高カロリーガス製造用触媒およびその製造方法および高カロリーガス製造用触媒を用いた高カロリーガス製造方法
JP2014073492A (ja) * 2008-11-18 2014-04-24 Osaka Gas Co Ltd 高カロリーガス製造用触媒およびその製造方法および高カロリーガス製造用触媒を用いた高カロリーガス製造方法

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