JPS58202050A - 炭化水素改質用の触媒体 - Google Patents

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】 本発明は炭化水素を水又は空気と混合してリフォーミン
グ反応により水素及び炭酸ガスを主とした無機ガスに改
質する炭化水素改質用の触媒体に関するものである。

従来この種の触媒体の担体としては、アルミナ。

シリカ、コーディエライト、チタニア等の無機質耐熱性
材料をビーズ状、ベレット状に成型したものが用いられ
ていた。この担体の形状を断面がハニカム状又は格子状
の如き多層の薄壁からなる角形又は円筒形に成型した一
体成型体とすることにより、 ■　担体に担持された金属触媒と炭化水素が反応する空
間速度を大きくしても触媒の活性低下が少ない。

■　触媒層の圧力損失が小さいため、装置全体を小型化
することができる。

■　触媒体の交換が容易であるなどの効果が得られる。

このような優れた特長を有する担体にニッケル。

コバルト、白金族等の金属を触媒として担持し、す７オ
一ミング反応を行うと、反応の初期はビ〜グ状又はベレ
ット状の担体よシも非常に活性度が高いが、長時間リフ
ォーミング反応を継続していると、副反応によりカーボ
ン状の物質が触媒体上のハニカム状又は格子状からなる
ガス流路に付着して圧力損失を増大させることが判明し
た。

そして更にリフォーミング反応を継続させていると、ガ
ス流路が閉塞され、最終的にはガスが全く流れなくなる
という欠点があった。

本発明は担体をカルシウムアルミネート、カリウムアル
ミネート、マグネシウムアルミネート等の塩基性無機質
材を断面がハニカム状又は格子状の如き多層の薄壁で一
体に成型し、この担体の一部にニッケル、コバルト、白
金族等の金属触媒を担持して法化水素改質用の触媒体を
構成することにより、上記従来の欠点を解消するもので
ある。

以下本発明の一実施例を第１図から第３図にもとづいて
説明する。

第１図において１は塩基性無機質材のカルシウムアルミ
ネートを断面が格子状の如き多層の薄壁で一体に成型さ
れた担体で、同図Ｃに示す如くガスの流入口２側には触
媒を担持せず、中央から流出口３側にかけてニッケルを
触媒として１０重量パーセント担持している。このニッ
ケルの担持方法として、ガスの流入口２側の担体１に有
機質の高分子液をコートして乾燥し、その後硝酸ニッケ
ル溶液に担体１を含浸し、しかる後に乾燥して焼成する
と触媒体４が構成される。

第２図は第１図に示す触媒体４を用いた炭化水素燃料改
質装置を示すものである。炭化水素燃料改質装置の本体
６は内側から反応管６．中管７゜外管８の三重管で構成
され、外管８と中管７との間の通路ム９には、天然ガス
、メタンガス、プロパンガスあるいは、予めヒータ（図
示せず）によって加熱されガヌ状となった灯油、軽油等
が供給される炭化水素ガス供給管１０が接続されている
。

１１は水又は空気等のガス化剤を供給するガス北側供給
管で、このガス北側供給管１１は反応管６と中管７との
間の通路Ｂ１２に接続されている。

１３は通路ム９及び通路Ｂ１２に充填された石英ウール
等の耐熱性無機質繊維である。１４は反応管ｅ内に設け
られた触媒体４を加熱するヒータである。１５は炭化水
素を改質の結果生成した水素及び炭酸ガスの無機ガスを
送る送気管で反応管６の後方に接続されている。この送
気管１５の外周の一部に冷却管１６が設けられ、更に冷
却の結果コンデンスした液と無機ガスとを分離する気、
液分離器１７が接続されている。１８は本体６の前部を
覆う押え板で、この押え板１８はボルト１９により取り
外し可能に構成されておシ、劣化した触媒体４を交換で
きるようになっている。

次に本実施例の触媒体４を炭化水素燃料改質装置に用い
て、その作用及び効果について述べる。

脣ず反応管６をヒータ１４で予め７００〜９００℃の炭
化水素の反応温度に加熱し、法化水素供給管１ｏより通
路ム９内へ炭化水素を供給する。通路ム９内に供給され
た炭化水素はヒータ１４により熱分解を開始する温度以
下に予熱される。

一方、ガス北側供給管１１から通路Ｂ１２内に供おされ
た水、空気は、ヒータ１４で予熱されて水蒸気となる。

このようにヒータ１４で予熱された炭化水素と水蒸気又
は空気は、耐熱性無機質繊維１３を通過する間に十分に
混合される。十分に混合された炭化水素と水蒸気又は空
気は、触媒体４に供給され、リフォーミング反応により
改質される。炭化水素が改質された結果、水素、二酸化
炭素を主とする無機ガスに変性し、送気管１６を通り冷
却管１６で冷却される。この冷却管１６で無機ガス中に
含まれる過剰の水分はコンデンヌされ、気液分離器１７
によって生成ガスと水とに分離される。分離された生成
ガスは、ガス溜（図示せず）に貯えられ、必要に応じて
使用される。

第３図は本実施例の触媒体４を炭化水素燃料改質装置に
用いた時のりフォーミンク反応を示す特性図である。

反応条件は、炭化水素として灯油を気化し、反応湿度を
８ｏｏ℃、ガヌ化剤Ｈ２０／Ｃを１・２゜Ｌ、Ｈ，Ｓ、
Ｖ　（炭化水素の処理量／触媒の容積）を１６とし、縦
軸にガヌ化率、横軸に反応時間を示す。図中ムは本実施
例のカルシウムアルミネートを、断面を格子状に一体成
型した担体１のガス流出口３側にニッケル金属を担持し
た触媒体４であシ、Ｂは活性アルミナを同じく断面を格
子状に一体成型したものを担体とし、この担体全体にニ
ッケル金属を担持した触媒体を用いてリフォーミング反
応を行ったもの゛である。

第３図から明らかな如〈従来の触媒体はリフォーミング
反応時間の経過とともに触媒の活性度が低下するが、本
実施例の触媒体は、ガヌの流出口３側にのみニッケル金
属を担持したことにより、副反応によ１）生じるカーボ
ン状物質が少ないため、ガス流路にカーボン状物質の蓄
積が少なく、長時間にわたり安定したリフォーミング反
応を行うことができる。

以上の説明から明らかなように本発明の法化水素改質用
の触媒体は、担体をカルシウムアルミネート等の塩基性
無機質材で断面をハニカム状又は格子状に薄壁で一体に
構成し、この担体のガス流出口側にニッケル、コバルト
、白金族等の金属触媒を担持して触媒体を構成したこと
により、例えばこの触媒体を炭化水素燃料改質装置に用
いると副反応によるカーボン状物質の発生が少ないため
、触媒体内のガス流路をカーボン状物質で塞ぐことなく
、長時間にわたって安定したリフォーミング反応を行う
ことができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは本発明の一実施例を示す触媒体の正面図、同
図すは同側断面図、同図Ｃは同す図の触媒金属の分布状
態及び濃度を示す図、第２図は同第１図の触媒体を用い
た炭化水素燃料改質装置の側断面図、第３図は同第１図
の触媒体のリフォーミング反応を示す特性図である。 １・・・・・・担体、４・・・・・・触媒体。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 第３図 １虎・晴間（ｈ） ２８６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 担体をカルシウムアルミネート、カリウムアルミネート
   、マグネシウムアルミネート等の塩基性無機質材で断面
   をハニカム状又は格子状の如き多層の薄壁で一体に成型
   し、この担体の一部にニッケル、コバルト、白金族等の
   金属触媒を担持して構成した炭化水素改質用の触媒体。