[發明專利]二氧化碳重整方法

有效

• 申請號: 200980126050.1
• 申請日: 2009-06-08
• 公開（公告）號: CN102076604A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 佐藤秀人;齊藤芳則
• 申請（專利權）人: 株式會社村田制作所
• 主分類號: C01B3/40
• 分類號: C01B3/40;B01J23/78
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 馮雅;胡燁

技術領域

本發明涉及二氧化碳重整方法，詳細而言，涉及用于在二氧化碳的存在下對烴類原料氣體進行重整而獲得包含氫和一氧化碳的合成氣體的二氧化碳重整方法。

背景技術

近年來，由于二氧化碳是溫室效應的主要原因物質，因此二氧化碳排放的削減和有效利用成為緊要的課題。

此外，在石油精制和石油化學等技術領域內，實際情況是雖然產生各種烴類氣體，但尚無法將其有效地用作各種物質的原料氣體等，要求開發出將烴類氣體轉化為更有效的物質的方法。

這樣的情況下，作為使烴和二氧化碳反應來制造包含氫和一氧化碳的合成氣體的方法，已知烴的二氧化碳重整的方法，即，使起到還原劑的作用的甲烷等飽和烴和二氧化碳在催化劑的存在下反應，從而將它們轉化為氫和一氧化碳等在工業上有用的合成氣體。

而且，作為用于烴的二氧化碳重整的催化劑，已知在氧化鋁或二氧化硅等載體上承載鎳、釕、銠而得的催化劑(參照專利文獻1和2)。

然而，使用所述在氧化鋁或二氧化硅等載體上承載鎳、釕、銠而得的催化劑的情況下，催化劑上容易析出碳，存在催化劑表面被析出的碳覆蓋而活性降低的問題和析出的碳填充于催化劑粒子間的空隙而導致反應管的阻塞的問題。

此外，在被認為是所制成的合成氣體的用途的DME(二甲醚)的合成及采用OXO合成工藝(采用羰基合成法的合成工藝)的液體燃料或醇的制造工序中，合成工藝一般在加壓條件下進行。因此，為了省去將通過二氧化碳重整得到的合成氣體再次加壓的步驟，希望二氧化碳重整也在加壓條件下進行。

然而，使用所述在氧化鋁或二氧化硅等載體上承載鎳、釕、銠等而得的現有的催化劑的情況下，加壓條件下的運轉存在會導致比大氣壓條件下的運轉更顯著的碳析出的問題。

專利文獻1：日本專利特開平8-231204號公報

專利文獻2：日本專利特開平9-168740號公報

發明的揭示

本發明是鑒于上述事實而完成的發明，其目的是提供能在抑制碳的析出的同時使烴類氣體和二氧化碳在加壓條件下反應而高效地生成氫和一氧化碳(進行二氧化碳重整)的二氧化碳重整方法。

為解決上述問題，本發明的二氧化碳重整方法是用二氧化碳對烴類原料氣體進行重整而生成包含一氧化碳和氫的合成氣體的二氧化碳重整方法，其特征在于，

使用二氧化碳重整用催化劑在3個大氣壓、即0.304MPa以上的壓力條件下進行烴類原料氣體的二氧化碳重整，所述二氧化碳重整用催化劑包含：選自Ca、Sr和Ba的至少1種堿土金屬的碳酸鹽，促進烴類原料氣體的分解反應的催化劑金屬，選自Ca、Sr和Ba的至少1種堿土金屬，含有選自Ti、Al、Zr、Fe、W和Mo的至少1種成分的復合氧化物。

此外，本發明的二氧化碳重整方法中，較好的是所述復合氧化物是ATiO₃、AAl₂O₄、AZrO₃、AFe₂O₄、A₃W₂O₉、A₂WO₅、AMoO₄，其中A是選自Ca、Sr和Ba的至少1種堿土金屬。

此外，作為催化劑金屬，優選使用選自Ni、Rh、Ru、Ir、Pd、Pt、Re、Co、Fe、Mo的至少1種。

本發明的二氧化碳重整方法使用二氧化碳重整用催化劑進行烴類原料氣體的二氧化碳重整，所述二氧化碳重整用催化劑包含：選自Ca、Sr和Ba的至少1種堿土金屬的碳酸鹽，促進烴類原料氣體的分解反應的催化劑金屬，選自Ca、Sr和Ba的至少1種堿土金屬，含有選自Ti、Al、Zr、Fe、W和Mo的至少1種成分的復合氧化物；因此，即使是在3個大氣壓、即0.304MPa以上的壓力條件下進行二氧化碳重整的操作的情況下，也能抑制重整工序中的碳析出，高效地進行二氧化碳重整。

即，通過使用所述催化劑在加壓條件下對烴類原料氣體進行二氧化碳重整，能在抑制碳的析出的同時比在大氣壓下進行二氧化碳重整時更高效地將烴重整為二氧化碳和氫。

因此，通過本發明，能由烴類原料氣體以極高的效率生成包含一氧化碳和氫的加壓狀態的合成氣體。而且，通過本發明的二氧化碳重整方法得到的加壓狀態的合成氣體特別適合用作DME(二甲醚)的合成及采用OXO合成工藝(采用羰基合成法的合成工藝)的液體燃料或醇的制造等在加壓條件下實施合成工藝的物質的制造時的原料。