[發明專利]環烷系烴用脫氫催化劑、環烷系烴用脫氫催化劑的制造方法、氫氣的制造系統、以及氫氣的制造方法

在審

• 申請號: 201480019009.5
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN105102120A
• 公開（公告）日: 2015-11-25
• 發明（設計）人: 中泉倫視;古田智史
• 申請（專利權）人: 吉坤日礦日石能源株式會社
• 主分類號: B01J23/63
• 分類號: B01J23/63;C01B3/02;H01M8/06
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及環烷系烴用脫氫催化劑、該脫氫催化劑的制造方法、使用了該脫氫催化劑的氫氣的制造系統、以及氫氣的制造方法。

背景技術

近年來，期待將以環境負擔小的氫氣作為燃料的燃料電池用于汽車等的動力源。氫氣的輸送、貯存和供給的過程中，利用環烷系烴(環狀烴)。例如，在氫氣的制造設施中，利用芳香族烴的氫化而生成環烷系烴。將該環烷系烴輸送至氫氣的消耗處或貯存于消耗處。在消耗處通過環烷系烴的脫氫而生成氫氣和芳香族烴。將該氫氣供給至燃料電池。環烷系烴在常溫下為液體，體積比氫氣小，反應性比氫氣低，是安全的。因此，環烷系烴與氫氣相比更適合輸送和貯存。

作為環烷系烴用脫氫催化劑，已知使鉑-錸的雙金屬負載于氧化鋁載體的催化劑(參照下述非專利文獻1。)。

現有技術文獻

專利文獻

非專利文獻1：R.W.Coughlin，K.Kawakami，AkramHasan，JournalofCatalysis，Vol.88，150-162(1984).

發明內容

發明要解決的問題

本發明的目的在于，提供脫氫活性優異的環烷系烴用脫氫催化劑、該脫氫催化劑的制造方法、使用了該脫氫催化劑的氫氣的制造系統和氫氣的制造方法。

用于解決問題的方案

本發明的一個側面所述的環烷系烴用脫氫催化劑具備：包含氧化鋁的載體、鉑以及第3族金屬。

本發明的一個側面所述的上述脫氫催化劑中，第3族金屬的負載量以第3族金屬的氧化物換算相對于氧化鋁的總質量可以為0.1～5.0質量％。

本發明的一個側面所述的上述脫氫催化劑中，鉑的負載量以鉑單質換算相對于氧化鋁的總質量為m_P質量％、第3族金屬的負載量以第3族金屬的氧化物換算相對于氧化鋁的總質量為m₃質量％時，m₃/m_P可以為(10/3)～4。

本發明的一個側面所述的環烷系烴用脫氫催化劑的制造方法具備如下工序：制作包含氧化鋁且負載有第3族金屬的載體的工序；以及，將鉑化合物的溶液負載于載體并焙燒載體的工序。

本發明的一個側面所述的上述脫氫催化劑的制造方法中，鉑化合物可以包含胺或氨。

本發明的一個側面所述的上述脫氫催化劑的制造方法中，可以通過將假勃姆石形態的鋁的氫氧化物、第3族金屬的硝酸鹽的水溶液和硝酸進行混煉，制備混煉物，利用混煉物的擠出成型來制作粒料，焙燒粒料從而制作載體。

本發明的一個側面所述的氫氣的制造系統具備脫氫反應器，所述脫氫反應器具有上述脫氫催化劑，使用上述脫氫催化劑進行環烷系烴的脫氫從而生成氫氣。

本發明的一個側面所述的氫氣的制造方法具備：使用上述脫氫催化劑進行環烷系烴的脫氫，從而生成氫氣的工序。

發明的效果

根據本發明，能夠提供脫氫活性優異的環烷系烴用脫氫催化劑、該脫氫催化劑的制造方法、使用了該脫氫催化劑的氫氣的制造系統和氫氣的制造方法。

附圖說明

圖1是脫氫催化劑所含有的第3族金屬的種類與鉑表面積的關系的示意圖。

圖2是使用了含鈧脫氫催化劑的甲基環己烷(MCH)的脫氫反應的經過時間與MCH的轉化率的關系的示意圖。

圖3是使用了含鈰脫氫催化劑的甲基環己烷(MCH)的脫氫反應的經過時間與MCH的轉化率的關系的示意圖。

圖4是脫氫催化劑中的鈰負載量與鉑表面積的關系的示意圖。

圖5是表示本發明所述的氫氣的制造系統的一個實施方式的模式圖。

圖6是本發明所述的脫氫催化劑中的鈰氧化物的負載量與鉑表面積的關系的示意圖。

圖7是本發明所述的脫氫催化劑中的鉑負載量、鉑分散度和脫氫反應的相對反應速度的關系的示意圖。

圖8是本發明所述的脫氫催化劑中的第3族金屬和鉑的摩爾比與吸附于鉑的CO的摩爾比的關系的示意圖。

具體實施方式

以下，針對本發明的適合實施方式進行說明。其中，本發明完全不限定于下述實施方式。

(環烷系烴用脫氫催化劑)

本實施方式所述的環烷系烴用脫氫催化劑具備：包含氧化鋁的載體、鉑(Pt)以及第3族金屬。