JP2012167070A - Method of synthesizing chemical - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To fix hydrogen as liquid ammonia and to produce a chemical using the fixed hydrogen advantageous in transportation and storage.SOLUTION: The chemical can be produced by reducing an inorganic compound and/or an organic compound using hydrogen produced by reforming ammonia using a catalyst. The chemical can be efficiently produced by using a heat exchanging type or an ATR (Auto Thermal Reformer) type reactor and using a reactor exit gas for preheating of an entrance gas by heat exchange upon reformation.

Description

本発明は、アンモニアから製造された水素を用いた化学品の合成方法に関する。   The present invention relates to a chemical synthesis method using hydrogen produced from ammonia.

現在水素は石油精製工場で製造されることが多く、大規模な化学品の製造は石油精製工場からパイプラインで供給されることが必要であった。ファインケミカル製品の製造には水素ボンベなどが用いられるが、コストが高く高付加価値製品への適用に限られている。近年、太陽熱・太陽光・風力など自然の再生可能エネルギーを固定化するため水素の形態を取ることが提案されている。（非特許文献１）しかし、水素のままでは長距離輸送は難しく、取り扱いも困難であることから水素を更に液体の形態へ変換することが求められている。中でもアンモニアは水素含有量が１７．６質量%と他の液体化合物より高く、また体積基準でも０．１２ｇ／Ｌと液体水素の０．０９ｇ／Ｌよりも大きく、水素キャリアーとして優れている（特許文献１、非特許文献２）。今後再生可能エネルギーから製造された水素の輸送手段としてアンモニアが安価で大量に広く流通すると考えられ、これを用いて化学品を製造することは極めて重要となってくる。   Currently, hydrogen is often produced in oil refineries, and large-scale chemical production needs to be supplied by pipeline from oil refineries. Hydrogen cylinders and the like are used for the production of fine chemical products, but they are expensive and limited to high value-added products. In recent years, it has been proposed to take the form of hydrogen in order to immobilize natural renewable energy such as solar heat, sunlight and wind power. (Non-Patent Document 1) However, since long-distance transportation is difficult and handling is difficult with hydrogen as it is, it is required to further convert hydrogen into a liquid form. Among them, ammonia has a hydrogen content of 17.6% by mass, which is higher than other liquid compounds, and is 0.12 g / L on a volume basis, which is larger than 0.09 g / L of liquid hydrogen. Document 1, Non-Patent Document 2). In the future, ammonia is considered to be inexpensive and widely distributed in large quantities as a means of transporting hydrogen produced from renewable energy, and it will be extremely important to produce chemicals using this.

特開２００９−１９７３３号公報JP 2009-19733 A

三宅明子、水素エネルギーシステム ３２巻４頁〜９頁（２００７年１月）、水素エネルギー協会発行Akiko Miyake, Hydrogen Energy System, Vol. 32, pp. 4-9 (January 2007), published by Hydrogen Energy Association 小島由継ほか、水素エネルギーシステム ３３巻２０頁〜２５頁（２００８年７月）、水素エネルギー協会発行Yujima Kojima et al., Hydrogen Energy System, Vol. 33, pp. 20-25 (July 2008), published by Hydrogen Energy Association

本発明は、広く還元反応により化学品を製造する際の水素源として、アンモニアを改質して得られる水素を用いる反応システムを提供するものである。   The present invention provides a reaction system that uses hydrogen obtained by reforming ammonia as a hydrogen source when a chemical product is widely produced by a reduction reaction.

本発明者らは鋭意検討の結果、上記課題を解決する方法として、触媒を用いてアンモニアを改質し生成した水素を、次工程へ導入し無機化合物および／または有機化合物を還元して化学品を製造する方法を見出し、発明を完成するに至った。   As a method for solving the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive studies to introduce hydrogen produced by reforming ammonia using a catalyst into the next step to reduce inorganic compounds and / or organic compounds to reduce chemicals. The present inventors have found a method for producing, and have completed the invention.

本発明により、パイプラインなどで水素の供給を受けることができない場合でも、効率よく還元反応を用いた化学品を製造することができる。特にアンモニア改質に必要な熱量をアンモニアの燃焼によって供給することによって効率の良いシステムを構築することができる。   According to the present invention, even when hydrogen cannot be supplied through a pipeline or the like, a chemical product using a reduction reaction can be efficiently produced. In particular, an efficient system can be constructed by supplying the amount of heat necessary for ammonia reforming by combustion of ammonia.

アンモニア改質器に熱交換型の反応器を用いる場合のプロセスフローの例である。It is an example of the process flow in the case of using a heat exchange type reactor for an ammonia reformer. アンモニア改質器に断熱型のＡＴＲ（オートサーマルリフォーマー）反応器を用いる場合のプロセスフローの例である。It is an example of the process flow in the case of using an adiabatic ATR (autothermal reformer) reactor for the ammonia reformer. アンモニア分解の平衡転化率を示す図である。It is a figure which shows the equilibrium conversion rate of ammonia decomposition. 実施例１における改質器内部の温度分布を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a temperature distribution inside the reformer in the first embodiment.

本発明にかかる化学品の合成方法は、アンモニア改質と、当該改質により得られた水素を用いた無機化合物および／または有機化合物の還元とによって構成される。本発明を実施するための形態について図１および図２の流れに沿って説明する。   The chemical synthesis method according to the present invention includes ammonia reforming and reduction of an inorganic compound and / or an organic compound using hydrogen obtained by the reforming. The form for implementing this invention is demonstrated along the flow of FIG. 1 and FIG.

始めにアンモニア改質について説明する。アンモニア改質は、アンモニアをアンモニア蒸発器により気化させた後、アンモニア改質触媒を設置したアンモニア改質器により水素に改質するものである。   First, ammonia reforming will be described. In ammonia reforming, ammonia is vaporized by an ammonia evaporator and then reformed to hydrogen by an ammonia reformer provided with an ammonia reforming catalyst.

（アンモニア蒸発器）
アンモニアを気化させる装置である。アンモニアを気化できれば何れの形状であっても良いが、アンモニアを気化させるために加熱できる部分を有することが好ましいので装置形状が多管式熱交換器やプレート型熱交換器であり、アンモニアは気化することにより加圧雰囲気になることがあるので耐圧性がある材質が好ましくは、例えば炭素鋼やステンレス鋼であり、銅合金やアルミニウムは耐食性の点で好ましくない。 (Ammonia evaporator)
It is a device that vaporizes ammonia. Any shape can be used as long as it can vaporize ammonia, but it is preferable to have a part that can be heated to vaporize ammonia, so the device shape is a multi-tubular heat exchanger or plate heat exchanger, and ammonia is vaporized. Therefore, a material having pressure resistance is preferable, for example, carbon steel or stainless steel, and copper alloy or aluminum is not preferable in terms of corrosion resistance.

具体的には、アンモニアは輸送・貯蔵に有利な液体アンモニアとして流通するので、改質器へ導入するためにまず、蒸発器で蒸発させることが必要である。この際１００℃以上の温度で蒸発させれば５ＭＰａ以上の高圧のアンモニアガスを発生させることができ、その後の還元工程で高圧の水素が必要な場合に高価で運転に多くのエネルギーを必要とするガス高圧圧縮機を必要としない利点がある。１３２℃以上に加熱すればアンモニアは超臨界状態になるので必要な圧力に調整することができる。   Specifically, since ammonia circulates as liquid ammonia advantageous for transportation and storage, it is necessary to first evaporate with an evaporator in order to introduce it into the reformer. At this time, if it is evaporated at a temperature of 100 ° C. or higher, a high-pressure ammonia gas of 5 MPa or more can be generated. If high-pressure hydrogen is required in the subsequent reduction process, it is expensive and requires a lot of energy for operation. There is an advantage that a gas high-pressure compressor is not required. If heated to 132 ° C. or higher, ammonia will be in a supercritical state and can be adjusted to the required pressure.

（アンモニア改質器）
アンモニア改質器は、気化したアンモニアガスを触媒存在下で水素に改質するための装置である。装置は当該触媒を設置することができるものであって、装置の形状が、充填層、ラジアルフロー、多管式熱交換器であり、材質としては耐圧・耐食性の炭素鋼やステンレス鋼が好ましい。当該反応は吸熱反応であるため加熱・過剰の熱を除熱する冷却するために熱交換部分を有することもできる。 (Ammonia reformer)
The ammonia reformer is an apparatus for reforming vaporized ammonia gas into hydrogen in the presence of a catalyst. The apparatus can be provided with the catalyst, and the apparatus has a packed bed, radial flow, and multi-tubular heat exchanger, and is preferably made of carbon steel or stainless steel having pressure resistance and corrosion resistance. Since this reaction is an endothermic reaction, it can also have a heat exchange part for cooling to remove heat and excess heat.

改質時の温度は４００〜９００℃、好ましくは５００〜８００℃、圧力は０．０１〜２０Ｍｐａ、好ましくは０．１〜１０Ｍｐａである。   The temperature during the reforming is 400 to 900 ° C, preferably 500 to 800 ° C, and the pressure is 0.01 to 20 Mpa, preferably 0.1 to 10 Mpa.

Figure 2012167070
化１で示されるアンモニアの改質反応は、室温で４６ｋＪ／ｍｏｌの大きな吸熱反応であり、この反応熱を供給する必要がある。反応器へ入る前には改質器を出てきた高温の水素含有ガスと熱交換して予熱することが好ましい。
Figure 2012167070
 The ammonia reforming reaction represented by Chemical Formula 1 is a large endothermic reaction of 46 kJ / mol at room temperature, and it is necessary to supply this reaction heat. Before entering the reactor, it is preferable to preheat by exchanging heat with the hot hydrogen-containing gas exiting the reformer.

反応熱を供給する方法としては、図1に示すように熱交換型の反応器を用いて熱を外部から供給する方法と、図２に示すように原料であるアンモニアの一部を燃焼させてその燃焼熱を用いるＡＴＲ（オートサーマルリフォーマー）法がある。アンモニアの燃焼は   As a method of supplying reaction heat, a method of supplying heat from the outside using a heat exchange type reactor as shown in FIG. 1 and a part of ammonia as a raw material are combusted as shown in FIG. There is an ATR (auto thermal reformer) method using the heat of combustion. Ammonia combustion

Figure 2012167070
化２の反応で示され反応熱は室温で３１７ｋＪ／ｍｏｌと非常に大きく比較的少量の燃焼で必要な熱量を供給することができる。酸素含有ガスとしては空気や空気から分離した酸素を用いることができる。改質反応に必要な熱量を供給するのに見合う酸素を一度に供給すると触媒層の温度が上がりすぎるので、酸素は何カ所かに分割して供給することが好ましい。
Figure 2012167070
 The reaction heat shown by the reaction of Chemical Formula 2 is as large as 317 kJ / mol at room temperature, and the necessary amount of heat can be supplied with a relatively small amount of combustion. As the oxygen-containing gas, air or oxygen separated from air can be used. If oxygen suitable for supplying the amount of heat necessary for the reforming reaction is supplied at a time, the temperature of the catalyst layer will rise too much, so it is preferable to supply oxygen in several parts.

（アンモニア改質触媒）
アンモニア改質触媒は、アンモニアを水素に改質することができる触媒であり、このような性質を有する触媒であれば何れのものであっても良いが、具体的なアンモニア改質触媒の組成としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏの遷移金属系、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄの希土類系、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、などの貴金属系を用いることができる。遷移金属系は合金、窒化物、炭化物、酸化物、複合酸化物として用いることができ、希土類系は酸化物として用いることができ、遷移金属系および希土類系とも、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア等の高比表面積の担体に担持して用いることができる。Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔなどの貴金属は、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア等の高比表面積の担体に担持して用いることができる。また遷移金属系や希土類系に少量の貴金属を含有させることもできる。 (Ammonia reforming catalyst)
The ammonia reforming catalyst is a catalyst capable of reforming ammonia into hydrogen, and any catalyst having such properties may be used. The transition metal system of Fe, Co, Ni, and Mo, the rare earth system of La, Ce, and Nd, and noble metal systems such as Ru, Rh, and Ir can be used. Transition metal systems can be used as alloys, nitrides, carbides, oxides, composite oxides, rare earth systems can be used as oxides, and both transition metal systems and rare earth systems are alumina, silica, zirconia, titania, etc. It can be used by being supported on a carrier having a high specific surface area. Precious metals such as Ru, Rh, Ir, Pd, and Pt can be used by being supported on a high specific surface area carrier such as alumina, silica, zirconia, and titania. Also, a small amount of noble metal can be contained in the transition metal system or rare earth system.

触媒調製例としては、一般的な調製方法を用いることができ、例えば、水溶性の触媒成分前駆体を水に溶解しアンモニア等で水酸化物とし沈殿させた後乾燥・焼成し触媒とする方法（沈殿法）、触媒成分に用いる元素の酸化物を単独または複数種の酸化物を混合して用いる方法（混合法）、触媒成分前駆体を水性液として高比表面積の担体に担持する方法（担持法）、触媒成分の前駆体を窒素処理して窒化物を得る方法（窒化物法）などがある。   As a catalyst preparation example, a general preparation method can be used, for example, a method in which a water-soluble catalyst component precursor is dissolved in water, precipitated as a hydroxide with ammonia or the like, dried and calcined to obtain a catalyst. (Precipitation method), a method of using an oxide of an element used for a catalyst component alone or by mixing a plurality of types of oxides (mixing method), a method of supporting a catalyst component precursor as an aqueous liquid on a high specific surface area carrier ( And a method of obtaining a nitride by treating a precursor of a catalyst component with nitrogen (nitride method).

ＡＴＲ法の場合は酸素含有ガス導入部直後にはアンモニア燃焼活性のある触媒を配置する必要がある。アンモニア燃焼触媒としてはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏの遷移金属系、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔなどの貴金属系を用いることができる。アンモニア燃焼触媒としては燃焼活性だけでなくアンモニア改質活性を持つ触媒を用いると燃焼熱が直ちに改質の反応に使われて触媒層の温度上昇が抑えられ、触媒の寿命・装置の耐熱性の面から好ましい。またアンモニア改質活性を持たない燃焼触媒を用いる場合はアンモニア改質活性を持つ触触媒を物理混合することができる。アンモニア燃焼触媒は水素燃焼活性を持つことが多いが、生成した水素を消費することは好ましくないので、水素燃焼活性の低い触媒を用いる方が有利である。   In the case of the ATR method, it is necessary to dispose a catalyst having ammonia combustion activity immediately after the oxygen-containing gas introduction part. As the ammonia combustion catalyst, transition metal systems such as Fe, Co, Ni, and Mo, and noble metal systems such as Ir, Pd, and Pt can be used. As an ammonia combustion catalyst, if a catalyst having not only combustion activity but also ammonia reforming activity is used, the heat of combustion is immediately used for the reforming reaction, and the temperature rise of the catalyst layer is suppressed, and the life of the catalyst and the heat resistance of the device are reduced. From the aspect, it is preferable. When a combustion catalyst having no ammonia reforming activity is used, a catalytic catalyst having ammonia reforming activity can be physically mixed. Although an ammonia combustion catalyst often has hydrogen combustion activity, it is not preferable to consume the produced hydrogen, so it is advantageous to use a catalyst having low hydrogen combustion activity.

図３に示すように温度が高い方が平衡転化率は高いので未反応アンモニアを低減するためには反応温度は高い方が好ましい。反応圧は低い方が平衡転化率は高く通常は常圧程度がよく用いられるが、後段の化学品製造に高圧条件が必要な場合は改質器で高温かつ高圧の条件が必要である。   As shown in FIG. 3, the higher the temperature, the higher the equilibrium conversion rate. Therefore, the higher the reaction temperature is preferable in order to reduce unreacted ammonia. The lower the reaction pressure is, the higher the equilibrium conversion rate is, and usually the atmospheric pressure is often used. However, when high-pressure conditions are required for the subsequent chemical production, high-temperature and high-pressure conditions are required in the reformer.

熱交換型の反応器を用いる場合は、反応温度は４００〜８００℃、空間速度は１，０００〜２００，０００ｈ−１の範囲が用いられる。ＡＴＲ方式の反応器の場合は酸素／アンモニアの比率は０．１〜０．３、反応器入口温度は４００〜６００℃、アンモニア基準の空間速度は５，０００〜２００，０００ｈ−１の範囲が用いられる。
生成した水素は用途によっては、精製工程によって副生した窒素や未反応アンモニア、ＡＴＲ方式の場合は生成した水を除去することができる。生成装置としては、膜分離方式・ＰＳＡ方式などを使用することができる。 When a heat exchange type reactor is used, the reaction temperature is 400 to 800 ° C., and the space velocity is 1,000 to 200,000 h −1 . In the case of an ATR reactor, the oxygen / ammonia ratio is 0.1 to 0.3, the reactor inlet temperature is 400 to 600 ° C., and the ammonia-based space velocity is in the range of 5,000 to 200,000 h −1 . Used.
Depending on the application, the produced hydrogen can remove nitrogen and unreacted ammonia produced as a by-product in the purification process, and water produced in the case of the ATR system. As the generation device, a membrane separation method, a PSA method, or the like can be used.

（化学品の合成方法）
当該改質により得られた水素を用いて無機化合物および／または有機化合物の還元により各種の化学品を合成することができる。 (Chemical synthesis method)
Various chemicals can be synthesized by reducing inorganic compounds and / or organic compounds using hydrogen obtained by the reforming.

当該還元する物質は、上記手順により得られた水素を用いて、無機化合物および／または有機化合物を還元して化学品を合成できるものであれば何れのものであっても良いが、好ましくは、二酸化炭素、一酸化炭素、オレフィン、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、芳香族炭化水素、ニトリル、エポキシド、エーテルなどが挙げられる。これらの還元技術の中でも火力発電所や酸化反応プロセスから排出される高濃度の二酸化炭素を捕集した後、還元して一酸化炭素・メタノール・ジメチルエーテルなどを製造することは、地球温暖化対策の上でも重要である。   The substance to be reduced may be any substance as long as it can synthesize a chemical by reducing an inorganic compound and / or an organic compound using hydrogen obtained by the above procedure. Examples include carbon dioxide, carbon monoxide, olefin, aldehyde, ketone, carboxylic acid, aromatic hydrocarbon, nitrile, epoxide, and ether. Among these reduction technologies, after collecting high-concentration carbon dioxide emitted from thermal power plants and oxidation reaction processes, it is reduced to produce carbon monoxide, methanol, dimethyl ether, etc. Above is also important.

更に具体的には、二酸化炭素を水素により還元することでメタノール・ジメチルエーテルを合成する方法、一酸化炭素を水素により還元することでホルムアルデヒドを合成する方法、オレフィンを水素により還元することで飽和炭化水素を合成する方法、アルデヒドを水素により還元することでアルコールを合成する方法、ケトンを水素により還元することでアルコールを合成する方法、カルボン酸を水素により還元することでアルデヒドやアルコールを合成する方法、芳香族炭化水素を水素により還元することで飽和シクロ炭化水素を合成する方法、一部不飽和のシクロ炭化水素を合成する方法、ニトリルを水素により還元することでアミンやイミンを合成する方法、エポキシドを水素により還元することでアルコールを合成する方法である。   More specifically, a method of synthesizing methanol / dimethyl ether by reducing carbon dioxide with hydrogen, a method of synthesizing formaldehyde by reducing carbon monoxide with hydrogen, and a saturated hydrocarbon by reducing olefins with hydrogen. A method of synthesizing alcohol by reducing aldehyde with hydrogen, a method of synthesizing alcohol by reducing ketone with hydrogen, a method of synthesizing aldehyde and alcohol by reducing carboxylic acid with hydrogen, A method of synthesizing saturated cyclohydrocarbons by reducing aromatic hydrocarbons with hydrogen, a method of synthesizing partially unsaturated cyclohydrocarbons, a method of synthesizing amines and imines by reducing nitriles with hydrogen, epoxides Is a method of synthesizing alcohol by reducing hydrogen with hydrogen. .

これらの各反応については、通常用いられる熱交換式の流通型反応器、バッチ式の反応器などの反応器を用いることができる。水素還元反応は多くの場合加圧反応になるので反応装置は耐圧の容器が好ましく、材質としては耐圧・耐食性の炭素鋼やステンレス鋼が好ましい。   For each of these reactions, a commonly used reactor such as a heat exchange type flow reactor or a batch reactor can be used. Since the hydrogen reduction reaction is a pressure reaction in many cases, the reaction apparatus is preferably a pressure resistant vessel, and the material is preferably pressure resistant / corrosion resistant carbon steel or stainless steel.

以下に、実施例、比較例を用いて本発明を詳細に説明するが本発明の趣旨に反しない限り実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the Examples unless it is contrary to the gist of the present invention.

（実施例１）
水素改質にＡＴＲ方式を用い、還元する物質として二酸化炭素、生成物としてメタノールを得る技術について説明する。
水素改質：触媒としてＣｓ／ＣｏＯｘ／ＣｅＺｒＯｘ（ｘ：左記の化合物を形成するために必要な酸素原子の量を示す任意の数である。）をコージェライトハニカムにコートした触媒を用いる。ハニカムとして９００ＣＰＳＩ（セル／平方インチ）、セル厚み５０μｍ、触媒コート量２９０ｇ／Ｌ―ハニカムのものを用いる。酸素含有ガスとして空気を用いて入口と中間の２箇所から供給する。ハニカム径は３０ｍｍ、１段目には長さ２０ｍｍ、２段目には長さ８００ｍｍのハニカムを用いた。アンモニアを毎分２１．８ｇ蒸発器に供給して蒸発させガス化し、予熱後毎分１３．７Ｌの空気と混合して、断熱されたハニカムを設置した反応器に５００℃で導入した。出口ガスに毎分１１Ｌの空気を追加して２段目の反応器に導入する。アンモニア基準のＳＶは２４，４００ｈ−１である。図４に反応器内部の温度分布例を示した。この触媒はアンモニア改質活性と燃焼活性を合わせ持つため、燃焼と改質が同時に起こり、燃焼による温度上昇を押さえることができ、反応器内最高温度は７５０程度に止まっている。アンモニアの転化率は９９．６％であり、水素生成量は毎分３３．８Ｌ、出口ガス中の水素濃度は４２．７容量％である。
二酸化炭素還元メタノール合成：得られたガスを冷却後凝縮した水を除去して、二酸化炭素を毎分１１Ｌで追加し、コンプレッサーで５ＭＰａに加圧し、Ｃｕ／ＺｎＯ／ＺｒＯ２／Ｇａ２Ｏ３系２ｍｍ径成形触媒３５０ｇを内径３０ｍｍ、長さ７００ｍｍのステンレス製反応管に充填した反応器に２５０℃で導入して、反応させた。ＳＶは１５，０００ｈ−１である。二酸化炭素の転化率は１４．８ｍｏｌ％、メタノール生成量は毎分２．３３ｇである。 Example 1
A technique for obtaining carbon dioxide as a substance to be reduced and methanol as a product will be described using the ATR method for hydrogen reforming.
Hydrogen reforming: A catalyst obtained by coating a cordierite honeycomb with Cs / CoO x / CeZrO x (x: any number indicating the amount of oxygen atoms necessary to form the compound shown on the left) is used. A honeycomb having 900 CPSI (cell / square inch), a cell thickness of 50 μm, and a catalyst coating amount of 290 g / L-honeycomb is used. Air is supplied as oxygen-containing gas from two places, the inlet and the middle. A honeycomb having a honeycomb diameter of 30 mm, a length of 20 mm for the first stage, and a length of 800 mm for the second stage was used. Ammonia was supplied to an evaporator at 21.8 g / min to evaporate and gasify, mixed with 13.7 L / min of air after preheating and introduced at 500 ° C. into a reactor equipped with an insulated honeycomb. Add 11 L of air per minute to the outlet gas and introduce into the second stage reactor. The ammonia based SV is 24,400 h −1 . FIG. 4 shows an example of temperature distribution inside the reactor. Since this catalyst has both ammonia reforming activity and combustion activity, combustion and reforming occur at the same time, the temperature rise due to combustion can be suppressed, and the maximum temperature in the reactor is only about 750. The ammonia conversion is 99.6%, the amount of hydrogen produced is 33.8 L / min, and the hydrogen concentration in the outlet gas is 42.7% by volume.
Carbon dioxide reduction methanol synthesis: After cooling the obtained gas, the condensed water is removed, carbon dioxide is added at 11 L / min, and the pressure is increased to 5 MPa with a compressor, Cu / ZnO / ZrO 2 / Ga 2 O 3 system The reaction was conducted at 250 ° C. in a reactor filled with 350 g of a 2 mm diameter molded catalyst in a stainless steel reaction tube having an inner diameter of 30 mm and a length of 700 mm. The SV is 15,000 h- 1 . The conversion rate of carbon dioxide is 14.8 mol%, and the amount of methanol produced is 2.33 g per minute.

本発明は、化学品製造分野に広く用いられる技術であり、特に水素を必要とする無機化合物、有機化合物の製造分野に用いることができる。   The present invention is a technique widely used in the chemical product manufacturing field, and can be used particularly in the field of manufacturing inorganic compounds and organic compounds that require hydrogen.

Claims (7)

触媒を用いてアンモニアを改質することによって得られた水素を用いて、無機化合物および／または有機化合物を還元して化学品を製造することを特徴とする化学品合成方法。 A chemical synthesis method comprising producing a chemical by reducing an inorganic compound and / or an organic compound using hydrogen obtained by reforming ammonia using a catalyst. 還元する当該無機化合物が二酸化炭素であることを特徴とする請求項１の方法。 The method of claim 1, wherein the inorganic compound to be reduced is carbon dioxide. 製造する当該化学品がメタノールであることを特徴とする請求項２記載の方法。 The method according to claim 2, wherein the chemical to be produced is methanol. アンモニアを触媒の存在下に改質する際に必要な熱量をアンモニアの燃焼によって供給することを特徴とする請求項１記載の方法。 2. The process according to claim 1, wherein the amount of heat required for reforming ammonia in the presence of a catalyst is supplied by combustion of ammonia. 改質に用いる当該触媒が非貴金属である遷移金属を主成分とすることを特徴とする請求項１記載の方法。 2. The method according to claim 1, wherein the catalyst used for reforming is mainly composed of a transition metal which is a non-noble metal. 当該触媒の主成分となる遷移金属が鉄、ニッケル、コバルトから選ばれる少なくとも1種の金属であることを特徴とする請求項５記載の方法。 6. The method according to claim 5, wherein the transition metal as a main component of the catalyst is at least one metal selected from iron, nickel, and cobalt. 当該アンモニアが液体アンモニアであり、これを１００℃以上で蒸発させることを特徴とする請求項１記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the ammonia is liquid ammonia, which is evaporated at 100 ° C or higher.
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