[发明专利]含氢气体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及含氢气体的制造方法。更加详细地说，本发明涉及使用特定的催化剂，从碳原子数5以上(以下有时简写成C₅以上)且在常温常压下为液态的烃或含氧的烃来制造含氢气体的方法，特别涉及燃料电池用的含氢气体的制造方法。

背景技术

近年来，新能源技术因为环境问题而备受瞩目，作为该新能源技术之一的燃料电池受到了人们的关注。该燃料电池通过使氢和氧发生电化学反应来使化学能转变为电能，具有能源的利用效率高的特征，人们正积极地开展将其作为民用、产业用或汽车用等的实用化研究。

根据使用的电解质的种类，已知该燃料电池中有磷酸型、溶融碳酸盐型、固体氧化物型和固体高分子型等类型。另一方面，作为氢源，正在开展以甲醇和甲烷为主体的液化天然气、以该天然气为主要成份的城市煤气、以天然气为原料的合成液体燃料、以及石油类的LPG、石脑油和煤油等石油类烃的使用的研究。

在使用这些石油类烃来制造氢时，通常，对于该烃，是在催化剂的存在下进行水蒸汽改性(改質)处理、自热改性处理、部分氧化改性处理等。

作为这样的烃的改性催化剂，以往已知有钌类催化剂和镍类催化剂，还已知在水滑石(多孔性复合氢氧化物的水合物)的基础上制备的催化剂的活性较高。

公开了使用在水滑石的基础上制备的烃改性催化剂，以低级烃为原料来制造氢的方法，作为在水滑石的基础上制备的烃改性催化剂，例如：(1)以水滑石作为前体，将其一部分组成元素(Mg、Al)用作为活性金属的贵金属(Rh或Ru)或过渡金属元素取代、烧结，使活性金属种从内部浸染到表面并高分散化的金属微粒载持烃改性催化剂(例如，参照专利文献1)；(2)含有镁、铝和镍，在水滑石的基础上制造的改性催化剂(例如，参照专利文献2和3)；(3)通过离子交换在水滑石的层间导入Ru，将其烧结后通过还原使之活化而制备的改性催化剂(例如，参照专利文献4)；(4)含有镁、铝、镍和铁，在水滑石的基础上制备而成的、抑制了副产物氨的生成的自热改性催化剂(例如，参照专利文献5)；(5)通过将水滑石状层状化合物烧结而制备的、含有选自Ru、Pt、Pd、Rh和Ir中的至少1种金属的含甲烷的气体改性催化剂(例如，参照专利文献6)；(6)在水滑石的基础上制备的、以镁、铝、镍和钌为组成元素的烃分解用催化剂(例如，参照专利文献7)；(7)在水滑石的基础上制备的、以镁、铝、镍为组成元素、含有选自碱性金属(除钠之外)、碱土类金属(除镁之外)、Zn、Co、Ce、Cr、Fe和La中的至少1种元素、而且含有铂、铑、钌、铱或钯等贵金属元素的催化剂(例如，参照专利文献8)。

进而，(8)在非专利文献1中，公开了使用以水滑石为前体制备的载持型催化剂(co-Ni-Rh/Mg-Al和Ni→Rh/Mg-Al)进行的丙烷的水蒸汽改性反应；(9)在非专利文献2中，公开了使用以不含Mg的Ni-Al水滑石样物质为起始物质的催化剂的葵花子油的水蒸汽改性反应。

然而，关于前述(1)的改性催化剂，有将前体水滑石的组成元素用贵金属元素取代的记载，也有关于使用烃的记载，但没有以甲烷或甲醇的改性为目的而使用C₅以上的液态的烃或含氧烃的记载。关于(2)的改性催化剂，不仅没有关于含有贵金属元素的记载，而且也没有关于使用C₅以上的液态的烃或含氧烃的记载。关于(3)的自热改性催化剂，记载了通过离子交换在水滑石的层间导入Ru，将之烧结，通过还原而使之活化的改性催化剂，但使用的原料主要为含有甲烷或乙烷等的气态的烃，没有关于使用C₅以上的液态的烃或含氧烃的例子的记载。

记载了前述(4)的改性催化剂在含有镁和铝的同时还含有金属镍微粒和/或金属铁微粒，载持有选自金、银、铂、钯、铑、铱、铼、铜、锰、铬、钒、钛中的1种或2种以上的元素作为贵金属元素，但使用的原料主要为含有甲烷～丁烷的气态的低级烃，没有关于使用C₅以上的液态的烃或含氧烃的例子的记载。