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4-1 水素、アンモニア、メタノールを作る触媒(水蒸気改質・部分酸化改質・アンモニア合成触媒)

こういうところで使用されています

水素、アンモニア、メタノールは化学工業にとって非常に重要な基幹製品で、世界中で大量に製造されています。水素は多くの化合物の水素化反応に使用され、最近では燃料電池で使用される燃料としても注目されています。アンモニアは硝酸や化学肥料、アクリル繊維などの原料として、またメタノールは溶剤や他の基礎的化合物の原料として古くから触媒反応によって工業的に製造されています。

触媒が必要な理由

水素、アンモニア、メタノールは多くの場合、天然ガスから製造されています。天然ガス中のメタンなど炭化水素は炭素と水素からできているので,これらをニッケル系の触媒上で水蒸気と反応させると水素と一酸化炭素が生成します。さらに一酸化炭素は水蒸気と反応し、水素と二酸化炭素に転化されます。二酸化炭素を除くと高い純度の水素が得られます。空気中の窒素と水素を1:3の比で高温、高圧下で鉄系の触媒上で反応させるとアンモニアを合成することができます。この反応は空中窒素の固定とも言われ、鉄系の触媒が開発されて初めて人工的に製造が可能になりました。同様にメタノールは水素と一酸化炭素を銅系の触媒上で反応させて合成されます。原料の天然ガス中に微量存在する硫黄化合物は上記の触媒の毒となるので、これも触媒反応で除去されています。

触媒の画像

【画像】4-1 水素、アンモニア、メタノールを作る触媒(水蒸気改質・部分酸化改質・アンモニア合成触媒)

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