[发明专利]有机物质的生产方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生产有机物质的方法及装置，特别是涉及一种适于由合成气体等原料气体生产乙醇的生产方法及生产装置。

背景技术

由合成气体等原料气体生产乙醇的工厂是公知的(参照专利文献1～3等)。专利文献1～3中，通过某种厌氧性微生物的发酵作用由合成气体生成乙醇。

专利文献4中，使用逆变换反应催化剂，由CO₂及H₂通过逆变换反应生成CO及H₂O(式(1))。

CO₂+H₂→CO+H₂O (1)

逆变换反应催化剂包含由Ca、Sr、或Ba形成的碱土金属的碳酸盐、及Ca、Sr、或Ba和Ti、Al、Zr、Fe、W、或Mo的复合氧化物。逆变换反应的温度条件为700℃以上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2004-504058号公报

专利文献2：国际公开第2011/087380号公报

专利文献3：美国专利公报US2013/0065282A1

专利文献4：日本特开2010-194534号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

根据发明人等见解，前面列举厌氧性微生物与H₂或CO₂相比较多地摄取CO进行发酵。因此，通过使原料气体中的CO₂及H₂进行逆变换反应而将CO₂变换为CO，可以提高乙醇的生成效率。另一方面，专利文献2的逆变换反应有必要设为700℃以上的高温，运转成本高。

本发明是鉴于上述情况而完成的发明，其目的在于，可以使原料气体在低温条件下进行逆变换反应，降低运转成本，并且提高乙醇等有机物质的生成效率。

用于解决技术问题的技术方案

为了解决上述技术问题，本发明方法为由含有CO₂及H₂的原料气体生成有机物质的方法，其包括：

逆变换反应工序，使所述原料气体进行逆变换反应；

有机物质生成工序，由所述逆变换反应后的原料气体生成有机物质，

在所述逆变换反应工序中，使所述原料气体与逆变换反应催化剂接触，其中，

所述逆变换反应催化剂包含载体和担载于所述载体的催化剂金属，所述催化剂金属包含过渡金属。

本发明装置为由含有CO₂及H₂的原料气体生成有机物质的装置，其具备：

使所述原料气体进行逆变换反应的逆变换反应部；

由所述逆变换反应后的原料气体生成有机物质的有机物质生成部，其中，

所述逆变换反应部具有接触所述原料气体的逆变换反应催化剂，

所述逆变换反应催化剂包含载体和担载于所述载体的催化剂金属，所述催化剂金属包含过渡金属。

可以通过所述逆变换反应将原料气体中的CO₂变换为CO。通过使用所述逆变换反应催化剂，可以充分地提高变换效率，而且，可以将温度条件设定为比前面列举专利文献4的温度条件(700℃以上)低的温度150℃～500℃左右。因此，可以缩小逆变换反应的所需要能量，可以降低运转成本。通过逆变换反应使原料气体富含CO，由此可以提高乙醇等有机物质的生成效率。

作为过渡金属，可举出：Fe、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni，Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg等。

优选所述催化剂金属是在Fe中添加选自Al、Ga、In、Cu、Ag、Au、Pd及Mn中的至少一种金属而成的。

优选所述催化剂金属是在Fe中添加Pd而成的。

由此，可以进一步提高逆变换反应的变换效率。

优选所述载体为选自SiO₂、CeO₂、TiO₂、Al₂O₃、MgO、ZrO₂、ZSM-5(沸石)中的至少一种。

优选将在所述有机物质生成工序中产生的废气与所述逆变换反应前的原料气体混合。