JP2000104080A - Production of high-calorie gas - Google Patents

Production of high-calorie gas

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JP2000104080A
JP2000104080A JP10278717A JP27871798A JP2000104080A JP 2000104080 A JP2000104080 A JP 2000104080A JP 10278717 A JP10278717 A JP 10278717A JP 27871798 A JP27871798 A JP 27871798A JP 2000104080 A JP2000104080 A JP 2000104080A
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JP
Japan
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gas
calorie gas
producing
reactor
membrane separation
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JP10278717A
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Japanese (ja)
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Yasumasa Urushizaki
靖昌 漆崎
Kaoru Inoue
薫 井上
Tominari Sato
富徳 佐藤
Shinichi Nagase
真一 永瀬
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Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To produce a high-calorie gas at a low cost by subjecting a pretreated coal gas to CO modification and then to membrane separation and collecting the nonpermeation-side gas. SOLUTION: Coal gas is fed to a reactor filled with an Ni-Mo catalyst or the like and is subjected to deoxygenation, deolefinization, and desulfurization at an inlet temp. of 200-350 deg.C and an outlet temp. of 350-430 deg.C. The pretreated coal gas is fed to a CO modification reactor filled with a Fe-Cr catalyst or the like; then CO gas in the coal gas is converted with steam at an inlet temp. of 200-330 deg.C into hydrogen gas and carbon dioxide gas; and thus treated coal gas is fed to a membrane separator to cause carbon dixode to permeate and be separated, giving a high-calorie gas contg. methane. The high-calorie gas is fed to a methanization reactor filled with a platinum-group metal catalyst and is methanized in the presence of steam at an inlet temp. of 230-350 deg.C and an outlet temp. of 300-550 deg.C to give a high-calorie gas having a calorific value of 7,000-8,600 kcal/Nm3, to which LPG is added with a carburettor to give a gas having a calorific value of 11,000 kcal/Nm3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、石炭ガス(以下C
OGともいう。)を原料とする高カロリーガス又はいわ
ゆる代替天然ガス(以下、SNGともいう。)の製造方
法、及びその製造方法に用いる製造装置に関する。
[0001] The present invention relates to a coal gas (hereinafter referred to as C)
Also called OG. The present invention relates to a method for producing a high calorie gas or a so-called alternative natural gas (hereinafter, also referred to as SNG) using) as a raw material, and a production apparatus used for the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、都市ガス原料中に占める液化天然
ガス(以下、LNGともいう。)の割合は、急激に増加
しつつあり、今後ともいわゆる天然ガス転換は更に促進
される傾向にある。ところで、LNGは、その運搬、貯
蔵、気化等に一定の好適条件下に操業される大規模な設
備を要するので、季節、景気変動等に起因する需要変動
に必ずしも適切に対応し得ない場合がある。更に、LN
Gに対する過度の依存は、原料の安定供給の点で若干の
問題を生ずる場合もあり得ると考えられる。従って、需
要変動の吸収及び原料の多様化により、LNGを主要原
料とする天然ガスのメリットを最大限に活用すべく、L
NGに依存しないSNGの新しい製造方法の開発が切望
されている。
2. Description of the Related Art In recent years, the ratio of liquefied natural gas (hereinafter, also referred to as LNG) in city gas feedstock has been rapidly increasing, and so-called natural gas conversion tends to be further promoted in the future. By the way, LNG requires large-scale equipment operated under certain suitable conditions for its transportation, storage, vaporization, etc., so that it may not always be able to properly respond to demand fluctuations caused by seasons, business fluctuations, etc. is there. Furthermore, LN
It is believed that excessive dependence on G may cause some problems in terms of stable supply of raw materials. Therefore, by absorbing demand fluctuations and diversifying the raw materials, LNG should be used to maximize the merits of natural gas that uses LNG as its main raw material.
Development of a new method for producing SNG that does not depend on NG has been eagerly desired.

【0003】COGから高カロリーガスを製造する方法
としては、例えば、先ずCOGを加圧下でモレキュラー
シーブの如き吸収剤の中を通して、吸収剤に吸着される
高分子の炭化水素ガスと吸着されない低分子の水素ガス
とに分離し、次いで減圧下に炭化水素ガスを吸着剤から
脱着させて、高カロリーガスとする方法が考えられる。
この場合、吸着装置を複数設けておけば、吸着と脱着と
を交互に行なうことにより高カロリーガスを連続的に得
ることが可能である。しかしながら、この方法では、吸
着剤の機能がCOG中の不純物により阻害され易いた
め、タール、ベンゾール、ナフタレン等を実質上全量と
いうべき程度まで除去しておく必要があり、大規模な設
備が必要となる。
As a method of producing a high calorie gas from COG, for example, first, COG is passed through an absorbent such as a molecular sieve under pressure, and a high molecular hydrocarbon gas adsorbed by the absorbent and a low molecular weight gas not adsorbed are absorbed. And then desorbing the hydrocarbon gas from the adsorbent under reduced pressure to obtain a high calorie gas.
In this case, if a plurality of adsorption devices are provided, it is possible to continuously obtain high-calorie gas by alternately performing adsorption and desorption. However, in this method, since the function of the adsorbent is easily hindered by impurities in the COG, it is necessary to remove tar, benzol, naphthalene, and the like to substantially the entire amount, which requires a large-scale facility. Become.

【0004】更にCOGをいわゆるメタネーションによ
り高カロリーガスに転換させることも考えられるが、こ
の方法においては、COG中の水素が炭素に対して過剰
なため、生成ガスの発熱量は所望の値よりもはるかに低
いものに留まるという難点がある。
[0004] Furthermore, it is conceivable to convert COG into a high calorie gas by so-called methanation. However, in this method, since the hydrogen in COG is excessive with respect to carbon, the calorific value of the produced gas is smaller than a desired value. Has the disadvantage of staying much lower.

【0005】かかる難点を解決した方法として、特公昭
60−8273号に記載された方法がある。この方法
は、炭素源としてのナフサ及び/又はLPGを加えた石
炭ガスを原料として用い、これを通常の脱酸素、脱硫等
の前処理に供した後、ガス化剤及び冷却剤としての水蒸
気の存在下にメタン化処理する方法であり、上記の難点
を解消するとともに種々の利点を伴ったSNGの製造方
法である。具体的には、石炭ガス1モルに対して炭素源
としてナフサ及び/又はLPGを0.01〜0.1モル
加えたCOGを脱酸素、脱硫等の前処理に供した後、入
り口温度250〜300℃、出口温度300〜550℃
のメタン化反応器に供給し、S/C=0.5〜1.0と
なる量のガス化剤及び冷却剤としてのスチームの存在下
にメタン化することによる石炭ガスを原料とする高カロ
リーガスの製造方法である。
As a method for solving such a problem, there is a method described in Japanese Patent Publication No. 60-8273. In this method, a coal gas to which naphtha and / or LPG as a carbon source is added is used as a raw material, which is subjected to ordinary pretreatment such as deoxygenation and desulfurization. This is a method of performing methanation treatment in the presence of an SNG, which is a method for producing SNG that solves the above-mentioned difficulties and has various advantages. Specifically, COG obtained by adding 0.01 to 0.1 mol of naphtha and / or LPG as a carbon source to 1 mol of coal gas is subjected to pretreatment such as deoxidation and desulfurization, and then the inlet temperature is set to 250 to 300 ° C, outlet temperature 300-550 ° C
High calorie derived from coal gas by methanation in the presence of a gasifying agent in the amount of S / C = 0.5-1.0 and steam as a cooling agent It is a method for producing gas.

【0006】しかしながら、この方法では、副原料とし
て高価な炭素源(LPG、ナフサ等)を使用する必要が
あり、高カロリーガスを得るための製造コストが高くな
るという欠点がある。更に、炭素源としてのLPGの使
用を不要にすることによって、LPG原料の確保が難し
い状況下でもSNGを安定製造する必要性が指摘されて
いる。
However, this method requires the use of an expensive carbon source (LPG, naphtha, etc.) as an auxiliary material, and has the disadvantage of increasing the production cost for obtaining a high calorie gas. Further, it has been pointed out that there is a need to stably produce SNG even under circumstances where it is difficult to secure LPG raw materials by eliminating the need to use LPG as a carbon source.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
高価な炭素源を使用することなく、COGのみを原料と
して高カロリーガスあるいは代替天然ガス(SNGとも
いう。)を低コストで製造できる方法及びその方法に使
用し得る製造装置を提供することである。また、本発明
の他の目的は、炭素源としてのLPGを不要にすること
によって、LPG原料の確保が難しい状況下でもSNG
を安定製造できる方法及びその方法に使用し得る製造装
置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is to:
An object of the present invention is to provide a method for producing high-calorie gas or alternative natural gas (also referred to as SNG) at low cost using only COG as a raw material without using an expensive carbon source, and a production apparatus that can be used for the method. . Another object of the present invention is to eliminate the need for LPG as a carbon source, so that even if it is difficult to secure LPG raw materials, SNG can be used.
It is an object of the present invention to provide a method capable of stably producing lipstick and a production apparatus which can be used for the method.

【0008】[0008]

【課題を達成するための手段】本発明者は、上述した如
き課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、脱酸
素、脱硫等の前処理を施した石炭ガスを原料として用
い、これをCO変成した後膜分離する方法、又はメタン
化反応させた後膜分離する方法で高カロリーガスを製造
することにより、上記目的が達成されることを見出し
た。
Means for Achieving the Object The present inventor has conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, using coal gas which has been subjected to pretreatment such as deoxygenation and desulfurization as a raw material, It has been found that the above object can be achieved by producing high-calorie gas by a method of membrane separation after CO conversion or a method of membrane separation after methanation reaction.

【0009】即ち、本発明は、下記の高カロリーガスの
製造方法及び高カロリーガスの製造装置を提供するもの
である。
That is, the present invention provides the following high calorie gas production method and high calorie gas production apparatus.

【0010】1.前処理を施した石炭ガスをCO変成
し、次いで、膜分離を行って非透過側ガスを採取するこ
とを特徴とする高カロリーガスの製造方法。
[0010] 1. A method for producing a high-calorie gas, comprising subjecting a pretreated coal gas to CO conversion, and then performing membrane separation to collect a non-permeate-side gas.

【0011】2.上記項1の方法によって採取した非透
過側ガスを、更に、メタン化反応させることを特徴とす
る高カロリーガスの製造方法。
2. A method for producing a high-calorie gas, characterized by further subjecting the non-permeate-side gas collected by the method of the above item 1 to a methanation reaction.

【0012】3.前処理を施した石炭ガスをメタン化反
応させ、次いで、膜分離を行って非透過側ガスを採取す
ることを特徴とする高カロリーガスの製造方法。
3. A method for producing a high calorie gas, comprising subjecting a pretreated coal gas to a methanation reaction, and then performing membrane separation to collect a non-permeate-side gas.

【0013】4.上記項1〜3のいずれかの方法によっ
て高カロリーガスを得た後、LPGで増熱することを特
徴とする代替天然ガスの製造方法。
4. Item 4. A method for producing an alternative natural gas, comprising heating a high calorie gas by LPG after obtaining a high calorie gas by any one of the above items 1 to 3.

【0014】5.13A規格を満たすようにLPGで増
熱する上記項4に記載の代替天然ガスの製造方法。
5. The method for producing an alternative natural gas according to the above item 4, wherein the heat is increased by LPG so as to satisfy the 13A standard.

【0015】6.発熱量11000Kcal/Nm3
13A規格を満たすようLPGで増熱する上記項4又は
5に記載の代替天然ガスの製造方法。
6. 6. The method for producing an alternative natural gas according to the above item 4 or 5, wherein the heat is increased by LPG so as to satisfy the 13A standard of a calorific value of 11000 Kcal / Nm 3 .

【0016】7.上記項1の方法によって高カロリーガ
スを製造するために用いる、前処理反応器、CO変成器
及び膜分離装置を含む高カロリーガスの製造装置。
[7] An apparatus for producing high-calorie gas, including a pretreatment reactor, a CO shift converter, and a membrane separation device, used for producing high-calorie gas by the method of the above item 1.

【0017】8.上記項2の方法によって高カロリーガ
スを製造するために用いる、前処理反応器、CO変成
器、膜分離装置及びメタン化反応器を含む高カロリーガ
スの製造装置。
8. Item 3. An apparatus for producing high-calorie gas, comprising a pretreatment reactor, a CO shift converter, a membrane separation device, and a methanation reactor, which is used for producing high-calorie gas by the method of the above item 2.

【0018】9.上記項3の方法によって高カロリーガ
スを製造するために用いる、前処理反応器、メタン化反
応器及び膜分離装置を含む高カロリーガスの製造装置。
9. Item 3. An apparatus for producing a high-calorie gas, comprising a pretreatment reactor, a methanation reactor, and a membrane separation apparatus, used for producing a high-calorie gas by the method of the above item 3.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明方法では、原料として石炭
ガス(COG)を用いる。本発明方法によれば、LP
G、ナフサ等の高価な炭素源を副原料として用いること
なく、COGのみを原料として用いるために、高カロリ
ーガス及び代替天然ガス(SNG)を低コストで製造す
ることが可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In the method of the present invention, coal gas (COG) is used as a raw material. According to the method of the present invention, LP
Since only COG is used as a raw material without using an expensive carbon source such as G or naphtha as an auxiliary raw material, high calorie gas and alternative natural gas (SNG) can be produced at low cost.

【0020】本発明方法で用いるCOGは、前処理を施
した後、下記の各処理に供する。前処理としては、脱酸
素、脱オレフィン、脱硫等の処理を常法に従って行えば
よい。
The COG used in the method of the present invention is subjected to the following treatments after the pretreatment. As the pretreatment, treatments such as deoxygenation, olefin removal, and desulfurization may be performed in a conventional manner.

【0021】例えば、脱硫触媒としての作用を併せ持つ
脱酸素反応用触媒である、Ni−Mo系、Co−Mo系
等の触媒を用いて前処理を行うことができる。これらの
触媒を使用する場合には、原料のCOG中の水素による
水添により、COGの脱酸素及び脱有機硫黄が行われ
る。これらの脱酸素、脱オレフィン、脱硫等の処理は、
常法に従って行なえはよく、例えば反応器入口温度20
0〜350℃程度、反応器内圧力5〜50kg/cm2
G程度、反応器出口温度350〜430℃程度の条件下
に処理を行なえば良い。また、例えば、COGは吸着脱
硫器に送られ、通常のZnOによる吸着脱硫が行われ
る。
For example, the pretreatment can be performed using a Ni-Mo-based, Co-Mo-based, or other catalyst that is a catalyst for a deoxygenation reaction that also functions as a desulfurization catalyst. When these catalysts are used, COG is deoxygenated and deorganized sulfur is hydrogenated by hydrogenation of the raw COG. These deoxygenation, deolefin, desulfurization and other treatments
It can be carried out according to a conventional method.
About 0 to 350 ° C., pressure in the reactor 5 to 50 kg / cm 2
The treatment may be performed under the conditions of about G and the reactor outlet temperature of about 350 to 430 ° C. In addition, for example, COG is sent to an adsorption desulfurizer, and ordinary adsorption desulfurization with ZnO is performed.

【0022】このようにして、前処理を施されたCOG
は、酸素含有量及びオレフィン含有量が実質上零、全硫
黄濃度は1ppm以下であることが好ましい。上述の脱
硫反応はいずれも発熱反応であるので、必要に応じてC
OGから廃熱ボイラー等により熱回収を行なう。
In this way, the pretreated COG
It is preferable that the oxygen content and the olefin content are substantially zero, and the total sulfur concentration is 1 ppm or less. Since all of the above desulfurization reactions are exothermic, C
Heat is recovered from the OG by a waste heat boiler or the like.

【0023】尚、前処理工程に供給するCOGは、予
め、常法に従って、ピッチ、アンモニア、シアン、ナフ
タリン、ベンゾール等を除去しておく。
The COG to be supplied to the pretreatment step has previously been subjected to a conventional method to remove pitch, ammonia, cyan, naphthalene, benzol and the like.

【0024】本発明によれば、上述のようにして脱酸
素、脱硫等の前処理を施したCOGを用いて、(1)C
O変成工程、膜分離工程を経た後、必要に応じて、メタ
ン化工程を経て高カロリーガスを得る方法(第一方
法)、(2)メタン化工程、膜分離工程を経て高カロリ
ーガスを得る方法(第二方法)、の二種類の方法によっ
て高カロリーガスを製造することができる。
According to the present invention, using COG subjected to pretreatment such as deoxygenation and desulfurization as described above, (1) C
After passing through the O shift process and the membrane separation process, if necessary, a method of obtaining a high calorie gas through the methanation process (first method), (2) obtaining a high calorie gas through the methanation process and the membrane separation process A high calorie gas can be produced by two types of methods (second method).

【0025】尚、これらの方法で得られた高カロリーガ
スは、このまま使用するできることは言うまでもない
が、その後、LPG増熱装置に送給し、LPGを加えて
増熱して代替天然ガスとすることもできる。
It is needless to say that the high-calorie gas obtained by these methods can be used as it is, but is then sent to an LPG heat-up device, where LPG is added to increase the temperature to obtain alternative natural gas. Can also.

【0026】以下、上記した二種類の方法について、詳
細に説明する。
Hereinafter, the above two methods will be described in detail.

【0027】(1)第一方法:第一図に示すフローチャ
ートに基づいて、第一方法を説明する。
(1) First method: The first method will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0028】前処理反応器(1)において前処理を施さ
れたOCGは、CO変成器(2)に送給されてCO変成
処理を施される。CO変成処理としては、鉄−クロム系
触媒、銅−亜鉛系触媒等の存在下に、COGに含まれる
一酸化炭素ガスを、水蒸気添加により水素ガスと二酸化
炭素ガスに変成させる処理を行なえばよい。CO変成器
(2)の運転条件は、入口温度200℃〜330℃程度
の範囲とすればよい。
The OCG pretreated in the pretreatment reactor (1) is fed to a CO converter (2) and subjected to a CO conversion treatment. As the CO conversion process, in the presence of an iron-chromium-based catalyst, a copper-zinc-based catalyst, or the like, a process of converting carbon monoxide gas contained in COG into hydrogen gas and carbon dioxide gas by adding steam may be performed. . The operating condition of the CO converter (2) may be set to an inlet temperature of about 200 ° C. to 330 ° C.

【0029】その後、CO変成処理を施されたCOG
は、膜分離装置(3)に送給される。膜分離装置(3)
としては、二酸化炭素を透過し、メタンを透過しないと
いう脱炭酸効率の高い、公知の分離装置を使用ればよ
い。この様な膜分離装置を用いて膜分離を行うことによ
って、透過側に炭酸ガスリッチのオフガスが得られ、非
透過側に高カロリーガスが得られる。
After that, the COG subjected to the CO conversion treatment
Is sent to the membrane separation device (3). Membrane separation device (3)
A known separation apparatus that transmits carbon dioxide and does not transmit methane and has high decarbonation efficiency may be used. By performing membrane separation using such a membrane separation apparatus, a carbon dioxide-rich off-gas is obtained on the permeate side, and a high calorie gas is obtained on the non-permeate side.

【0030】さらに、膜分離工程により得られた高カロ
リーガスは、CO濃度を更に低減して、製品ガスのCO
濃度を0.1Vol%未満とするために、メタン化反応
器(図示せず)に送給されて、メタン化処理を施される
場合も有る。メタン化処理は、白金族金属系触媒、Ni
系触媒、貴金属系触媒等の存在下に、S/C(炭化水素
中の炭素分子1個当たりの水蒸気中の酸素原子数)が
0.0〜1.0程度となる量の水蒸気をCOGに加えた
状況で行なう。メタン化工程における反応器入口の温度
は、230〜350℃程度、反応器内圧力は5〜10k
g/cm2G程度、反応器出口温度は300〜550℃
程度とするのが好ましい。メタン化反応を終えた生成ガ
スは、メタン化反応条件により異なるが、COGの当初
発熱量が4800〜5400Kcal/Nm3であるの
に対して、7000〜8600Kcal/Nm3程度の
発熱量を有する高カロリーガスとなる。
Further, the high calorie gas obtained in the membrane separation step further reduces the CO concentration,
In order to make the concentration less than 0.1% by volume, it may be supplied to a methanation reactor (not shown) and subjected to a methanation treatment. Methanation treatment is performed using a platinum group metal catalyst, Ni
The amount of water vapor in which S / C (the number of oxygen atoms in water vapor per carbon molecule in hydrocarbon) is about 0.0 to 1.0 in the presence of a system catalyst, a noble metal catalyst, etc. Perform in the added situation. The temperature at the inlet of the reactor in the methanation step is about 230 to 350 ° C., and the pressure inside the reactor is 5 to 10 k.
g / cm 2 G, reactor outlet temperature is 300-550 ° C
It is preferable to set the degree. Although the product gas after the methanation reaction varies depending on the methanation reaction conditions, the initial calorific value of COG is 4800 to 5400 Kcal / Nm 3 , whereas the calorific value of about 7000 to 8600 Kcal / Nm 3 is high. It becomes calorie gas.

【0031】得られた高カロリーガスは、このまま使用
するできることは言うまでもないが、増熱器(4)にお
いてLPGを加えて増熱し、SNG(製品ガスともい
う。通常は、発熱量11000Kcal/Nm3の13
A規格のSNGである。)とすることができる。
Needless to say, the obtained high-calorie gas can be used as it is, but the heat is increased by adding LPG in the intensifier (4), and SNG (also referred to as product gas. Usually, the calorific value is 11,000 Kcal / Nm 3). Of 13
A standard SNG. ).

【0032】(2)第二方法:第二図に示すフローチャ
ートに基づいて、第二方法を説明する。
(2) Second method: The second method will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0033】前処理反応器(1)においてた前処理を施
されたCOGは、メタン化反応器(5)に送給され、メ
タン化処理が施される。メタン化処理は、Ni系触媒、
貴金属系触媒等の存在下に、S/C(炭化水素中の炭素
分子1個当たりの水蒸気中の酸素原子数)が0.5〜
1.0程度となる量の水蒸気をCOGに加えた状況で行
なうことができる。メタン化工程における反応器入口の
温度は250〜350℃程度、反応器内圧力は5〜10
kg/cm2G程度、反応器出口温度は230〜550
℃程度とするのが好ましい。メタン化反応を終えた生成
ガスは、メタン化反応条件により異なるが、COGの当
初発熱量が4800〜5400Kcal/Nm3である
のに対して、6800〜8600Kcal/Nm3程度
の発熱量を有する高カロリーガスとなる。
The pretreated COG in the pretreatment reactor (1) is fed to the methanation reactor (5), where the COG is subjected to methanation. The methanation treatment uses a Ni-based catalyst,
In the presence of a noble metal catalyst or the like, S / C (the number of oxygen atoms in water vapor per carbon molecule in hydrocarbon) is 0.5 to
This can be performed in a situation where about 1.0 amount of water vapor is added to COG. The temperature at the inlet of the reactor in the methanation step is about 250 to 350 ° C., and the pressure in the reactor is 5 to 10
kg / cm 2 G, reactor outlet temperature is 230-550
It is preferable that the temperature be about ° C. Although the product gas after the methanation reaction varies depending on the methanation reaction conditions, the initial calorific value of COG is 4800 to 5400 Kcal / Nm 3 , but the calorific value of about 6800 to 8600 Kcal / Nm 3 is high. It becomes calorie gas.

【0034】この生成ガスは、このまま使用するできる
ことは言うまでもないが、更に膜分離装置(3)に送給
して、オフガスと高カロリーガスとに分離される。膜分
離装置(3)としては、二酸化炭素を透過し、メタンを
透過しないという脱炭酸効率の高い分離装置を使用す
る。この様な膜分離装置を用いて膜分離を行うことによ
って、透過側にオフガスが得られ、非透過側に高カロリ
ーガスが得られる。
It goes without saying that this product gas can be used as it is, but it is further fed to the membrane separation device (3) to be separated into off-gas and high-calorie gas. As the membrane separation device (3), a separation device that transmits carbon dioxide and does not transmit methane and has high decarbonation efficiency is used. By performing membrane separation using such a membrane separation apparatus, off-gas is obtained on the permeate side, and high calorie gas is obtained on the non-permeate side.

【0035】この様にして得られた高カロリーガスは、
このまま使用するできることは言うまでもないが、増熱
器(4)において、LPGを加えて増熱し、SNG(製
品ガスともいう。通常は、発熱量11000Kcal/
Nm3の13A規格のSNGである。)とすることがで
きる。
The high calorie gas obtained in this way is
Needless to say, it can be used as it is, but in the intensifier (4), the temperature is increased by adding LPG, and SNG (also referred to as product gas. Usually, the calorific value is 11,000 Kcal /
It is a SNG of Nm 3 of 13A standard. ).

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明により、下記の如き顕著な効果が
奏功される。
According to the present invention, the following remarkable effects are exerted.

【0037】(1)高価な炭素源を使用することなく、
COGのみを原料として高カロリーガスあるいは代替天
然ガス(SNGともいう。)を低コストで製造すること
ができる。
(1) Without using an expensive carbon source,
High calorie gas or alternative natural gas (also called SNG) can be produced at low cost using only COG as a raw material.

【0038】(2)膜分離装置の透過側のオフガスは本
発明のプラントの燃料ガス(助燃剤を用いる場合もあ
る。)や製造所の他部署の燃料ガスとして有効に利用さ
れることにより、SNG製造プラントの熱効率を高める
ことができる。
(2) The off-gas on the permeate side of the membrane separation apparatus is effectively used as fuel gas for the plant of the present invention (in some cases, a combustion aid is used) or as fuel gas for other sections of the manufacturing plant. The thermal efficiency of the SNG manufacturing plant can be improved.

【0039】(3)本発明方法は、上述の効果に加え
て、LPGの導入に伴って、使用量が相対的に低下して
いるCOGの用途を拡大する点においても極めて有用で
ある。即ち、各種用途を有するコークス製造時の副産物
として大量に発生するCOGは、それに対する需要の減
少が問題となっていたのであるが、本発明によれば、こ
の問題はCOGのSNGへの転換によって完全に解決さ
れる。
(3) In addition to the effects described above, the method of the present invention is extremely useful in expanding the use of COG whose use is relatively reduced with the introduction of LPG. In other words, COG, which is generated in large quantities as a by-product during the production of coke having various uses, had a problem of a decrease in demand for it. According to the present invention, this problem is caused by the conversion of COG to SNG. Completely resolved.

【0040】(4)炭素源としてのLPGを不要にする
ことによって、LPG原料の確保が難しい状況下でもS
NGを安定製造できる。
(4) By eliminating the need for LPG as a carbon source, even in situations where it is difficult to secure LPG raw materials,
NG can be manufactured stably.

【0041】[0041]

【実施例】以下、実施例を示して本発明を更に詳細に説
明する。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.

【0042】実施例1 下記表1に示す組成のCOG原料を、Ni−Mo系及び
酸化亜鉛系触媒を充填した脱酸素、脱オレフィン、脱硫
等を行なう前処理反応器に送給し、反応器入口温度26
0℃、反応器内圧力8kg/cm2G、反応器出口温度
400℃の条件下に前処理した。かくしてCOG中の酸
素含有量及びオレフィン含有量は実質上零、全硫黄含有
量は1ppm以下となった。
Example 1 A COG raw material having the composition shown in Table 1 below was fed to a pretreatment reactor for deoxygenation, deolefinization, desulfurization, etc. filled with a Ni-Mo type and zinc oxide type catalyst. Inlet temperature 26
The pretreatment was performed under the conditions of 0 ° C., a pressure inside the reactor of 8 kg / cm 2 G, and a temperature at the outlet of the reactor of 400 ° C. Thus, the oxygen content and the olefin content in the COG were substantially zero, and the total sulfur content was 1 ppm or less.

【0043】次いで、前処理を施したCOGを銅−亜鉛
系触媒を充填したCO変成器に送給した。CO変成工程
は常法に従ってなされ、CO変成器の入口温度は約21
0℃、出口温度は約260℃、反応器内圧力は約7kg
/cm2Gであった。
Next, the pretreated COG was fed to a CO converter filled with a copper-zinc catalyst. The CO shift process is performed according to a conventional method, and the inlet temperature of the CO shift is about 21
0 ° C, outlet temperature about 260 ° C, reactor pressure about 7kg
/ Cm 2 G.

【0044】CO変成により得られたガスは、更に膜分
離装置に送給され、透過側の圧力6.5Kg/cm
2G、透過側の圧力0.0Kg/cm2Gの条件下で膜分
離を行ない、非透過側にメタンリッチな高カロリーガス
を得、透過側に水素リッチなオフガスを得た。
The gas obtained by the CO conversion is further fed to a membrane separation device, and the pressure on the permeate side is 6.5 kg / cm.
2 G, subjected to membrane separation under a pressure 0.0 kg / cm 2 G on the permeate side, resulting methane-rich high-calorie gas to the non-permeate side, to obtain a hydrogen-rich off-gas to the permeate side.

【0045】上記方法で得られた高カロリーガスはその
ままで使用することもできるが、LPGで増熱すること
によって、発熱量11000Kcal/Nm3の13A
規格のSNGを製造することができた。
The high calorie gas obtained by the above method can be used as it is, but by increasing the heat with LPG, 13A having a calorific value of 11,000 Kcal / Nm 3 is obtained.
Standard SNG could be manufactured.

【0046】下記表2に製品ガスを100Nm3/時間
とした場合の原料ガス及びオフガスのフローレートを示
す。
Table 2 below shows the flow rates of the source gas and the off-gas when the product gas is 100 Nm 3 / hour.

【0047】このようにして得られた製品ガス(発熱量
11000Kcal/Nm3の13A規格のSNG)の
組成及び発熱量は、下記表3に示す通りである。
The composition and calorific value of the thus obtained product gas (13A standard SNG with a calorific value of 11,000 Kcal / Nm 3 ) are as shown in Table 3 below.

【0048】実施例2 下記表1に示す組成のCOG原料をNi−Mo系および
酸化亜鉛系触媒を充填した脱酸素、脱オレフィン、脱硫
等を行なう前処理反応器に送給し、反応器入口温度26
0℃、反応器内圧力8kg/cm2G、反応器出口温度
400℃の条件下に前処理した。かくしてCOG中の酸
素含有量及びオレフィン含有量は実質上零、全硫黄含有
量は1ppm以下となった。
Example 2 A COG raw material having the composition shown in Table 1 below was fed to a pretreatment reactor for deoxygenation, deolefinization, desulfurization, etc. filled with a Ni-Mo type and zinc oxide type catalyst, and the reactor inlet Temperature 26
The pretreatment was performed under the conditions of 0 ° C., a pressure inside the reactor of 8 kg / cm 2 G, and a temperature at the outlet of the reactor of 400 ° C. Thus, the oxygen content and the olefin content in the COG were substantially zero, and the total sulfur content was 1 ppm or less.

【0049】次いで、前処理を施したCOGを白金族系
触媒を充填したメタン化反応器に供給し、S/C=0.
5となる水蒸気の存在下にメタン化反応を行なった。メ
タン化反応器の入口温度は約300℃、出口温度は約2
50℃、反応器内圧力は約7.5kg/cm2Gであっ
た。
Next, the pretreated COG is supplied to a methanation reactor filled with a platinum group catalyst, and S / C = 0.
The methanation reaction was carried out in the presence of water vapor of 5. The inlet temperature of the methanation reactor is about 300 ° C and the outlet temperature is about 2
At 50 ° C., the pressure in the reactor was about 7.5 kg / cm 2 G.

【0050】メタン化反応により得られた高カロリーガ
スは、更に膜分離装置に送給され、透過側の圧力7Kg
/cm2G、透過側の圧力0Kg/cm2Gの条件下で膜
分離を行ない、非透過側に高カロリーガスを得、透過側
にオフガスを得た。
The high-calorie gas obtained by the methanation reaction is further fed to a membrane separation device, where the pressure on the permeate side is 7 kg.
/ Cm 2 G and a pressure of 0 Kg / cm 2 G on the permeation side, membrane separation was performed, a high calorie gas was obtained on the non-permeation side, and an off-gas was obtained on the permeation side.

【0051】更に、該高カロリーガスをLPGで増熱す
ることにより発熱量11000Kcal/Nm3の13
A規格のSNGを製造することができた。
Further, the heat of the high calorie gas is increased by LPG so that the calorific value of 11,000 Kcal / Nm 3
A standard SNG could be manufactured.

【0052】下記表2に製品ガスを100Nm3/時間
とした場合の原料ガス及びオフガスのフローレートを示
す。
Table 2 below shows the flow rates of the source gas and the off-gas when the product gas is 100 Nm 3 / hour.

【0053】このようにして得られた製品ガス(発熱量
11000Kcal/Nm3の13A規格のSNG)の
組成及び発熱量は下記表3に示す通りである。
The composition and calorific value of the thus obtained product gas (13A standard SNG having a calorific value of 11,000 Kcal / Nm 3 ) are as shown in Table 3 below.

【0054】比較例1 下記表1に示す組成のCOG原料と副原料(炭素源)の
LPGを混合し、この混合ガスをNi−Mo系及び酸化
亜鉛系触媒を充填した脱酸素、脱オレフィン、脱硫等を
行なう前処理反応器に送給し、反応器入口温度300
℃、反応器内圧力7.5kg/cm2G、反応器出口温
度250℃の条件下に処理した。かくしてCOG中の酸
素含有量及びオレフィン含有量は実質上零、全硫黄含有
量は1ppm以下となった。
Comparative Example 1 A COG raw material having the composition shown in Table 1 below and LPG as an auxiliary raw material (carbon source) were mixed, and the mixed gas was deoxygenated and deolefinized with a Ni-Mo type and zinc oxide type catalyst. It is fed to the pretreatment reactor for desulfurization etc., and the reactor inlet temperature is 300
C., the reactor pressure was 7.5 kg / cm 2 G, and the reactor outlet temperature was 250 ° C. Thus, the oxygen content and the olefin content in the COG were substantially zero, and the total sulfur content was 1 ppm or less.

【0055】次いで、前処理を行なった混合ガスを、貴
金属系触媒を充填したメタン化反応器に供給し、S/C
=0.8となる水蒸気の存在下にメタン化反応を行なっ
た。メタン化反応器の入口温度は約300℃、出口温度
は約250℃、反応器内圧力は約7.5kg/cm2
であった。
Next, the pretreated mixed gas is supplied to a methanation reactor filled with a noble metal catalyst, and the S / C
The methanation reaction was carried out in the presence of water vapor at which = 0.8. The inlet temperature of the methanation reactor is about 300 ° C., the outlet temperature is about 250 ° C., and the pressure inside the reactor is about 7.5 kg / cm 2 G
Met.

【0056】次いで、メタン化反応工程によって得られ
た高カロリーガスをLPGで増熱することにより発熱量
11000Kcal/Nm3の13A規格のSNGを製
造することができた。
Then, by heating the high calorie gas obtained in the methanation reaction step with LPG, SNG having a calorific value of 11,000 Kcal / Nm 3 and 13A standard could be produced.

【0057】下記表2に製品ガスを100Nm3/時間
とした場合の原料ガス及び副原料ガスのフローレートを
示す。
Table 2 below shows the flow rates of the raw material gas and auxiliary raw material gas when the product gas is 100 Nm 3 / hour.

【0058】このようにして得られた製品ガス(発熱量
11000Kcal/Nm3の13A規格のSNG)の
組成及び発熱量は、下記第3表に示す通りである。
The composition and calorific value of the thus obtained product gas (13 A standard SNG with a calorific value of 11,000 Kcal / Nm 3 ) are as shown in Table 3 below.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】[0060]

【表2】 [Table 2]

【0061】[0061]

【表3】 [Table 3]

【0062】以上の結果から明らかなように、本発明方
法によれば、COGのみを原料として、安価に発熱量1
1000Kcal/Nm3の13A規格のSNGを製造
することができた。
As is evident from the above results, according to the method of the present invention, only COG is used as a raw material, and the calorific value is 1
It was possible to manufacture 13K SNG of 1000 Kcal / Nm 3 .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明第一方法によるSNGの製造工程を示す
フローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process of SNG according to a first method of the present invention.

【図2】本発明第二方法によるSNGの製造工程を示す
フローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a process of manufacturing SNG according to the second method of the present invention.

【図3】従来のSNGの製造工程を示すフローチャート
である。
FIG. 3 is a flowchart showing a conventional SNG manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 前処理反応器 2 CO変成器 3 膜分離装置 4 増熱器 5 メタン化反応器 Reference Signs List 1 Pretreatment reactor 2 CO converter 3 Membrane separation device 4 Heater 5 Methanation reactor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 富徳 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 (72)発明者 永瀬 真一 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 4H060 AA01 AA02 BB02 BB12 BB13 BB32 BB34 CC18 DD02 DD04 GG08  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tominori Sato 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Osaka Gas Co., Ltd. (72) Shinichi Nagase 4-chome, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka No. 1-2 F-term in Osaka Gas Co., Ltd. (reference) 4H060 AA01 AA02 BB02 BB12 BB13 BB32 BB34 CC18 DD02 DD04 GG08

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】前処理を施した石炭ガスをCO変成し、次
いで、膜分離を行って非透過側ガスを採取することを特
徴とする高カロリーガスの製造方法。
1. A method for producing a high-calorie gas, comprising subjecting a pretreated coal gas to CO conversion and then performing membrane separation to collect a non-permeate gas.
【請求項2】請求項1の方法によって採取した非透過側
ガスを、更に、メタン化反応させることを特徴とする高
カロリーガスの製造方法。
2. A method for producing a high-calorie gas, comprising subjecting the non-permeate gas collected by the method of claim 1 to a methanation reaction.
【請求項3】前処理を施した石炭ガスをメタン化反応さ
せ、次いで、膜分離を行って非透過側ガスを採取するこ
とを特徴とする高カロリーガスの製造方法。
3. A method for producing a high calorie gas, comprising: subjecting a pretreated coal gas to a methanation reaction, and then performing membrane separation to collect a non-permeate gas.
【請求項4】請求項1〜3のいずれかの方法によって高
カロリーガスを得た後、LPGで増熱することを特徴と
する代替天然ガスの製造方法。
4. A method for producing an alternative natural gas, characterized in that after obtaining a high calorie gas by the method according to any one of claims 1 to 3, the heat is increased by LPG.
【請求項5】13A規格を満たすようにLPGで増熱す
る請求項4に記載の代替天然ガスの製造方法。
5. The method according to claim 4, wherein the heat is increased by LPG so as to satisfy the 13A standard.
【請求項6】発熱量11000Kcal/Nm3の13
A規格を満たすようLPGで増熱する請求項4又は5に
記載の代替天然ガスの製造方法。
6. The calorific value of 11,000 Kcal / Nm 3 of 13.
The method for producing an alternative natural gas according to claim 4 or 5, wherein the heat is increased by LPG so as to satisfy the A standard.
【請求項7】前処理反応器、CO変成器及び膜分離装置
を含む、請求項1の方法で高カロリーガスを製造するた
めに用いる高カロリーガス製造装置。
7. A high calorie gas production apparatus used for producing a high calorie gas by the method of claim 1, comprising a pretreatment reactor, a CO shift converter, and a membrane separation device.
【請求項8】前処理反応器、CO変成器、膜分離装置及
びメタン化反応器を含む、請求項2の方法で高カロリー
ガスを製造するために用いる高カロリーガス製造装置。
8. A high calorie gas production apparatus used for producing a high calorie gas by the method of claim 2, comprising a pretreatment reactor, a CO shift converter, a membrane separation device, and a methanation reactor.
【請求項9】前処理反応器、メタン化反応器及び膜分離
装置を含む、請求項3の方法で高カロリーガスを製造す
るために用いる高カロリーガス製造装置。
9. A high calorie gas production apparatus used for producing a high calorie gas by the method of claim 3, which comprises a pretreatment reactor, a methanation reactor, and a membrane separation device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20230013486A (en) 2021-07-19 2023-01-26 한국전력공사 Apparatus and method for manufacturing synthetic gas with high heating value

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CN109266413B (en) * 2018-10-30 2021-09-07 青岛联信催化材料有限公司 Method for producing synthetic natural gas by utilizing hydrogen to recover non-permeate gas
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