JP2607644B2 - メタノール改質方法 - Google Patents
メタノール改質方法Info
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- JP2607644B2 JP2607644B2 JP63269385A JP26938588A JP2607644B2 JP 2607644 B2 JP2607644 B2 JP 2607644B2 JP 63269385 A JP63269385 A JP 63269385A JP 26938588 A JP26938588 A JP 26938588A JP 2607644 B2 JP2607644 B2 JP 2607644B2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01B—BOILING; BOILING APPARATUS ; EVAPORATION; EVAPORATION APPARATUS
- B01B1/00—Boiling; Boiling apparatus for physical or chemical purposes ; Evaporation in general
- B01B1/005—Evaporation for physical or chemical purposes; Evaporation apparatus therefor, e.g. evaporation of liquids for gas phase reactions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はメタノールを改質し水素含有ガスを製造する
方法に関する。
方法に関する。
従来のメタノールを改質し水素含有ガスを製造する方
法の一態様を第４図によつて説明する。
法の一態様を第４図によつて説明する。
この態様を実施する装置は、メタノール、純水を供給
する原料ポンプ１、原料を気化させて反応温度まで昇温
する原料予熱器２及び過熱器５、触媒を充填した反応管
を有する反応器４、未反応原料等を凝縮する冷却器３及
び凝縮液を気液分離する気液分離器８、反応に必要な熱
を供給する熱媒加熱器７と熱媒循環ポンプ６、製品とし
てガスを精製する精製器９より構成される。
する原料ポンプ１、原料を気化させて反応温度まで昇温
する原料予熱器２及び過熱器５、触媒を充填した反応管
を有する反応器４、未反応原料等を凝縮する冷却器３及
び凝縮液を気液分離する気液分離器８、反応に必要な熱
を供給する熱媒加熱器７と熱媒循環ポンプ６、製品とし
てガスを精製する精製器９より構成される。
原料ポンプ１で加圧供給された原料は原料予熱器２お
よび過熱器５で所定の温度まで昇温され、触媒を充填し
た反応器４でメタノールと水の混合蒸気は水素含有ガス
に改質される。
よび過熱器５で所定の温度まで昇温され、触媒を充填し
た反応器４でメタノールと水の混合蒸気は水素含有ガス
に改質される。
ここで云う水素含有ガスとは水素を50mol％（乾ペー
ス）以上含有するガスのことを指し、水素以外のガスの
主成分は、炭酸ガス（CO2）、一酸化炭素（CO）であ
り、次の三つの反応の比率によりそのガス濃度は決定さ
れる。
ス）以上含有するガスのことを指し、水素以外のガスの
主成分は、炭酸ガス（CO2）、一酸化炭素（CO）であ
り、次の三つの反応の比率によりそのガス濃度は決定さ
れる。
CH3OH→2H2＋CO CH3OH＋nH2O→（２＋ｎ）H2＋（１−ｎ）CO＋nCO2（０
＜ｎ＜１） CH3OH＋H2O→3H2＋CO2 これらの反応は吸熱反応であるため、熱媒加熱器７で
加熱された熱媒で熱を補給している。冷却器３で凝縮し
た未反応原料は気液分離器８で回収し、原料ラインへ戻
され循環使用される。又生成ガスは精製器９で精製され
製品ガスとして回収される。
＜ｎ＜１） CH3OH＋H2O→3H2＋CO2 これらの反応は吸熱反応であるため、熱媒加熱器７で
加熱された熱媒で熱を補給している。冷却器３で凝縮し
た未反応原料は気液分離器８で回収し、原料ラインへ戻
され循環使用される。又生成ガスは精製器９で精製され
製品ガスとして回収される。
前記の通り反応は吸熱反応であり、反応器４はシエル
・アンド・チユーブの熱交換器型式となつており、チユ
ーブ側に触媒を充填し、この触媒層に供給された原料は
触媒との接触反応により水素含有ガスに改質される。こ
の反応熱はシエル側の熱媒から供給される。触媒上での
上記反応は、比較的速いため、反応管内での水素生成速
度は伝熱律速となつており、伝熱をよくするため反応管
は20φmm〜40φmm、一般的には30φmmと細い。従つて反
応管数が非常に多くなり触媒充填作業に大きな労力を必
要とする。なお多管式のため構造上シエル側容積が大き
くなり設備が大型となる。一方熱媒側伝熱係数向上のた
めに仕切板を設ける等複雑な構造を必要とする。
・アンド・チユーブの熱交換器型式となつており、チユ
ーブ側に触媒を充填し、この触媒層に供給された原料は
触媒との接触反応により水素含有ガスに改質される。こ
の反応熱はシエル側の熱媒から供給される。触媒上での
上記反応は、比較的速いため、反応管内での水素生成速
度は伝熱律速となつており、伝熱をよくするため反応管
は20φmm〜40φmm、一般的には30φmmと細い。従つて反
応管数が非常に多くなり触媒充填作業に大きな労力を必
要とする。なお多管式のため構造上シエル側容積が大き
くなり設備が大型となる。一方熱媒側伝熱係数向上のた
めに仕切板を設ける等複雑な構造を必要とする。
又反応熱補充のため熱媒ユニツトが必要であり、これ
らが製品ガスのコストアツプとなつている。
らが製品ガスのコストアツプとなつている。
本発明は上記した従来法の欠点を解決し、コンパクト
な装置でしかも安価にメタノールを改質する方法を提供
しようとするものである。
な装置でしかも安価にメタノールを改質する方法を提供
しようとするものである。
本発明はメタノールを水素含有ガスに改質する方法に
おいて、プレート式熱交換器型反応器のプレートの片面
をプレート表面と一体化した触媒層を形成させることに
よって触媒化し、該触媒化したプレート面によって形成
されたガス流路内にメタノールと水の混合蒸気を通し、
プレートの他方面側に加熱媒体を通すことを特徴とする
メタノールの改質方法である。
おいて、プレート式熱交換器型反応器のプレートの片面
をプレート表面と一体化した触媒層を形成させることに
よって触媒化し、該触媒化したプレート面によって形成
されたガス流路内にメタノールと水の混合蒸気を通し、
プレートの他方面側に加熱媒体を通すことを特徴とする
メタノールの改質方法である。
本発明に云うプレートの片面が触媒機能を有するプレ
ート式熱交換器型反応器とは、多回流路型、直交流型、
向流型があるが、これらのプレートの片面に触媒成分を
メツキ、溶射、蒸着、塗布その他の方法で担持させ、プ
レート表面と一体化した触媒層を形成させることによっ
てプレートそのものを触媒化したものである。この触媒
化の方法には種々な方法がある。例えば、触媒成分をイ
オン化しプレートにメツキする方法、触媒成分をプレー
トに溶射又は蒸着する方法、触媒成分をバインダーと混
合しプレートに塗布する方法、触媒成分を粉末冶金法
で、プレート上に担持する方法その他多くの方法があ
る。
ート式熱交換器型反応器とは、多回流路型、直交流型、
向流型があるが、これらのプレートの片面に触媒成分を
メツキ、溶射、蒸着、塗布その他の方法で担持させ、プ
レート表面と一体化した触媒層を形成させることによっ
てプレートそのものを触媒化したものである。この触媒
化の方法には種々な方法がある。例えば、触媒成分をイ
オン化しプレートにメツキする方法、触媒成分をプレー
トに溶射又は蒸着する方法、触媒成分をバインダーと混
合しプレートに塗布する方法、触媒成分を粉末冶金法
で、プレート上に担持する方法その他多くの方法があ
る。
これらの方法で触媒化した伝熱プレートは、伝熱面そ
のものが反応熱を伴う触媒面であり熱移動が大きく、小
型で、かつ高性能な反応器である。
のものが反応熱を伴う触媒面であり熱移動が大きく、小
型で、かつ高性能な反応器である。
以下本発明の一態様を図面にそつて詳細説明する。
第１図は直交流型プレート式熱交換器型反応器の要部
を示したもので、反応部（触媒化した面でプロセスガス
流路）と加熱部（熱媒体流路）は１層ごとのサンドイツ
チ型となつている。反応部と加熱部の伝熱プレート自身
が触媒機能を有しているため、反応部に粉粒体の触媒を
充填する必要がなく、伝熱プレート内の隙間は構造上最
小にすることができるため、小型で高性能な反応器であ
る。
を示したもので、反応部（触媒化した面でプロセスガス
流路）と加熱部（熱媒体流路）は１層ごとのサンドイツ
チ型となつている。反応部と加熱部の伝熱プレート自身
が触媒機能を有しているため、反応部に粉粒体の触媒を
充填する必要がなく、伝熱プレート内の隙間は構造上最
小にすることができるため、小型で高性能な反応器であ
る。
第２図は触媒機能を有するプレート式熱交換器型反応
器を用い、熱源として燃焼排ガスを用いたプロセスフロ
ーである。第２図のプロセスフローの構成機器はメタノ
ール、純水を供給する原料ポンプ１、原料を製品ガスで
予熱する原料予熱器２及び原料を蒸発する蒸発器10、原
料を反応温度まで加熱する過熱器５、プレートに触媒機
能をもたせたプレート式熱交換器型反応器４、製品ガス
を冷却する冷却器３、製品ガス中の凝縮成分を分離する
気液分離器８、凝縮成分を分離した製品ガスを精製する
精製器９及び反応に必要な熱を供給する燃焼ガス発生器
11より構成されている。
器を用い、熱源として燃焼排ガスを用いたプロセスフロ
ーである。第２図のプロセスフローの構成機器はメタノ
ール、純水を供給する原料ポンプ１、原料を製品ガスで
予熱する原料予熱器２及び原料を蒸発する蒸発器10、原
料を反応温度まで加熱する過熱器５、プレートに触媒機
能をもたせたプレート式熱交換器型反応器４、製品ガス
を冷却する冷却器３、製品ガス中の凝縮成分を分離する
気液分離器８、凝縮成分を分離した製品ガスを精製する
精製器９及び反応に必要な熱を供給する燃焼ガス発生器
11より構成されている。
第３図は、原料蒸発器10、原料過熱器５、反応器４を
それぞれ燃焼排ガスの温度レベルに応じて順次配列した
プレート式熱交換器型反応器を用いたプロセスフローを
示すものであり、より小型でかつ高性能なメタノール改
質方法である。
それぞれ燃焼排ガスの温度レベルに応じて順次配列した
プレート式熱交換器型反応器を用いたプロセスフローを
示すものであり、より小型でかつ高性能なメタノール改
質方法である。
〔実施例１〕 第３図に示したプレート式熱交換型反応器にメタノー
ルを3.2kg/h、純水を2.7kg/h供給し、800℃の燃焼排ガ
スを10Nm3/h供給し、メタノール改質反応を実施した。
ルを3.2kg/h、純水を2.7kg/h供給し、800℃の燃焼排ガ
スを10Nm3/h供給し、メタノール改質反応を実施した。
プレート式熱交換型反応器の高温側（燃焼排ガス入口
側）のプレートには、原料蒸気の通る面にアルミナを溶
射したものを所定の濃度の塩化白金酸水溶液に含浸し乾
燥、焼成後、水素還元して白金を担持させたプレート
を、また低温側（燃焼排ガス出口側）のプレートには、
原料蒸気の通る面に銅、亜鉛をメツキしたプレートを配
置したプレート式熱交換型反応器を用いてメタノールの
改質反応を行つたところ、表１に示す結果が得られた。
側）のプレートには、原料蒸気の通る面にアルミナを溶
射したものを所定の濃度の塩化白金酸水溶液に含浸し乾
燥、焼成後、水素還元して白金を担持させたプレート
を、また低温側（燃焼排ガス出口側）のプレートには、
原料蒸気の通る面に銅、亜鉛をメツキしたプレートを配
置したプレート式熱交換型反応器を用いてメタノールの
改質反応を行つたところ、表１に示す結果が得られた。
〔実施例２〕 実施例１における純水の供給を0.2kg/hとした以外は
実施例１と同じようにして実施したところ、表２に示す
結果が得られた。
実施例１と同じようにして実施したところ、表２に示す
結果が得られた。
〔発明の効果〕 従来の管型反応器に代えて触媒機能を有したプレート
を用いたプレート式熱交換型反応器を使用することによ
り小型で高性能な反応器となり、効率よくメタノールの
改質反応を行うことができる。また、この反応器では粉
粒体触媒の充填層を形成しないため、圧力損失がなく、
熱源として燃焼排ガスを効率よく利用できることからコ
ストの低廉化が可能になりその工業的価値は極めて高
い。
を用いたプレート式熱交換型反応器を使用することによ
り小型で高性能な反応器となり、効率よくメタノールの
改質反応を行うことができる。また、この反応器では粉
粒体触媒の充填層を形成しないため、圧力損失がなく、
熱源として燃焼排ガスを効率よく利用できることからコ
ストの低廉化が可能になりその工業的価値は極めて高
い。
第１図は本発明に使用する触媒機能を有したプレート式
熱交換器反応装置の一例の概略図、第２図及び第３図は
本発明方法の態様を示すプロセスフロー図、第４図は従
来の管型反応器を使用したメタノール改質法のプロセス
フロー図である。
熱交換器反応装置の一例の概略図、第２図及び第３図は
本発明方法の態様を示すプロセスフロー図、第４図は従
来の管型反応器を使用したメタノール改質法のプロセス
フロー図である。
Claims (1)
- 【請求項１】メタノールを水素含有ガスに改質する方法
において、プレート式熱交換器型反応器のプレートの片
面をプレート表面と一体化した触媒層を形成させること
によって触媒化し、該触媒化したプレート面によって形
成されたガス流路内にメタノールと水の混合蒸気を通
し、プレートの他方面側に加熱媒体を通すことを特徴と
するメタノールの改質方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269385A JP2607644B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | メタノール改質方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63269385A JP2607644B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | メタノール改質方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02116604A JPH02116604A (ja) | 1990-05-01 |
| JP2607644B2 true JP2607644B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=17471672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63269385A Expired - Fee Related JP2607644B2 (ja) | 1988-10-27 | 1988-10-27 | メタノール改質方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2607644B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2550716B2 (ja) * | 1989-08-10 | 1996-11-06 | 富士電機株式会社 | 燃料改質器 |
| TW216453B (en) * | 1992-07-08 | 1993-11-21 | Air Prod & Chem | Integrated plate-fin heat exchange reformation |
| ATE200884T1 (de) * | 1997-01-22 | 2001-05-15 | Haldor Topsoe As | Erzeugung eines synthesegases durch dampfreformierung unter verwendung eines katalysierten hardware |
| ATE535495T1 (de) * | 1999-07-15 | 2011-12-15 | Haldor Topsoe As | Verfahren zur katalytischen dampfreformierung eines kohlenwasserstoffeinsatzes |
| JP3889328B2 (ja) * | 2002-07-11 | 2007-03-07 | 本田技研工業株式会社 | 蒸発器 |
| WO2004007355A1 (ja) | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | 蒸発器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0230601A (ja) * | 1988-07-19 | 1990-02-01 | Agency Of Ind Science & Technol | メタノール改質装置 |
-
1988
- 1988-10-27 JP JP63269385A patent/JP2607644B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02116604A (ja) | 1990-05-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |