JP4758711B2 - Pretreatment method for gas hydrate production - Google Patents
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Description
本発明は、ガスハイドレート製造の前処理方法に関し、さらに詳しくは、メタンを主成分とする炭化水素混合物ガスハイドレート用原料の脱水処理を含む前処理方法に関する。 The present invention relates to a pretreatment method for gas hydrate production, and more particularly to a pretreatment method including a dehydration treatment of a raw material for hydrocarbon mixture gas hydrate containing methane as a main component.
ガスハイドレートは、水分子と原料ガス分子からなる氷状の固体物質であり、水分子が形成する立体的なかご状構造の内部に原料ガス分子が包接した、安定な包接化合物の一種である。このガスハイドレートは、ガス包蔵量が比較的大きく、大きな生成・分解エネルギーや、ハイドレート化ガスの選択性等の特徴ある性質を有しているため、例えば、天然ガス等の輸送・貯蔵手段や、蓄熱システム、アクチュエータ、特定成分ガスの分離回収等の多様な用途が可能であり、盛んに研究がなされている。 Gas hydrate is an ice-like solid substance consisting of water molecules and raw gas molecules, and is a kind of stable inclusion compound in which raw gas molecules are included inside a three-dimensional cage structure formed by water molecules. It is. This gas hydrate has a relatively large gas storage capacity, and has characteristic properties such as large generation / decomposition energy and selectivity of hydrated gas. For example, transportation / storage means such as natural gas In addition, various applications such as heat storage systems, actuators, and separation / recovery of specific component gases are possible, and research is being actively conducted.
ガスハイドレートは通常、高圧・低温条件の下で生成される。生成手段として例えば以下のものが知られている。原料ガスを高圧に充填した生成容器の上部から冷却した水を噴霧することにより、水滴が原料ガス中を落下する際に水滴表面にガスハイドレートを生成させる、いわゆる「水スプレー方式」や、原料ガスを水に気泡として導入(バブリング)することにより、原料ガスの気泡が水中を上昇する際に気泡表面にガスハイドレートを生成させる、いわゆる「バブリング方式」などがある。(例えば、特許文献1を参照。) Gas hydrate is usually produced under high pressure and low temperature conditions. For example, the following is known as the generation means. By spraying water cooled from the top of the production vessel filled with raw material gas at high pressure, when the water drops fall in the raw material gas, gas hydrate is generated on the surface of the water droplets, so-called "water spray method" There is a so-called “bubbling method” in which gas hydrate is generated on the surface of a bubble when the bubble of the source gas rises in water by introducing gas into the water as a bubble. (For example, see Patent Document 1.)
ガスハイドレート用の原料ガスとしては、所定の温度および大気圧下よりも高い圧力条件下でガスハイドレートを形成するものであれば特に限定することなく使用することができ、例えば、メタン、天然ガス(メタンを主成分とし、副成分としてエタン、プロパン等を含有する混合ガス)、二酸化炭素等を挙げることができる。 The raw material gas for gas hydrate can be used without particular limitation as long as it forms a gas hydrate under a predetermined temperature and a pressure condition higher than atmospheric pressure. For example, methane, natural gas Examples thereof include gas (a mixed gas containing methane as a main component and ethane, propane or the like as a subcomponent), carbon dioxide, and the like.
一般に、メタンを主成分とする炭化水素混合物ガスハイドレートに使用する原料ガスの前処理として、二酸化炭素、硫化水素、メルカプタン等の酸性ガスの除去処理、及びブタン、ヘプタン等の重質成分の分離処理が行われる。重質成分の分離処理は、冷却器、気液分離器、蒸留塔等を組み合わせて0℃〜−50℃の低温下で重質成分を分離回収する処理であり、このような低温処理の際、原料ガス中に水分が存在すると凍結による配管閉塞、流動不良等の不具合が生じてしまう。このため、重質成分分離処理の前に、脱水処理を行う必要がある。 In general, as a pretreatment of raw material gas used for hydrocarbon mixture gas hydrate containing methane as a main component, removal of acidic gas such as carbon dioxide, hydrogen sulfide, mercaptan, and separation of heavy components such as butane and heptane Processing is performed. The separation process of heavy components is a process of separating and recovering heavy components at a low temperature of 0 ° C. to −50 ° C. by combining a cooler, a gas-liquid separator, a distillation tower, and the like. If moisture is present in the raw material gas, problems such as pipe blockage due to freezing and poor flow will occur. For this reason, it is necessary to perform a dehydration process before a heavy component separation process.
天然ガスの液化プロセスにおいては、モレキュラーシーブによる物理吸着を利用した脱水設備を用いることが多い。これは、原料ガスを吸着塔に通して、モレキュラーシーブ等の吸着剤に水分を吸着させて原料ガス中の水分を除去してから、下流の低温処理工程へ送るものである。一般に、吸着剤は所定の水分を吸着すると、それ以上は吸着しないため、再生処理が必要となる。再生処理とは、水分をモレキュラーシーブから脱着させることをいい、サーマルスイング方式と、プレッシャースイング方式があるが、いずれも再生用ガスが必要である。(例えば、特許文献2参照。) In the natural gas liquefaction process, dehydration equipment using physical adsorption by molecular sieves is often used. In this method, the raw material gas is passed through an adsorption tower to adsorb moisture to an adsorbent such as a molecular sieve to remove moisture in the raw material gas, and then sent to a downstream low-temperature treatment step. In general, when the adsorbent adsorbs a predetermined amount of water, it does not adsorb any more, so a regeneration process is required. The regeneration treatment means desorption of moisture from the molecular sieve, and there are a thermal swing method and a pressure swing method, both of which require a regeneration gas. (For example, see Patent Document 2.)
サーマルスイング方式は、低温時と高温時を比較すると、低温時の方が吸着能が大きいため、低温下で吸着させて昇温して高温下で脱着させる方法である。プレッシャースイング方式は、低圧下と高圧下では、高圧下の吸着能が大きいため、高圧下で吸着させて、減圧して低圧下で脱着させる方法である。 The thermal swing method is a method in which adsorption is performed at a low temperature, and the temperature is increased and desorbed at a high temperature, since the adsorption performance is higher at a low temperature when compared with a low temperature and a high temperature. The pressure swing method is a method of adsorbing under high pressure under low pressure and high pressure, and adsorbing under high pressure, depressurizing and desorbing under low pressure.
再生用ガスは、水分を含まないガスが使用され、窒素や下流プロセスから再循環された原料ガス等が利用されることが多い。下流プロセスから原料ガスを抜き出して再生用ガスとして利用する場合、従来、再生処理後の再生用ガスは、燃料用ガスとして使用したり、脱水設備の上流へ再循環したりしていた。(例えば、特許文献3参照。) As the regeneration gas, a gas not containing moisture is used, and in many cases, nitrogen, a raw material gas recirculated from a downstream process, or the like is used. In the case of extracting a raw material gas from a downstream process and using it as a regeneration gas, conventionally, the regeneration gas after regeneration has been used as a fuel gas or recirculated upstream of a dehydration facility. (For example, refer to Patent Document 3.)
しかし、下流プロセスから抜き出した原料ガスを、モレキュラーシーブの再生用ガスとして使用した後燃料用ガスとして使用すると原料ガスの損失量が多く脱水処理コストの増加を招くことになり、また脱水設備の上流へ再循環すると系内に水分を蓄積し処理効率が低下してしまうことから、より処理効率が高く、処理コストを削減しながら脱水処理するガスハイドレート製造の前処理方法が求められていた。
本発明の目的は、ガスハイドレート製造の前処理において、メタンを主成分とする原料ガスを、処理効率を高めながら、処理コストを低減する脱水処理方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a dehydration method for reducing the processing cost while improving the processing efficiency of a raw material gas mainly composed of methane in the pretreatment for gas hydrate production.
上記目的を達成する本発明のガスハイドレート製造の前処理方法は、メタンを主成分とするガスハイドレート用の原料ガスから酸性ガスを除去する工程、少なくとも2つの吸着塔の吸着工程及び再生工程を繰返しながら水分を除去する脱水工程、炭素数2以上の炭化水素成分の少なくとも一部を分離する重質成分分離工程を含む、ガスハイドレート製造の前処理方法において、前記再生工程が、前記重質成分分離工程を終えた原料ガスの一部を再生用ガスとして抜き出す工程、前記再生用ガスを昇温して再生すべき吸着塔を通過させて吸着水分を脱着して再生用ガスに同伴させる工程、前記水分を同伴した再生用ガスを、前記抜き出し位置の下流側に戻す工程、を含むことを特徴とする。 The gas hydrate production pretreatment method of the present invention that achieves the above object comprises a step of removing acid gas from a raw material gas for gas hydrate containing methane as a main component, an adsorption step of at least two adsorption towers, and a regeneration step. In the pretreatment method for gas hydrate production, including the dehydration step of removing moisture while repeating the step, and the heavy component separation step of separating at least a part of the hydrocarbon component having 2 or more carbon atoms, the regeneration step includes the heavy step. A step of extracting a part of the raw material gas after the separation of the quality component as a regeneration gas, raising the temperature of the regeneration gas and passing it through an adsorption tower to be regenerated, desorbing adsorbed moisture and bringing it into the regeneration gas And a step of returning the regeneration gas accompanied by moisture to the downstream side of the extraction position.
本発明のガスハイドレート製造の前処理方法は、メタンを主成分とする原料ガスから酸性ガスを除去する工程、水分を除去する脱水工程、炭素数2以上の炭化水素成分を分離する重質成分分離工程を含む前処理方法であり、脱水工程が少なくとも2つの吸着塔の吸着工程及び再生工程を繰返しながら水分を除去する前処理方法である。 The pretreatment method for producing gas hydrate according to the present invention includes a step of removing acid gas from a raw material gas mainly composed of methane, a dehydration step of removing moisture, and a heavy component for separating hydrocarbon components having 2 or more carbon atoms. It is a pretreatment method including a separation step, and the dehydration step is a pretreatment method in which moisture is removed while repeating the adsorption step and the regeneration step of at least two adsorption towers.
本発明の前処理方法は、脱水処理及び重質成分分離処理を終えた原料ガスの一部を抜き出して再生用ガスとして使用するものであり、特別に窒素等を再生用ガスとして準備する必要がなく再生処理コストを抑制することができる。また、水分及び重質成分を除去及び分離した原料ガスを昇温して再生用ガスとして使用するため、吸着水分の脱着効率、を高めることができ、脱着させた水分を再生用ガスに同伴して吸着塔から除去することができる。 In the pretreatment method of the present invention, a part of the raw material gas that has been subjected to the dehydration treatment and the heavy component separation treatment is extracted and used as a regeneration gas, and it is necessary to specially prepare nitrogen or the like as the regeneration gas. Therefore, it is possible to reduce the cost of regeneration processing. In addition, since the raw material gas from which moisture and heavy components have been removed and separated is heated and used as a regeneration gas, the desorption efficiency of adsorbed moisture can be increased, and the desorbed moisture is accompanied by the regeneration gas. Can be removed from the adsorption tower.
さらに、水分を同伴した再生用ガスを、前記再生用ガスの抜き出し位置の下流側に戻すことにより、新たに抜き出す再生用ガスに水分が混入することがなく、吸着水分の脱着効率を高く維持することができる。さらに、貴重な資源である原料ガスを燃料用ガスとして使用せずにガスハイドレートの原料ガスとして有効利用することが可能となり利用効率が約4%向上し、前処理の効率を高めつつ前処理コストの低減を図ることができる。 Furthermore, by returning the regeneration gas accompanied by moisture to the downstream side of the regeneration gas extraction position, moisture is not mixed into the newly extracted regeneration gas, and the desorption efficiency of adsorbed moisture is kept high. be able to. Furthermore, it is possible to effectively use raw material gas, which is a precious resource, as gas hydrate raw material gas without using it as fuel gas, improving the utilization efficiency by about 4% and increasing the pretreatment efficiency. Cost can be reduced.
以下に、本発明を詳細に説明する。
図1は、本発明のガスハイドレート製造の前処理方法におけるプロセスの一例を示すブロックフロー図である。図2は、図1の前処理方法における脱水工程のプロセスフローの一例を示す説明図である。
The present invention is described in detail below.
FIG. 1 is a block flow diagram showing an example of a process in a pretreatment method for producing gas hydrate according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a process flow of a dehydration step in the pretreatment method of FIG.
図1において、原料ガス10をガスハイドレート製造工程4へ供給する前処理は、酸性ガス除去工程1、脱水工程2及び重質成分分離工程3を含む処理工程である。酸性ガス除去工程1において、原料ガス10から酸性ガスが分離除去され、重質成分分離工程3において、重質成分が分離される。脱水工程2は、少なくとも2つの吸着塔を有し、原料ガス10から水分を吸着分離する吸着処理と、吸着剤から吸着水を脱着させる再生処理とが交互に繰り返されている。本発明の前処理方法は、再生用ガスを、重質成分分離工程3の下流から抜き出して、再生処理を行う吸着塔の吸着剤の水分を脱着してから、先の再生用ガスの抜き出し位置の下流側に戻すことを特徴とするものである。
In FIG. 1, the pretreatment for supplying the
図2において、脱水工程2を吸着工程2aと再生工程2bとに分けて、再生工程2bは、酸性ガス除去工程1、吸着工程2a及び重質成分分離工程3を終えた原料ガスの一部を再生用ガスとして重質成分分離工程3の下流から抜き出す工程、再生用ガスを熱交換器5及び6を通して所定の温度に昇温して、吸着剤に吸着した水分を脱着し同伴しながら吸着塔から水分を除去する工程、次いで水分を同伴した再生ガスを熱交換器5及び圧縮機7を通して温度、圧力を調整して、先に再生用ガスを抜き出した位置の下流側に戻す工程、を含むものであり、再生工程2bに使用した再生ガスは、ガスハイドレート製造工程4へ原料ガスとして供給される。
In FIG. 2, the dehydration process 2 is divided into an
原料ガス10は、ガス田から産出されるガス田ガスと、油田から原油を生産する際に併産される随伴ガス等の天然ガスであり、メタンを主成分(80〜100vol%)とする可燃性ガスである。原料ガス10は、メタン、エタン、プロパンの他、硫化水素、二酸化炭素、メルカプタン等の酸性ガス、ブタン、ヘプタン等の炭素数4以上の炭化水素からなる重質成分及び水分等が含まれている。原料ガス10中の酸性ガスはプラントの安定運転の障害となることから除去し、重質成分はガスハイドレートが生成し難く、また他の有効な用途のため分離回収する必要がある。さらに、重質成分分離工程における温度0〜−50℃の低温処理の際に、原料ガス中に水分が存在すると凍結して装置配管の閉塞や流動不良が発生することがあるため、脱水処理が行われる。
The
酸性ガス除去工程1は、硫化水素、二酸化炭素、メルカプタン等の酸性ガスを除去するものであれば特に制限されるものではないが、アミン等のアルカリ成分と接触させて、上記の酸性ガスを除去することが好ましい。 The acidic gas removal step 1 is not particularly limited as long as it removes acidic gases such as hydrogen sulfide, carbon dioxide, and mercaptans. However, the acidic gas is removed by contacting with an alkaline component such as amine. It is preferable to do.
重質成分分離工程3は、原料ガスから、エタン、プロパン、ブタン、ヘプタン等の炭素数2以上の炭化水素からなる重質成分の一部を分離回収する処理工程であり、冷却器、気液分離器、蒸留塔等からなり、各炭化水素成分の液化温度の差を利用して、重質成分を分離回収するものである。これは、特に、炭素数5以上の炭化水素成分が、ガスハイドレートを生成し難いこと及びガスハイドレート以外の有用な用途があることから分離回収するものである。なお、重質成分の分離回収は、同時にエタン、プロパンの一部を分離回収してもよいと共に、炭素数5以上の炭化水素成分の全量を分離回収する必要はない。すなわち、ガスハイドレート製造工程にける未反応ガス量が、所定の範囲内となるように重質成分を分離回収するものである。 The heavy component separation step 3 is a treatment step for separating and recovering a part of heavy components composed of hydrocarbons having 2 or more carbon atoms such as ethane, propane, butane, and heptane from the raw material gas. It consists of a separator, a distillation tower, etc., and separates and recovers heavy components using the difference in liquefaction temperature of each hydrocarbon component. In particular, the hydrocarbon component having 5 or more carbon atoms is separated and recovered because it is difficult to produce gas hydrate and there are useful uses other than gas hydrate. In the separation and recovery of heavy components, a part of ethane and propane may be separated and recovered at the same time, and it is not necessary to separate and recover the entire amount of hydrocarbon components having 5 or more carbon atoms. That is, the heavy components are separated and recovered so that the amount of unreacted gas in the gas hydrate production process is within a predetermined range.
本発明の脱水工程は、少なくとも2つの吸着塔を使用して、吸着工程2a及び再生工程2bを繰返しながら水分を除去する脱水処理工程である。図2において、吸着工程2a及び再生工程2bに関係する配管の一部は、省略してあるが、いずれの吸着塔も吸着処理及び再生処理を交互に繰り返すことができるように配置されている。
The dehydration process of the present invention is a dehydration process that removes moisture while repeating the
本発明において、少なくとも2つの吸着塔を使用することにより、一方の吸着塔に原料ガスを通過させて水分の吸着処理をするのと並行して、他の吸着塔の再生処理を同時に進めることができる。吸着塔の数は、2つに限られるものではなく、例えば、3つの吸着塔を使用し、相互に吸着処理と再生処理のタイミングをずらせて効率的に脱水処理を進めることができる。この場合、1つの吸着塔が吸着処理を行っているときに他の2つの吸着塔が再生処理を行ってもよいし、2つの吸着塔が吸着処理を行っているときに残りの1つの吸着塔が再生処理を行ってもよい。 In the present invention, by using at least two adsorption towers, it is possible to simultaneously proceed with the regeneration process of the other adsorption tower in parallel with the moisture adsorption process by passing the raw material gas through one of the adsorption towers. it can. The number of adsorption towers is not limited to two. For example, three adsorption towers can be used, and the dehydration process can be efficiently advanced by mutually shifting the timing of the adsorption process and the regeneration process. In this case, when one adsorption tower is performing an adsorption process, the other two adsorption towers may perform a regeneration process, and when two adsorption towers are performing an adsorption process, the remaining one adsorption tower The tower may perform the regeneration process.
本発明において、吸着塔の吸着剤は、原料ガス中に含まれる水分を選択的に吸着し、適切な条件下で脱着するものであれば特に限定されるものではないが、アルミナ、シリカゲル、活性アルミナ、含浸アルミナ、モレキュラーシーブ(合成ゼオライト)、活性炭、硫酸塩無水物、炭酸塩無水物等が挙げられ、好ましくはモレキュラーシーブ(合成ゼオライト)、活性アルミナが挙げられる。また、適宜、これらの吸着剤の中から、複数の吸着剤を組み合わせて用いることもできる。 In the present invention, the adsorbent of the adsorption tower is not particularly limited as long as it selectively adsorbs moisture contained in the raw material gas and desorbs under appropriate conditions. Alumina, impregnated alumina, molecular sieve (synthetic zeolite), activated carbon, sulfate anhydride, carbonate anhydride and the like can be mentioned, preferably molecular sieve (synthetic zeolite) and activated alumina. Moreover, it is also possible to use a combination of a plurality of adsorbents among these adsorbents as appropriate.
本発明において、吸着工程2aは、原料ガスを吸着塔に通過させて、原料ガス中の水分を除去する工程であり、その条件は、温度が、好ましくは10〜45℃、より好ましくは15〜40℃、圧力が好ましくは1〜20MPa、より好ましくは5〜15MPaである。
In the present invention, the
吸着工程2aを通過した原料ガス中の水分量は、好ましくは5ppm以下、より好ましくは1ppm以下であるとよい。原料ガス中の水分量を5ppm以下とすることにより、下流の重質成分分離工程3において、水分の凍結による不具合の発生を防止することができること、またその一部を再生用ガスとして使用した際に吸着水の脱着効率を高めることができ、好ましい。
The amount of water in the raw material gas that has passed through the
本発明のガスハイドレート製造の前処理方法において、再生工程2bは、重質成分分離工程3を終えた原料ガスの一部を再生用ガスとして抜き出す工程、再生用ガスを昇温して再生すべき吸着塔を通過させて、水分を脱着し再生用ガスに同伴させる工程、この水分を同伴した再生用ガスを、原料ガスの抜き出し位置の下流側に戻す工程を含むことを特徴とするものである。さらに、水分を同伴した再生用ガスと、重質成分分離工程を終えた原料ガスを、共にメタンを主成分とするガスハイドレート製造の原料ガスとして使用するものである。
In the pretreatment method for gas hydrate production according to the present invention, the
再生工程2bにおいて、脱水処理及び重質成分分離処理を終えた原料ガスの一部を抜き出して、再生用ガスとして使用するものであり、窒素等の特別なガスを再生用ガスとして準備する必要がないことから、処理コストを抑制することができる。
In the
また、水分及び重質成分を除去及び分離した原料ガスを所定の温度に昇温してから再生用ガスとして、再生すべき吸着塔を通過させることから、モレキュラーシーブ等に吸着した水分の脱着効率を高め、短時間で水分を脱着させて、再生用ガスに同伴して吸着塔から除去することができる。再生用ガスの昇温は、再生処理済みの再生用ガスとの熱交換(熱交換器5)及びこれを補う熱交換(熱交換器6)を通じて昇温させることが好ましい。 In addition, since the raw material gas from which moisture and heavy components have been removed and separated is heated to a predetermined temperature and then passed through an adsorption tower to be regenerated as a regeneration gas, the desorption efficiency of the moisture adsorbed on molecular sieves and the like The moisture can be desorbed in a short time and can be removed from the adsorption tower along with the regeneration gas. The temperature of the regeneration gas is preferably raised through heat exchange with the regeneration gas that has been subjected to regeneration treatment (heat exchanger 5) and heat exchange (heat exchanger 6) that supplements the heat exchange.
吸着剤から水分を脱着させて再生する際の条件は、温度が好ましくは200〜350℃、より好ましくは260〜300℃、圧力が好ましくは4〜6MPa、より好ましくは5〜5.6MPaであるとよい。吸着塔を再生する際の条件を上記の範囲内とすることにより、吸着した水分を効率よく脱着させることができ、好ましい。 The conditions for regeneration by desorbing moisture from the adsorbent are preferably a temperature of 200 to 350 ° C., more preferably 260 to 300 ° C., and a pressure of preferably 4 to 6 MPa, more preferably 5 to 5.6 MPa. Good. By setting the conditions for regenerating the adsorption tower within the above range, it is preferable because the adsorbed water can be efficiently desorbed.
このようにして水分を同伴した再生用ガスは、熱交換器5及び圧縮機7を通して、熱回収及び圧力調整を行った後、ガスハイドレート製造工程4へ供給する原料ガスの配管へ戻される。このときの再生用ガスは、温度が好ましくは0〜10℃、より好ましくは1〜6℃、圧力が好ましくは5〜6MPa、より好ましくは5.4〜5.6MPaであるとよい。 The regeneration gas entrained with moisture in this way passes through the heat exchanger 5 and the compressor 7, performs heat recovery and pressure adjustment, and then returns to the raw material gas piping supplied to the gas hydrate production process 4. The temperature of the regeneration gas at this time is preferably 0 to 10 ° C., more preferably 1 to 6 ° C., and the pressure is preferably 5 to 6 MPa, more preferably 5.4 to 5.6 MPa.
なお、ガスハイドレート製造工程4に供給される原料ガスは、再生工程に使用した再生用ガスを含めて、温度が好ましくは0〜10℃、より好ましくは1〜6℃、圧力が好ましくは5〜6MPa、より好ましくは5.4〜5.6MPaとなっているとよい。 The raw material gas supplied to the gas hydrate production step 4 includes the regeneration gas used in the regeneration step, and the temperature is preferably 0 to 10 ° C., more preferably 1 to 6 ° C., and the pressure is preferably 5 It is good that it is-6MPa, More preferably, it is 5.4-5.6MPa.
原料ガスの一部を再生用ガスとして抜き出した位置の下流側に、再生工程に使用した再生用ガスを戻すことにより、新たに抜き出す再生用ガスに水分が混入することを防止することができる。 By returning the regeneration gas used in the regeneration process to the downstream side of the position where a part of the raw material gas is extracted as the regeneration gas, it is possible to prevent moisture from being mixed into the newly extracted regeneration gas.
また、本発明の前処理方法は、水分を同伴した再生用ガスを、原料ガスに合流させることにより、貴重な資源である原料ガスを燃料用ガスとして使用せずにガスハイドレートの原料ガスとして有効利用することから、前処理コストの低減を図ることができる。 In addition, the pretreatment method of the present invention combines the gas for regeneration accompanied by moisture with the raw material gas, so that the raw material gas, which is a valuable resource, is not used as a fuel gas, but as a raw material gas for gas hydrate. Since it is used effectively, the preprocessing cost can be reduced.
例えば、年産100万トン規模のガスハイドレート製造設備において、必要な原料ガス量を、原料組成の相違にもよるが、163トン/時間とする。ここで、標準的に、原料ガス中に約0.18重量%の水分が含まれているとすると、原料ガスからの脱水量は、0.3トン/時間となり、モレキュラーシーブ等の吸着剤から脱着させるべき水分量もこれと同量となる。再生工程において、例えば、温度260℃、圧力5.5MPaの条件で、水分1ppm以下の原料ガスを再生用ガスとして使用する場合、再生用ガスの必要量は、7トン/時間と試算される。 For example, in a gas hydrate production facility with annual production of 1 million tons, the required amount of raw material gas is 163 tons / hour, although it depends on the difference in raw material composition. Here, as a standard, if the raw material gas contains about 0.18% by weight of water, the amount of dehydration from the raw material gas is 0.3 tons / hour, which is obtained from an adsorbent such as molecular sieve. The amount of water to be desorbed is the same amount. In the regeneration process, for example, when a raw material gas having a moisture content of 1 ppm or less is used as a regeneration gas under the conditions of a temperature of 260 ° C. and a pressure of 5.5 MPa, the necessary amount of the regeneration gas is estimated to be 7 tons / hour.
このとき、従来のように、再生工程に使用した再生用ガスを燃料ガスとして使用した場合、ガスハイドレート製造工程4へ供給すべき原料ガス量163トン/時間を確保するためには、再生用ガス量7トン/時間を加えた170トン/時間の原料ガスを前処理調製しなければならない。 At this time, when the regeneration gas used in the regeneration process is used as a fuel gas as in the prior art, in order to secure the amount of raw material gas to be supplied to the gas hydrate production process 4, 163 tons / hour, A raw material gas of 170 tons / hour added with a gas amount of 7 tons / hour must be pretreated.
これに対して、本発明のガスハイドレート製造の前処理方法は、前処理後の原料ガスの一部を再生用ガスとして循環利用するため、原料ガス供給量は163トン/時間で足りることから、約4%の原料ガスを低減することが可能となり、前処理の負担を軽減し、処理効率を高めながら、前処理コストの大幅な削減を達成することが可能となる。 In contrast, the pretreatment method for gas hydrate production according to the present invention circulates and uses a part of the pretreated raw material gas as a regeneration gas, so that the raw material gas supply amount is 163 tons / hour. Thus, it is possible to reduce the raw material gas by about 4%, and it is possible to achieve a significant reduction in pretreatment costs while reducing the pretreatment burden and increasing the treatment efficiency.
1 酸性ガス除去工程
2 脱水工程
2a 吸着工程
2b 再生工程
3 重質成分分離工程
4 ガスハイドレート製造工程
5 熱交換器
6 熱交換器
7 圧縮機
10 原料ガス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Acid gas removal process 2
Claims (2)
前記再生工程が、前記重質成分分離工程を終えた原料ガスの一部を再生用ガスとして抜き出す工程、前記再生用ガスを昇温して再生すべき吸着塔を通過させて吸着水分を脱着して再生用ガスに同伴させる工程、前記水分を同伴した再生用ガスを、前記抜き出し位置の下流側に戻す工程、を含むガスハイドレート製造の前処理方法。 A process for removing acid gas from a raw material gas for gas hydrate containing methane as a main component, a dehydration process for removing moisture while repeating an adsorption process and a regeneration process for at least two adsorption towers, and a hydrocarbon component having 2 or more carbon atoms In a pretreatment method for gas hydrate production, comprising a heavy component separation step of separating at least a part of
The regeneration step is a step of extracting a part of the raw material gas that has undergone the heavy component separation step as a regeneration gas, and the adsorption gas is desorbed by raising the temperature of the regeneration gas and passing it through an adsorption tower to be regenerated. A pretreatment method for gas hydrate production, including a step of entraining the regeneration gas with the regeneration gas and a step of returning the regeneration gas entrained with the moisture to the downstream side of the extraction position.
The pretreatment method for gas hydrate production according to claim 1, wherein the regeneration gas accompanied by moisture and the raw material gas after the heavy component separation step are supplied to the gas hydrate production step.
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