JP4915804B2 - 水素含有ガスの分離方法 - Google Patents

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本発明は、水素含有ガスの分離方法に関し、より詳細には、石油精製工程から得られる水素含有ガスと、石油化学工程から得られる水素含有ガスを、高純度の水素と、オフガスに分離して、石油精製工程において、これらの分離した高純度の水素と、オフガスを使用する方法に関する。
従来より、石油化学コンビナートにおいては、石油精製会社、石油化学会社などの多数の会社が隣接するように立地している。
図4および図5は、これらの石油化学コンビナートにおいて、石油精製会社(石油精製工程)Aと石油化学会社(石油化学工程)Bの工程を示す概略ブロック図であり、図4は、石油化学コンビナートにおいて、石油精製会社(石油精製工程)Aの工程を示す概略ブロック図、図5は、石油化学コンビナートにおいて、石油化学会社(石油化学工程)Bの工程を示す概略ブロック図である。
なお、これらの図では、説明の便宜上、理解の容易のために一部分を省略して図示している。
ところで、石油精製会社(石油精製工程)Aでは、図4に示したように、原油タンカーで運搬され、原油タンクに貯留された原油を、常圧蒸留装置100を用いて蒸留分離することによって、ガス、LPG、ナフサ、灯油、軽油、常圧残油にそれぞれ分離される。
このうちガスは、燃料ガスとして石油精製会社内で使用され、LPGはLPG回収装置102を介して、プロパン、ブタンを回収している。また、ナフサは、ナフサ脱硫装置104を用いて、水素を添加して硫黄分を硫化水素(HS)に変える脱硫反応によって、硫黄分を除去した後、接触改質装置110によって、水素の存在下で触媒を用いて接触改質反応を行っている。この接触改質反応によって、芳香族炭化水素を主成分とする改質ガソリンの他、副生成物として水素、メタン、エタン、LPGなどが得られる。
改質ガソリンは、ガソリン調整装置106を介して、他のガソリン基材(例えば、脱硫ナフサ、流動接触分解装置101から得られる分解ガソリン等)と混合され、ガソリンが製造される。
なお、図6に示したように、接触改質装置110では、接触改質装置反応器111とガス分離器112を有し、ガス分離器112を介して、水素、メタン、エタンと、LPG、改質ガソリンに分離される。このうち水素、メタン、エタンなどを含んだ水素含有ガスは、いわゆる「リフォーマガス(Reformer Gas)」(水素純度約70〜80%)(以下、「リフォーマガス」と言う)と呼ばれる。
また、接触改質装置110のガス分離器112によって分離されたリフォーマガスは、接触改質装置110で改質反応用にリサイクルされる他に燃料ガスとして石油精製会社内で使用され、LPGと改質ガソリンは、LPG分離塔で分離される。
さらに、灯油、軽油は、灯油脱硫装置108、軽油脱硫装置114を用いて、水素を添加して硫黄分を硫化水素(HS)に変える脱硫反応によって、硫黄分を除去して、石油製品である灯油、軽油が製造されている。
また、常圧残油は、減圧蒸留装置116を用いて蒸留分離することによって、減圧軽油
、減圧残油にそれぞれ分離される。分離された減圧軽油は、重油間接脱硫装置118を用いて、水素を添加して硫黄分を硫化水素(HS)に変える脱硫反応によって、硫黄分を除去した後、流動接触分解装置101で分解ガソリンや分解軽油が製造される。
一方、減圧蒸留装置116を用いて分離された減圧残油は、アスファルトの原料となる。
また、常圧残油の一部は、重油直接脱硫装置120を用いて、水素を添加して硫黄分を硫化水素(HS)に変える脱硫反応によって、硫黄分を除去した後、重油調整装置103を介して、他の重油基材(例えば、分解軽油、重油直接脱硫残渣油等)と混合され重油が製造される。
そして、これらの脱硫装置、すなわち、ナフサ脱硫装置104、灯油脱硫装置108、軽油脱硫装置114、重油間接脱硫装置118、重油直接脱硫装置120による脱硫反応で得られた、水素、メタン、硫化水素(HS)を含んだガスは、図4および図7に示したように、ガス洗浄装置122に供給される。
このガス洗浄装置122では、モノエタノールアミン、ジイソプロパノールアミンなどのアミンと接触させることによって、硫化水素(HS)のみを除去し、残りのメタン、水素などを含んだガスは、いわゆる「スウィートガス(Sweet Gas)」(水素純度約60
%)と呼ばれ、燃料ガスとして用いられる(以下、「スウィートガス」と言う)。
一方、図4および図5に示したように、石油化学会社(石油化学工程)Bでは、石油精製会社(石油精製工程)Aで得られたナフサを、石油化学用原料ナフサとして用いて、ナフサ分解分離装置124によって、エチレン、プロピレンなどの他、ブタン留分、分解ガソリン等が得られる。
また、石油化学会社(石油化学工程)Bでは、このナフサ分解分離装置124によって得られたブタン留分からブチレンを精製後、メチルエチルケトン合成装置126を用いて、メチルエチルケトン、セカンダリーブチルアルコールなどが製造されている。
ところで、石油精製会社(石油精製工程)Aでは、脱硫装置、特に、軽油脱硫装置114、重油間接脱硫装置118、重油直接脱硫装置120と異性化装置においては、高純度の水素を使用している。
このため、石油精製会社(石油精製工程)Aでは、多量の高純度の水素が必要であり、図示しないが、別途、水素製造装置を用いて、高純度の水素(水素純度約97%)を製造して、この高純度の水素を、上記の脱硫装置、異性化装置に用いている。
一方、石油化学会社(石油化学工程)Bでは、ナフサ分解分離装置124において、高純度の水素含有ガス(水素純度約92%)が、メチルエチルケトン合成装置126において、高純度の水素含有ガス(水素純度約99%)が、副生物ガスとして生成されており、製品水素として回収されること無く石油化学会社内で自己消費されている。
従って、石油化学会社(石油化学工程)Bにおいて余剰となった、高純度の水素含有ガスを、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて、上記の脱硫装置、異性化装置に用いることができれば、水素を有効利用できることになる。
特開2003−327969号公報
しかしながら、このような石油化学会社(石油化学工程)Bにおいて、ナフサ分解分離装置124から得られる高純度の水素含有ガスには、オレフィンなどの不純物が、また、メチルエチルケトン合成装置126から得られる高純度の水素含有ガスには、セカンダリーブチルアルコールなどの不純物が含まれている場合がある。
このため、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいては、脱硫反応用には使用できる高純度の水素含有ガスであっても、異性化反応を行う異性化触媒にとってはオレフィンやセカンダリーブチルアルコールが含有した水素含有ガスは触媒毒となり触媒を劣化させる原因となるため、石油化学会社から得られる高純度の水素含有ガスをそのまま使用することが出来ないのが現状である。
また、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいては、水素製造装置以外の水素含有ガスとしては、接触改質装置110によって得られたリフォーマガス(水素純度約70〜80%)がナフサ脱硫装置104、灯油脱硫装置108などで使用されているが、水素純度が低いため上記以外の脱硫装置では使用できない。さらに、ガス洗浄装置122によって得られたスウィートガス(水素純度約60%)は、水素純度も圧力も低いため脱硫装置用の水素としては使用できず、例えば、常圧蒸留装置100、減圧蒸留装置116、脱硫装置などの加熱炉の燃料ガスとして使用されているのが現状である。
本発明は、このような現状に鑑み、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて得られるリフォーマガス、スウィートガスからなる水素含有ガス、石油化学会社(石油化学工程)Bにおいて、ナフサ分解分離装置124、メチルエチルケトン合成装置126によって得られた水素含有ガスから高純度の水素を分離して、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて高純度の水素を必要とする工程に有効利用することが可能な水素含有ガスの分離方法を提供することを目的とする。
本発明は、前述したような従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の水素含有ガスの分離方法は、
石油精製工程から得られる水素含有ガスと、石油化学工程から得られる水素含有ガスとを、水素分離膜装置を介して、高純度の水素と、オフガスに分離することを特徴とする。
また、本発明の水素含有ガスの分離方法は、前記水素分離膜装置を介して分離された高純度の水素を、石油精製工程に供給するように構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、石油精製会社(石油精製工程)Aでは、低純度の水素から高純度の水素を、石油化学会社(石油化学工程)Bでは、不純物を含む水素含有ガスから高純度の水素を得ることができる。
また、このようにして得られた高純度の水素は、高純度水素を必要とする石油精製会社の石油精製工程で使用することができ、石油精製会社と石油化学会社との間で水素の有効利用が可能となる。
また、本発明は、前記水素分離膜装置が、
前記石油精製工程から得られる水素含有ガスを分離する石油精製工程用水素分離膜装置と、
前記石油化学工程から得られる水素含有ガスを分離する石油化学工程用水素分離膜装置と、
を備えることを特徴とする。
このように構成することによって、
・石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて、接触改質装置110によって得られたリフォーマガス(水素純度約70〜80%、圧力約3.0MPa)、ガス洗浄装置122によって得られたスウィートガス(水素純度約60%、圧力約0.3MPa)、
・石油化学会社(石油化学工程)Bにおいて、ナフサ分解分離装置124によって得られた水素含有ガス(水素純度約92%、圧力約1.7MPa)、メチルエチルケトン合成装置126によって得られた水素含有ガス(水素純度約99%、圧力約1.8MPa)
がいずれも水素純度、圧力が異なるものであっても、それぞれ、石油精製工程用水素分離膜装置、石油化学工程用水素分離膜装置によって、同程度の高純度で圧力を有する水素を得ることができ、これを石油精製会社(石油精製工程)Aで利用することが可能となる。
また、本発明の水素含有ガスの分離方法は、前記水素分離膜装置を介して分離された高純度の水素を、石油精製工程の脱硫工程、異性化工程のいずれかの工程に供給するように構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、水素分離膜装置を介して分離された高純度の水素を、石油精製工程の脱硫工程や、ノルマルパラフィンをイソパラフィンに異性化する異性化工程において有効に利用することができ、石油精製工程にある水素製造装置の稼動を低減できる可能性がある。
また、本発明の水素含有ガスの分離方法は、前記水素分離膜装置を介して分離されたオフガスを、石油精製工程に供給するように構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、水素分離膜装置を介して分離された、例えば、メタン、エタンなどからなる燃料ガスであるオフガスを、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて、例えば、常圧蒸留装置100、減圧蒸留装置116、脱硫装置などの加熱炉の燃料ガスとして有効に利用することができる。
また、本発明の水素含有ガスの分離方法は、前記石油精製工程から得られる水素含有ガスが、
前記石油精製工程の脱硫工程から得られた水素含有ガスと、
前記石油精製工程の接触改質工程から得られた水素含有ガスと、
のうち少なくともいずれか一方の水素含有ガスを含むことを特徴とする。
このように構成することによって、接触改質装置110によって得られたリフォーマガス(水素純度約70〜80%、圧力約3.0MPa)と、脱硫工程後のガス洗浄装置122によって得られたスウィートガス(水素純度約60%、圧力約0.3MPa)から、高純度の水素を得ることが可能である。
また、本発明の水素含有ガスの分離方法は、前記石油化学工程から得られる水素含有ガスが、
前記石油化学工程のナフサ分解分離工程から得られた水素含有ガスと、
前記石油化学工程のメチルエチルケトン製造工程から得られた水素含有ガス、
のうち少なくともいずれか一方の水素含有ガスを含むことを特徴とする。
このように構成することによって、石油化学会社(石油化学工程)Bにおいて、ナフサ分解分離装置124によって得られた水素含有ガス(水素純度約92%、圧力約1.7MPa)、メチルエチルケトン合成装置126によって得られた水素含有ガス(水素純度約99%、圧力約1.8MPa)から、石油精製工程にとって好適な高純度の水素を得ることが可能である。
本発明によれば、石油精製会社(石油精製工程)Aにおける接触改質装置110から得られたリフォーマガス(水素純度約70〜80%)、ガス洗浄装置122から得られたスウィートガスからなる低純度の水素含有ガスと、石油化学会社(石油化学工程)Bにおけるナフサ分解分離装置124、メチルエチルケトン合成装置126から得られた不純物を含む高純度の水素含有ガスを水素分離膜装置を介して、高純度の水素と、オフガスに分離することができ、その高純度水素を石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて使用することができる。
また、これにより、石油精製会社と石油化学会社の間で水素の有効活用が可能となり、石油コンビナート全体としてエネルギーの効率化が可能となる。
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本発明の水素含有ガスの分離方法を用いた水素含有ガスの概略ブロック図、図2は、図1の脱硫工程からのスウィートガスの水素分離膜装置による分離の概略と、図1の接触改質工程からのリフォーマガスの水素分離膜装置による分離の概略を示す概略ブロック図である。
図1において、符号10は、全体で本発明の水素含有ガスの分離方法を示している。
本発明の水素含有ガスの分離方法では、図4に示した概略ブロック図において、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて、ナフサをナフサ脱硫装置104を用いて、水素を添加して硫黄分を硫化水素(HS)に変える脱硫反応によって硫黄分を除去した後、接触改質装置110によって得られた水素、メタン、エタンの炭化水素ガスを使用するものである。
すなわち、図2に示したように、接触改質装置110で改質された改質ガソリンと副生成物として得られた炭化水素ガスは、ガス分離器112を介して、メタン、エタン、水素などを含んだいわゆる「リフォーマガス(Reformer Gas)」と呼ばれる水素含有ガス(水素純度約70〜80%%、圧力約3.0MPa)とLPG、改質ガソリンに分離される。
本発明の水素含有ガスの分離方法では、この水素、メタン、エタンなどを含んだリフォーマガスを用いるものであって、図1に示したように、リフォーマガス12は、リフォーマガス導入経路11において、先ず、開閉バルブ16を介して、水洗塔14に導入される。この水洗塔14では、リフォーマガス12を水と交流接触させることによって、リフォーマガス12に含まれる、例えば、塩素ガスなどの不純物ガスが除去される。
そして、水洗塔14で不純物ガスが除去されたリフォーマガス12は、フローコントロールバルブ(流量調整弁)18によって、一定の流量になるように調整されて、リフォーマガス導入経路11を介して、後述するスウィートガス導入経路20と合流された後、フィルター装置22に導入されるようになっている。
一方、図4に示した概略ブロック図において、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて、脱硫装置、すなわち、ナフサ脱硫装置104、灯油脱硫装置108、軽油脱硫装置114、重油間接脱硫装置118、重油直接脱硫装置120による脱硫反応で得られた水素、メタン、エタン、硫化水素(HS)を含んだガスは図2に示したように、ガス洗浄装置122においてモノエタノールアミン、ジイソプロパノールアミンなどのアミンと接触させることによって硫化水素(HS)のみが除去され、メタン、エタン、水素などを含んだいわゆる「スウィートガス(Sweet Gas)」と呼ばれる水素含有ガス(水素純度約60%、圧力約0.3MPa)が得られる。
本発明の水素含有ガスの分離方法では、このメタン、エタン、水素などを含んだスウィートガスを用いるものであって、図1に示したように、スウィートガス24は、スウィートガス導入経路20において、先ず、開閉バルブ26を介して、水洗塔28に導入される。この水洗塔28では、スウィートガス24を水と交流接触させることによって、スウィートガス24に含まれる、例えば、アンモニアガス、塩素ガスなどの不純物ガスが除去される。
そして、水洗塔28で不純物ガスが除去されたスウィートガス24は、その圧力が約0.3MPaと低い圧力であるので、リフォーマガス12の圧力である約3.0MPaと同等の圧力になるように、圧縮機(コンプレッサー)30を介して昇圧された後、流量調整弁(フローコントロールバルブ)32によって一定の流量になるように調整されて、スウィートガス導入経路20を介して前述したリフォーマガス導入経路11を介して合流されるリフォーマガス12とともにフィルター装置22に導入されるようになっている。
なお、スウィートガス導入経路20では、スウィートガス還流経路36、圧力調整弁38を介して、圧縮機30により昇圧されたスウィートガス24の一部が戻されるように制御され、スウィートガス24の圧力が一定になるように制御されている。
フィルター装置22に導入されたリフォーマガス12とスウィートガス24からなる水素含有ガスは、フィルター装置22において水洗塔14、18を通過することによって、水分が含まれており、配管内にスケールが溜まるのを防止するために水分、スケールなどのダストが除去される。
このようにフィルター装置22において、水分、ダストが除去された水素含有ガスは、熱交換器40を通過することによって低圧蒸気(約0.3MPa、140℃)により熱交換されて、水素含有ガスの温度が、約60〜90℃になるように調整される。なお、熱交換器40には、温度コントロールバルブ42によって、低圧蒸気の流量を調整して、水素含有ガスの温度が約60〜90℃になるように制御されている。
このように熱交換器40を通過することによって、約60〜90℃の温度に維持された水素含有ガスは、水素分離膜導入経路44を介して、水素分離膜装置46に導入されるようになっている。
なお、この水素分離膜装置46は、石油精製会社(石油精製工程)Aから得られる水素含有ガスを分離する石油精製工程用水素分離膜装置48と、石油化学会社(石油化学工程)Bから得られる水素含有ガスを分離する石油化学工程用水素分離膜装置50とを備えている。
また、これらの水素分離膜装置はいずれも、例えば、高分子中空糸膜モジュールで構成され、分子の小さい水素分子は膜を透過して、分子の大きい、例えば、メタンなどのその他のガスは膜を透過しないものであって、これにより水素のみを高純度で回収できるように構成されている。
上記の熱交換器40を通過することによって約60〜90℃の温度に維持された水素含有ガスは、水素分離膜導入経路44を介して、水素分離膜装置46の石油精製工程用水素分離膜装置48に導入されるようになっている。この実施例では、処理量を考慮して、2つの石油精製工程用水素分離膜装置48に導入されるようになっているが、もちろん、石油精製工程用水素分離膜装置48の数は何ら限定されるものではなく、1つでも、3個以上であっても良い。
石油精製工程用水素分離膜装置48によって分離された高純度の水素(97%以上)は、水素回収経路52を介して水素供給装置を構成する水素供給経路54に導入され、石油化学工程用水素分離膜装置50によって分離された高純度の水素(97%以上)とともに合流されるようになっている。
この水素供給経路54では、熱交換器56によって高純度の水素が、例えば、40℃に冷却される。そして、熱交換器56によって冷却された高純度の水素は、その圧力が約0.2MPa程度に低下しているので、約1.8MPaの圧力になるように圧縮機58を介して昇圧された後、流量調整弁60によって一定の流量になるように調整されて、高純度水素ヘッダー62に導入されるようになっている。
なお、水素供給経路54を流れる高純度水素の圧力や流量が高くなりすぎた場合には、圧力調整弁64のバルブを開き、高純度水素廃棄経路65を介して高純度水素の一部を焼却処分できるようになっている。
また、水素供給経路54では、水素ガス還流経路66、圧力調整弁68を介して、圧縮機58により昇圧された高純度水素の一部が戻されるように制御され、高純度水素ヘッダー62に導入される高純度水素の圧力が一定となるように制御されている。
このように高純度水素ヘッダー62に導入された高純度水素は、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて、脱硫装置における脱硫反応、ノルマルパラフィンをイソパラフィンに異性化する異性化工程に供給することができるようになっている。
一方、水素分離膜装置46の石油精製工程用水素分離膜装置48により分離された、例えば、メタン、エタンなどのその他のガスを含んだオフガスは、燃料ガス回収経路70を介して、オフガス供給装置を構成するオフガス供給経路74に導入され、石油化学工程用水素分離膜装置50によって分離されたオフガスとともに合流されるようになっている。なお、燃料ガス回収経路70には、圧力調整弁72が設けられ、この圧力調整弁72によって水素分離膜装置46の石油精製工程用水素分離膜装置48の供給圧力を制御している。
このオフガス供給経路74では、熱交換器76によって、オフガスが、例えば、40℃に冷却され、燃料ガスヘッダー80に導入されるようになっている。なお、図中、符号78は、開閉バルブである。
このように燃料ガスヘッダー80に導入されたオフガスは、燃料ガスであるオフガスを、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて、例えば、常圧蒸留装置100、減圧蒸留装置116、脱硫装置などの加熱炉の燃料ガスとして使用することができるようになっている。
一方、図4および図5に示した概略ブロック図において、石油化学会社(石油化学工程)Bでは、メチルエチルケトン合成装置126において、高純度の水素含有ガス(水素純度約99%、圧力約1.8MPa)が、また、ナフサ分解分離装置124において、高純度の水素含有ガス(水素純度約92%、圧力約1.7MPa)が、副生物ガスとして生成されている。
本発明の水素含有ガスの分離方法では、これらの水素含有ガスを利用するものであって、図1に示したように、メチルエチルケトン合成装置126で生成された高純度の水素含有ガス82は、開閉バルブ84を介して、流量調整弁86によって一定の流量になるように調整されて、水素含有ガス導入経路88を介して、フィルター装置81に導入されるようになっている。
また、ナフサ分解分離装置124で生成された高純度の水素含有ガス90は、開閉バルブ92を介して、流量調整弁94によって一定の流量になるように調整されて、水素含有ガス導入経路96を介して、フィルター装置81に導入されるようになっている。
フィルター装置81に導入された水素含有ガス82、90は、フィルター装置81において、配管内にスケールが溜まるのを防止するために、水分、スケールなどのダストが除去される。
このようにフィルター装置81において、水分、ダストが除去された水素含有ガスは、熱交換器98を通過することによって、低圧蒸気(約0.3MPa、140℃)によって熱交換されて、水素含有ガスの温度が、約60〜90℃になるように調整される。なお、熱交換器98には、温度コントロールバルブ91によって、低圧蒸気の流量を調整して水素含有ガスの温度が、約60〜90℃になるように制御されている。
このように熱交換器98を通過することによって、約60〜90℃の温度に維持された水素含有ガスは、水素分離膜導入経路93を介して、水素分離膜装置46の石油化学工程用水素分離膜装置50に導入されるようになっている。
石油化学工程用水素分離膜装置50によって分離された高純度の水素(97%以上)は、水素回収経路51を介して、水素供給装置を構成する水素供給経路54に導入されるようになっている。
一方、水素分離膜装置46の石油化学工程用水素分離膜装置50により分離された、例えば、メタン、エタンなどのその他のガスを含んだオフガスは、燃料ガス回収経路71を介して、オフガス供給装置を構成するオフガス供給経路74に導入されるようになっている。なお、燃料ガス回収経路71には、圧力調整弁73が設けられ、この圧力調整弁73によって水素分離膜装置46の石油化学工程用水素分離膜装置50の供給圧力を制御している。
このように構成することによって、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて得られるリフォーマガス、スウィートガスからなる水素含有ガス、石油化学会社(石油化学工程)Bにおいて、ナフサ分解分離装置124、メチルエチルケトン合成装置126によって得られた水素含有ガスから、高純度の水素を分離して、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて、高純度の水素を必要とする工程で有効利用することが可能となる。
なお、この実施例では、この水素分離膜装置46は、石油精製会社(石油精製工程)Aから得られる水素含有ガスを分離する石油精製工程用水素分離膜装置48と、石油化学会社(石油化学工程)Bから得られる水素含有ガスを分離する石油化学工程用水素分離膜装置50とを備えるようにした。しかしながら、図3に示したように、水素分離膜装置46を、共通の1つの水素分離膜装置41から構成して、石油精製会社(石油精製工程)Aからの水素分離膜導入経路44と、石油化学会社(石油化学工程)Bからの水素分離膜導入経路93を合流させて、水素分離膜装置46に導入することも可能である。
この実施例では、石油精製会社(石油精製工程)Aからのリフォーマガス12、スウィートガス24、石油化学会社(石油化学工程)Bからのメチルエチルケトン合成装置126で生成された高純度の水素含有ガス82、ナフサ分解分離装置124で生成された高純度の水素含有ガス90の4つの水素含有ガスから、水素分離膜装置46を介して、高純度の水素と、オフガスに分離したが、この組み合わせは、これに何ら限定されるものではなく、開閉バルブ16、26、84、92の開閉を制御することによって、例えば、
・リフォーマガス12、スウィートガス24、メチルエチルケトン合成装置126で生成された高純度の水素含有ガス82の組み合わせ、
・リフォーマガス12、スウィートガス24、ナフサ分解分離装置124で生成された高純度の水素含有ガス90の組み合わせ、
にするなど適宜変更することが可能である。
また、水素分離膜装置46は、石油精製会社(石油精製工程)A側、石油化学会社(石油化学工程)B側、または、第3社の敷地内に配置するなど適宜変更することができる。
さらに、本発明により分離された高純度水素は、石油精製会社(石油精製工程)Aの脱硫装置、異性化装置以外にも、石油精製装置で水素を使用する装置で使用することができ、石油化学会社(石油化学工程)Bで水素を必要とする装置で使用しても構わない。
具体的には、石油精製会社(石油精製工程)Aにおいて得られたリフォーマガス、スウィートガスを、水素分離膜装置を用いて処理することによって高純度となった水素を、石油化学会社(石油化学工程)Bにおいて、ナフサ分解分離装置124、メチルエチルケトン合成装置126において、不飽和分を飽和化合物に変えるために、高純度の水素を添加する水添反応に有効に使用することもできる。
また、燃料ガスヘッダー80に導入されたオフガスは、燃料ガスであるオフガスを、石油化学会社(石油化学工程)Bにおいて、例えば、ナフサ分解分離装置124、メチルエチルケトン合成装置126などの加熱炉の燃料ガスとして使用することもできる。
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、上記実施例では、石油精製会社(石油精製工程)A、石油化学会社(石油化学工程)Bのみを考慮に入れたが、その他の化学会社、鉄鋼会社などの高純度の水素、燃料を必要とする会社の設備にも、本発明で得られた高純度水素、燃料であるオフガスを提供するようにすることも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
図1は、本発明の水素含有ガスの分離方法の概略ブロック図である。 図2は、図1の脱硫工程からのスウィートガスの水素分離膜装置による分離の概略と、図1の接触改質工程からのリフォーマガスの水素分離膜装置による分離の概略を示す概略ブロック図である。 図3は、本発明の水素含有ガスの分離方法を示す概略ブロック図である。 図4は、石油化学コンビナートにおいて、石油精製会社(石油精製工程)Aの工程を示す概略ブロック図である。 図5は、石油化学コンビナートにおいて、石油化学会社(石油化学工程)Bの工程を示す概略ブロック図である。 図6は、接触改質工程からのリフォーマガスの水素分離膜装置による分離の概略を示す概略ブロック図である。 図7は、脱硫工程からのスウィートガスの水素分離膜装置による分離の概略を示す概略ブロック図である。
符号の説明
10 水素含有ガスの分離方法
11 リフォーマガス導入経路
12 リフォーマガス
14 水洗塔
16 開閉バルブ
20 スウィートガス導入経路
22 フィルター装置
24 スウィートガス
26 開閉バルブ
28 水洗塔
30 圧縮機
36 スウィートガス還流経路
38 圧力調整弁
40 熱交換器
41 水素分離膜装置
42 温度コントロールバルブ
44 水素分離膜導入経路
46 水素分離膜装置
48 石油精製工程用水素分離膜装置
50 石油化学工程用水素分離膜装置
51 水素回収経路
52 水素回収経路
54 水素供給経路
56 熱交換器
58 圧縮機
60 流量調整弁
62 高純度水素ヘッダー
64 圧力調整弁
66 水素ガス還流経路
68 圧力調整弁
70、71 燃料ガス回収経路
72 流量調整弁
73 圧力調整弁
74 オフガス供給経路
76 熱交換器
78 開閉バルブ
80 燃料ガスヘッダー
81 フィルター装置
82 水素含有ガス
84 開閉バルブ
86 流量調整弁
88 水素含有ガス導入経路
90 水素含有ガス
91 温度コントロールバルブ
92 開閉バルブ
93 水素分離膜導入経路
94 流量調整弁
96 水素含有ガス導入経路
98 熱交換器
100 常圧蒸留装置
101 流動接触分解装置
102 LPG回収装置
103 重油調整装置
104 ナフサ脱硫装置
106 ガソリン調整装置
108 灯油脱硫装置
110 接触改質装置
111 接触改質装置反応器
112 ガス分離器
114 軽油脱硫装置
116 減圧蒸留装置
118 重油間接脱硫装置
120 重油直接脱硫装置
122 ガス洗浄装置
124 ナフサ分解分離装置
126 メチルエチルケトン合成装置

Claims (7)

  1. 石油精製工程から得られる水素含有ガスと、石油化学工程から得られる水素含有ガスとを、水素分離膜装置を介して、高純度の水素と、オフガスに分離することを特徴とする水素含有ガスの分離方法。
  2. 前記水素分離膜装置を介して分離された高純度の水素を、石油精製工程に供給するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の水素含有ガスの分離方法。
  3. 前記水素分離膜装置が、
    前記石油精製工程から得られる水素含有ガスを分離する石油精製工程用水素分離膜装置と、
    前記石油化学工程から得られる水素含有ガスを分離する石油化学工程用水素分離膜装置と、
    を備えることを特徴とする請求項1から2のいずれかに記載の水素含有ガスの分離方法。
  4. 前記水素分離膜装置を介して分離された高純度の水素を、石油精製工程の脱硫工程、異性化工程のいずれかの工程に供給するように構成されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の水素含有ガスの分離方法。
  5. 前記水素分離膜装置を介して分離されたオフガスを、石油精製工程に供給するように構成されていることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の水素含有ガスの分離方法。
  6. 前記石油精製工程から得られる水素含有ガスが、
    前記石油精製工程の脱硫工程から得られた水素含有ガスと、
    前記石油精製工程の接触改質工程から得られた水素含有ガスと、
    のうち少なくともいずれか一方の水素含有ガスを含むことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の水素含有ガスの分離方法。
  7. 前記石油化学工程から得られる水素含有ガスが、
    前記石油化学工程のナフサ分解分離工程から得られた水素含有ガスと、
    前記石油化学工程のメチルエチルケトン製造工程から得られた水素含有ガス、
    のうち少なくともいずれか一方の水素含有ガスを含むことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の水素含有ガスの分離方法。
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