JPH02124710A - 一酸化炭素ガスの分離方法 - Google Patents
一酸化炭素ガスの分離方法Info
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- JPH02124710A JPH02124710A JP63278803A JP27880388A JPH02124710A JP H02124710 A JPH02124710 A JP H02124710A JP 63278803 A JP63278803 A JP 63278803A JP 27880388 A JP27880388 A JP 27880388A JP H02124710 A JPH02124710 A JP H02124710A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
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- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、−酸化炭素ガスの分離方法に係り、特に炭化
水素を改質して高濃度の一酸化炭素を低エネルギーコス
トで回収する一酸化炭素ガスの分離方法に関するもので
ある。
水素を改質して高濃度の一酸化炭素を低エネルギーコス
トで回収する一酸化炭素ガスの分離方法に関するもので
ある。
一般的に一酸化炭素（ＣＯ）は、炭化水素を改質または
部分酸化して得られる、水素（Ｈ２）、ＣＯ１二酸化炭
素（ＣＯ２） 、メタン（ＣＨ４）等を含む混合ガスか
ら深冷分離法または吸収法により回収される。
部分酸化して得られる、水素（Ｈ２）、ＣＯ１二酸化炭
素（ＣＯ２） 、メタン（ＣＨ４）等を含む混合ガスか
ら深冷分離法または吸収法により回収される。
しかしながらこれらの方法では、製品の主体はＩＩ２で
あり、ＣＯは副生ガスとして得られるのが現状である。
あり、ＣＯは副生ガスとして得られるのが現状である。
Ｈ２が不要でＣＯだけが必要な場合は採用できない。ま
た特殊な例として炭化水素をＣ０２で改質する西独カロ
リツク社の方法がある。
た特殊な例として炭化水素をＣ０２で改質する西独カロ
リツク社の方法がある。
その方法によると製品ガスは、高濃度ＣＯだけであるが
問題もある。
問題もある。
西独カロリツク社の方法では、改質反応に使用する多量
のＣＯ２を用意する必要がある。また改質されたガスは
ＣＯ／ Ｈ２比を高くするために多量の未反応Ｃ０２を
含む必要があるが、それを回収して再使用する必要があ
る。すなわち改質反応に必要なＣ０２の製造と、ＣＯ収
率を上げるための量論より大過剰なＣＯ２の供給のため
のＣＯ２リサイクルに必要な改質ガスからの００２回収
に多量の熱エネルギーを消費しなければならない。
のＣＯ２を用意する必要がある。また改質されたガスは
ＣＯ／ Ｈ２比を高くするために多量の未反応Ｃ０２を
含む必要があるが、それを回収して再使用する必要があ
る。すなわち改質反応に必要なＣ０２の製造と、ＣＯ収
率を上げるための量論より大過剰なＣＯ２の供給のため
のＣＯ２リサイクルに必要な改質ガスからの００２回収
に多量の熱エネルギーを消費しなければならない。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、必要エ
ネルギーが少なく、しかもエネルギーの有効利用を図り
、高濃度のＣＯを製造する一酸化炭素の製造方法を提供
することにある。
ネルギーが少なく、しかもエネルギーの有効利用を図り
、高濃度のＣＯを製造する一酸化炭素の製造方法を提供
することにある。
上記目的を達成するため本発明は、改質器で炭化水素を
改質して一酸化炭素を回収する一酸化炭素の製造方法に
おいて、前記炭化水素をスチーム、炭酸ガス等と反応さ
せて改質し、該改質ガスを圧力変動吸着分離方法（ＰＳ
Ａ）で分離し、該改質ガス中の一酸化炭素を生成ガスと
して回収し、二酸化炭素を炭素源として前記改質器に循
環するとともに、副生ずる水素リッチガスをＰＳＡの動
力源として利用することを特徴とする一酸化炭素ガスの
分離方法である。
改質して一酸化炭素を回収する一酸化炭素の製造方法に
おいて、前記炭化水素をスチーム、炭酸ガス等と反応さ
せて改質し、該改質ガスを圧力変動吸着分離方法（ＰＳ
Ａ）で分離し、該改質ガス中の一酸化炭素を生成ガスと
して回収し、二酸化炭素を炭素源として前記改質器に循
環するとともに、副生ずる水素リッチガスをＰＳＡの動
力源として利用することを特徴とする一酸化炭素ガスの
分離方法である。
炭化水素をスチーム、ｃｏ２等と反応させ一ζ改質した
改質ガスを圧力変動吸着分離（以下、ｐｓＡという）方
法によって分離することにより、Ｃ０分離回収のための
必要エネルギーが少なくてすむとともに、生成ＣＯガス
の純度を任意に選択することができ、高純度ＣＯの製造
も可能となる。
改質ガスを圧力変動吸着分離（以下、ｐｓＡという）方
法によって分離することにより、Ｃ０分離回収のための
必要エネルギーが少なくてすむとともに、生成ＣＯガス
の純度を任意に選択することができ、高純度ＣＯの製造
も可能となる。
また、改質ガス中のＨ２を回収してエネルギー源として
使用することができる。
使用することができる。
本発明において改質器とは、例えば改質触媒が充填され
た反応管を有し、該反応管の周囲が、例えば水素リッチ
ガスを燃焼して前記反応管に熱を供給する改質炉となっ
ているもので、反応管に導入された、例えば炭化水素等
の原料を改質触媒の下でスチーム、ＣＯ２等と接触させ
ることにより、Ｈ２、Ｃｏ５ｃｏ２ 、ＣＨ４等の混合
ガスに改質するものである。
た反応管を有し、該反応管の周囲が、例えば水素リッチ
ガスを燃焼して前記反応管に熱を供給する改質炉となっ
ているもので、反応管に導入された、例えば炭化水素等
の原料を改質触媒の下でスチーム、ＣＯ２等と接触させ
ることにより、Ｈ２、Ｃｏ５ｃｏ２ 、ＣＨ４等の混合
ガスに改質するものである。
本発明に用いられる炭化水素としては、例えばメタン、
エタン、プロパン、ブタン、ナフサ等が挙げられるが、
スチーム、ＣＯ２等と反応して改質されるものであれば
よい。
エタン、プロパン、ブタン、ナフサ等が挙げられるが、
スチーム、ＣＯ２等と反応して改質されるものであれば
よい。
本発明において、ＰＳＡ法とは、吸着剤が充填された複
数の吸着塔により、吸着、脱着等を繰り返し、混合ガス
中の易吸着成分を分離回収したり、逆に難吸着成分を分
離回収したりするものである。
数の吸着塔により、吸着、脱着等を繰り返し、混合ガス
中の易吸着成分を分離回収したり、逆に難吸着成分を分
離回収したりするものである。
本発明においては、ＰＳＡ法によって分離された副生物
であるＨ２リッチガスは、改質炉で燃焼されて改質器の
熱エネルギーとして利用されるほか、ガスタービンゼネ
レータに導入されて電力を発生し、ＰＳＡ装置等の動力
源として利用される。
であるＨ２リッチガスは、改質炉で燃焼されて改質器の
熱エネルギーとして利用されるほか、ガスタービンゼネ
レータに導入されて電力を発生し、ＰＳＡ装置等の動力
源として利用される。
また、ＣＯ２リッチガスは炭素源として前記改質器へ循
環される。
環される。
次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す一酸化炭素の製造方
法の装置系統図である。
法の装置系統図である。
この装置は、原料である炭化水素６を、ＣＯ２リッチガ
ス７とともに高温下でスチーム８と接触反応させて改質
する改質炉１と、該改質炉１で生成された改質ガス９を
分離するＰＳＡ装置４と、１ｐｓＡ装置４で分離された
Ｈ２リッチガス１１の一部を利用して電力を発生ずるガ
スタービンゼネレータ５とから主として構成されている
。前記改質炉ｌには改質器が装填されており、これは改
質触媒３が充填された反応管２より構成されている。
ス７とともに高温下でスチーム８と接触反応させて改質
する改質炉１と、該改質炉１で生成された改質ガス９を
分離するＰＳＡ装置４と、１ｐｓＡ装置４で分離された
Ｈ２リッチガス１１の一部を利用して電力を発生ずるガ
スタービンゼネレータ５とから主として構成されている
。前記改質炉ｌには改質器が装填されており、これは改
質触媒３が充填された反応管２より構成されている。
このような構成において、副生物であるＣＯ２リッチガ
ス７とともに、改質炉１の反応管２に導入された炭化水
素６は、改質触媒３の存在下、例えば９００℃でスチー
ム８とともに反応して改質され、Ｈ２、ｃｏ２ 、Ｃｏ
、ＣＨ４等の混合物である改質ガス９となる。ＰＳＡに
よる改質ガスの分離には種々のシステム、方法が考えら
れるが、−例を示すと、改質ガス９は、ＰＳＡ装置４に
導入され、最初に、ＣＯ２リッチガス７と、ＣＯおよび
Ｈ２の混合ガスとに分離され、相対的にＣＯの濃度が１
０〜３０％から６０〜９０％に濃縮される。分離された
Ｃ０２リツチガス７は、炭素源として前記改質炉１へ戻
される。次に、Ｃ０６０〜９０％を含むＣＯとＨ２との
混合ガスは、９０％以上の高純度の生成ＣＯガス１０と
、例えば濃度９５％以上のＨ２リッチガスｌｌとに分離
される。高純度のｃｏは製品として回収される。一方、
Ｈ２リッチガスは、一部が空気１２とともに改質炉１へ
供給されて燃焼し、改質器における改質反応に必要な熱
源となり、残部はガスタービンゼネレータ５に供給され
て発電源となる。発電された電力１４は、ＰＳＡ装置等
の動力源として使用される。ガスタービンゼネレータ５
で発生する余分の熱は、スチームとして回収することが
可能であり、スチームは、原料６とともに改質炉ｌに供
給されるスチーム８としても使用できる。なお、１３は
改質炉ｌの燃焼排ガスである。改質炉１に必要なエネル
ギーの一部は、原料６の一部を使用することも可能であ
り、原料の一部をガスタービンゼネレータ５にも供給す
ることが可能である。これは、系全体の熱収支および必
要電力量等により、または高純度Ｈ２ガスの一部を製品
としたときの系全体のバランスより決定される。
ス７とともに、改質炉１の反応管２に導入された炭化水
素６は、改質触媒３の存在下、例えば９００℃でスチー
ム８とともに反応して改質され、Ｈ２、ｃｏ２ 、Ｃｏ
、ＣＨ４等の混合物である改質ガス９となる。ＰＳＡに
よる改質ガスの分離には種々のシステム、方法が考えら
れるが、−例を示すと、改質ガス９は、ＰＳＡ装置４に
導入され、最初に、ＣＯ２リッチガス７と、ＣＯおよび
Ｈ２の混合ガスとに分離され、相対的にＣＯの濃度が１
０〜３０％から６０〜９０％に濃縮される。分離された
Ｃ０２リツチガス７は、炭素源として前記改質炉１へ戻
される。次に、Ｃ０６０〜９０％を含むＣＯとＨ２との
混合ガスは、９０％以上の高純度の生成ＣＯガス１０と
、例えば濃度９５％以上のＨ２リッチガスｌｌとに分離
される。高純度のｃｏは製品として回収される。一方、
Ｈ２リッチガスは、一部が空気１２とともに改質炉１へ
供給されて燃焼し、改質器における改質反応に必要な熱
源となり、残部はガスタービンゼネレータ５に供給され
て発電源となる。発電された電力１４は、ＰＳＡ装置等
の動力源として使用される。ガスタービンゼネレータ５
で発生する余分の熱は、スチームとして回収することが
可能であり、スチームは、原料６とともに改質炉ｌに供
給されるスチーム８としても使用できる。なお、１３は
改質炉ｌの燃焼排ガスである。改質炉１に必要なエネル
ギーの一部は、原料６の一部を使用することも可能であ
り、原料の一部をガスタービンゼネレータ５にも供給す
ることが可能である。これは、系全体の熱収支および必
要電力量等により、または高純度Ｈ２ガスの一部を製品
としたときの系全体のバランスより決定される。
本実施例によれば、改質ガス９をＰＳＡ装置４で分離す
ることにより、濃度の高いｃｏガス１０が得られる。ま
た、副生されたＨ２リッチガス１１を、改質炉１および
ガスタービンゼネレータ５でエネルギー源として使用す
るので、改質ガスの有効利用が図れるとともに、装置の
運転に際して必要なエネルギーを自給することができ、
極めて経済的である。
ることにより、濃度の高いｃｏガス１０が得られる。ま
た、副生されたＨ２リッチガス１１を、改質炉１および
ガスタービンゼネレータ５でエネルギー源として使用す
るので、改質ガスの有効利用が図れるとともに、装置の
運転に際して必要なエネルギーを自給することができ、
極めて経済的である。
ここで、原料としてメタン（（ｌ（４）を用いたときの
、本実施例のエネルギー収支を試算する。
、本実施例のエネルギー収支を試算する。
本実施例により３ ｍ ｏ （！のＣＯを生成する場合
は、３ ｍ ｏ ＲのＣＨ４と３ｍｏ ｊ！のＨ２０（
スチーム）を反応させて３ｍｏ ＥのＣＯが生成される
。
は、３ ｍ ｏ ＲのＣＨ４と３ｍｏ ｊ！のＨ２０（
スチーム）を反応させて３ｍｏ ＥのＣＯが生成される
。
このとき、９ｍｏ １のＩＴ２が余分に副生される（１
式）。改質反応に必要な反応熱１４７．８１Ｋｃａｌ（
吸熱反応）は、この改質反応（１式）で副生された９
ｍ ｏ ｎのＨ２の一部、例えば５ｍｏ Ｒを燃焼させ
たときに発生ずる熱ｍ ２８８．９８ Ｋ ｃａＪ（１
１式）で補充する。従って、改質反応開始当初は、必要
な熱量を別途供給しなければならないが、改質反応が進
行し、副生Ｈ２が分離回収され始めれば、必要な熱量を
自給できることになる。
式）。改質反応に必要な反応熱１４７．８１Ｋｃａｌ（
吸熱反応）は、この改質反応（１式）で副生された９
ｍ ｏ ｎのＨ２の一部、例えば５ｍｏ Ｒを燃焼させ
たときに発生ずる熱ｍ ２８８．９８ Ｋ ｃａＪ（１
１式）で補充する。従って、改質反応開始当初は、必要
な熱量を別途供給しなければならないが、改質反応が進
行し、副生Ｈ２が分離回収され始めれば、必要な熱量を
自給できることになる。
また、ＰＳＡに必要な動力を製品Ｃｏ Ｉ Ｎｇ当たり
０．７５ＫＷＨとすれば、ＣＯ３ｍｏ＋当たり０゜０５
０４ ＫＷＨであるが、前記９ｍｏ ｌのＨ２のうち、
例えば残り３ｍｏ１を発電用に用い、発電効率η−０，
２５とすると、生成ＣＯ３ｍｏｔｌに対して０．０５０
４ＫＷＨの電力が副生されることになる（■式）。
０．７５ＫＷＨとすれば、ＣＯ３ｍｏ＋当たり０゜０５
０４ ＫＷＨであるが、前記９ｍｏ ｌのＨ２のうち、
例えば残り３ｍｏ１を発電用に用い、発電効率η−０，
２５とすると、生成ＣＯ３ｍｏｔｌに対して０．０５０
４ＫＷＨの電力が副生されることになる（■式）。
３ ＣＨ４＋ ３１−Ｉ２０＝
（３ＣＯ＋Ｈ２）＋８Ｈ２＋１４７．８ｆＫｃａｆｆ
（Ｉ）５Ｈ２＋５／２ （０２＋４Ｎ２ ） −５Ｈ
２０−）１ＯＮ２ ２８８．９８ＫｃａＪ
（ＩＴ）〔発明の効果〕 本発明によれば、改質ガス中のｃｏをＰＳＡ法により分
離回収することにより、生成ｃｏの純度を任意に選定で
きる上、高純度ｃｏをも得ることができる。また、改質
炉、ＰＳＡ装置等の動力または熱量源として、副生水素
を利用することができるので非常に経済的である。
（Ｉ）５Ｈ２＋５／２ （０２＋４Ｎ２ ） −５Ｈ
２０−）１ＯＮ２ ２８８．９８ＫｃａＪ
（ＩＴ）〔発明の効果〕 本発明によれば、改質ガス中のｃｏをＰＳＡ法により分
離回収することにより、生成ｃｏの純度を任意に選定で
きる上、高純度ｃｏをも得ることができる。また、改質
炉、ＰＳＡ装置等の動力または熱量源として、副生水素
を利用することができるので非常に経済的である。
第１図は、本発明の一実施例を示す一酸化炭素の製造方
法の装置系統図である。 １・・・改質炉、２・・・反応管、３・・・改質触媒、
４・・・ＰＳＡ装置、５・・・ガスタービンゼネレータ
。 特許出願人 三井造船株式会社 代理人 弁理士 川 北 武 長
法の装置系統図である。 １・・・改質炉、２・・・反応管、３・・・改質触媒、
４・・・ＰＳＡ装置、５・・・ガスタービンゼネレータ
。 特許出願人 三井造船株式会社 代理人 弁理士 川 北 武 長
Claims (1)
- （１）改質器で炭化水素を改質して一酸化炭素を回収す
る一酸化炭素ガスの分離方法において、前記炭化水素を
スチーム、炭酸ガス等と反応させて改質し、該改質ガス
を圧力変動吸着分離方法（ＰＳＡ）で分離し、該改質ガ
ス中の一酸化炭素を生成ガスとして回収し、二酸化炭素
を炭素源として前記改質器に循環するとともに、副生す
る水素をＰＳＡの動力源として利用することを特徴とす
る一酸化炭素ガスの分離方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278803A JPH02124710A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 一酸化炭素ガスの分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63278803A JPH02124710A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 一酸化炭素ガスの分離方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02124710A true JPH02124710A (ja) | 1990-05-14 |
| JPH0578363B2 JPH0578363B2 (ja) | 1993-10-28 |
Family
ID=17602393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63278803A Granted JPH02124710A (ja) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | 一酸化炭素ガスの分離方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02124710A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004002186A (ja) * | 2002-05-13 | 2004-01-08 | Boc Group Inc:The | ガス回収方法 |
| JP2005298264A (ja) * | 2004-04-12 | 2005-10-27 | Toshiba Corp | 熱分解ガス化改質装置 |
| JP2006187693A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Kangen Yoyu Gijutsu Kenkyusho:Kk | 廃棄物を原料とした資源ガス回収システムおよび資源ガス回収方法 |
| JP2009504395A (ja) * | 2005-08-17 | 2009-02-05 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | ガスの分離のための装置及び方法 |
-
1988
- 1988-11-04 JP JP63278803A patent/JPH02124710A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004002186A (ja) * | 2002-05-13 | 2004-01-08 | Boc Group Inc:The | ガス回収方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0578363B2 (ja) | 1993-10-28 |
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