JPH0317762B2 - - Google Patents
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- JPH0317762B2 JPH0317762B2 JP57066955A JP6695582A JPH0317762B2 JP H0317762 B2 JPH0317762 B2 JP H0317762B2 JP 57066955 A JP57066955 A JP 57066955A JP 6695582 A JP6695582 A JP 6695582A JP H0317762 B2 JPH0317762 B2 JP H0317762B2
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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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Catalysts (AREA)
Description
本発明は、一酸化炭素変成装置(以下CO変成
装置という)を附設するガス発生装置、例えば低
圧接触分解油ガス発生装置、炭化水素の部分燃焼
ガス化装置等において、CO変成装置を所定温度
に速やかに昇温させ、CO変成を効率的に行なう
方法に関する。 以下においては、先ず水蒸気により軽質炭素水
素を改質し、得られた改質ガスをCO変成するサ
イクリツク式ガス化プラントによる都市ガス製造
を例として説明を行なう。 都市ガス中のCOは、出来るだけ低濃度である
ことが望ましい。主としてピーク時の都市ガス需
要に対応すべく運転されるサイクリツク式ガス化
プラントは、その性質上バツチ運転されることが
多いので、一旦運転が停止されるとCO変成装置
内の触媒温度は次第に低下する。従つて、運転再
開後CO変成装置が定常状態に復帰するまでには
通常3〜8時間程度を必要とする。この運転再開
後定常運転に復帰するまでの時間は、CO転化率
が低く、従つて得られる都市ガス中のCO濃度が
高いという問題点がある。この様な問題点に対処
すべく、従来例えば以下の如き方法が採用されて
いる。 () CO変成装置の外面を無機質保温材で被
覆する。この方法によれば、CO変成装置使用
中には、冬期においても変成反応による発熱量
と変成装置の入及び出ガスの顕熱差(出ガス>
入ガス)及び放熱量の和とをバランスさせ得る
が、CO変成装置の作動が停止されると放熱に
よる触媒温度の低下は防止し難い。 () 運転再開後暫くの間改質反応における温
度及び負荷を抑え且つ水蒸気分圧を高めること
によりCOシフト反応を促進させるとともに、
得られる改質ガスによりCO変成装置を加熱昇
温させる。しかしながら、この方法では、ガス
中のCO濃度を充分に低下させることが出来な
いのみならず、製造能力を大巾に低下させた状
態で運転する為、ガス需要に即応し得ないのも
欠点である。 () 運転再開後直ちに通常の改質反応条件下
にガス製造を行ない、生成される改質ガスによ
りCO変成装置を加熱昇温させる。この方法で
は、ガス中のCO濃度は、上記()の場合よ
りも高くなり、且つ改質ガスによりCO変成装
置内の触媒層が局部的に加熱される為、触媒寿
命が短縮される場合がある。 本発明者は、この様な現状に鑑みて種々研究を
重ねた結果、CO変成装置の運転再開に際し、CO
変成装置内のCo−Mo−Al2O3系触媒層に酸素を
含有させた被処理ガスを供給し、該ガス中の酸素
と水素との反応熱により触媒層の昇温を速やかに
行なう場合には、CO変成装置の運転再開後直ち
に所望の高いCO転化率が達成されることを見出
した。本発明は、この様な新しい知見に基いて完
成されたものである。 以下図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説
明する。 第1図に示すサイクリツク式ガス化プラントに
おいて、定常運転時には、先ずライン3からの気
体又は液体燃料がライン5からの空気等の酸素含
有ガスと混合されて燃焼し、次いでこの燃焼排ガ
スは、予熱室7内のチエツカーレンガを加熱し、
更にライン9から改質反応装置11に入つて内部
の改質用触媒を改質反応に必要な温度にまで加熱
した後、ライン15、排熱回収ボイラー17、ラ
イン19及びスタツク31を経て大気中に排出さ
れる。次いで、ライン3からの燃料とライン5か
ら空気又は他の酸素含有ガスの供給を停止し、ラ
イン1からの水又は水蒸気を予熱器7に供給して
改質反応温度近くにまで加熱し、これを更にライ
ン9から改質反応装置11に送給する。改質反応
装置11には、ナフサ、LPG、天然ガス等の軽
質炭化水素が、ライン13から供給され、NiO−
MgO系触媒等の公知の改質反応触媒の存在下に
水蒸気改質される。改質反応条件は、通常圧力
1000〜2000mm水柱、液空間速度0.8〜1.2Kl/m3/
hr、出口温度650〜900℃程度である。改質反応を
続けることにより予熱器7及び改質反応装置11
の温度が低下すると、上記と同様にして燃焼排ガ
スによる加熱を繰り返し行なう。予熱器7と改質
反応装置11とを複数セツト備えておくことによ
り、加熱工程とガス製造工程とを適宜切りかえ、
ガス製造を連続的に行ない得る。改質反応装置1
1からの改質ガスは、ライン15を経て排熱回収
ボイラー17に入り、温度を下げられた後、ライ
ン19を経てライン21からの水蒸気とともに
CO変成装置23に入る。CO変成装置内での反応
条件も、公知方法の場合と特に異なるところはな
く、変成触媒としてCo−Mo−Al2O3系触媒を使
用し、例えば圧力1000〜2000mm水柱程度、温度
280〜450℃程度、空間速度400〜800Nm3/m3/hr
程度の条件を採用する。CO変成装置23からの
出ガスは、ライン25を通つて排熱回収ボイラー
27に入り、熱回収された後、ライン29から系
外に取り出される。 さて、ガス製造が中断され、CO変成装置23
内での変成反応が停止すると、CO変成触媒層の
温度は次第に低下する。Co−Mo−Al2O3系触媒
の場合、その触媒層入口温度が250℃未満になる
と、CO変成率は70%以下となり、製造ガス中の
CO濃度が高くなる。周知の如く、ガス製造中断
期間中CO変成触媒層入口温度を常に250℃以上に
維持することは、困難であり且つ経済的にも不利
である。従つて、本発明においては、Co−Mo−
Al2O3系CO変成触媒層入口温度を少なくとも150
℃程度に維持しておき(これは容易である)、CO
変成工程の再開時には、予め一定量の酸素を含有
させる被処理ガスをCO変成装置23に供給し、
該ガス中の水素と酸素とが触媒上で反応して水を
生成する際に発生する反応熱により触媒層の昇温
を行なう。被処理ガス中の酸素含有量は、触媒
層、触媒層温度等により変り得るが、触媒層の急
激な加熱、不均一な昇温等を避けるべく、0.1〜
5.0uol%程度より好ましくは0.5〜3.0%程度とす
る。酸素源は、純酸素でも良く、空気でも良い。
触媒層入口温度が250℃程度になれば、CO変成率
は70%以上となるので、被処理ガスに対する酸素
の添加を停止する。かくして、活性の増大した
CO変成触媒上でのCO変成進行により変成反応熱
が増加し、触媒層温度は、従来の1/3程度の短時
間内に定常状態に復帰し、所定のCO変成率が得
られる様になる。 尚、Co−Mo−Al2O3系触媒は、硫化を必要と
するので、CO変成装置23に入る被処理ガスは、
H2Sとして50〜500ppm程度の硫黄分を含有して
いることが好ましい。 第2図に示す炭化水素の部分燃焼ガス化装置に
おいて、石炭、重質油等の原料がライン31から
改質炉33に送られ、常法に従つて空気及び水蒸
気の存在下に改質される。改質炉33を出た高温
生成ガス中には、カーボン、灰分等が含まれてお
り、これ等不純分が後続の工程におけるトラブル
発生の原因となる。従つて、生成ガスは、ライン
35、熱交換器37及びライン39を経て洗浄装
置41に送られ、水洗によりこれ等不純分を除去
される。水洗を終えたガスは、ライン43から熱
交換器37に送られ、ライン35からの高温生成
ガスにより加熱された後、ライン45を経てCO
変成装置49に供給されるが、CO変成装置49
入口におけるガス温度は、通常210℃程度である。
従つて、この場合にも水洗を終えたガスに予め所
定の酸素を加え、これをCO変成装置49に供給
する。かくして、第1図に示す実施例の場合と同
様に、ガス中の水素と酸素とが反応して水を生成
する際の反応熱により触媒層の昇温を行なうこと
が出来る。CO変成装置49を出たガスは、ライ
ン51から常法の脱炭酸、脱硫等の精製工程に供
され、更に必要に応じ常法に従つてメタン化等の
処理を受ける。 本発明によれば、以下の如き効果が達成され
る。 (イ) 断続的或いは非連続的に運転されるプロセス
においては、ガス製造の再開後短時間内に所定
のCO変成率が達成され、CO濃度の低いガスが
得られる。 (ロ) ガス製造再開時の触媒層温度は、150℃程度
でも良いので、ガス製造の中断期間が特に長期
とならない限り、加熱による保温を必要としな
い。 (ハ) 連続的に運転されるプロセスにおいても、ガ
スがCO変成触媒層内に送入されると、触媒層
は、短時間内に所定温度まで昇温されるので、
CO変成装置への供給に先立つて熱交換器によ
る予熱を行なう必要はなく、触媒必要量は少な
くて済み、CO変成器が小型化される。 実施例 1 Co−Mo−Al2O3系CO変成触媒800gを内径50
mmの反応管に充填し、H2S100ppm(mg−S/N
m3)及びCO22.5uol%を含む水蒸気改質ガスに所
定量の酸素を加え、水蒸気とともに該反応器に供
給し、常圧下にCO変成反応を行なつた。運転再
開15分後の触媒層出口温度とCO変成率を調べた
結果は、第1表にNo.1及びNo.3として示す通りで
ある。 又、酸素を加えることなく同様のCO変成反応
を行なつた結果を第1表にNo.2及びNo.4として示
す。 尚、CO変成率は、以下の様にして求めた。 CO変成率(%)= 送入ガス中のCO量−出ガス中のCO量/送入ガス中の
CO量×100
装置という)を附設するガス発生装置、例えば低
圧接触分解油ガス発生装置、炭化水素の部分燃焼
ガス化装置等において、CO変成装置を所定温度
に速やかに昇温させ、CO変成を効率的に行なう
方法に関する。 以下においては、先ず水蒸気により軽質炭素水
素を改質し、得られた改質ガスをCO変成するサ
イクリツク式ガス化プラントによる都市ガス製造
を例として説明を行なう。 都市ガス中のCOは、出来るだけ低濃度である
ことが望ましい。主としてピーク時の都市ガス需
要に対応すべく運転されるサイクリツク式ガス化
プラントは、その性質上バツチ運転されることが
多いので、一旦運転が停止されるとCO変成装置
内の触媒温度は次第に低下する。従つて、運転再
開後CO変成装置が定常状態に復帰するまでには
通常3〜8時間程度を必要とする。この運転再開
後定常運転に復帰するまでの時間は、CO転化率
が低く、従つて得られる都市ガス中のCO濃度が
高いという問題点がある。この様な問題点に対処
すべく、従来例えば以下の如き方法が採用されて
いる。 () CO変成装置の外面を無機質保温材で被
覆する。この方法によれば、CO変成装置使用
中には、冬期においても変成反応による発熱量
と変成装置の入及び出ガスの顕熱差(出ガス>
入ガス)及び放熱量の和とをバランスさせ得る
が、CO変成装置の作動が停止されると放熱に
よる触媒温度の低下は防止し難い。 () 運転再開後暫くの間改質反応における温
度及び負荷を抑え且つ水蒸気分圧を高めること
によりCOシフト反応を促進させるとともに、
得られる改質ガスによりCO変成装置を加熱昇
温させる。しかしながら、この方法では、ガス
中のCO濃度を充分に低下させることが出来な
いのみならず、製造能力を大巾に低下させた状
態で運転する為、ガス需要に即応し得ないのも
欠点である。 () 運転再開後直ちに通常の改質反応条件下
にガス製造を行ない、生成される改質ガスによ
りCO変成装置を加熱昇温させる。この方法で
は、ガス中のCO濃度は、上記()の場合よ
りも高くなり、且つ改質ガスによりCO変成装
置内の触媒層が局部的に加熱される為、触媒寿
命が短縮される場合がある。 本発明者は、この様な現状に鑑みて種々研究を
重ねた結果、CO変成装置の運転再開に際し、CO
変成装置内のCo−Mo−Al2O3系触媒層に酸素を
含有させた被処理ガスを供給し、該ガス中の酸素
と水素との反応熱により触媒層の昇温を速やかに
行なう場合には、CO変成装置の運転再開後直ち
に所望の高いCO転化率が達成されることを見出
した。本発明は、この様な新しい知見に基いて完
成されたものである。 以下図面を参照しつつ、本発明を更に詳細に説
明する。 第1図に示すサイクリツク式ガス化プラントに
おいて、定常運転時には、先ずライン3からの気
体又は液体燃料がライン5からの空気等の酸素含
有ガスと混合されて燃焼し、次いでこの燃焼排ガ
スは、予熱室7内のチエツカーレンガを加熱し、
更にライン9から改質反応装置11に入つて内部
の改質用触媒を改質反応に必要な温度にまで加熱
した後、ライン15、排熱回収ボイラー17、ラ
イン19及びスタツク31を経て大気中に排出さ
れる。次いで、ライン3からの燃料とライン5か
ら空気又は他の酸素含有ガスの供給を停止し、ラ
イン1からの水又は水蒸気を予熱器7に供給して
改質反応温度近くにまで加熱し、これを更にライ
ン9から改質反応装置11に送給する。改質反応
装置11には、ナフサ、LPG、天然ガス等の軽
質炭化水素が、ライン13から供給され、NiO−
MgO系触媒等の公知の改質反応触媒の存在下に
水蒸気改質される。改質反応条件は、通常圧力
1000〜2000mm水柱、液空間速度0.8〜1.2Kl/m3/
hr、出口温度650〜900℃程度である。改質反応を
続けることにより予熱器7及び改質反応装置11
の温度が低下すると、上記と同様にして燃焼排ガ
スによる加熱を繰り返し行なう。予熱器7と改質
反応装置11とを複数セツト備えておくことによ
り、加熱工程とガス製造工程とを適宜切りかえ、
ガス製造を連続的に行ない得る。改質反応装置1
1からの改質ガスは、ライン15を経て排熱回収
ボイラー17に入り、温度を下げられた後、ライ
ン19を経てライン21からの水蒸気とともに
CO変成装置23に入る。CO変成装置内での反応
条件も、公知方法の場合と特に異なるところはな
く、変成触媒としてCo−Mo−Al2O3系触媒を使
用し、例えば圧力1000〜2000mm水柱程度、温度
280〜450℃程度、空間速度400〜800Nm3/m3/hr
程度の条件を採用する。CO変成装置23からの
出ガスは、ライン25を通つて排熱回収ボイラー
27に入り、熱回収された後、ライン29から系
外に取り出される。 さて、ガス製造が中断され、CO変成装置23
内での変成反応が停止すると、CO変成触媒層の
温度は次第に低下する。Co−Mo−Al2O3系触媒
の場合、その触媒層入口温度が250℃未満になる
と、CO変成率は70%以下となり、製造ガス中の
CO濃度が高くなる。周知の如く、ガス製造中断
期間中CO変成触媒層入口温度を常に250℃以上に
維持することは、困難であり且つ経済的にも不利
である。従つて、本発明においては、Co−Mo−
Al2O3系CO変成触媒層入口温度を少なくとも150
℃程度に維持しておき(これは容易である)、CO
変成工程の再開時には、予め一定量の酸素を含有
させる被処理ガスをCO変成装置23に供給し、
該ガス中の水素と酸素とが触媒上で反応して水を
生成する際に発生する反応熱により触媒層の昇温
を行なう。被処理ガス中の酸素含有量は、触媒
層、触媒層温度等により変り得るが、触媒層の急
激な加熱、不均一な昇温等を避けるべく、0.1〜
5.0uol%程度より好ましくは0.5〜3.0%程度とす
る。酸素源は、純酸素でも良く、空気でも良い。
触媒層入口温度が250℃程度になれば、CO変成率
は70%以上となるので、被処理ガスに対する酸素
の添加を停止する。かくして、活性の増大した
CO変成触媒上でのCO変成進行により変成反応熱
が増加し、触媒層温度は、従来の1/3程度の短時
間内に定常状態に復帰し、所定のCO変成率が得
られる様になる。 尚、Co−Mo−Al2O3系触媒は、硫化を必要と
するので、CO変成装置23に入る被処理ガスは、
H2Sとして50〜500ppm程度の硫黄分を含有して
いることが好ましい。 第2図に示す炭化水素の部分燃焼ガス化装置に
おいて、石炭、重質油等の原料がライン31から
改質炉33に送られ、常法に従つて空気及び水蒸
気の存在下に改質される。改質炉33を出た高温
生成ガス中には、カーボン、灰分等が含まれてお
り、これ等不純分が後続の工程におけるトラブル
発生の原因となる。従つて、生成ガスは、ライン
35、熱交換器37及びライン39を経て洗浄装
置41に送られ、水洗によりこれ等不純分を除去
される。水洗を終えたガスは、ライン43から熱
交換器37に送られ、ライン35からの高温生成
ガスにより加熱された後、ライン45を経てCO
変成装置49に供給されるが、CO変成装置49
入口におけるガス温度は、通常210℃程度である。
従つて、この場合にも水洗を終えたガスに予め所
定の酸素を加え、これをCO変成装置49に供給
する。かくして、第1図に示す実施例の場合と同
様に、ガス中の水素と酸素とが反応して水を生成
する際の反応熱により触媒層の昇温を行なうこと
が出来る。CO変成装置49を出たガスは、ライ
ン51から常法の脱炭酸、脱硫等の精製工程に供
され、更に必要に応じ常法に従つてメタン化等の
処理を受ける。 本発明によれば、以下の如き効果が達成され
る。 (イ) 断続的或いは非連続的に運転されるプロセス
においては、ガス製造の再開後短時間内に所定
のCO変成率が達成され、CO濃度の低いガスが
得られる。 (ロ) ガス製造再開時の触媒層温度は、150℃程度
でも良いので、ガス製造の中断期間が特に長期
とならない限り、加熱による保温を必要としな
い。 (ハ) 連続的に運転されるプロセスにおいても、ガ
スがCO変成触媒層内に送入されると、触媒層
は、短時間内に所定温度まで昇温されるので、
CO変成装置への供給に先立つて熱交換器によ
る予熱を行なう必要はなく、触媒必要量は少な
くて済み、CO変成器が小型化される。 実施例 1 Co−Mo−Al2O3系CO変成触媒800gを内径50
mmの反応管に充填し、H2S100ppm(mg−S/N
m3)及びCO22.5uol%を含む水蒸気改質ガスに所
定量の酸素を加え、水蒸気とともに該反応器に供
給し、常圧下にCO変成反応を行なつた。運転再
開15分後の触媒層出口温度とCO変成率を調べた
結果は、第1表にNo.1及びNo.3として示す通りで
ある。 又、酸素を加えることなく同様のCO変成反応
を行なつた結果を第1表にNo.2及びNo.4として示
す。 尚、CO変成率は、以下の様にして求めた。 CO変成率(%)= 送入ガス中のCO量−出ガス中のCO量/送入ガス中の
CO量×100
【表】
【表】
第1表に示す結果から、本発明方法の優れた効
果が明らかである。
果が明らかである。
第1図及び第2図は、本発明の実施態様を説明
する為のフローチヤートである。 1……水又は水蒸気供給ライン、3……燃料供
給ライン、5……空気等の酸素含有ガス供給ライ
ン、7……予熱器、11……改質反応装置、13
……軽質炭化水素供給ライン、17……排熱回収
ボイラー、21……水蒸気供給ライン、23……
CO変成装置、27……排熱回収ボイラー、31
……石炭、重質油等の原料供給ライン、33……
改質炉、37……熱交換器、41……洗浄装置、
49……CO変成装置。
する為のフローチヤートである。 1……水又は水蒸気供給ライン、3……燃料供
給ライン、5……空気等の酸素含有ガス供給ライ
ン、7……予熱器、11……改質反応装置、13
……軽質炭化水素供給ライン、17……排熱回収
ボイラー、21……水蒸気供給ライン、23……
CO変成装置、27……排熱回収ボイラー、31
……石炭、重質油等の原料供給ライン、33……
改質炉、37……熱交換器、41……洗浄装置、
49……CO変成装置。
Claims (1)
- 1 一酸化炭素変成装置の昇温方法であつて、一
酸化炭素変成装置内のCo−Mo−Al2O3系触媒層
に酸素を含有する被処理ガスを供給し、該ガス中
の水素と酸素との反応熱によつて触媒層の昇温を
行なうことを特徴とする一酸化炭素変成装置の昇
温方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57066955A JPS58185402A (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | 一酸化炭素変成装置の昇温方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57066955A JPS58185402A (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | 一酸化炭素変成装置の昇温方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58185402A JPS58185402A (ja) | 1983-10-29 |
JPH0317762B2 true JPH0317762B2 (ja) | 1991-03-08 |
Family
ID=13330948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57066955A Granted JPS58185402A (ja) | 1982-04-20 | 1982-04-20 | 一酸化炭素変成装置の昇温方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58185402A (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0727655B2 (ja) * | 1986-01-20 | 1995-03-29 | キヤノン株式会社 | 光学系駆動装置 |
DE10013894A1 (de) * | 2000-03-21 | 2001-10-04 | Dmc2 Degussa Metals Catalysts | Verfahren zur katalytischen Umsetzung von Kohlenmonoxid in einem Wasserstoff enthaltenden Gasgemisch mit verbessertem Kaltstartverhalten und Katalysator hierfür |
ATE251592T1 (de) * | 2000-04-27 | 2003-10-15 | Haldor Topsoe As | Verfahren zur herstellung eines wasserstoffreichen gases |
JP5421065B2 (ja) * | 2009-10-27 | 2014-02-19 | 東京瓦斯株式会社 | 水素製造・利用方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4940559A (ja) * | 1972-08-21 | 1974-04-16 | ||
JPS5488891A (en) * | 1977-12-09 | 1979-07-14 | United Catalysts Inc | Carbon monoxide conversion catalyst* its manufacture and method thereof |
-
1982
- 1982-04-20 JP JP57066955A patent/JPS58185402A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4940559A (ja) * | 1972-08-21 | 1974-04-16 | ||
JPS5488891A (en) * | 1977-12-09 | 1979-07-14 | United Catalysts Inc | Carbon monoxide conversion catalyst* its manufacture and method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS58185402A (ja) | 1983-10-29 |
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