JPH04180812A - 水蒸気及び炭酸ガスの除去方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水蒸気及び炭酸ガスの除去方法に関する。

〔従来の技術〕

抗弁から取り出された天然ガスは、次のようにして精製
されている。ます、天然ガスから、低温分離装置（Ｌｏ
ｗ　Ｔｅｍｐｔｕｒｅ　５ｅｐａｒａｔｅｒ）等によっ
て水や油分を除去する。次いで、ガスハイドレートの形
成防止等を目的として、ガス中の水蒸気を飽和状態から
７Ｌｂｓ　／ＭＭＳＣＦ　　（０，１ｇ／ｍ３）程度の
分圧状態になるまで除去する。更に、パイプラインの腐
食防止やガスのカロリーを高めることを目的として、炭
酸ガスをその濃度がガス中で約２容量％以下になるまで
除去して、製品ガスを得ている。

従来、このような精製プロセスでは、水蒸気の除去方法
としてトリエチレングリコール、ジエチレングリコール
等による吸収法、塩化カルシウム。

シリカゲル等による吸着法や冷凍法等を採用している。

しかし、これらの水蒸気除去方法によるものでは、装置
が大型化するため設備コストが上昇し、設備面積も大き
くなり、更には操作性が悪くなる等の問題かあった。

このような問題を解決するため、装置がコンパクトであ
り、かつ経済性に優れたガス分離膜による水蒸気の除去
方法かい（つか提案されている（特開昭第５０−２８７
４号公報、特開昭第５４−１５２６７９号公報、特開昭
第８２−４２７２３号公報）。

一方、炭酸ガスの除去方法としては、ＭＥＡ（Ｍｏｎｏ
ｅｔｈａｎｏｌ　Ａｍ１ｎｅ　）法、ＡＤＩＰ法（ジイ
ソプロパツールアミン（ＤＩＰＡ）を吸収剤としたシェ
ル社のアディップ吸収法）、スルフィツール（Ｓｕｌｆ
ｉｎｏｌ）法、ペンフィルド（Ｂｅｎｆｉｌｄ）法等の
化学吸収法か主体である。しかし、これらの方法による
ものの場合も前記水蒸気の除去方法と同様に、設備が大
型になる等の問題があった。そこで、種々のガス分離膜
を用いた炭酸ガスの除去方法か提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のガス分離膜を用いた天然ガスから
の水蒸気の分離方法は、ガスの分離効率を十分に高める
ためにガス分離膜を境にして存在する供給側のガスと、
透過側ガスの夫々に含まれる水蒸気の分圧差を大きくす
る必要がある。そこで、ガスの透過側に大量のパージ川
ドライガス（非透過ガスの一部、または別途供給しｔ：
乾燥空気等）を流したり、ガス透過側を減圧にする必要
かある。このような要求を満たすと、製品ガスの損失を
招くと共に、余分なエネルギー消費を招く等の問題かあ
った。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、コン
パクトな投錨によって、効率か良く、かつ容易に実施可
能な水蒸気及び炭酸ガスの除去方法を提供するものであ
る。

〔課題を解決するだめの手段〕

本発明は、被処理ガスを水蒸気分離膜に供給して該被処
理ガス中に存在する水蒸気の所定量を除去する工程と、
該水蒸気か除去された前記被処理ガスを炭酸ガス分離膜
に供給して前記被処理ガス中の所定量の炭酸ガスを除去
する工程と、該炭酸ガス分離膜を透過した透過ガスの一
部を前記水蒸気分離膜のガス透過側領域に供給して該ガ
ス透過側領域内の前記水蒸気の分圧を前記水蒸気分離膜
のガス供給側領域内の前記水蒸気の分圧よりも低く設定
する工程とを具備することを特徴とする水蒸気及び炭酸
ガスの除去方法である。

〔作　用〕

本発明の水蒸気及び炭酸ガスの除去方法によれば、水蒸
気分離膜によって水蒸気の所定量を除去した後、炭酸ガ
ス分離膜を透過させた、水蒸気をほとんど含有しない透
過ガスの一部を、水蒸気分離膜のガス透過側領域に供給
する。これにより、水蒸気分離膜のガス透過側領域の水
蒸気の分圧を、ガス供給側領域内の水蒸気の分圧よりも
低く設定することかできる。この結果、被処理ガス中の
水蒸気を常に安定かつ効率良く分離除去することができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本発明の水蒸気および炭酸ガスの除去方法を
適用した天然ガスの精製工程を示す説明図である。

ます、天然ガス供給源１０から供給された未精製の天然
ガスから、低温分離装置１２によって水やオイルを分離
する。次に、低温分離装置］２からの天然ガスを、熱交
換器］３に導入して熱交換を行い、水蒸気や高沸点ガス
の凝縮を防止する。

次いで、天然ガスを、フィルタ分離装置１４に導入して
、天然ガス中のミストを除去する。

このように処理された天然ガスは、水蒸気を略飽和状態
で含有すると共に、炭酸ガスを約５〜２０容量％含有す
る。

次に、このような天然ガスを水蒸気分離膜１７を有する
水蒸気分離装置１４に導入する。天然ガス中に存在する
水蒸気を、水蒸気分離膜１７を選択的に透過させ、水蒸
気分離膜１７のガス透過側領域１８に分離する。なお、
水蒸気分離膜１７としては、例えば、フッ素系ガス分離
膜、シリコン系ガス分離膜、酢酸セルロース系ガス分離
膜、ポリイミド系ガス分離膜を使用することかできる。

次いで、水蒸気分離膜１７のガス供給側領域１６内の水
蒸気か分離された天然ガスを、炭酸ガス分離装置１９に
導入する。炭酸ガス分離装置１９の内部には、炭酸ガス
分離膜２１か設けられている。炭酸ガス分離膜２１のガ
ス供給側領域１９内の天然ガス中に含有されている炭酸
ガスを、炭酸ガス分離膜２１を選択的に透過させ、炭酸
ガス分離膜２１のガス透過側領域２２に分離する。

なお、炭酸ガス分離膜２１としては、例えば、酢酸セル
ロース系ガス分離膜、ポリイミド系ガス分離膜、ポリエ
ーテルスルホン系ガス分離膜が使用できる。

このように炭酸ガスが分離された、炭酸ガス分離装置１
９のガス供給側領域２０内の天然ガスを製品ガスとして
回収する。この際、回収された製品ガス中の炭酸ガスが
約２容量９６以下になるように炭酸ガスの除去条件を設
定する。

一方、ガス透過側領域２２内の透過ガスの一部を、水蒸
気分離膜１７のガス透過側１８に供給する。この際の透
過ガスの供給量は、所望する製品ガスに要求される水蒸
気量に依存する。例えば、製品ガス中の水蒸気量を０．
１ｇ／ｍ３以下に設定する場合には、透過ガスの供給量
を、製品ガスの生産量の２〜２０容量　９６に設定する
。このようにして精製された製品ガスの組成は、メタン
カス約８５容量％以上、炭酸ガス２容量０゜以下であり
、その水蒸気量は約０．０５〜０．１ｇ／ｍ’てあ　゛
った。

次いで、残りの透過ガスおよび水蒸気分離膜１７のガス
透過側領域１８内部の水蒸気を多く含有する透過ガスを
合わせて、自家消費用の燃料カスとして回収する。回収
された燃料ガスの組成は。

メタンガス約６０〜８０容量％、炭酸ガス約２０〜４０
容量％てあり、燃料ガスとして十分に使用可能なもので
あった。

このような水蒸気および炭酸ガスの除去方法によれば、
水蒸気分離膜１７のカス透過側１８に供給される炭酸ガ
ス分離膜１７の透過カスは、既に水蒸気か除去された天
然ガスから導かれたものであるので殆ど水分を含んでい
ない。このため、この透過ガスを、水蒸気分離膜１７の
ガス透過側領域１８に供給することによって、ガス透過
側領域１８内の透過ガスに含まれる水蒸気の分圧を、水
蒸気分離膜１７のガス供給側ｆｉｆＩ域１６内の天然カ
スに含まれる水蒸気の分圧よりも低く維持できる。

この結果、新たなパージ用ドライガスの供給や、水蒸気
分離膜１７のガス透過側領域１８を減圧することを不要
にして、コンパクトな設備により効率良く、かつ容易に
天然ガス中の水蒸気および炭酸ガスを除去することかで
きる。

〔発明の効果〕 以上説明℃た如くに、本発明の水蒸気及び炭酸ガスの除
去方法によれば、炭酸ガスの除去工程で得られる水蒸気
を殆ど含まない透過ガスを、水蒸気分離膜のガス透過側
領域に供給することによって、ガス透過側領域内の水蒸
気の分圧を、ガス供給側領域内の水蒸気の分圧よりも低
く維持することができる。この結果、被処理ガス中の水
蒸気および炭酸ガスを、コンパクトな設備により効率良
く、かつ容易に除去できる等顕著な効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の水蒸気および炭酸ガスの除去方法を
適用した天然ガスの精製工程の一例を示す説明図である
。 １１・・・天然ガス供給源、 １２・・・低温分離装置、 １３・・・熱交換器、１４・・−フィルタ分離装置、１
５・・・水蒸気分離装置、 １７・・・水蒸気分離膜、 １９・・・炭酸ガス分離装置、 ２１・・・炭酸ガス分離膜。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被処理ガスを水蒸気分離膜に供給して該被処理ガス中に
   存在する水蒸気の所定量を除去する工程と、該水蒸気が
   除去された前記被処理ガスを炭酸ガス分離膜に供給して
   前記被処理ガス中の所定量の炭酸ガスを除去する工程と
   、該炭酸ガス分離膜を透過した透過ガスの一部を前記水
   蒸気分離膜のガス透過側領域に供給して該ガス透過側領
   域内の前記水蒸気の分圧を前記水蒸気分離膜のガス供給
   側領域内の前記水蒸気の分圧よりも低く設定する工程と
   を具備することを特徴とする水蒸気及び炭酸ガスの除去
   方法。