JPH05346287A - メタン及び一酸化炭素の同時製造方法並びに装置 - Google Patents

メタン及び一酸化炭素の同時製造方法並びに装置

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 エネルギ支出の観点からより経済的な処理の
組み合わせにより、メタン、一酸化炭素及び水素から主
としてなる処理ガスから、メタン、一酸化炭素を同時に
製造する方法及び装置を提供。 【構成】 水素除去塔４の塔底液が、過冷却され、膨張
され、三つの流れに分割され、第１の流れは、沸点付近
の温度（Ｔｂ）で一酸化炭素／メタン分離塔５に直接送
られ、第２の流れは、気化され露点（Ｔｒ）まで加熱さ
れて、その温度で前記分離塔５に導入され、第３の流れ
は、気化され露点と沸点との間の中間温度（Ｔｉ）まで
加熱されて、その中間温度で前記分離塔５に導入され
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、メタン及び一酸化炭素
の製造に関する。この発明は、最初にこれら二つの成分
と水素とから主として構成された処理ガスのメタン、一
酸化炭素の同時製造方法に関し、その方法では、処理ガ
スはガス相と液相とを形成するように冷却され、部分的
に凝縮され、液相は膨張、気化、加熱されて水素除去塔
内に導入され、この塔の塔底液は過冷却、膨張され、複
数の流れに分割されて、これらの流れの一つは気化され
てその露点まで加熱され、一酸化炭素／メタン分離塔に
導入され、他の一つの流れは沸点付近の温度で同じ塔に
導入され、外部冷凍サイクルによつて補助寒冷を供給さ
れる種類のものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術においては、前記流れの数は
二つであり、したがつて一酸化炭素／メタン分離塔に二
つの点で供給される。いろいろな冷却、気化、加熱を行
うのに用いられる向流間接熱交換器の熱交換線図（縦軸
にエンタルピー、横軸に温度）は、温部では非常に開い
ており、温端部での温度差はほぼ１５℃である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これはこの方法の比較
的大きな非可逆性と対応し、本発明の方法は、エネルギ
支出の観点からより経済的な処理の組み合わせを得るた
めに、この非可逆性を低減することを目的としている。
本発明はまた、このような方法を用いる装置にも関す
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このために本発明の方法
は、前述したような方法において、前記の過冷却され膨
張された塔底液が三つの流れに分割され、第３の流れが
気化されて、前記露点と沸点との間の中間温度まで加熱
され、この中間温度で一酸化炭素／メタン分離塔に導入
されることを特徴としている。
【０００５】他の特徴によれば、 −前記ガス相は、主として水素からなる塔頂ガスと塔底
液とを製造するように第３の塔内で液体メタンによつて
洗浄され、塔底液はまた、膨張され、水素除去塔に導入
され、一酸化炭素／メタン分離塔の塔底に製出された液
体メタンの一部はメタン洗浄を行うのに使用される。 −冷凍サイクルは一酸化炭素によるサイクルであり、こ
のサイクルの運転に必要な一酸化炭素は、一酸化炭素／
メタン分離塔の塔頂製品から採取される。
【０００６】本発明の装置は、熱交換器、相分離器、水
素除去塔及び一酸化炭素／メタン分離塔を有し、処理ガ
スを冷却して部分的に凝縮し、ガス相と液相を形成する
ようにそれを相分離器に導入する手段、液相を膨張、気
化、加熱し、それを水素除去塔に導入する手段、水素除
去塔の塔底液を過冷却し、膨張して、複数の流れに分割
する手段、これらの流れの一つを露点まで加熱し、それ
を一酸化炭素／メタン分離塔に導入する手段、他の一つ
の流れを沸点付近の温度で同じ塔に導入する手段、及び
補助寒冷を供給する冷凍サイクルを備える種類の装置に
おいて、前記の過冷却され膨張された塔底液が三つの流
れに分割されること、第３の流れを気化し、前記露点と
沸点との間の中間温度まで加熱し、この中間温度で一酸
化炭素／メタン分離塔に導入する手段を備えていること
を特徴としている。
【０００７】本発明の一実施例を、一酸化炭素とメタン
を製造する本発明の装置を略図的に示している添付の図
面について説明しよう。
【０００８】
【実施例】図１に示された装置は、主として、熱交換関
係にある流体の向流式間接熱交換器１、相分離器２、メ
タン洗浄塔３、水素除去塔４及び一酸化炭素／メタン分
離塔５を有している。以下に示された圧力はほぼ絶対圧
力であり、示された温度のように、数値例として示され
たにすぎない。
【０００９】処理ガス（ＧＴ）は、主しとて水素、一酸
化炭素及びメタンからなるガス状混合物である。このガ
ス状混合物は例えば炭化水素の接触リフォーミングガス
を約ー１４０℃まで予冷したものから得られ、他の構成
成分は予冷中に凝縮によつて除去されている。
【００１０】処理ガスは、管路６を経て約２６バールで
装置に達し、温端から冷端まで熱交換器１を通過し、部
分的に凝縮され、相分離器２内で液相とガス相とに分け
られるように熱交換器１から−１８０℃で出てくる。
【００１１】ガス相は、管路７を経て洗浄塔３の塔底に
送られ、洗浄塔３は塔頂に液体メタンを供給され、適当
な高さに設けられたコンデンサ８，９によつて塔の高さ
全体にわたつてほとんど等温に保たれる。
【００１２】ガス状の水素の流れは一酸化炭素を分離
し、ほぼ１％のメタンを含んだ水素が、管路１０を経て
洗浄塔３の塔頂に製出され、主として一酸化炭素とメタ
ンからなり、わずかに溶解した水素を含む塔底液は膨張
弁１１で膨張され、約１０バールで作動する水素除去塔
４の頂部に導入される。
【００１３】相分離器２内で集められた液相は、膨張弁
１２で約１０バールに膨張され、熱交換器１の冷端から
温端までで気化され、加熱されて、水素除去塔４の中間
の高さに導入される。リボイラ１３によつて塔底を加熱
される水素除去塔４は、わずかの量の一酸化炭素とメタ
ンを含有する水素からなるガスを頂部に、水素を含まな
いこれら二成分の液体混合物を塔底に製出する。この液
体は、熱交換器１の温端から冷端までで過冷却され、膨
張弁１４で約２．６バールに膨張され、次の三つの流れ
に分割される。
【００１４】−管路１５によつて運ばれる第１の流れ
は、熱交換器１の冷端から温端までで、気化されてその
露点Ｔｒすなわち−１５４℃に加熱され、この温度で一
酸化炭素／メタン分離塔５の中間高さに導入され、 −管路１６によつて運ばれる第２の流れは、その沸点付
近の温度Ｔｂすなわち約−１８０℃で、したがつて第１
の流れより上部で直接一酸化炭素／メタン分離塔に導入
され、 −管路１７によつて運ばれる第３の流れは、熱交換器１
内で気化され、ＴｒとＴｂとの間に含まれる中間温度Ｔ
ｉまで加熱され、この温度Ｔｉで熱交換器１から取り出
され、前記Ｔｒ及びＴｂでの供給場所の間で一酸化炭素
／メタン分離塔に導入され、温度Ｔｉは特に温度Ｔｒと
Ｔｂの中間付近すなわちほぼ−１６５℃である。
【００１５】一酸化炭素／メタン分離塔５は、頂部コン
デンサ１８及び塔底リボイラ１９を有する。この分離塔
５は、管路２０を経てガス状一酸化炭素を頂部に、管路
２１を経て液体メタンを塔底に製出する。このメタンの
一部は管路２２を経て取り出され、ポンプ２３によつて
圧縮され、過冷却後（図示せず）メタン洗浄塔３の頂部
に送られ、管路２４を経て排出される残部は装置のメタ
ン製品を構成する。
【００１６】補助寒冷は、２８バールの高圧と２．６バ
ールの低圧との間で作動する一酸化炭素サイクルによつ
て装置に供給される。このサイクルのいくつかの要素、
すなわち水素除去塔４及び一酸化炭素／メタン分離塔５
の塔底リボイラとして用いられるコンデンサ１３及び１
９、メタン洗浄塔３のコンデンサとして用いられる蒸発
器８，９、一酸化炭素／メタン分離塔５の頂部コンデン
サとして用いられる蒸発器１８及び熱交換器１の寒冷部
に設けられた蒸発器２５が図１に示されているのみであ
る。このサイクルの良好な運転に必要な一酸化炭素は、
本装置の一酸化炭素製品から、すなわち管路２０から分
岐した管路２６によつて取り出される。
【００１７】管路１７のない同一の装置に比べて、サイ
クルの一酸化炭素圧縮エネルギの利得はほぼ８％であ
る。このことは特に熱交換器１の温部で明かに狭くなつ
ている熱交換線図によつて明示される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による一酸化炭素とメタンを製造する
装置の略図。
【符号の説明】
１ 熱交換器 ２ 相分離器 ３ メタン洗浄塔 ４ 水素除去塔 ５ 一酸化炭素／メタン分離塔 １１，１２，１４ 膨張弁 ２３ ポンプ ＧＴ 処理ガス

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 メタン、一酸化炭素及び水素から主とし
    てなる処理ガス（ＧＴ）がガス相と液相とを形成するよ
    うに冷却され、部分的に凝縮され、液相は膨張、気化、
    加熱されて水素除去塔（４）に導入され、該塔の塔底液
    は過冷却、膨張され、複数の流れに分割されて、これら
    の流れの一つは気化されてその露点（Ｔｒ）まで加熱さ
    れ、一酸化炭素／メタン分離塔（５）に導入され、他の
    一つの流れは沸点付近の温度（Ｔｂ）で同じ塔（５）に
    導入され、外部冷凍サイクルによつて補助寒冷を供給さ
    れる種類の前記処理ガス（ＧＴ）からメタン及び一酸化
    炭素を同時に製造する方法において、前記過冷却され膨
    張された塔底液が三つの流れに分割され、第３の流れが
    気化されて、前記露点と沸点との間の中間温度まで加熱
    され、該中間温度で一酸化炭素／メタン分離塔（５）に
    導入されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 前記ガス相が、主として水素からなる塔
    頂ガス及び塔底液を製造するように第３の塔（３）内で
    液体メタンによつて洗浄され、塔底液はまた、膨張さ
    れ、水素除去塔（４）に導入され、一酸化炭素／メタン
    分離塔（５）の塔底に製出された液体メタンの一部がメ
    タン洗浄を行うのに使用されることを特徴とする請求項
    １記載の方法。
  3. 【請求項３】 冷凍サイクルが一酸化炭素によるサイク
    ルであり、該サイクルの運転に必要な一酸化炭素が、一
    酸化炭素／メタン分離塔（５）の塔頂製品から採取され
    ることを特徴とする請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 熱交換器（１）、相分離器（２）、水素
    除去塔（４）及び一酸化炭素／メタン分離塔（５）を有
    し、処理ガス（ＧＴ）を冷却して部分的に凝縮し、ガス
    相と液相とを形成するように部分凝縮処理ガスを相分離
    器に導入する手段、液相を膨張、気化、加熱し、それを
    水素除去塔（４）に導入する手段、水素除去塔（４）の
    塔底液を過冷却し、膨張して複数の流れに分割する手
    段、これらの流れの一つを露点（Ｔｒ）まで加熱し、一
    酸化炭素／メタン分離塔（５）に導入する手段、他の一
    つの流れを沸点付近の温度（Ｔｂ）で同じ塔（５）に導
    入する手段、及び補助寒冷を供給する冷凍サイクルを備
    える種類の、メタン一酸化炭素及び水素から主としてな
    る処理ガス（ＧＴ）からメタン及び一酸化炭素を同時に
    製造する装置において、前記過冷却され膨張された塔底
    液が三つの流れに分割されること、第３の流れを気化
    し、前記露点と沸点との間の中間温度（Ｔｉ）まで加熱
    し、該中間温度で一酸化炭素／メタン分離塔（５）に導
    入する手段を備えていることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 前記ガス相のメタン洗浄塔（３）、該塔
    の塔底液を膨張する手段（１１）、膨張された該液を水
    素除去塔（４）に導入する手段、及び一酸化炭素／メタ
    ン分離塔（５）の塔底に製出された液体メタンの一部を
    圧縮し、メタン洗浄塔（３）の頂部に導入する手段を有
    することを特徴とする請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 冷凍サイクルが一酸化炭素によるサイク
    ルであり、該サイクルの運転に必要な一酸化炭素が、一
    酸化炭素／メタン分離塔（５）の塔頂製品から採取され
    ることを特徴とする請求項４又は５記載の装置。
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