JPH06248275A - 代替天然ガスの製造装置 - Google Patents

代替天然ガスの製造装置

Info

Publication number
JPH06248275A
JPH06248275A JP6139993A JP6139993A JPH06248275A JP H06248275 A JPH06248275 A JP H06248275A JP 6139993 A JP6139993 A JP 6139993A JP 6139993 A JP6139993 A JP 6139993A JP H06248275 A JPH06248275 A JP H06248275A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
carbon monoxide
hydrogen
natural gas
reforming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6139993A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiharu Hayashi
俊治 林
Hideaki Suzuki
秀明 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd filed Critical Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Priority to JP6139993A priority Critical patent/JPH06248275A/ja
Publication of JPH06248275A publication Critical patent/JPH06248275A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】都市ガスを天然ガスに転換するに際して、従来
は廃棄処分していたリーンガス製造装置を転用して改造
し、安い設備費で設置できる代替天然ガス(13Aガ
ス)の製造装置を提供する。 【構成】化石系炭化水素を原料にして水蒸気改質してメ
タンを主成分とする都市ガス用の代替天然ガスを製造す
る装置において、脱硫工程、低温改質工程、高温改質工
程及び一酸化炭素変成工程からなる都市ガス用リーンガ
ス製造装置を転用して代替天然ガスの製造装置に改造す
るに際して、前記一酸化炭素変成工程を出るガスを処理
して水素ガスを分離するPSA工程を新たに設け、前記
低温改質工程を出るガスを一部分流して得られるガスと
前記PSA工程から得られる水素との混合ガスを受け入
れて該ガス中の一酸化炭素及び炭酸ガスをメタン化する
メタネーション工程を新たに設けたことを特徴とする代
替天然ガスの製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、代替天然ガスの製造装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】液化天然ガスは安定した価格で長期間安
定して輸入でき、且つ発熱量が10,000Kcal/Nm3 前後
で、従来の都市ガスの2倍近くあり、供給導管が小径管
ですむ等の利点もあるため、都市ガス用の原料ガスとし
ても年々その普及率を高めており、大都市では既に大半
で液化天然ガスに転換している。しかしながら、地方の
中都市では、既存の発熱量が4,500 〜5,000 Kcal/Nm3
の低カロリーガスから天然ガスへの転換の途中であるの
が現状である。
【0003】上記の転換に際しては、液化天然ガスの受
入れ基地及び供給設備の建設が数年と長期間にわたるこ
と等のため、過渡的な供給設備として、あるいはピーク
ロード対策用の設備として代替天然ガス(以下、SNG
という)の製造装置が設置されることが多い。
【0004】ここで従来のSNG製造装置について概略
説明する。図3は、従来の代替天然ガスの製造装置の系
統図である。図において、原料のナフサ,ブタン等の化
石系炭化水素は、脱硫工程に入り水添脱硫用のリサイク
ルガスとともに好適な温度に予熱されて、水添触媒上で
硫黄化合物は硫化水素になり、後段にある酸化亜鉛触媒
により、吸着,除去される。このようにして脱硫された
原料炭化水素は、低温改質工程に入り、プロセススチー
ムとともに400℃前後に加熱されてニッケル触媒上で
水蒸気改質反応により、メタン,水素,炭酸ガス,一酸
化炭素などからなる混合ガス(以下、低温改質ガスとい
う)になる。
【0005】次に、低温改質ガスはガス中のメタン濃度
を高めるため、メタネーション工程に入り、ガス中の一
酸化炭素及び炭酸ガスは、触媒上で次のメタネーション
反応によりメタン化される。 CO+3H2 =CH4 +H2 O , CO2 +4H2
CH4 +2H2 O 以上のようにして、例えばメタン:80%,炭酸ガス:
19%,水素:1%,一酸化炭素:0.1 %以下のガスに
なるが、炭酸ガスは不燃ガスであり、これを除去してさ
らにメタン濃度を高めるため脱炭酸工程に導入され、周
知のベンフィールド法,アミン法等の溶剤吸収方式でガ
ス中の炭酸ガスは除去される。このようにしてガス組成
が、例えばメタン:97%,水素:2%,炭酸ガス:1
%,一酸化炭素:0.1 %のメタンリッチのSNGにな
る。このSNGは次いで図示はされない脱湿工程に入っ
て、水分が除かれた後に、増熱工程でブタンが混合され
て増熱され、発熱量11,000Kcal/Nm3 (13Aガスとい
われる)の製品ガスとして送出される。
【0006】以上の説明からも分るように、SNG製造
装置は、構成する工程も多く、また脱炭酸工程のように
設備構成が複雑で設備費の高い工程も含まれるため、地
方の中都市の都市ガス工場にとっては、SNG製造装置
の設置は経済的に大きい負担になる。
【0007】一方、地方の中都市の都市ガス工場には、
従来から設置されている発熱量が4,500 〜5,000 Kcal/N
m3 の低カロリーの都市ガス(以下、リーンガスとい
う)の製造装置が現存している。このリーンガス製造装
置について概略説明する。図4は、リーンガス製造装置
の系統図である。図において、脱硫工程と低温改質工程
は前記のSNG製造装置の場合と同じであり、低温改質
工程を出る低温改質ガスは二分流され、一部は過熱され
たスチームとともに高温改質工程に入る。高温改質工程
においては、改質炉のニッケル触媒を充填した多数の反
応管に前記ガスを通し、バーナで外熱して800℃前後
迄加熱して、メタン−スチーム反応;CH4+H2 O=
CO+3H2 により水素濃度の高いガスに改質する。高
温改質工程を出るガスは、廃熱ボイラーで熱回収した後
に一酸化炭素を減らして水素に変成するため、CO変成
工程に通し酸化鉄触媒の存在下でCO変成反応;CO+
2 O=H2 +CO2 により、さらに水素濃度の高いガ
スに変成する。このようにして得られたガスは、水素は
70%近く、メタンは10%以下であるため、発熱量も
3,000 Kcal/Nm3 以下と低いガスになる。
【0008】一方、前記の低温改質ガスは、メタン濃度
が60%以上あるため、発熱量も6,000 Kcal/Nm3 前後
と高いガスである。従って、この二種類のガスの混合割
合を調節することにより、任意の発熱量の都市ガスを送
出することができ、実際には4,500 〜5,000 Kcal/Nm3
の範囲で一定の発熱量の都市ガスを送出している。また
都市ガス工場によっては、以上のリーンガス製造装置の
ほかに、脱硫工程、高温改質工程およびCO変成工程か
らなる装置も多く設置されている。この場合は、低温改
質工程がないため製造されるガスのメタン濃度は低く、
水素が高いため、発熱量は3000Kcal/Nm3 前後なのでL
PGで4,500 〜5,000 Kcal/Nm3 に増熱して、送出して
いる。以上説明したリーンガス製造装置も高温高圧の設
備であるため、設備費は高く、天然ガスに転換後に廃棄
処分にすることは非常に経済的損失になる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の従来
技術の問題点を背景にしてなされたものであって、都市
ガスを天然ガスに転換するに際して、従来は廃棄処分し
ていたリーンガス製造装置を流用して改造し、安い設備
費で設置できる代替天然ガス(13Aガス)の製造装置
を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の請求項1の発明の要旨とするところは、化石系炭化水
素を原料にして水蒸気改質してメタンを主成分とする都
市ガス用の代替天然ガスを製造する装置において、脱硫
工程、低温改質工程、高温改質工程及び一酸化炭素変成
工程からなる都市ガス用リーンガス製造装置を流用して
代替天然ガスの製造装置に改造するに際して、前記一酸
化炭素変成工程を出るガスを処理して水素ガスを分離す
るPSA工程を新たに設け、前記低温改質工程を出るガ
スを一部分流して得られるガスと前記PSA工程から得
られる水素との混合ガスを受け入れて該ガス中の一酸化
炭素及び炭酸ガスをメタン化するメタネーション工程を
新たに設けたことを特徴とする代替天然ガスの製造装置
にある。
【0011】そして請求項2の発明の要旨は、化石系炭
化水素を原料にして水蒸気改質してメタンを主成分とす
る都市ガス用の代替天然ガスを製造する装置において、
脱硫工程、高温改質工程及び一酸化炭素変成工程からな
る都市ガス用リーンガス製造装置を流用して代替天然ガ
スの製造装置に改造するに際して、前記一酸化炭素変成
工程を出るガスを処理して水素ガスを分離するPSA工
程を新たに設け、前記脱硫工程を出るガスを一部分流し
て得られるガスを処理する低温改質工程を新たに設け、
低温改質工程を出るガスと前記PSA工程から得られる
水素との混合ガスを受け入れて当該ガス中の一酸化炭素
及び炭酸ガスをメタン化するメタネーション工程を新た
に設けたことを特徴とする代替天然ガスの製造装置にあ
る。
【0012】
【作用】本発明の代替天然ガスの製造装置の構成を示す
図1の系統図に従って、本装置の作用を説明する。図に
おいて細線で示される工程は、既存のリーンガス製造装
置の構成(図4)と同じである。原料の炭化水素は、前
記のリーンガス製造装置と同様に、脱硫工程で水素化脱
硫され、次いで低温改質工程でプロセススチームととも
に約400℃に過熱されてニッケル触媒上で低温水蒸気
改質反応を行い、メタン,水素,炭酸ガス,一酸化炭素
からなる低温改質ガスになる。低温改質工程を出るメタ
ン分を70%近く含む低温改質ガスは、例えば約2:1
に二分流される。
【0013】後者の少ない方のガス流は、従来のリーン
ガス装置と同様にプロセススチームが混合されて、高温
改質工程の改質炉の反応管に導入され、バーナで外熱さ
れてニッケル触媒上で高温水蒸気改質反応を行い、温度
が約800℃の水素濃度の高いガスに改質される。この
高温改質ガスは、廃熱ボイラで熱回収された後に、さら
に水素濃度を高くするためCO変成工程に入り、CO変
成反応により一酸化炭素は水素に変成される。このよう
にしてCO変成ガスは、水素が70%近くと高く、メタ
ンは10%以下と少なく、一酸化炭素は5%前後の組成
のガスになる。
【0014】この水素濃度の高いガスから、後記するメ
タネーション反応用の水素を確保するためPSA工程を
新設する。PSA(Pressure Swing Adsorption)法と
は、周知のように水素以外の成分を加圧下で吸着する吸
着剤を充填した吸着塔を複数個並設して、1つの吸着塔
に水素含有の原料ガスを通し、高純度の水素ガスを得る
とともに、他の吸着に使用済の塔は減圧して再生する吸
着法であり、これらの吸着−脱着−洗滌−加圧等の一連
の操作は多数の切り替弁を用いて自動的に行われる。C
O変成ガスをこのPSA工程に通すことより、高純度の
水素ガスが回収率70%以上で、且つ圧力も低下するこ
となく得られる。そして同時に得られる、炭酸ガス,メ
タン等を主とするパージガスは装置内の燃料ガスとして
有効に利用される。
【0015】一方、低温改質工程を出る残りの流量の多
い方のガス流は、前記のPSA工程で回収された高純度
の水素と合流され、新設のメタネーション工程に導入さ
れる。メタネーション反応は、前記のSNG装置で説明
したように、一酸化炭素及び炭酸ガスを水素とニッケル
触媒上で反応せしめてメタン化するものであり、反応温
度は350〜500℃の範囲で行われる。メタネーショ
ン反応は、強い発熱反応であるため、入口ガス中の一酸
化炭素と炭酸ガスの濃度が高い場合には、反応器を2〜
3段の多段として、中間に冷却器を設けて、反応温度を
制御する必要がある。
【0016】以上のメタネーション工程により、低温改
質ガス中の一酸化炭素と炭酸ガスは、ほとんどメタンに
変成され、メタネーション工程を出るガスはメタン濃度
が95%以上のガスになる。低温改質ガスを二分流に分
割する割合は、メタネーション工程に入る一酸化炭素及
び炭酸ガスと水素の比率が、メタネーション反応の当量
になるよう考慮して決定する。
【0017】メタネーション工程を出るガスは、冷却さ
れて水分が除去された後に、LPGを注入して発熱量を
11,000Kcal/Nm3 に調節して代替天然ガス(13Aガ
ス)として送出される。
【0018】以上は、図4に示されるリーンガス製造装
置の改造について説明したが、都市ガス会社によって
は、前述のように図2に示されるようなリーンガス製造
装置が設置されてる場合もあり、この場合は図示のよう
に低温改質工程を新設すれば、図1と同じ代替天然ガス
装置を設置することができる。また本発明においては、
CO変成ガスからメタネーション反応用の水素を分離す
る手段としてPSA法を説明したが、高分子膜からなる
膜分離装置を用いることも可能である。
【0019】
【実施例】LPG(C4)を原料にして、本発明の装置
で代替天然ガス(13Aガス)を製造した例について、
ガス組成などの諸元を示す。 メタン 水素 炭酸ガス 一炭化炭素 ブタン 低温改質ガス 66.0 14.6 18.9 0.5 − 高温改質ガス 8.9 64.4 10.2 16.5 − CO変成ガス 8.1 67.6 18.3 6.0 − 製品SNG 86.5 3.3 1.9 0.0 8.3 注1)上記数値は容積パーセントを示す。 2)製品SNGの燃焼特性は次の通りである。 総発熱量: 11,000 Kcal/Nm3 Wobbe Index : 13,300 * Combustion Potential:41.0* * 日本瓦斯協会発行「都市ガス工業」(器具編)P4
3〜48記載の方法による。ガス事業法の13Aガスで
はW・Iは12,600〜13,800であり、CPは39.2以上であ
る。
【0020】
【発明の効果】以上説明した代替天然ガスの製造装置に
よれば、次のような効果が得られるので、本発明は産業
上極めて有益である。 (1) 新しく設置する設備は少ないので、少ない設備費で
代替天然ガス製造装置を設置することができる。 (2) 運転維持管理に問題の多い脱炭酸工程が無いので、
装置全体の維持管理が容易である。 (3) 従来のリーンガス装置としても運転できるので送出
できる都市ガスの性状の範囲が広い。 (4) 低温改質ガスを全量,高温改質工程を介してPSA
工程に供給することにより、水素製造装置としても運転
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の代替天然ガスの製造装置の系統図
【図2】本発明の他の実施例の系統図
【図3】従来の代替天然ガス製造装置の系統図
【図4】リーンガス製造装置の系統図。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】化石系炭化水素を原料にして水蒸気改質し
    てメタンを主成分とする都市ガス用の代替天然ガスを製
    造する装置において、脱硫工程、低温改質工程、高温改
    質工程及び一酸化炭素変成工程からなる都市ガス用リー
    ンガス製造装置を転用して代替天然ガスの製造装置に改
    造するに際して、前記一酸化炭素変成工程を出るガスを
    処理して水素ガスを分離するPSA工程を新たに設け、
    前記低温改質工程を出るガスを一部分流して得られるガ
    スと前記PSA工程から得られる水素との混合ガスを受
    け入れて当該ガス中の一酸化炭素及び炭酸ガスをメタン
    化するメタネーション工程を新たに設けたことを特徴と
    する代替天然ガスの製造装置。
  2. 【請求項2】化石系炭化水素を原料にして水蒸気改質し
    てメタンを主成分とする都市ガス用の代替天然ガスを製
    造する装置において、脱硫工程、高温改質工程及び一酸
    化炭素変成工程からなる都市ガス用リーンガス製造装置
    を転用して代替天然ガスの製造装置に改造するに際し
    て、前記一酸化炭素変成工程を出るガスを処理して水素
    ガスを分離するPSA工程を新たに設け、前記脱硫工程
    を出るガスを一部分流して得られるガスを処理する低温
    改質工程を新たに設け、低温改質工程を出るガスと前記
    PSA工程から得られる水素との混合ガスを受け入れて
    当該ガス中の一酸化炭素及び炭酸ガスをメタン化するメ
    タネーション工程を新たに設けたことを特徴とする代替
    天然ガスの製造装置。
JP6139993A 1993-02-26 1993-02-26 代替天然ガスの製造装置 Pending JPH06248275A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6139993A JPH06248275A (ja) 1993-02-26 1993-02-26 代替天然ガスの製造装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6139993A JPH06248275A (ja) 1993-02-26 1993-02-26 代替天然ガスの製造装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06248275A true JPH06248275A (ja) 1994-09-06

Family

ID=13170037

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6139993A Pending JPH06248275A (ja) 1993-02-26 1993-02-26 代替天然ガスの製造装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06248275A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034031A (en) * 1995-09-18 2000-03-07 Nec Corporation Catalyst material for use in producing substitute natural gas and method for producing substitute natural gas
WO2015033583A1 (ja) * 2013-09-09 2015-03-12 千代田化工建設株式会社 水素及び合成天然ガスの製造装置及び製造方法
JP2015051954A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 千代田化工建設株式会社 水素及び合成天然ガスの製造装置及び製造方法
JP2015051901A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 千代田化工建設株式会社 エネルギー供給システム及びエネルギー供給方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6034031A (en) * 1995-09-18 2000-03-07 Nec Corporation Catalyst material for use in producing substitute natural gas and method for producing substitute natural gas
WO2015033583A1 (ja) * 2013-09-09 2015-03-12 千代田化工建設株式会社 水素及び合成天然ガスの製造装置及び製造方法
JP2015051954A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 千代田化工建設株式会社 水素及び合成天然ガスの製造装置及び製造方法
JP2015051901A (ja) * 2013-09-09 2015-03-19 千代田化工建設株式会社 エネルギー供給システム及びエネルギー供給方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102323734B1 (ko) 블루수소 생산공정 및 시스템
CN102482079B (zh) 制备稀释氢气体混合物的方法
ES2373987T3 (es) Separación de oxígeno.
MXPA06013098A (es) Proceso de generacion de hidrogeno usando oxidacion parcial/reforma de vapor.
EP1180544A2 (en) Method of manufacturing synthesis gas
RU2015152848A (ru) Способ получения синтез-газа для производства аммиака с использованием высокотемпературной конверсии и низкой величины отношения количества водяного пара к количеству углерода
JP5107234B2 (ja) 液体燃料合成システム
JPWO2007119587A1 (ja) 液体燃料合成システム
JPH06248275A (ja) 代替天然ガスの製造装置
US20220204879A1 (en) Reducing carbon emissions associated with waste gas
WO2007114276A1 (ja) 液体燃料合成システムの起動方法、及び液体燃料合成システム
JPS6090801A (ja) アンモニア合成ガスの製造方法
JPH09202889A (ja) 都市ガスの製造方法及び装置
JPH07115845B2 (ja) 水素および一酸化炭素の製造方法
JPS62153102A (ja) コ−クス炉ガスを原料とする水素ガスの製造方法
KR20210075093A (ko) 스팀 개질 과정에서 탄소 재순환
JPH0517163B2 (ja)
JPH0525482A (ja) 代替天然ガスの製造方法
JPH06184570A (ja) 都市ガスの製造方法
JPS5811591A (ja) 石炭ガスを原料とする高発熱量ガスの製造方法
JPH07197053A (ja) 都市ガスの製造方法
JP2000160174A (ja) 高熱量ガスの製造方法
JPH0726271A (ja) Sngの製造法
EA046288B1 (ru) Низкоуглеродное водородное топливо
JPH08225302A (ja) 水素の製造方法