JPH06279775A - 都市ガスの製造方法 - Google Patents
都市ガスの製造方法Info
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- JPH06279775A JPH06279775A JP9051993A JP9051993A JPH06279775A JP H06279775 A JPH06279775 A JP H06279775A JP 9051993 A JP9051993 A JP 9051993A JP 9051993 A JP9051993 A JP 9051993A JP H06279775 A JPH06279775 A JP H06279775A
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- Japan
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- gas
- hydrogen
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- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】中小都市用として好適な設備費が安価で、維持
管理の容易な、発熱量が11,000Kcal/Nm3の代替天然ガス
の製造方法を提供する。 【構成】水添脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改質
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
製造する方法において、低温水蒸気改質して得られるメ
タン, 炭酸ガス，水素等からなる低温改質ガスを膜分離
装置で処理して、非透過側にメタンを主成分とするガス
を得て、一方透過側に得られる炭酸ガス及び水素を主成
分とするガスを水素ＰＳＡ装置で処理して水素ガスを得
て、当該水素ガスを前記のメタンを主成分とするガスに
混合して都市ガス用代替天然ガスの原料ガスにすること
を特徴とする都市ガスの製造方法。
管理の容易な、発熱量が11,000Kcal/Nm3の代替天然ガス
の製造方法を提供する。 【構成】水添脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改質
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
製造する方法において、低温水蒸気改質して得られるメ
タン, 炭酸ガス，水素等からなる低温改質ガスを膜分離
装置で処理して、非透過側にメタンを主成分とするガス
を得て、一方透過側に得られる炭酸ガス及び水素を主成
分とするガスを水素ＰＳＡ装置で処理して水素ガスを得
て、当該水素ガスを前記のメタンを主成分とするガスに
混合して都市ガス用代替天然ガスの原料ガスにすること
を特徴とする都市ガスの製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、都市ガスの製造方法に
関し、さらに詳しくは都市ガス用の中小容量の代替天然
ガスの製造方法に関する。
関し、さらに詳しくは都市ガス用の中小容量の代替天然
ガスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】都市ガスは、その原料を従来の石油系よ
り液化天然ガスに転換しつつある。大都市ではすでに大
半で液化天然ガスに転換を終えており、現在は地方の中
都市で転換中である。液化天然ガスへの転換は、受入れ
基地の建設及び配給設備の取り換え等がいずれも長期間
にわたること等のため数年を要し、この間の過渡的な設
備として、あるいはピークロード対策用として、代替天
然ガスの製造設備が設置されている。
り液化天然ガスに転換しつつある。大都市ではすでに大
半で液化天然ガスに転換を終えており、現在は地方の中
都市で転換中である。液化天然ガスへの転換は、受入れ
基地の建設及び配給設備の取り換え等がいずれも長期間
にわたること等のため数年を要し、この間の過渡的な設
備として、あるいはピークロード対策用として、代替天
然ガスの製造設備が設置されている。
【０００３】本出願人は、この代替天然ガスの製造に関
して、先に特願平３−２０４０１４号を提案した。この
提案の特徴は次の通りである。すなわち、従来の大都市
向けの大容量の代替天然ガスの製造装置にあっては、石
油系炭化水素を原料にして低温水蒸気改質して得られる
メタン，水素，炭酸ガス，一酸化炭素からなる低温改質
ガス中の炭酸ガスを除去するのに、ベンフィールド法の
ような炭酸カリ等の水溶液を吸収液として用いる溶液循
環法を採用しており、このため設備構成が複雑であり、
設備費が高く、維持管理が容易でなく、地方の中小都市
の都市ガス工場用としては適していないという問題があ
った。そこで特願平３−２０４０１４号で提案した方法
では、低温改質ガスより炭酸ガスを除去するのに、設備
構成が簡単で維持管理の容易な高分子系中空糸膜よりな
る膜分離装置を採用した。
して、先に特願平３−２０４０１４号を提案した。この
提案の特徴は次の通りである。すなわち、従来の大都市
向けの大容量の代替天然ガスの製造装置にあっては、石
油系炭化水素を原料にして低温水蒸気改質して得られる
メタン，水素，炭酸ガス，一酸化炭素からなる低温改質
ガス中の炭酸ガスを除去するのに、ベンフィールド法の
ような炭酸カリ等の水溶液を吸収液として用いる溶液循
環法を採用しており、このため設備構成が複雑であり、
設備費が高く、維持管理が容易でなく、地方の中小都市
の都市ガス工場用としては適していないという問題があ
った。そこで特願平３−２０４０１４号で提案した方法
では、低温改質ガスより炭酸ガスを除去するのに、設備
構成が簡単で維持管理の容易な高分子系中空糸膜よりな
る膜分離装置を採用した。
【０００４】ところがその後、この方法を検討した結
果、次の事実があることが分かった。すなわち、現在の
高分子系中空糸膜では、炭酸ガスを最も選択的に透過す
る膜を用いても、非透過ガス（製品都市ガス）側に相当
程度の炭酸ガス（８％前後）が残存しており、同時に透
過ガス側へのメタン成分のある程度の透過も回避できな
いことから、非透過ガス側のメタン成分の濃縮には限度
（９０％以下）があることが分かった。このためガスの
比重が重くなり、燃焼能も低下することから、ガス事業
法で定められている代替天然ガス（１３Ａガスと呼ばれ
る）の性状規格である後記するWobbe 指数や燃焼能に合
致させるには、製品都市ガスの発熱量をＬＰＧによる熱
量調整後で少なくとも12,000Kcal/Nm3 （高位発熱量、
以下同じ）以上にする必要があった。
果、次の事実があることが分かった。すなわち、現在の
高分子系中空糸膜では、炭酸ガスを最も選択的に透過す
る膜を用いても、非透過ガス（製品都市ガス）側に相当
程度の炭酸ガス（８％前後）が残存しており、同時に透
過ガス側へのメタン成分のある程度の透過も回避できな
いことから、非透過ガス側のメタン成分の濃縮には限度
（９０％以下）があることが分かった。このためガスの
比重が重くなり、燃焼能も低下することから、ガス事業
法で定められている代替天然ガス（１３Ａガスと呼ばれ
る）の性状規格である後記するWobbe 指数や燃焼能に合
致させるには、製品都市ガスの発熱量をＬＰＧによる熱
量調整後で少なくとも12,000Kcal/Nm3 （高位発熱量、
以下同じ）以上にする必要があった。
【０００５】しかるに、すでに天然ガスへの転換が終了
している大都市では、気化した天然ガスをＬＰＧで熱量
調整して、発熱量11,000Kcal/Nm3 の製品都市ガスを供
給しているのが実状である。今後、地方の中小都市にお
いても、天然ガスへの転換が一層進むと予想されるが、
大都市と中小都市間のガス供給等の互換性を考慮した場
合、中小都市における１３Ａガスの発熱量としても11,0
00Kcal/Nm3 が望ましいと考えられる。
している大都市では、気化した天然ガスをＬＰＧで熱量
調整して、発熱量11,000Kcal/Nm3 の製品都市ガスを供
給しているのが実状である。今後、地方の中小都市にお
いても、天然ガスへの転換が一層進むと予想されるが、
大都市と中小都市間のガス供給等の互換性を考慮した場
合、中小都市における１３Ａガスの発熱量としても11,0
00Kcal/Nm3 が望ましいと考えられる。
【０００６】
【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、本出
願人が先に特願平３−２０４０１４号で提案した方法を
さらに検討して、中小都市用として好適な発熱量11,000
Kcal/Nm3 の代替天然ガスの製造方法を提供することを
課題とする。
技術の問題点を背景にしてなされたものであって、本出
願人が先に特願平３−２０４０１４号で提案した方法を
さらに検討して、中小都市用として好適な発熱量11,000
Kcal/Nm3 の代替天然ガスの製造方法を提供することを
課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の、本発明の要旨は、水添脱硫した石油系炭化水素を低
温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方法において、低温水蒸気改質し
て得られるメタン，炭酸ガス，水素等からなる低温改質
ガスを膜分離装置で処理して、非透過側にメタンを主成
分とするガスを得て、一方透過側に得られる炭酸ガス及
び水素を主成分とするガスを水素ＰＳＡ装置で処理して
水素ガスを得て、当該水素ガスを前記のメタンを主成分
とするガスに混合して都市ガス用代替天然ガスの原料ガ
スにすることを特徴とする都市ガスの製造方法である。
の、本発明の要旨は、水添脱硫した石油系炭化水素を低
温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方法において、低温水蒸気改質し
て得られるメタン，炭酸ガス，水素等からなる低温改質
ガスを膜分離装置で処理して、非透過側にメタンを主成
分とするガスを得て、一方透過側に得られる炭酸ガス及
び水素を主成分とするガスを水素ＰＳＡ装置で処理して
水素ガスを得て、当該水素ガスを前記のメタンを主成分
とするガスに混合して都市ガス用代替天然ガスの原料ガ
スにすることを特徴とする都市ガスの製造方法である。
【０００８】
【作用】本発明では、低温改質ガスを膜分離装置で処理
して、非透過側に、例えばメタン：８８％，炭酸ガス：
８％，水素：３％前後の都市ガス用原料ガスを得るが、
このまゝではメタン濃度が低く、炭酸ガスの濃度も相当
あるため、プロパンを添加して発熱量を11,000Kcal/Nm
3 にしても、１３Ａガスとして必要な性状規格であるWo
bbe 指数，燃焼能を充足できない。
して、非透過側に、例えばメタン：８８％，炭酸ガス：
８％，水素：３％前後の都市ガス用原料ガスを得るが、
このまゝではメタン濃度が低く、炭酸ガスの濃度も相当
あるため、プロパンを添加して発熱量を11,000Kcal/Nm
3 にしても、１３Ａガスとして必要な性状規格であるWo
bbe 指数，燃焼能を充足できない。
【０００９】一方透過側のガスは、水素を約４０％以上
含むため、このガスを水素ＰＳＡ装置で処理することに
より純水素を得て、この純水素の所定量を前記の非透過
側の原料ガスに混合することにより、ガスの比重を下
げ、燃焼性を改良してWobbe 指数，燃焼能の両規格値を
充足できる発熱量11,000Kcal/Nm3 の１３Ａガスを得る
ことができる。
含むため、このガスを水素ＰＳＡ装置で処理することに
より純水素を得て、この純水素の所定量を前記の非透過
側の原料ガスに混合することにより、ガスの比重を下
げ、燃焼性を改良してWobbe 指数，燃焼能の両規格値を
充足できる発熱量11,000Kcal/Nm3 の１３Ａガスを得る
ことができる。
【００１０】水素ＰＳＡ（Pressure Swing Adsorption)
装置は、加圧下で水素以外の成分を吸着し、減圧下で吸
着した成分を脱着する特性を有する吸着剤を充填した吸
着塔を複数塔用いて、自動制御により各塔を吸着−減圧
−脱着−加圧のサイクル運転を行わせることにより、効
率よく高純度の水素を分離回収する装置である。水素Ｐ
ＳＡ装置は、設備費もそれ程高くなく、運転も完全自動
化されているため、運転管理も容易な装置であり、この
装置を組み入れても装置全体としての設備費，維持管理
の面で負担増加は少ない。本発明は、以上の説明からも
分かる通り、膜分離装置と水素ＰＳＡ装置の両方の利点
を巧みに組み合わせた点に最大の特徴がある。
装置は、加圧下で水素以外の成分を吸着し、減圧下で吸
着した成分を脱着する特性を有する吸着剤を充填した吸
着塔を複数塔用いて、自動制御により各塔を吸着−減圧
−脱着−加圧のサイクル運転を行わせることにより、効
率よく高純度の水素を分離回収する装置である。水素Ｐ
ＳＡ装置は、設備費もそれ程高くなく、運転も完全自動
化されているため、運転管理も容易な装置であり、この
装置を組み入れても装置全体としての設備費，維持管理
の面で負担増加は少ない。本発明は、以上の説明からも
分かる通り、膜分離装置と水素ＰＳＡ装置の両方の利点
を巧みに組み合わせた点に最大の特徴がある。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面に基づ
いて説明する。図１は、本発明の一実施例の構成を示す
工程図である。図において原料のＬＰＧは、後記する水
素ＰＳＡ装置から得られる水素ガスからなるリサイクル
ガスとともに水添脱硫に好適な温度３５０〜４００℃に
予熱されて脱硫塔に供給され、原料中の有機硫黄化合物
は、水添脱硫触媒上でリサイクルガスの水素ガスと反応
して硫化水素になり、後続する酸化亜鉛触媒により、吸
着，除去される。次いで脱硫された原料炭化水素は、低
温水蒸気改質反応に好適な温度３５０〜４５０℃前後に
加熱されてプロセススチームとともにニッケル触媒充填
のリアクターに入り、ここで低温水蒸気改質反応によ
り、例えばメタン：６８％，水素：１５％、炭酸ガス：
１７％，一酸化炭素：１％以下の低温改質ガスになる。
リアクターの方式は、構造を簡単にするため一段方式と
する。これによりプロセススチームの流量が若干増加す
る等の影響を受けるが、構造が簡単になり、設備費が安
くなる利点の方が大きい。しかしスチームコストが高い
工場のような場合は、リアクターを従来と同じように二
段方式とし、プロセススチームの量を少なくすることも
可能である。
いて説明する。図１は、本発明の一実施例の構成を示す
工程図である。図において原料のＬＰＧは、後記する水
素ＰＳＡ装置から得られる水素ガスからなるリサイクル
ガスとともに水添脱硫に好適な温度３５０〜４００℃に
予熱されて脱硫塔に供給され、原料中の有機硫黄化合物
は、水添脱硫触媒上でリサイクルガスの水素ガスと反応
して硫化水素になり、後続する酸化亜鉛触媒により、吸
着，除去される。次いで脱硫された原料炭化水素は、低
温水蒸気改質反応に好適な温度３５０〜４５０℃前後に
加熱されてプロセススチームとともにニッケル触媒充填
のリアクターに入り、ここで低温水蒸気改質反応によ
り、例えばメタン：６８％，水素：１５％、炭酸ガス：
１７％，一酸化炭素：１％以下の低温改質ガスになる。
リアクターの方式は、構造を簡単にするため一段方式と
する。これによりプロセススチームの流量が若干増加す
る等の影響を受けるが、構造が簡単になり、設備費が安
くなる利点の方が大きい。しかしスチームコストが高い
工場のような場合は、リアクターを従来と同じように二
段方式とし、プロセススチームの量を少なくすることも
可能である。
【００１２】リアクターを出る改質ガスは、熱回収装置
などを通って冷却され、ほぼ常温近くの温度になって膜
分離装置に導入される。ここで水素，炭酸ガス等の透過
速度の速い成分は、高分子の中空糸の膜を透過して透過
ガス側に流れ、例えば水素：４２％，炭酸ガス：４０
％，メタン：１８％からなる透過ガスが得られる。この
透過ガスは、圧力が低下しているため圧縮機で昇圧して
ＰＳＡ装置に供給する。ＰＳＡ装置においては、透過ガ
スを複数の吸着塔に順次サイクリックに通し、水素以外
の成分を吸着除去し、純水素ガスを得る。
などを通って冷却され、ほぼ常温近くの温度になって膜
分離装置に導入される。ここで水素，炭酸ガス等の透過
速度の速い成分は、高分子の中空糸の膜を透過して透過
ガス側に流れ、例えば水素：４２％，炭酸ガス：４０
％，メタン：１８％からなる透過ガスが得られる。この
透過ガスは、圧力が低下しているため圧縮機で昇圧して
ＰＳＡ装置に供給する。ＰＳＡ装置においては、透過ガ
スを複数の吸着塔に順次サイクリックに通し、水素以外
の成分を吸着除去し、純水素ガスを得る。
【００１３】上記のようにして得られた純水素ガスは、
所定量が分流されて、膜分離装置を出る非透過側のメタ
ンが濃縮された、例えばメタン：８８％，炭酸ガス：８
％，水素：３％の非透過ガスと混合されて、１３Ａガス
の原料ガスになる。残りの純水素ガスは、圧縮機で昇圧
して原料プロパンの脱硫用のリサイクルガスとして脱硫
工程に供給される。前記の水素ガスが混合された原料ガ
スは、最後に熱量調整のため、通常のガス／ガス熱調ま
たは液／ガス熱調方式でＬＰＧが混合され、１３Ａガス
の規格に合致した代替天然ガスになり需要家に供給され
る。
所定量が分流されて、膜分離装置を出る非透過側のメタ
ンが濃縮された、例えばメタン：８８％，炭酸ガス：８
％，水素：３％の非透過ガスと混合されて、１３Ａガス
の原料ガスになる。残りの純水素ガスは、圧縮機で昇圧
して原料プロパンの脱硫用のリサイクルガスとして脱硫
工程に供給される。前記の水素ガスが混合された原料ガ
スは、最後に熱量調整のため、通常のガス／ガス熱調ま
たは液／ガス熱調方式でＬＰＧが混合され、１３Ａガス
の規格に合致した代替天然ガスになり需要家に供給され
る。
【００１４】以上説明した実施例においては、膜分離装
置を出る非透過側ガスに水素ガスを混合して製品ガスと
しているが、この水素ガス混合後のガスをメタネーショ
ン装置を設けて処理し、ガス中の炭酸ガスをメタン化し
て、製品ガス中のメタン濃度を高めることによっても発
熱量11,000Kcal/Nm3 の１３Ａガスの製造が可能であ
る。
置を出る非透過側ガスに水素ガスを混合して製品ガスと
しているが、この水素ガス混合後のガスをメタネーショ
ン装置を設けて処理し、ガス中の炭酸ガスをメタン化し
て、製品ガス中のメタン濃度を高めることによっても発
熱量11,000Kcal/Nm3 の１３Ａガスの製造が可能であ
る。
【００１５】実施例；ＬＰＧ（プロパン）を原料にし
て、本発明の方法により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 プロパン 改質ガス ； 68.0 14.5 17.2 0.4 − 膜非透過ガス； 88.4 3.2 7.8 0.6 − 膜透過ガス ； 18.7 41.6 39.7 − − 水素混合ガス； 79.9 12.6 7.0 0.5 − 製品ガス ； 65.2 10.3 5.7 0.4 18.4 注１）上記数値は容積パーセントを示す。 注２）製品ガスの燃焼性状は次の通りである。 高位発熱量； 11,000 Kcal/Nm3 Wobbe 指数； 12,700 ＊ 燃焼能(Cp)； 47.2 ＊ ＊ 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。 Wobbe 指数＝Ho／√d Cp＝[H2 ＋0.7CO ＋0.3CH4 ] ／√d ここで、Ho＝ガスの高位発熱量（Kcal/Nm3 ） d ＝ガスの比重（空気＝１） H2 , CO , CH4 ＝各成分の含有量（％） ガス事業法の１３Ａガスの規格では、Wobbe 指数は12,6
00〜13,800であり、ＣＰは39.2以上である。
て、本発明の方法により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 プロパン 改質ガス ； 68.0 14.5 17.2 0.4 − 膜非透過ガス； 88.4 3.2 7.8 0.6 − 膜透過ガス ； 18.7 41.6 39.7 − − 水素混合ガス； 79.9 12.6 7.0 0.5 − 製品ガス ； 65.2 10.3 5.7 0.4 18.4 注１）上記数値は容積パーセントを示す。 注２）製品ガスの燃焼性状は次の通りである。 高位発熱量； 11,000 Kcal/Nm3 Wobbe 指数； 12,700 ＊ 燃焼能(Cp)； 47.2 ＊ ＊ 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。 Wobbe 指数＝Ho／√d Cp＝[H2 ＋0.7CO ＋0.3CH4 ] ／√d ここで、Ho＝ガスの高位発熱量（Kcal/Nm3 ） d ＝ガスの比重（空気＝１） H2 , CO , CH4 ＝各成分の含有量（％） ガス事業法の１３Ａガスの規格では、Wobbe 指数は12,6
00〜13,800であり、ＣＰは39.2以上である。
【００１６】
【発明の効果】以上説明した代替天然ガスの製造方法に
よれば、設備構成が比較的簡単で、且つ地方の中小都市
ガス工場でも運転維持管理が容易な設備で高位発熱量1
1,000Kcal/Nm3 の１３Ａガスを製造することができるの
で、本発明は産業上極めて有益である。
よれば、設備構成が比較的簡単で、且つ地方の中小都市
ガス工場でも運転維持管理が容易な設備で高位発熱量1
1,000Kcal/Nm3 の１３Ａガスを製造することができるの
で、本発明は産業上極めて有益である。
【図１】本発明の実施例の構成を示す系統図。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月９日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】実施例；ＬＰＧ（プロパン）を原料にし
て、本発明の方法により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。
て、本発明の方法により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。
Claims (1)
- 【請求項１】水添脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気
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
スを製造する方法において、低温水蒸気改質して得られ
るメタン，炭酸ガス，水素等からなる低温改質ガスを膜
分離装置で処理して、非透過側にメタンを主成分とする
ガスを得て、一方透過側に得られる炭酸ガス及び水素を
主成分とするガスを水素ＰＳＡ装置で処理して水素ガス
を得て、当該水素ガスを前記のメタンを主成分とするガ
スに混合して都市ガス用代替天然ガスの原料ガスにする
ことを特徴とする都市ガスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9051993A JPH06279775A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 都市ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9051993A JPH06279775A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 都市ガスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06279775A true JPH06279775A (ja) | 1994-10-04 |
Family
ID=14000704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9051993A Pending JPH06279775A (ja) | 1993-03-26 | 1993-03-26 | 都市ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06279775A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105132059A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-12-09 | 常州市南飞机械有限公司 | 一种渗透分离脱硫装置及渗透分离脱硫方法 |
-
1993
- 1993-03-26 JP JP9051993A patent/JPH06279775A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105132059A (zh) * | 2015-07-10 | 2015-12-09 | 常州市南飞机械有限公司 | 一种渗透分离脱硫装置及渗透分离脱硫方法 |
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