JPH06279775A - 都市ガスの製造方法 - Google Patents

都市ガスの製造方法

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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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JP
Japan
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gas
hydrogen
low
methane
carbon dioxide
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JP9051993A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Hayashi
俊治 林
Osamu Washimi
修 鷲見
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Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【図面の簡単な説明】
【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。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  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。
JP9051993A 1993-03-26 1993-03-26 都市ガスの製造方法 Pending JPH06279775A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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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