JPH09302365A - Production of substitute natural gas - Google Patents

Production of substitute natural gas

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JPH09302365A
JPH09302365A JP12178596A JP12178596A JPH09302365A JP H09302365 A JPH09302365 A JP H09302365A JP 12178596 A JP12178596 A JP 12178596A JP 12178596 A JP12178596 A JP 12178596A JP H09302365 A JPH09302365 A JP H09302365A
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JP
Japan
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gas
carbon dioxide
methane
desorption
psa
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Application number
JP12178596A
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Japanese (ja)
Inventor
Yasumasa Urushizaki
靖昌 漆崎
Masahiko Morimoto
征彦 森本
Masashi Motoe
正史 元江
Masahiro Inoue
雅裕 井上
Kazuo Haruna
一生 春名
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.)
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Osaka Gas Engineering Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Osaka Gas Engineering Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing substitute natural gas(SNG), capable of addressing or reducing the problems involved in carbon dioxide separation by PSA method while making the best use of the advantages of the method. SOLUTION: A methane-rich gas is recovered by PSA method designed to adsorb and separate the carbon dioxide in a mixed gas comprising methane, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen through repeated adsorption/ desorption. In this method for producing the objective SNG, the reducing pressure in desorbing the methane-rich gas is controlled according to the operation load [specifically, the final reducing pressure in the above desorption is controlled within the range between -0.2 and -1.0kg/cm<2> (G)] so that the carbon dioxide concentration in the methane-rich gas after separated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、メタンガスと二酸
化炭素を含有する混合ガスから二酸化炭素を吸着分離し
て、天然ガスに代わり得る代替天然ガス(以下、SNG
という)を製造するに際し、SNG中の二酸化炭素濃度
を一定とする方法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an alternative natural gas (hereinafter referred to as SNG) which can replace carbon dioxide by adsorbing and separating carbon dioxide from a mixed gas containing methane gas and carbon dioxide.
The above-mentioned) is used to make the carbon dioxide concentration in SNG constant.

【0002】[0002]

【従来の技術】メタンガスと二酸化炭素を含有する混合
ガス(例えば、軽質天然ガスを水蒸気改質して得られた
ガス)中の二酸化炭素の分離法としては、湿式法、PS
A法、膜分離法などが知られている。
2. Description of the Related Art As a method for separating carbon dioxide in a mixed gas containing methane gas and carbon dioxide (for example, a gas obtained by steam reforming a light natural gas), a wet method, PS
Methods A, membrane separation methods, etc. are known.

【0003】湿式法は、二酸化炭素を吸収液に接触さ
せ、両者の化学反応を利用して二酸化炭素を分離する方
法であり、分離性能に優れている。しかしながら、この
方法は、設備費が高く、運転開始時および停止時の操作
が煩雑であり、中乃至小規模のSNG製造設備には、適
していないと考えられる。
The wet method is a method in which carbon dioxide is brought into contact with an absorption liquid and the chemical reaction between the two is used to separate carbon dioxide, and is excellent in separation performance. However, this method has a high equipment cost, is complicated in operation at the time of starting and stopping the operation, and is not suitable for medium to small-scale SNG manufacturing equipment.

【0004】膜分離法は、膜を透過する2種以上の気体
の透過速度の差を利用して気体を分離する方法である。
この方法では、膜への送入圧を10kg/cm2以下とした場合
に分離膜での圧力差が小さいため、二酸化炭素の分離率
が低くなり、メタンリッチガス中の二酸化炭素濃度が上
昇することになる。
The membrane separation method is a method of separating gases by utilizing the difference in the permeation rate of two or more kinds of gases that permeate the membrane.
In this method, when the feed pressure to the membrane is 10 kg / cm 2 or less, the pressure difference in the separation membrane is small, so the carbon dioxide separation rate becomes low and the carbon dioxide concentration in the methane-rich gas rises. become.

【0005】PSA法は、加圧下に二酸化炭素をカーボ
ンモレキュラーシーブなどの吸着剤に吸着させ、次いで
大気圧以下の圧力で脱着させてその分離を行う方法であ
る。この方法は、膜分離法に比して、10kg/cm2以下の圧
力においても、分離率が高く、また湿式法に比して、操
作性および設備費用で優位であるので、中乃至小規模の
SNG製造設備には好適であるといえる。PSA法によ
り二酸化炭素を分離する場合には、吸着塔に充填した吸
着剤により二酸化炭素を吸脱着して分離を行う。この
際、脱着操作は、真空ポンプにより大気圧以下の圧力に
減圧して行う。吸着時のサイクルタイム、圧力などは、
設備の製造能力に基づき予め設定されるので、SNG製
造設備の様に製造ガス量の変化(負荷変動)を伴う場合
には、負荷の変動によってメタンリッチガス中の二酸化
炭素濃度が変化する、即ちSNG中の二酸化炭素濃度が
変化して、一定組成のSNGが得られないという問題を
生じることになる。
The PSA method is a method in which carbon dioxide is adsorbed to an adsorbent such as a carbon molecular sieve under pressure and then desorbed at a pressure of atmospheric pressure or less to separate the carbon dioxide. Compared with the membrane separation method, this method has a high separation rate even at a pressure of 10 kg / cm 2 or less, and is superior to the wet method in operability and equipment cost. It can be said that it is suitable for the SNG manufacturing equipment. When carbon dioxide is separated by the PSA method, carbon dioxide is adsorbed and desorbed by the adsorbent packed in the adsorption tower to perform separation. At this time, the desorption operation is performed by reducing the pressure to a pressure equal to or lower than the atmospheric pressure with a vacuum pump. The cycle time and pressure during adsorption are
Since it is set in advance based on the production capacity of the equipment, when the production gas amount changes (load variation) like the SNG production equipment, the carbon dioxide concentration in the methane-rich gas changes due to the variation of the load, that is, SNG. The carbon dioxide concentration in the inside changes, which causes a problem that an SNG having a constant composition cannot be obtained.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、PSA法に
よる二酸化炭素分離における利点を生かしつつ、その問
題点を解消若しくは軽減し得るSNGの製造方法を提供
することを主な目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is to provide a method for producing SNG which can eliminate or alleviate the problems while taking advantage of the carbon dioxide separation by the PSA method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
従来技術の問題点に留意しつつ、さらに研究を重ねた結
果、SNG中の二酸化炭素濃度が運転負荷にかかわらず
一定となるように、メタンリッチガスのPSAにおける
脱着時の減圧圧力を運転負荷に応じてコントロールする
ことにより、その目的を達成しうることを見出した。
As a result of further studies, the present inventor, while paying attention to the above-mentioned problems of the prior art, the carbon dioxide concentration in SNG becomes constant regardless of the operating load. As described above, it was found that the purpose can be achieved by controlling the depressurization pressure during desorption of methane-rich gas in PSA according to the operating load.

【0008】すなわち、本発明は、下記のSNG製造方
法を提供する; 1.メタンガス、二酸化炭素、一酸化炭素および水素を
含む混合ガスから吸着・脱着を繰り返して混合ガス中の
二酸化炭素を吸着分離するPSAを用いてメタンリッチ
ガスを回収することにより、代替天然ガスを製造する方
法において、分離処理後のメタンリッチガス中の二酸化
炭素濃度が、運転負荷にかかわらず一定となるように、
メタンリッチガスのPSAにおける脱着時の減圧圧力を
運転負荷に応じてコントロールする代替天然ガスの製造
方法。
That is, the present invention provides the following SNG manufacturing method: A method for producing an alternative natural gas by recovering a methane-rich gas using PSA for repeating adsorption / desorption from a mixed gas containing methane gas, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen to adsorb and separate carbon dioxide in the mixed gas In order to keep the carbon dioxide concentration in the methane-rich gas after the separation process constant regardless of the operating load,
A method for producing an alternative natural gas in which the decompression pressure during desorption of methane-rich gas in PSA is controlled according to the operating load.

【0009】2.PSAにおける脱着時の最終減圧圧力
を-0.2kg/cm2(G)から-1.0kg/cm2(G)の範囲でコントロー
ルする上記項1に記載の代替天然ガスの製造方法。
[0009] 2. The method for producing an alternative natural gas according to item 1 above, wherein the final depressurization pressure during desorption in PSA is controlled in the range of -0.2 kg / cm 2 (G) to -1.0 kg / cm 2 (G).

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下図面を参照しつつ、本発明を
さらに詳細に説明する。図1は、本発明の基本的なプロ
セスフローを示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows the basic process flow of the present invention.

【0011】なお、図1に示すプロセスにおいて、メタ
ンガスと二酸化炭素とを含む混合ガスは、軽質炭化水素
と水蒸気とを断熱型改質反応器において改質反応させた
後、さらに熱交換器型反応器において反応させることに
より、得られているが、本発明においては、この様な混
合ガスの製造法は、特に限定されず、公知の任意の方法
を採用することができる。従って、図1に示す機器類お
よびそれに関連して記載される以下の反応条件などは、
混合ガスの製造の単なる一例を示すに過ぎず、本発明を
限定するものではない。
In the process shown in FIG. 1, the mixed gas containing methane gas and carbon dioxide undergoes a reforming reaction of light hydrocarbons and steam in an adiabatic reforming reactor, and then a heat exchanger type reaction. It is obtained by reacting in a vessel, but in the present invention, the method for producing such a mixed gas is not particularly limited, and any known method can be adopted. Therefore, the equipment shown in FIG. 1 and the following reaction conditions described in connection therewith,
It is merely an example of the production of a mixed gas and does not limit the invention.

【0012】図1に示すフローにおいて、ナフサ、LP
Gなどの軽質炭化水素原料は、熱交換器において、熱交
換器型反応器からの出ガスと熱交換により予熱され、次
いで断熱型改質反応器を出た水素リッチな改質ガスの一
部(脱硫用の水素源となる)と混合された後、脱硫用加
熱炉に送られ、水添脱硫に必要な温度(通常300〜420℃
程度、好ましくは350〜400℃程度、さらに好ましくは37
0〜390℃程度)にまで加熱される。脱硫用加熱炉の加熱
用燃料としては、後述するオフガスと都市ガス、LPG
などの助燃剤との混合ガスを使用する。
In the flow shown in FIG. 1, naphtha and LP
A light hydrocarbon feedstock such as G is preheated in the heat exchanger by heat exchange with the gas discharged from the heat exchanger type reactor, and then a part of the hydrogen-rich reformed gas discharged from the adiabatic reforming reactor. After being mixed with (which serves as a hydrogen source for desulfurization), it is sent to a heating furnace for desulfurization and the temperature required for hydrodesulfurization (usually 300 to 420 ° C).
Degree, preferably about 350 to 400 ° C., more preferably 37
It is heated to about 0-390 ℃). As the heating fuel for the desulfurization heating furnace, there are off gas and city gas, which will be described later, and LPG.
Use a mixed gas such as a combustion improver.

【0013】予熱された軽質炭化水素原料は、常法に従
って、水添触媒および吸着脱硫触媒、必要ならばさらに
高次の脱硫触媒を使用する脱硫装置において脱硫され
る。これらの触媒は、特に限定されず、公知のものを使
用することができる。触媒の具体例としては、一般的な
Co−Mo系、Ni−Mo系などの水添脱硫触媒、Zn
O系吸着脱硫触媒などが挙げられる。水添脱硫に供され
るガスの温度が300℃未満である場合には、脱硫が不十
分となるのに対し、420℃を超える場合には、原料が分
解するおそれがある。
The preheated light hydrocarbon feedstock is desulfurized in a desulfurization unit using a hydrogenation catalyst and an adsorptive desulfurization catalyst and, if necessary, a higher-order desulfurization catalyst, according to a conventional method. These catalysts are not particularly limited, and known catalysts can be used. Specific examples of the catalyst include general Co-Mo-based and Ni-Mo-based hydrodesulfurization catalysts, Zn
Examples include O-based adsorptive desulfurization catalysts. When the temperature of the gas used for hydrodesulfurization is less than 300 ° C, desulfurization becomes insufficient, whereas when it exceeds 420 ° C, the raw material may be decomposed.

【0014】脱硫を終えた軽質炭化水素原料には、水蒸
気が加えられ、さらに改質用加熱炉において所定の温度
(通常350〜600℃程度、好ましくは400〜550℃程度、さ
らに好ましくは450〜500℃程度)にまで加熱された後、
断熱型改質反応器に導入される。断熱型改質反応器に供
給される原料の温度が350℃未満である場合には、原料
の改質が不十分となるのに対し、600℃を超える場合に
は、原料が過度に分解されるおそれがある。断熱型改質
反応器では、軽質炭化水素原料が水蒸気改質される。断
熱型改質反応器の出口温度は、入口温度、水蒸気と軽質
炭化水素原料との比(以下S/Cとする)などに関連し
て、定まる。すなわち、入口温度が高く(或いは低く)
なれば、出口温度は高く(或いは低く)なり、また、S
/Cが小さい(或いは大きい)場合には、出口温度は入
口温度よりも高く(或いは低く)なる。S/Cは、通常
0.7〜2.5程度、より好ましくは0.7〜1.7程度、さらに好
ましくは0.8〜1.2程度である。S/Cが0.7未満である
場合には、反応時に炭素が析出する傾向があるのに対
し、2.5を超える場合には、経済的でなくなる。
Steam is added to the light hydrocarbon raw material that has been desulfurized, and further, at a predetermined temperature (usually about 350 to 600 ° C., preferably about 400 to 550 ° C., more preferably 450 to about 500 ° C.) in a heating furnace for reforming. After being heated to about 500 ℃,
It is introduced into an adiabatic reforming reactor. If the temperature of the raw material supplied to the adiabatic reforming reactor is lower than 350 ° C, the reforming of the raw material will be insufficient, whereas if it exceeds 600 ° C, the raw material will be excessively decomposed. May occur. In the adiabatic reforming reactor, the light hydrocarbon raw material is steam-reformed. The outlet temperature of the adiabatic reforming reactor is determined in relation to the inlet temperature, the ratio of steam to light hydrocarbon raw material (hereinafter referred to as S / C), and the like. That is, the inlet temperature is high (or low)
If so, the outlet temperature becomes higher (or lower), and S
When / C is small (or large), the outlet temperature becomes higher (or lower) than the inlet temperature. S / C is usually
It is about 0.7 to 2.5, more preferably about 0.7 to 1.7, and further preferably about 0.8 to 1.2. When S / C is less than 0.7, carbon tends to precipitate during the reaction, while when it exceeds 2.5, it is not economical.

【0015】断熱型改質反応器での改質により得られる
ガスは、メタン、一酸化炭素、二酸化炭素、水素、水蒸
気などからなり、その割合は、出口温度に平衡なものと
なる。この改質ガスは、水素リッチであるため、前述の
ように、その一部が取り出されて原料ガスに加えられ、
水添脱硫用水素ガスとしてリサイクル使用される。
The gas obtained by the reforming in the adiabatic reforming reactor is composed of methane, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, steam, etc., and the ratio thereof becomes equilibrium with the outlet temperature. Since this reformed gas is rich in hydrogen, as described above, a part of it is taken out and added to the source gas,
Recycled as hydrogen gas for hydrodesulfurization.

【0016】改質ガスの一部は、熱交換器型反応器に入
り、一酸化炭素および二酸化炭素と水素とが触媒上で反
応して、メタンを形成する。このメタンへの変換は、温
度が低い程進行するので、水蒸気ドラムの底部から水を
供給し、改質ガスとの間で熱交換を行わせて、改質ガス
の温度を低下させ、その温度に応じてメタン化平衡反応
を進行させる。熱交換器型反応器の出口温度は、通常20
0〜500℃程度、好ましくは250〜400℃程度、さらに好ま
しくは250〜320℃程度である。熱交換器型反応器の出口
温度が200℃未満の場合には、メタン化反応が起こり難
いのに対し、500℃を超える場合には、触媒の劣化が著
しくなる。
A part of the reformed gas enters a heat exchanger type reactor, and carbon monoxide and carbon dioxide react with hydrogen on the catalyst to form methane. This conversion to methane proceeds as the temperature lowers, so water is supplied from the bottom of the steam drum to cause heat exchange with the reformed gas, lower the temperature of the reformed gas, and Depending on the value, the methanation equilibrium reaction proceeds. The outlet temperature of the heat exchanger type reactor is usually 20
The temperature is about 0 to 500 ° C, preferably about 250 to 400 ° C, more preferably about 250 to 320 ° C. When the outlet temperature of the heat exchanger type reactor is less than 200 ° C, the methanation reaction hardly occurs, while when it exceeds 500 ° C, the catalyst is significantly deteriorated.

【0017】メタン化ガス中のメタン濃度に影響する因
子としては、上記のメタン化温度以外に、S/Cがあ
る。すなわち、S/Cを小さくすれば、メタン濃度が高
くなり、大きくすれば、メタン濃度は低くなる。この様
にして、熱交換器型反応器からの出ガスの温度とS/C
とを適宜選択することにより、最終的に得られるガスの
組成をコントロールすることができる。通常、上記の温
度とS/Cとの調整により、ガス中のメタン濃度を47〜
81モル%程度とし、発熱量を5500〜7700Kcal/Nm3程度と
することができる。
Factors affecting the methane concentration in the methanation gas include S / C in addition to the above methanation temperature. That is, the smaller the S / C, the higher the methane concentration, and the higher the S / C, the lower the methane concentration. In this way, the temperature of the gas discharged from the heat exchanger type reactor and the S / C
By appropriately selecting and, the composition of the gas finally obtained can be controlled. Normally, by adjusting the above temperature and S / C, the methane concentration in the gas will be 47-
The amount of heat generation can be set to about 81 mol% and the heating value can be set to about 5500 to 7700 Kcal / Nm 3 .

【0018】断熱型改質反応器で得られた改質ガスの一
部は、メタン化反応に供することなく、メタン化ガスに
混合される。
A part of the reformed gas obtained in the adiabatic reforming reactor is mixed with the methanated gas without being subjected to the methanation reaction.

【0019】メタン化ガスと改質ガスとの混合ガスは、
次いで熱交換器に送られ、前述の様に、軽質炭化水素ガ
ス原料と熱交換を行った後、PSA法による分離装置に
送られる。分離装置においては、ガスの燃焼特性に影響
を及ぼす成分中の二酸化炭素の分離を行い、SNG中で
の二酸化炭素濃度を一定とする。分離装置としては、公
知のPSA装置を使用することができる。
The mixed gas of methanated gas and reformed gas is
Then, it is sent to a heat exchanger and, as described above, heat-exchanged with the light hydrocarbon gas raw material, and then sent to a separator by the PSA method. In the separation device, carbon dioxide in the component that affects the combustion characteristics of the gas is separated, and the carbon dioxide concentration in SNG is kept constant. A known PSA device can be used as the separation device.

【0020】本発明においては、SNG製造装置の運転
負荷にかかわらず、分離後のメタンリッチガス中の二酸
化炭素濃度が一定となるように、メタンリッチガスのP
SA脱着時の減圧圧力を運転負荷に応じてコントロール
する。
In the present invention, the P concentration of the methane-rich gas is controlled so that the carbon dioxide concentration in the separated methane-rich gas becomes constant regardless of the operating load of the SNG production apparatus.
The depressurizing pressure during SA desorption is controlled according to the operating load.

【0021】すなわち、吸着塔と真空ポンプの間に脱着
圧力検出器を設け、この検出器からの出力信号により、
真空ポンプ出口ガスの一部を入口側に戻すリサイクル流
路に介設されたリサイクルガス調整弁の開度をコントロ
ールすることにより、減圧圧力の制御を行う。
That is, a desorption pressure detector is provided between the adsorption tower and the vacuum pump, and an output signal from this detector is used to
The decompression pressure is controlled by controlling the opening degree of the recycle gas adjusting valve provided in the recycle flow path that returns a part of the vacuum pump outlet gas to the inlet side.

【0022】脱着時には、リサイクルガス調整弁は、上
記検出器の指示で全閉となるので、真空ポンプにより、
吸着された二酸化炭素の脱着が行われる。運転負荷の小
さい(或いは大きい;以下かっこ内は逆の状態を意味す
る)場合には、吸着分離される二酸化炭素の量も少なく
(多く)なるため、脱着時の最終減圧圧力を高く(低
く)設定して脱着ガス全体量の減少(増大)を図る。脱
着が進行し、運転負荷により予め設定された最終減圧圧
力と等しくなった時点でリサイクルガス調節弁を開き、
真空ポンプ出口ガスの一部を入口側にリサイクルして、
所定脱着圧力に維持する。
At the time of desorption, the recycle gas adjusting valve is fully closed according to the instruction of the above-mentioned detector.
The adsorbed carbon dioxide is desorbed. When the operating load is small (or large; the inside of parentheses means the opposite state below), the amount of carbon dioxide adsorbed and separated is small (large), so the final decompression pressure during desorption is high (low). Set it to reduce (increase) the total amount of desorption gas. Open the recycle gas control valve when the desorption progresses and becomes equal to the final decompression pressure preset by the operating load,
Part of the vacuum pump outlet gas is recycled to the inlet side,
Maintain a predetermined desorption pressure.

【0023】本発明においては、上記のPSA脱着時の
最終減圧圧力は、-0.2〜-1.0kg/cm2(G)の範囲に設定す
る。
In the present invention, the final depressurization pressure at the time of PSA desorption is set in the range of -0.2 to -1.0 kg / cm 2 (G).

【0024】分離装置を出たガスは、熱量調整装置にお
いてLPGを加えられ、所望の熱量を有するSNGとさ
れる。
The gas leaving the separator is added with LPG in the heat quantity adjusting device to be converted into SNG having a desired heat quantity.

【0025】熱交換器型反応器の出ガス温度を低くし且
つS/Cを小さくする場合には、生成ガス中の水素およ
び一酸化炭素の含有量が低くなって、実質的にメタンと
二酸化炭素とからなるガスが得られる。従って、このガ
スから二酸化炭素を除去した後、LPGで熱量調整する
ことにより、実質的にメタンとLPGとにより構成され
るSNGを得ることができる。
When the temperature of the gas discharged from the heat exchanger type reactor is lowered and the S / C is reduced, the contents of hydrogen and carbon monoxide in the produced gas are lowered, and the methane and the dioxide are substantially reduced. A gas consisting of carbon is obtained. Therefore, by removing carbon dioxide from this gas and adjusting the amount of heat with LPG, an SNG substantially composed of methane and LPG can be obtained.

【0026】なお、一般にSNGを製造するに際し、二
酸化炭素の分離率を高くするほど分離装置が大きくな
り、用役の消費量も大きくなって製造コストが高くな
る。SNGの製造コストを低減するため、若干量(2%
程度)の二酸化炭素を残す場合には、ガスの燃焼速度が
遅くなるという問題点を生じるので、少量(5%程度)
の水素を残しておき、ガスの燃焼速度を速くする必要が
ある。このためには、断熱型改質反応器で得られた改質
ガスの一部を、メタン化反応に供することなく、メタン
化ガスに混合することができる。
Generally, in the production of SNG, the higher the separation rate of carbon dioxide, the larger the separation device, the larger the consumption of utility and the higher the production cost. To reduce the manufacturing cost of SNG, some amount (2%
(About 5%) because it causes a problem that the combustion speed of the gas becomes slow when about 2) carbon dioxide is left.
It is necessary to leave a certain amount of hydrogen and increase the gas burning rate. For this purpose, a part of the reformed gas obtained in the adiabatic reforming reactor can be mixed with the methanated gas without being subjected to the methanation reaction.

【0027】上述の断熱改質反応および熱交換型反応に
おいて使用する触媒は、通常これらの反応において使用
されている公知の触媒をそのまま使用することができ
る。具体的には、アルミナなどを担体とするRu系など
の各種貴金属系触媒、アルミナ、シリカなどを担体とし
必要に応じてマグネシアなどのアルカリ金属、アルカリ
土類金属の酸化物などを加えたNi系触媒などを使用す
ることができる。この場合において、適切な脱硫触媒を
使用して高度の脱硫を行っておくことにより、S/C
は、Ru系触媒にあっては、0.7〜2.5程度、Ni系触媒
にあっては、1.0〜2.5程度とすることができる。
As the catalyst used in the above-mentioned adiabatic reforming reaction and heat exchange type reaction, known catalysts usually used in these reactions can be used as they are. Specifically, various noble metal-based catalysts such as Ru based on alumina as a carrier, Ni based on alumina, silica, etc. as a carrier, and oxides of alkaline metals such as magnesia and alkaline earth metals are added as necessary. A catalyst or the like can be used. In this case, by performing a high degree of desulfurization using an appropriate desulfurization catalyst, S / C
Can be about 0.7 to 2.5 for Ru-based catalysts and about 1.0 to 2.5 for Ni-based catalysts.

【0028】本発明方法においては、熱交換型反応器に
水を供給して熱交換を行い、発生する水蒸気を軽質炭化
水素原料の脱硫、原料の改質などに使用する。より具体
的には、図1に示す様に、水蒸気ドラムの底部から水を
熱交換型反応器に供給し、発生する水蒸気を水蒸気ドラ
ムに回収する。回収された水蒸気は、脱硫を終えた軽質
炭化水素原料に添加され、原料の改質に利用される。
In the method of the present invention, water is supplied to the heat exchange reactor for heat exchange, and the generated steam is used for desulfurization of the light hydrocarbon raw material, reforming of the raw material, and the like. More specifically, as shown in FIG. 1, water is supplied to the heat exchange reactor from the bottom of the steam drum, and the generated steam is collected in the steam drum. The recovered steam is added to the light hydrocarbon raw material that has been desulfurized, and is used for reforming the raw material.

【0029】また、分離装置で分離されたオフガスは、
二酸化炭素を主成分とするが、水素、メタンなどの可燃
性成分をも含むので、助燃剤としての都市ガス、LPG
などの高発熱量ガスとともに、脱硫用加熱炉における加
熱用燃料、改質用加熱炉における加熱用燃料、一般的な
ボイラー加熱用燃料などとして利用される。ボイラーで
発生した水蒸気は、改質装置起動時の改質用水蒸気とし
て利用したり、或いは工場の他の設備で必要とされる水
蒸気として利用することができる。
The off gas separated by the separator is
Although it contains carbon dioxide as its main component, it also contains combustible components such as hydrogen and methane.
It is used as a heating fuel in a desulfurization heating furnace, a heating fuel in a reforming heating furnace, a general boiler heating fuel, and the like together with a gas having a high heating value such as. The steam generated in the boiler can be used as reforming steam when the reformer is started up, or can be used as steam required by other equipment in the factory.

【0030】[0030]

【発明の効果】都市ガス中の燃焼特性に影響する成分で
ある二酸化炭素を分離するに際し、PSA装置を使用し
て運転負荷に対応する減圧圧力で脱着操作を行うことに
より、成分濃度をコントロールすることができる。その
結果、SNG中の二酸化炭素濃度を一定とすることがで
きるので、都市ガスの燃焼性を一定に保持することがで
きる。
EFFECTS OF THE INVENTION When separating carbon dioxide, which is a component that affects the combustion characteristics in city gas, a desorption operation is performed using a PSA device at a reduced pressure corresponding to the operating load to control the component concentration. be able to. As a result, the carbon dioxide concentration in the SNG can be made constant, so that the combustibility of city gas can be kept constant.

【0031】[0031]

【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。
EXAMPLES Examples are shown below to further clarify the features of the present invention.

【0032】以下の実施例においては、図1に示すフロ
ーに従って、軽質炭化水素としてブタンを使用し、S/
C=0.8とし、断熱改質反応器および熱交換器型反応
器における触媒としてRu系触媒(γ−アルミナ担体に
Ru2重量担持)を使用して、本発明方法を実施した。
In the following examples, butane is used as the light hydrocarbon according to the flow shown in FIG.
The method of the present invention was carried out by setting C = 0.8 and using a Ru-based catalyst (γ-alumina carrier carrying 2 wt% of Ru) as a catalyst in the adiabatic reforming reactor and the heat exchanger type reactor.

【0033】実施例1 熱交換器型反応器において、改質ガスをメタン化した
後、PSA装置(吸着剤としてモレキュラーシーブを使
用)に導入して、非吸着性のメタンリッチガスと吸着性
のCO2リッチガス(オフガス)とを分離した。
Example 1 In a heat exchanger type reactor, after methanating the reformed gas, the reformed gas was introduced into a PSA device (a molecular sieve was used as an adsorbent), and a non-adsorptive methane-rich gas and an adsorbent CO were adsorbed. 2 Rich gas (off gas) was separated.

【0034】断熱改質反応器および熱交換器型反応器に
おける反応条件は、表1に示す通りである。
The reaction conditions in the adiabatic reforming reactor and the heat exchanger type reactor are as shown in Table 1.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】図2は、PSA装置の各運転負荷における
脱着圧力を示す。
FIG. 2 shows the desorption pressure under various operating loads of the PSA system.

【0037】吸着ガスの脱着時の圧力を運転負荷に応じ
てコントロールすることにより、非吸着性のメタンリッ
チガス中のCO2濃度を一定とすることができ、ひいて
は運転負荷(100〜30%)に係わりなく、得られた
製造ガス(LPG増熱後のSNG)の組成をほぼ一定に
することができた。表2に得られたSNGの組成(モル
%)を示し、表3にSNGの性状を示す。
By controlling the pressure at the time of desorbing the adsorbed gas according to the operating load, the CO 2 concentration in the non-adsorbing methane-rich gas can be made constant, and thus the operating load (100 to 30%) can be maintained. Irrespective of the above, the composition of the obtained production gas (SNG after LPG heating) could be made almost constant. The composition (mol%) of the obtained SNG is shown in Table 2, and the properties of SNG are shown in Table 3.

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の1実施例の概要を示すフローチャート
である。
FIG. 1 is a flow chart showing an outline of one embodiment of the present invention.

【図2】実施例におけるPSA装置の運転負荷と脱着圧
力との関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the operating load and the desorption pressure of the PSA device in the example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 元江 正史 大阪府大阪市東成区中道一丁目4番2号 大阪ガスエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 井上 雅裕 兵庫県加古郡播磨町宮西346番地の1 住 友精化株式会社内 (72)発明者 春名 一生 兵庫県加古郡播磨町宮西346番地の1 住 友精化株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masafumi Motoe 1-4-2 Nakamichi, Higashinari-ku, Osaka City, Osaka Prefecture (72) Inventor Masahiro Inoue 346 Miyanishi, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture No. 1 Sumitomo Seika Co., Ltd. (72) Inventor Issei Haruna No. 1 346, Miyanishi, Harima-cho, Kako-gun, Hyogo Prefecture Sumitomo Seika Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】メタンガス、二酸化炭素、一酸化炭素およ
び水素を含む混合ガスから吸着・脱着を繰り返して混合
ガス中の二酸化炭素を吸着分離するPSAを用いてメタ
ンリッチガスを回収することにより、代替天然ガスを製
造する方法において、分離処理後のメタンリッチガス中
の二酸化炭素濃度が、運転負荷にかかわらず一定となる
ように、メタンリッチガスのPSAにおける脱着時の減
圧圧力を運転負荷に応じてコントロールする代替天然ガ
スの製造方法。
1. An alternative natural gas is recovered by recovering a methane-rich gas by using PSA that adsorbs and desorbs carbon dioxide in a mixed gas by repeating adsorption and desorption from a mixed gas containing methane gas, carbon dioxide, carbon monoxide and hydrogen. In the method for producing gas, an alternative method of controlling the decompression pressure at the time of desorption of PSA of methane-rich gas according to the operating load so that the carbon dioxide concentration in the methane-rich gas after the separation process is constant regardless of the operating load Natural gas manufacturing method.
【請求項2】PSAにおける脱着時の最終減圧圧力を-
0.2kg/cm2(G)から-1.0kg/cm2(G)の範囲でコントロール
する請求項1に記載の代替天然ガスの製造方法。
2. The final depressurization pressure at the time of desorption in PSA-
The method for producing an alternative natural gas according to claim 1, wherein the control is performed in the range of 0.2 kg / cm 2 (G) to -1.0 kg / cm 2 (G).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006312143A (en) * 2005-05-09 2006-11-16 Renaissance Energy Investment:Kk Method for decomposing low-concentration methane
JP2015519427A (en) * 2012-04-27 2015-07-09 ▲陽▼光▲凱▼迪新能源集▲団▼有限公司 Highly efficient gas-steam cogeneration method and system based on biomass gasification and methanation

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