JPH1150069A - Purification of natural gas - Google Patents

Purification of natural gas

Info

Publication number
JPH1150069A
JPH1150069A JP9210506A JP21050697A JPH1150069A JP H1150069 A JPH1150069 A JP H1150069A JP 9210506 A JP9210506 A JP 9210506A JP 21050697 A JP21050697 A JP 21050697A JP H1150069 A JPH1150069 A JP H1150069A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silver
zeolite
natural gas
gas
mercury
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
JP9210506A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Washiyama
友寛 鷲山
Hiroyoshi Noro
弘喜 野呂
Kinya Kato
欣哉 加藤
Senji Kasahara
泉司 笠原
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.)
Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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 Tosoh Corp filed Critical Tosoh Corp
Priority to JP9210506A priority Critical patent/JPH1150069A/en
Publication of JPH1150069A publication Critical patent/JPH1150069A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To purify natural gas by bringing it into contact with a combination of silver-free zeolite with silver-contg. A-type zeolite allow water, sulfur compounds and mercury therein to be efficiently adsorbed to the zeolite combina tion and remove them as impurities. SOLUTION: (A) Natural gas is brought into contact with (B) a combination of (I) at least one kind of silver-free zeolite with (2) silver-contg. A-type zeolite (pref. sodium A-type zeolite) to remove water, sulfur compounds and mercury from the component A, thus purifying the natural gas A; wherein the volume ratio (1)/(2) is pref. (60:40) to (10:90), more pref. (50:50) to (30:70). The method for the above contact is pref. as follows: for example, a packing column is packed with the component B, and the component A is allowed to flow through the packed component B at 5-60 deg.C at a linear gas velocity of 0.01-0.5 m/s under a pressure of 0.1-10 MPa.

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、天然ガス中の不純
物の除去による天然ガスの精製方法に関するものであ
り、特に天然ガス中に含まれる水、イオウ化合物及び水
銀を除去するに好適な吸着除去剤を用いて行なう天然ガ
スの精製方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for purifying natural gas by removing impurities in natural gas, and more particularly to a method for removing water, sulfur compounds and mercury contained in natural gas by adsorption. The present invention relates to a method for purifying natural gas using an agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、天然ガスは多くの分野におい
て利用されている。特に、我が国では、液化天然ガス
(LNG)として大量に輸入し、その大部分を発電用の
燃料に使用している。天然ガスを液化することによっ
て、その容積をコンパクト化でき、大量輸送が可能にな
った。
2. Description of the Related Art Conventionally, natural gas has been used in many fields. In particular, Japan imports a large amount of liquefied natural gas (LNG) and uses most of it as fuel for power generation. By liquefying natural gas, its volume can be made compact and mass transportation is possible.

【0003】天然ガスを液化する上で問題となるのは、
天然ガス中の不純物をいかに簡単な操作で効率よく除去
して精製するかであり、特に不純物として水、二酸化炭
素及びイオウ化合物や、重金属、中でも水銀が問題とな
っていた。例えば、水や二酸化炭素が天然ガス中に含ま
れると、天然ガスを液化する深冷工程で氷結して機器を
損傷させ、また、水銀は微量存在しても、深冷機器とし
て使用されているアルミニウム製熱交換器と反応して熱
交換器を損傷するため大きな問題となっていた。
[0003] The problem in liquefying natural gas is that
It is a matter of how to remove impurities in natural gas efficiently by a simple operation and purify it. In particular, water, carbon dioxide and sulfur compounds, and heavy metals, especially mercury, have become problems as impurities. For example, if water or carbon dioxide is contained in natural gas, it freezes in the cryogenic step of liquefying natural gas and damages equipment, and even if trace amounts of mercury are present, they are used as cryogenic equipment. This has been a major problem because it reacts with the aluminum heat exchanger and damages the heat exchanger.

【0004】これらの水及び有害な水銀の除去技術とし
て、米国特許4874525号や米国特許489256
7号には、ナフサ分解ガス、天然ガス等の炭化水素系ガ
ス中に含まれる微量の水銀や水の除去のために銀を含有
するゼオライト(以下「銀含有ゼオライト」という)を
使用する方法が提案されている。
[0004] As techniques for removing these water and harmful mercury, US Pat. No. 4,874,525 and US Pat.
No. 7 discloses a method of using silver-containing zeolite (hereinafter referred to as "silver-containing zeolite") to remove trace amounts of mercury and water contained in hydrocarbon gases such as naphtha cracked gas and natural gas. Proposed.

【0005】しかしながら、本発明者らの検討によれ
ば、これらのガス中にイオウ化合物が含まれると、その
純度が低下するだけでなく、前記の銀含有A型ゼオライ
ト吸着剤、特に銀含有カリウムA型(A−3)ゼオライ
トや銀含有ナトリウムA型(A−4)ゼオライトの吸着
性能が低下することが明らかになってきた。すなわち、
銀含有A型ゼオライトを用いて低濃度のイオウ化合物を
含有する天然ガスから水銀及び水を除去する吸着/再生
操作を繰り返すと、銀含有A型ゼオライトの水銀除去性
能が極端に低下するという問題が生じることが分かっ
た。この水銀除去性能の低下の原因は明らかではない
が、ガス中のイオウ化合物が銀含有A型ゼオライトに吸
着され、しかも再生時に脱着されず、その結果、銀含有
A型ゼオライトの水銀に対する吸着速度に悪影響を与え
て水銀除去性能が低下したのではないかと推定される。
However, according to the study of the present inventors, when a sulfur compound is contained in these gases, not only the purity thereof is lowered but also the above-mentioned silver-containing A-type zeolite adsorbent, especially silver-containing potassium It has become clear that the adsorption performance of A-type (A-3) zeolite and silver-containing sodium A-type (A-4) zeolite is reduced. That is,
When the adsorption / regeneration operation for removing mercury and water from natural gas containing a low concentration of sulfur compounds using silver-containing zeolite A is repeated, the mercury removal performance of silver-containing zeolite A is extremely reduced. It was found to occur. Although the cause of the decrease in the mercury removal performance is not clear, the sulfur compound in the gas is adsorbed on the silver-containing A-type zeolite, and is not desorbed during regeneration. As a result, the adsorption rate of the silver-containing A-type zeolite to mercury is reduced. It is presumed that the mercury removal performance was reduced due to adverse effects.

【0006】これに対し、ガス中のイオウ化合物を除去
するために種々の吸着剤や除去方法が提案されている。
例えば、天然ガスあるいはスチームリフォーミングによ
り製造した合成ガス中のイオウ化合物の除去には、イオ
ウ化合物の濃度が高い場合にはエタノールアミン等のア
ミン系有機塩基化合物あるいは熱炭酸カリウム等のアル
カリ水溶液を用いて吸収除去する方法等が、濃度が低い
場合には活性炭、ゼオライト、ZnO等の金属酸化物や
金属硫化物を用いた吸着除去等の除去方法が多数提案さ
れている。
[0006] On the other hand, various adsorbents and removal methods have been proposed for removing sulfur compounds in gas.
For example, to remove sulfur compounds in natural gas or synthesis gas produced by steam reforming, use an amine organic base compound such as ethanolamine or an alkaline aqueous solution such as hot potassium carbonate when the concentration of the sulfur compound is high. Many methods have been proposed, such as adsorption and removal using a metal oxide or metal sulfide such as activated carbon, zeolite, or ZnO when the concentration is low.

【0007】しかしながら、従来の方法においては、天
然ガスに含まれる水及び水銀を銀含有A型ゼオライト吸
着剤を用いてこれらを同時に除去する際に、イオウ化合
物による吸着剤の性能低下を抑制する方法はこれまで提
案されていなかった。
However, in the conventional method, when water and mercury contained in natural gas are simultaneously removed by using a silver-containing A-type zeolite adsorbent, a method for suppressing a decrease in performance of the adsorbent due to a sulfur compound. Was not previously proposed.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的は、天然ガス中の
水及び水銀を簡単な操作で経済的に効率よく同時に除去
して天然ガスを精製する際に、用いられる吸着剤が天然
ガス中のイオウ化合物によってその性能が低下するのを
抑制し、不純物である水、イオウ化合物及び水銀を除去
することで天然ガスの精製を行なう方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to remove water and mercury from natural gas simultaneously and economically and efficiently by a simple operation. A method for purifying natural gas by suppressing the performance of the adsorbent used in purifying gas by the sulfur compound in natural gas and removing impurities such as water, sulfur compound and mercury. Is to provide.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
について鋭意検討した結果、低濃度の水、イオウ化合物
及び水銀を含有する天然ガスを、銀含有ゼオライトと銀
を含まないゼオライト(以下「銀不含ゼオライト」とい
う)とを配合したものに接触させることにより、天然ガ
ス中の水、イオウ化合物及び水銀を効率的に吸着除去で
き、天然ガスを精製できることを見いだし、本発明を完
成するに至った。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies on the above problems, the present inventors have found that natural gas containing low concentrations of water, sulfur compounds and mercury can be converted into a silver-containing zeolite and a silver-free zeolite (hereinafter, referred to as zeolite). (Referred to as "silver-free zeolite"), it was found that water, sulfur compounds and mercury in natural gas can be efficiently adsorbed and removed, and natural gas can be purified, thereby completing the present invention. Reached.

【0010】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0011】本発明の方法は銀含有A型ゼオライトと銀
不含ゼオライトの2種のゼオライトを用いることを特徴
としている。
The method of the present invention is characterized by using two types of zeolites, a silver-containing zeolite A and a silver-free zeolite.

【0012】ここで本発明の方法において用いられるゼ
オライトとは、結晶性を有するアルミノシリケ−トの天
然品又は合成品であり、合成品については、公知の方法
により製造することができ、例えば、アルミン酸の塩の
溶液をAl源とし、ケイ酸の塩の溶液をSi源として両
者に適当量のアルカリを加えて加熱処理等をすることで
製造できる。
The zeolite used in the method of the present invention is a natural or synthetic aluminosilicate having crystallinity. The synthetic product can be produced by a known method. It can be produced by adding an appropriate amount of alkali to both a solution of an acid salt as an Al source and a solution of a silicic acid salt as a Si source and subjecting them to heat treatment or the like.

【0013】この内、銀含有A型ゼオライトとしては、
その基材となるゼオライトとしてA型ゼオライトであれ
ばよいが、その中でもカリウムA型ゼオライト(以下
「KA型ゼオライト」という)、ナトリウムA型ゼオラ
イト(以下「NaA型ゼオライト」という)又はカルシ
ウムA型ゼオライト(以下「CaA型ゼオライト」とい
う)が好ましく用いられ、さらにNaA型ゼオライト
が、除去効率、特に水銀の除去効率に優れ、また製造が
容易であり、安価であるといった汎用性もあることから
好ましく用いられる。これらの銀含有A型ゼオライトの
基材となるゼオライトは、単独のみならず、2種以上を
混合あるいは混合せずに用いることもできる。
Among them, the silver-containing A-type zeolite includes:
The zeolite serving as the base material may be any type A zeolite, and among them, potassium A type zeolite (hereinafter referred to as “KA type zeolite”), sodium A type zeolite (hereinafter referred to as “NaA type zeolite”) or calcium A type zeolite. (Hereinafter referred to as “CaA-type zeolite”), and NaA-type zeolite is preferably used because it has excellent removal efficiency, particularly excellent mercury removal efficiency, and has versatility such as easy production and low cost. Can be The zeolite serving as the base material of these silver-containing A-type zeolites can be used alone or as a mixture of two or more.

【0014】また、銀不含ゼオライトとしては、天然ガ
ス中に含まれるイオウ化合物に対する吸着速度の面から
A型ゼオライト、X型ゼオライト又はY型ゼオライトが
好ましく用いられる。さらにこれらの内、イオウ化合物
が硫化水素やCOS等の分子径の比較的小さなものの場
合には、CaA型ゼオライト、ナトリウムX型ゼオライ
ト(以下「NaX型ゼオライト」という)又はナトリウ
ムY型ゼオライト(以下「NaY型ゼオライト」とい
う)が、また、メチルメルカプタンのような分子径の比
較的大きなイオウ化合物の場合には、NaX型ゼオライ
ト又はNaY型ゼオライトが、その吸着速度の面から好
ましく用いられる。これらの銀不含ゼオライトは、単独
のみならず、2種以上を混合あるいは混合せずに用いる
こともできる。
As the silver-free zeolite, A-type zeolite, X-type zeolite or Y-type zeolite is preferably used from the viewpoint of the adsorption rate for sulfur compounds contained in natural gas. Further, among these, when the sulfur compound has a relatively small molecular diameter such as hydrogen sulfide or COS, CaA-type zeolite, sodium X-type zeolite (hereinafter, referred to as “NaX-type zeolite”) or sodium Y-type zeolite (hereinafter, “ NaY-type zeolite) or a sulfur compound having a relatively large molecular diameter such as methyl mercaptan, NaX-type zeolite or NaY-type zeolite is preferably used from the viewpoint of its adsorption rate. These silver-free zeolites can be used alone or in combination of two or more.

【0015】また、1種以上の銀不含ゼオライトと銀含
有A型ゼオライトとを組み合わせて天然ガス中の不純物
を除去することが本発明の実施態様であるが、ここで組
み合わせとは、銀含有A型ゼオライトと銀不含ゼオライ
トとを層分離あるいは層区分して用いるのみならず、両
者を混合し、すなわち銀含有A型ゼオライトと銀不含ゼ
オライトとを混在させて用いることもできる。さらに、
両者を層分離あるいは層区分して用いる場合には、銀不
含ゼオライトを銀含有A型ゼオライトの上流側、すなわ
ち不純物を除去処理する天然ガスの供給入口側に設置す
るのがより好ましい。この理由としては、天然ガス中の
イオウ化合物を主に銀不含ゼオライトが吸着除去し、主
に水銀の吸着に関係する銀含有ゼオライトがイオウ化合
物によりその吸着速度を低下させられるのを抑制するか
らである。層分離あるいは層区分の方法としては、銀不
含ゼオライトと銀含有A型ゼオライトとが実質的に入り
交じることなく充填等すれば良く、さらに組み合わせる
ゼオライトの境界部分、供給入口側、出口側のいずれか
あるいは全てに適切な量の金網やガラスウール等を敷い
てもよく、さらに大規模での実施の場合には金網などに
加えてアルミナボール等を充填して実施してもよい。
It is an embodiment of the present invention to remove impurities in natural gas by combining one or more kinds of silver-free zeolites and silver-containing A-type zeolites. The A-type zeolite and the silver-free zeolite can be used not only in a layer-separated or layer-separated manner, but also in a mixed state, that is, a mixture of the silver-containing zeolite A and the silver-free zeolite. further,
When both are used in a layer separation or layer division, it is more preferable that the silver-free zeolite is installed on the upstream side of the silver-containing A-type zeolite, that is, on the supply inlet side of the natural gas for removing impurities. This is because sulfur compounds in natural gas are mainly adsorbed and removed by silver-free zeolites, and silver-containing zeolites, which are mainly involved in mercury adsorption, are suppressed from being reduced in their adsorption rate by sulfur compounds. It is. As a method of layer separation or layer division, the silver-free zeolite and the silver-containing A-type zeolite may be filled without substantially intermingling, and furthermore, any of the boundary portion of the zeolite to be combined, the supply inlet side, and the outlet side Alternatively, an appropriate amount of wire netting, glass wool, or the like may be laid on all of them, or in the case of a large-scale implementation, an alumina ball or the like may be filled in addition to the wire netting.

【0016】銀含有A型ゼオライトと銀不含ゼオライト
との割合は、処理する天然ガス中の水銀及びイオウ化合
物の含有量により左右されるが、ゼオライトの容積基準
で、銀不含ゼオライト:銀含有A型ゼオライト=60:
40〜10:90の範囲が好ましく、さらに、50:5
0〜30:70の範囲が特に好ましい。この範囲を逸脱
した場合には、天然ガス中の水銀及びイオウ化合物の除
去が不十分となることがある。
The ratio of the silver-containing A-type zeolite and the silver-free zeolite depends on the content of mercury and sulfur compounds in the natural gas to be treated, but based on the volume of the zeolite, the silver-free zeolite: silver-containing zeolite A-type zeolite = 60:
A range of 40 to 10:90 is preferable, and a range of 50: 5
The range of 0 to 30:70 is particularly preferred. Outside of this range, the removal of mercury and sulfur compounds in natural gas may be insufficient.

【0017】本発明の方法において用いられる銀含有A
型ゼオライトの基材であるA型ゼオライトに含有させる
銀の原料としては、硝酸銀、酢酸銀、塩化銀、硫酸銀、
酸化銀等の銀化合物が例示でき、また、A型ゼオライト
に銀を含有させる方法としては、公知の方法を用いるこ
とができ、例えば、イオン交換法、含浸担持法、練り込
み法、乾式混合等の物理混合法などが適用できる。さら
に、A型ゼオライト中の銀の含有量としては、一般には
天然ガス中の水銀濃度、天然ガスのガス線速度、天然ガ
スと本発明で用いられるゼオライトとの接触時間、接触
温度、さらには銀含有A型ゼオライトと銀不含ゼオライ
トとを組み合わせにおける銀含有A型ゼオライトの割合
等に応じて変えられるが、より効率よく水銀を除去する
ためには、水銀除去効率が良く、また、価格面から、銀
含有A型ゼオライト全量に対して0.01〜20重量%
の範囲が好ましく、さらに0.05〜5重量%の範囲が
好ましい。
Silver-containing A used in the method of the present invention
The silver raw material to be contained in the type A zeolite, which is the base material of the type zeolite, includes silver nitrate, silver acetate, silver chloride, silver sulfate,
A silver compound such as silver oxide can be exemplified, and as a method for incorporating silver into the A-type zeolite, a known method can be used, for example, an ion exchange method, an impregnation-supporting method, a kneading method, a dry mixing method, and the like. Can be applied. Further, the silver content in the zeolite A generally includes the concentration of mercury in natural gas, the gas linear velocity of natural gas, the contact time between natural gas and the zeolite used in the present invention, the contact temperature, and the silver content. Although it can be changed according to the ratio of the silver-containing A-type zeolite in the combination of the silver-containing zeolite and the silver-free zeolite, in order to remove mercury more efficiently, the mercury removal efficiency is good and the price is low. , 0.01 to 20% by weight based on the total amount of silver-containing A-type zeolite
Is more preferable, and more preferably 0.05 to 5% by weight.

【0018】本発明の方法において用いられる銀含有A
型ゼオライト及び銀不含ゼオライトを工業規模で用いる
には、充填塔などへ充填して使用したり、取り扱いを容
易としたりするために粒状物等の成形体とすることが好
ましい。成形に際しては、ゼオライトを粘土鉱物等のバ
インダーと混合して成形することが好ましく、例えば、
バインダーとして、アタパルガイト、セピオライト、ベ
ントナイト、カオリン、モンモリロナイト、アロフェン
等の粘土鉱物を用いることができる。また、バインダー
の量としては、成形が容易となる量であれば良く、通
常、ゼオライト100重量部に対してバインダー5〜4
0重量部が用いられる。さらに、これらのバインダーは
2種以上を用いても良い。尚、銀含有A型ゼオライトに
ついては、基材であるA型ゼオライトを成形後に銀を含
有させても、また、銀を含有した後に成形しても良い。
Silver-containing A used in the method of the present invention
In order to use the zeolite and the zeolite containing no silver on an industrial scale, it is preferable to use the zeolite by filling it in a packed tower or the like, or to form a compact such as a granular material in order to facilitate handling. At the time of molding, it is preferable to mix the zeolite with a binder such as a clay mineral and mold, for example,
As the binder, clay minerals such as attapulgite, sepiolite, bentonite, kaolin, montmorillonite, and allophane can be used. The amount of the binder may be any amount that facilitates molding, and is usually 5 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of zeolite.
0 parts by weight are used. Further, two or more of these binders may be used. As for the silver-containing A-type zeolite, silver may be contained after molding the base A-type zeolite, or it may be molded after containing silver.

【0019】成形方法としては、通常用いられる方法、
例えば、押し出し成形、プレス成形、転動造粒等の方法
が用いられる。その形状としては、球状、円柱状、円盤
状、楕円球状、ペレット状等が採用でき、また、その大
きさとしては直径0.5〜5mm、さらに直径1〜4m
mの大きさのものが好ましく用いられ、さらに必要に応
じて、ふるい等で分級して用いることもできる。ここ
で、大きさがこの範囲にあれば、例えば、連続流通操作
で天然ガス中の水、イオウ化合物及び水銀を除去する場
合に発生する圧力抵抗を低く抑えることができ、また、
成形体が大きすぎる場合に天然ガスとの接触面積が小さ
くなって除去効率が低下することを避けることができ
る。
As the molding method, a commonly used method,
For example, methods such as extrusion molding, press molding, and rolling granulation are used. As its shape, a spherical shape, a columnar shape, a disk shape, an elliptical spherical shape, a pellet shape, and the like can be adopted, and its size is 0.5 to 5 mm in diameter, and 1 to 4 m in diameter.
Those having a size of m are preferably used, and if necessary, may be used after being classified using a sieve or the like. Here, if the size is within this range, for example, water in natural gas, sulfur compounds and mercury in a continuous flow operation can be reduced pressure resistance generated when removing,
When the molded body is too large, it is possible to avoid that the contact area with the natural gas is reduced and the removal efficiency is reduced.

【0020】本発明の方法において用いられる銀含有ゼ
オライト及び銀不含ゼオライトは、バインダーを用いて
成形後、焼成することが好ましい。焼成温度としては、
600℃以上の温度で、さらに600〜800℃の温度
で、空気、窒素ガス、還元ガス等の雰囲気下で焼成する
ことが好ましい。焼成時間としては特に限定されない
が、通常30分〜50時間程度で十分である。この焼成
操作により、ゼオライトの強度を高め、水分及び水銀の
吸着性能の活性化が促進でき、上記記載の温度範囲から
逸脱する場合には、これらの効果が小さくなることがあ
る。
The silver-containing zeolite and the silver-free zeolite used in the method of the present invention are preferably fired after being molded using a binder. As the firing temperature,
It is preferable to perform calcination at a temperature of 600 ° C. or higher and further at a temperature of 600 to 800 ° C. in an atmosphere such as air, nitrogen gas, and reducing gas. The firing time is not particularly limited, but usually about 30 minutes to 50 hours is sufficient. By this calcining operation, the strength of the zeolite can be increased, and the activation of the adsorption performance of moisture and mercury can be promoted. If the temperature deviates from the above-mentioned temperature range, these effects may be reduced.

【0021】以上のようにして、本発明の方法で使用す
るゼオライト(以下「吸着除去剤」という)を調製する
ことができる。
As described above, the zeolite used in the method of the present invention (hereinafter referred to as "adsorption remover") can be prepared.

【0022】このような吸着除去剤の例としては、東ソ
ー(株)より銀含有ゼオライトとしてA−3MG(商品
名)、A−4MG(商品名)を、また、銀不含ゼオライ
トとしてA−5(CaA型)、F−9(NaX型)とし
て市販されているものを挙げることができる。
Examples of such an adsorbent-removing agent include A-3MG (trade name) and A-4MG (trade name) as silver-containing zeolites and A-5 as a silver-free zeolite from Tosoh Corporation. (CaA type) and F-9 (NaX type) are commercially available.

【0023】このようにして調製される吸着除去剤は、
吸着塔に新たに充填してから使用する前に付着した水分
を脱着して吸着効率をさらに向上させるために水素ガ
ス、水素含有ガス、メタンガス、メタン含有ガス等の乾
燥ガスの雰囲気下で加熱処理するのが好ましい。加熱条
件としては、100〜400℃の範囲の温度で、1〜5
0時間、乾燥ガスの線速度0.01〜0.5m/秒、
0.1〜3MPaの圧力で乾燥ガスを用いて吸着除去剤
を加熱処理することが好ましい。
The adsorption remover thus prepared is
Heat treatment in a dry gas atmosphere such as hydrogen gas, hydrogen-containing gas, methane gas, methane-containing gas, etc. in order to further desorb moisture adsorbed before use after newly filling the adsorption tower to further improve adsorption efficiency Is preferred. The heating conditions are as follows: a temperature in the range of 100 to 400 ° C .;
0 hour, linear velocity of dry gas 0.01 to 0.5 m / sec,
It is preferable to heat-treat the adsorption remover using a dry gas at a pressure of 0.1 to 3 MPa.

【0024】本発明の対象とする天然ガスは、メタンを
主成分とするガスで、天然ガス田より採取後に、多量に
含有するイオウ化合物、二酸化炭素等をアミン系有機化
合物、アルカリ水溶液等の吸収剤を用いる方法等の従来
の方法により除去したものが好ましい。これらの処理に
よってもまだ天然ガス中には飽和濃度に近い水や微量の
硫化水素、COSあるいはメルカプタン類やジスルフィ
ド類等のイオウ化合物、さらに除去できない微量水銀が
含まれている。このような天然ガス中に含まれる水、イ
オウ化合物及び水銀濃度は、特に限定されるものでない
が、吸着除去剤への負荷量を低くして、より良い除去効
率を得るために、水分濃度として飽和濃度以下、イオウ
化合物の濃度として、容量基準で50ppm以下、さら
には、20ppm以下が好ましく、水銀濃度として、重
量基準で200ppb以下、さらには、100ppb以
下が好ましい。
The natural gas to be used in the present invention is a gas containing methane as a main component and, after being collected from a natural gas field, absorbs a large amount of a sulfur compound, carbon dioxide, etc., into an amine organic compound, an alkaline aqueous solution, etc. Those removed by a conventional method such as a method using an agent are preferred. Even with these treatments, the natural gas still contains water close to the saturation concentration, a trace amount of hydrogen sulfide, COS, sulfur compounds such as mercaptans and disulfides, and trace amounts of mercury that cannot be removed. The concentration of water, sulfur compounds and mercury contained in such natural gas is not particularly limited, but in order to reduce the load on the adsorptive removal agent and obtain better removal efficiency, the water concentration is determined as The concentration of the sulfur compound is preferably 50 ppm or less, more preferably 20 ppm or less, based on the volume, and the mercury concentration is preferably 200 ppb or less, more preferably 100 ppb or less, based on the weight.

【0025】本発明の方法における天然ガスと吸着除去
剤との接触の際、以下に記載の条件で接触することによ
り水、イオウ化合物及び水銀の除去効率を高めることが
できる。すなわち、接触方式としては、成形した吸着除
去剤を使用することにより、固定床流通方式が採用で
き、連続運転が可能となる。連続流通接触方式の最適な
条件は、吸着温度としては5〜60℃、好ましくは10
〜40℃の範囲で、天然ガスを吸着除去剤へ通気させる
際のガス線速度としては0.01〜0.5m/秒、好ま
しくは0.05〜0.4m/秒の範囲で、圧力としては
0.1〜10MPaの範囲で実施することが、除去効率
の面から好ましい。
In the method of the present invention, when the natural gas and the adsorbing and removing agent are brought into contact with each other, the contacting conditions described below can increase the efficiency of removing water, sulfur compounds and mercury. That is, as the contact method, a fixed bed circulation method can be adopted by using a molded adsorption removal agent, and continuous operation becomes possible. The optimum conditions for the continuous flow contact system are as follows: the adsorption temperature is 5 to 60 ° C., preferably 10 to 60 ° C.
The gas linear velocity at the time of passing natural gas through the adsorption removal agent in the range of 4040 ° C. is 0.01 to 0.5 m / sec, preferably in the range of 0.05 to 0.4 m / sec. Is preferably performed in the range of 0.1 to 10 MPa from the viewpoint of removal efficiency.

【0026】水、イオウ化合物及び水銀等の不純物を吸
着した吸着除去剤は、還元性ガス雰囲気下、特に精製さ
れた乾燥天然ガス等の乾燥還元性ガスを用いて、吸着時
と反対方向のガス流れにして、温度100〜400℃、
1〜50時間、乾燥還元性ガスの線速度0.01〜0.
5m/秒、圧力として大気圧〜3MPaの範囲で再生で
き、さらに繰り返して利用することもできる。特に、吸
着除去剤を充填した吸着塔内では、上記不純物は、一般
に吸着時の天然ガス入口側に多量に吸着されるので、再
生時の還元性ガス流れを吸着時と反対方向にすることに
より、吸着塔内を不純物の汚染から避けることができ
る。
The adsorbing and removing agent which has adsorbed impurities such as water, sulfur compounds and mercury can be used in a reducing gas atmosphere, especially by using a dry reducing gas such as purified dry natural gas and the like. Flow, temperature 100 ~ 400 ℃,
The linear velocity of the dry reducing gas is 0.01 to 0.1 for 1 to 50 hours.
It can be regenerated at a pressure of 5 m / sec and a pressure in the range of atmospheric pressure to 3 MPa, and can be used repeatedly. In particular, in an adsorption tower filled with an adsorption remover, the impurities are generally adsorbed in large amounts on the natural gas inlet side during adsorption, so that the flow of reducing gas during regeneration is made opposite to that during adsorption. In addition, the inside of the adsorption tower can be prevented from being contaminated with impurities.

【0027】[0027]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。しかし、本発明はこれら実施例のみに限定され
るものではない。なお、評価は以下に示した方法によっ
て実施した。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to only these examples. In addition, evaluation was implemented by the method shown below.

【0028】(1)水銀濃度 水銀濃度は、肥料分析法(1982年版)に基づいて、
加熱分解−金アマルガム−冷原子吸光法(日本インスツ
ルメンツ社製、型式:マーキュリーSP−3D)により
測定した。
(1) Mercury concentration The mercury concentration was determined based on the fertilizer analysis method (1982 version).
It was measured by heat decomposition-gold amalgam-cold atomic absorption spectrometry (manufactured by Nippon Instruments Co., Ltd., model: Mercury SP-3D).

【0029】(2)銀濃度 銀含有ゼオライト中の銀濃度はICP法(パーキンエル
マージャパン社製、型式:OPTIMA)により測定し
た。) (3)水分濃度 水分濃度は、水分計(日本パナメトリックス社製、型
式:MMS35)を用いて測定した。
(2) Silver Concentration The silver concentration in the silver-containing zeolite was measured by an ICP method (Perkin Elmer Japan, model: OPTIMA). (3) Moisture Concentration The moisture concentration was measured using a moisture meter (manufactured by Japan Panametrics, model: MMS35).

【0030】(4)イオウ濃度 イオウ化合物濃度は、ガスクロマトグラフ(島津製作所
製、型式:GC−16A FPD)を用いて測定した。
(4) Sulfur concentration The sulfur compound concentration was measured using a gas chromatograph (model: GC-16A FPD, manufactured by Shimadzu Corporation).

【0031】実施例1 内径10mmの吸着カラムに、それぞれ粉砕して12〜
42メッシュにそろえた、東ソー(株)製の銀含有ナト
リウムA型ゼオライト(A−4MG、銀含有量0.1重
量%)0.02リットル及び東ソー(株)製のナトリウ
ムX型ゼオライト(F−9)0.02リットルを充填し
て、水及び水銀除去試験(吸着及び再生の繰り返し試
験)を実施した。また、F−9を供給ガス入口側にA−
4MGとガラスウールを介して層分離して充填した。天
然ガスの代表成分であるメタンガス(住友精化(株)
製、純度99.9容量%)を用いて試験した。メタンガ
スとメチルメルカプタンガス(住友精化(株)製、濃度
約1000容量ppm/窒素)を各々マスフローコント
ローラーを用いてライン混合してメチルメルカプタン濃
度を調整した。メタンガスを一部用いて水銀蒸気を同伴
させて、吸着カラムに供給した。供給ガス中の水銀濃度
は水銀蒸気発生温度と水銀蒸気を同伴するメタンガス量
をコントロールして調整した。また、供給メタンガスの
一部を室温で水中にバブリングさせて水蒸気を同伴して
吸着カラムに供給した。吸着カラムへの供給ガス中の
水、メチルメルカプタン及び水銀の各濃度は、それぞれ
約2000容量ppm、約10容量ppm及び約60重
量ppbであった。供給混合ガスをガス線速度0.15
m/秒で供給して水及び水銀除去試験を20℃、大気圧
下で行った。50時間の吸着試験終了後に、再生を実施
した。再生は、メタンガスを用いて、大気圧、350
℃、5時間の条件で行った。再生処理は5回実施し、フ
レッシュな吸着除去試験及び再生処理後の吸着除去試験
は、50時間実施し、それぞれにおける水銀除去率、残
存水分濃度及び残存イオウ化合物濃度を前記記載の方法
により求めその結果を表1に纏めて示した。
Example 1 Each of pulverized powders of 12 to
0.02 liter of silver-containing sodium A-type zeolite (A-4MG, silver content 0.1% by weight) manufactured by Tosoh Corporation and sodium X-type zeolite (F- 9) Filled with 0.02 liter, water and mercury removal test (repeated test of adsorption and regeneration) was performed. Also, F-9 is connected to the supply gas inlet side by A-
The layers were separated and filled through 4MG and glass wool. Methane gas, a representative component of natural gas (Sumitomo Seika Co., Ltd.)
(Purity: 99.9% by volume). Methane gas and methyl mercaptan gas (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., concentration: about 1000 ppm by volume / nitrogen) were each mixed with a line using a mass flow controller to adjust the concentration of methyl mercaptan. The mercury vapor was entrained using a part of methane gas and supplied to the adsorption column. The mercury concentration in the feed gas was adjusted by controlling the mercury vapor generation temperature and the amount of methane gas accompanying the mercury vapor. In addition, a part of the supplied methane gas was bubbled into water at room temperature, and supplied to the adsorption column together with water vapor. The concentrations of water, methyl mercaptan and mercury in the gas supplied to the adsorption column were about 2,000 ppm by volume, about 10 ppm by volume, and about ppb by weight, respectively. The gas mixture is supplied at a gas linear velocity of 0.15.
Water and mercury removal tests were performed at 20 ° C. and atmospheric pressure, fed at m / s. After the end of the 50-hour adsorption test, regeneration was performed. Regeneration is performed using methane gas at atmospheric pressure, 350
C. for 5 hours. The regeneration treatment was carried out five times, and the fresh adsorption removal test and the adsorption removal test after the regeneration treatment were carried out for 50 hours, and the mercury removal rate, residual moisture concentration and residual sulfur compound concentration in each were determined by the method described above. The results are summarized in Table 1.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】実施例2 F−9の代わりに東ソー(株)製のカルシウムA型ゼオ
ライト(A−5、3mmφペレット)0.02リットル
を12〜42メッシュにそろえて用い(A−4MGより
も入口側に層分離して充填)、また、メチルメルカプタ
ンの代わりに硫化水素ガス(住友精化(株)製、濃度約
1000容量ppm/窒素)を用いて供給ガス中の硫化
水素濃度を約15容量ppmにした以外は実施例1と同
様に水及び水銀除去試験を実施し評価した。その試験結
果を表2に示した。
Example 2 In place of F-9, 0.02 liter of calcium A-type zeolite (A-5, 3 mmφ pellet) manufactured by Tosoh Corporation was used in 12 to 42 meshes (the inlet was smaller than that of A-4MG). And hydrogen hydrogen sulfide gas (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., concentration: about 1000 ppm by volume / nitrogen) in place of methyl mercaptan to reduce the hydrogen sulfide concentration in the feed gas to about 15 volumes. A water and mercury removal test was performed and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the content was set to ppm. Table 2 shows the test results.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】表1及び表2の結果から、実施例1及び実
施例2では、水、水銀及びイオウ化合物のいずれも繰り
返し使用によりその除去効率に変化がなく、吸着除去剤
の性能が維持されていることが分かった。
From the results shown in Tables 1 and 2, in Examples 1 and 2, the removal efficiency of water, mercury and sulfur compounds was not changed by repeated use, and the performance of the adsorbent was maintained. I knew it was there.

【0036】比較例1 F−9用いず、東ソー(株)製A−4MG(銀含有量
0.1重量%、3mmφペレット)を12〜42メッシ
ュにそろえて0.04L用いた以外は実施例1 と同様に
水及び水銀除去試験を実施し評価した。その試験結果を
表3に示した。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 The procedure of Example 1 was repeated except that 0.04 L of A-4MG manufactured by Tosoh Corporation (silver content: 0.1% by weight, 3 mmφ pellets) was used in an amount of 12 to 42 mesh without using F-9. A water and mercury removal test was performed and evaluated in the same manner as in 1. Table 3 shows the test results.

【0037】[0037]

【表3】 [Table 3]

【0038】表3の結果から、比較例1では、水銀の除
去につき、繰り返し使用によりその除去効率が低下して
おり、除去剤の性能が低下していることが分かった。
From the results shown in Table 3, it was found that, in Comparative Example 1, the efficiency of removal of mercury was reduced due to repeated use, and the performance of the remover was reduced.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明の方法によれば、天然ガスから
水、イオウ化合物及び水銀を効率よく、しかも経済的に
除去できるために天然ガスの精製ができ、また、吸着除
去剤を再生することにより繰り返し使用できるため工業
的に有用である。
According to the method of the present invention, water, sulfur compounds and mercury can be efficiently and economically removed from natural gas, so that natural gas can be purified and the adsorbent is regenerated. Is industrially useful because it can be used repeatedly.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C01B 39/02 C01B 39/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C01B 39/02 C01B 39/02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】A型ゼオライト、X型ゼオライト及びY型
ゼオライトからなる群より選ばれる1以上の銀不含ゼオ
ライトと、銀含有A型ゼオライトとを組み合わせて天然
ガスと接触させ、天然ガスから水、イオウ化合物及び水
銀を除去することを特徴とする天然ガスの精製方法。
1. A method of combining one or more silver-free zeolites selected from the group consisting of A-type zeolites, X-type zeolites and Y-type zeolites with silver-containing A-type zeolites and contacting them with natural gas. A method for refining natural gas, comprising removing sulfur compounds and mercury.
【請求項2】銀不含ゼオライトと銀含有A型ゼオライト
とを混合して天然ガスと接触させることを特徴とする請
求項1に記載の天然ガスの精製方法。
2. The method for refining natural gas according to claim 1, wherein the zeolite containing no silver and the zeolite containing A-type silver are mixed and brought into contact with natural gas.
【請求項3】銀不含ゼオライトと銀含有ゼオライトと
を、銀不含ゼオライト:銀含有ゼオライト=60:40
〜10:90(容量基準)の範囲で用いることを特徴と
する請求項1又は請求項2に記載の天然ガスの精製方
法。
3. A silver-free zeolite and a silver-containing zeolite, wherein silver-free zeolite: silver-containing zeolite = 60: 40.
The method for purifying natural gas according to claim 1 or 2, wherein the method is used in a range of from 10 to 90 (based on volume).
【請求項4】銀不含ゼオライトと銀含有A型ゼオライト
とを組み合わせて充填塔に詰め、これに天然ガスを温度
5〜60℃、ガス線速度0.01〜0.5m/秒、圧力
0.1〜10MPaにて流通させることを特徴とする請
求項1〜3のいずれかに記載のガスの精製方法。
4. A packed column comprising a combination of silver-free zeolite and silver-containing A-type zeolite, wherein natural gas is charged at a temperature of 5 to 60 ° C., a gas linear velocity of 0.01 to 0.5 m / sec, and a pressure of 0 The gas purification method according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas is circulated at 1 to 10 MPa.
【請求項5】天然ガスを充填塔に連続的に流通させるこ
とを特徴とする請求項4に記載の天然ガスの精製方法。
5. The method for purifying natural gas according to claim 4, wherein the natural gas is continuously passed through the packed tower.
【請求項6】銀不含ゼオライトと銀含有A型ゼオライト
とを還元性ガス雰囲気下、100〜400℃で再生処理
した後に天然ガスと接触させることを含む請求項1〜5
のいずれかに記載の天然ガスの精製方法。
6. The method according to claim 1, comprising subjecting the silver-free zeolite and the silver-containing A-type zeolite to a regeneration treatment in a reducing gas atmosphere at 100 to 400 ° C. and then contacting with natural gas.
The method for purifying natural gas according to any one of the above.
JP9210506A 1997-08-05 1997-08-05 Purification of natural gas Pending JPH1150069A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9210506A JPH1150069A (en) 1997-08-05 1997-08-05 Purification of natural gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9210506A JPH1150069A (en) 1997-08-05 1997-08-05 Purification of natural gas

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1150069A true JPH1150069A (en) 1999-02-23

Family

ID=16590504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9210506A Pending JPH1150069A (en) 1997-08-05 1997-08-05 Purification of natural gas

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1150069A (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002316043A (en) * 2001-04-18 2002-10-29 Idemitsu Kosan Co Ltd Desulfurizing agent for organic sulfur compound- containing fuel oil and method of manufacturing hydrogen for fuel cell
JP2008031306A (en) * 2006-07-28 2008-02-14 Nippon Oil Corp Desulfurization process for hydrocarbon fuel
JP2013505123A (en) * 2009-09-18 2013-02-14 フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン High pressure high CO2 removal configuration and method
JP2013505833A (en) * 2009-09-29 2013-02-21 フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン Composition and method of gas purification
US20150290575A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 Jeffrey Todd Rothermel Methods and systems for purifying natural gases
WO2017033217A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 日揮株式会社 Pretreatment equipment for hydrocarbon gas to be liquefied and shipping base equipment
US10603652B2 (en) 2016-02-26 2020-03-31 Tosoh Corporation Silver-carrying zeolite molded article
JP2021028054A (en) * 2019-08-09 2021-02-25 三菱ケミカル株式会社 Regeneration method for zeolite membrane complex

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002316043A (en) * 2001-04-18 2002-10-29 Idemitsu Kosan Co Ltd Desulfurizing agent for organic sulfur compound- containing fuel oil and method of manufacturing hydrogen for fuel cell
JP2008031306A (en) * 2006-07-28 2008-02-14 Nippon Oil Corp Desulfurization process for hydrocarbon fuel
JP2013505123A (en) * 2009-09-18 2013-02-14 フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン High pressure high CO2 removal configuration and method
US9248398B2 (en) 2009-09-18 2016-02-02 Fluor Technologies Corporation High pressure high CO2 removal configurations and methods
JP2013505833A (en) * 2009-09-29 2013-02-21 フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン Composition and method of gas purification
US20150290575A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 Jeffrey Todd Rothermel Methods and systems for purifying natural gases
WO2015156971A1 (en) * 2014-04-09 2015-10-15 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and systems for purifying natural gases
CN105992632A (en) * 2014-04-09 2016-10-05 埃克森美孚上游研究公司 Methods and systems for purifying natural gases
WO2017033217A1 (en) * 2015-08-27 2017-03-02 日揮株式会社 Pretreatment equipment for hydrocarbon gas to be liquefied and shipping base equipment
US10619114B2 (en) 2015-08-27 2020-04-14 Jgc Corporation Pretreatment equipment for hydrocarbon gas to be liquefied and shipping base equipment
US10603652B2 (en) 2016-02-26 2020-03-31 Tosoh Corporation Silver-carrying zeolite molded article
JP2021028054A (en) * 2019-08-09 2021-02-25 三菱ケミカル株式会社 Regeneration method for zeolite membrane complex

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7309378B2 (en) Syngas purification process
JP2967871B2 (en) Carbon dioxide and water adsorption method and adsorbent
JP2988625B2 (en) Temperature swing adsorption method
CA2657127C (en) Removal of carbon dioxide from paraffins
AU773362B2 (en) Temperature swing adsorption process
EP1931465B1 (en) Silver-exchanged zeolites and methods of manufacture therefor
AU768949B2 (en) Zeolite adsorbents, method for obtaining them and their use for removing carbonates from a gas stream
KR100970359B1 (en) Method of purifying a gas stream contaminated by carbon dioxide and one or more hydrocarbons and/or nitrogen oxides by adsorption on an aggregated zeolitic adsorbent
EP1142622B1 (en) Method of adsorptive separation of carbon dioxide
US20100005964A1 (en) Regenerative removal of trace carbon monoxide
IE59721B1 (en) Adsorbent for gas purification and purification process
JP2001129342A (en) Thermal swing adsorption method for removing very small amount of impurities from air
JPH1150069A (en) Purification of natural gas
JP2004202393A (en) Carbon dioxide desorption method
EP1184067A2 (en) Process and apparatus for adsorptive purification of gases
JP2007514537A5 (en)
CN103212271A (en) Gas separating system and method for separating gas by using system thereof
WO2010113173A2 (en) A barium and potassium exchanged zeolite-x adsorbents for co2 removal from a gas mixture and preparation thereof
JP2001347123A (en) Adsorptive separation method for carbon dioxide
JP2000140549A (en) Removal of carbon dioxide
JP2019171286A (en) Absorbing and separating method of nitrogen
DE DK et al. Verfahren zur adsorptiven Reinigung von Luft Procédé de purification d’air par adsorption
GB2296491A (en) Purification of atmospheres polluted by NO
CN1194622A (en) Method for purifying hydrogen based gas mixtures using a lithium exchanged X zeolite