JPS5939701A - メタノ−ルの水蒸気改質法 - Google Patents
メタノ−ルの水蒸気改質法Info
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- JPS5939701A JPS5939701A JP14606282A JP14606282A JPS5939701A JP S5939701 A JPS5939701 A JP S5939701A JP 14606282 A JP14606282 A JP 14606282A JP 14606282 A JP14606282 A JP 14606282A JP S5939701 A JPS5939701 A JP S5939701A
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- Japan
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- methanol
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はメタノールの水蒸気改質法に関し、詳しくは主
反応器および副反応器の２段の反応器を用いてメタノー
ルから水素を得るに際し、副反応器の温度制御を行なう
メタノールの水蒸気改質法に関する。
反応器および副反応器の２段の反応器を用いてメタノー
ルから水素を得るに際し、副反応器の温度制御を行なう
メタノールの水蒸気改質法に関する。
従来、メタノールを原料として水蒸気改質を行ない、水
素を主成分とするガスを得る方法には、断熱反応器を用
いる方法と外部加熱型反応器を用いる方法の２種が知ら
れている。
素を主成分とするガスを得る方法には、断熱反応器を用
いる方法と外部加熱型反応器を用いる方法の２種が知ら
れている。
断熱反応器は外部加熱型反応器と比較すると、構造が単
純でその分装置コストも低廉となり、かつ触媒の充填、
抜出しの作業が容易であるという長所を有する一方、メ
タノールの水蒸気改質は吸熱、の大きい反応であるから
、反応に必要な熱は反応物の持ち込みエネルギーで賄わ
ねばならず、このため原料を高温にする必要から触媒を
熱的に劣化させる危険が大きい。
純でその分装置コストも低廉となり、かつ触媒の充填、
抜出しの作業が容易であるという長所を有する一方、メ
タノールの水蒸気改質は吸熱、の大きい反応であるから
、反応に必要な熱は反応物の持ち込みエネルギーで賄わ
ねばならず、このため原料を高温にする必要から触媒を
熱的に劣化させる危険が大きい。
触媒の劣化を避けるためにはスチーム比を大きくすれば
良いが、それではスチーム使用量が増大し不経済である
。
良いが、それではスチーム使用量が増大し不経済である
。
断熱型を多段にした方法も提案されているが、本反応は
吸熱が大きいので、反応物温度の低下に伴い、反応速度
が低下し外部加熱型を採用せざるを得ない場合がある。
吸熱が大きいので、反応物温度の低下に伴い、反応速度
が低下し外部加熱型を採用せざるを得ない場合がある。
そこで、外部加熱型を採用しつつ、上述の欠点を回避す
る方法が要請される。この目的のだめ、外部加熱型を２
段設置することが考えられる。第１段で触媒の活性劣化
が生じても、−高価な反応器を大規模にすることなく、
第１段で未反応のメタノールを処理することが可能とな
るからである。
る方法が要請される。この目的のだめ、外部加熱型を２
段設置することが考えられる。第１段で触媒の活性劣化
が生じても、−高価な反応器を大規模にすることなく、
第１段で未反応のメタノールを処理することが可能とな
るからである。
しかし、この場合、後段の反応器に供給される熱量は少
量で良いのであるから、わざわざ高価な外部加熱型を用
いなくとも断熱型で充分である。
量で良いのであるから、わざわざ高価な外部加熱型を用
いなくとも断熱型で充分である。
本発明は、このような主反応器として、外部加熱型を用
い仕上げ用の副反応器として断熱型を用いる方法を提供
する。
い仕上げ用の副反応器として断熱型を用いる方法を提供
する。
しかして、この方法においても次のような欠点が認めら
れる。
れる。
（１）断熱反応器入口温度を制限しないと、１段からの
未反応量によっては温度が低下しすぎて、未反応物が流
出してしまう。
未反応量によっては温度が低下しすぎて、未反応物が流
出してしまう。
（２）未反応物がないのに入口温度を高くしたのでは、
−酸化炭素が増えてし壕う。
−酸化炭素が増えてし壕う。
（３）未反応物が多くなった場合温度を高くする必要が
あるが熱的劣化をさせてしまう。
あるが熱的劣化をさせてしまう。
本発明者等は上記の点につき鋭意研究し、本発明１を、
なすに至った。即ち、本発明は、外部加熱型主反応器と
断熱型副反応器を用いてメタノールを水蒸気改質する方
法において、主反応器用加熱炉と副反応器用予熱器とを
共用することにより副反応器の温度を制御する方法であ
る。
なすに至った。即ち、本発明は、外部加熱型主反応器と
断熱型副反応器を用いてメタノールを水蒸気改質する方
法において、主反応器用加熱炉と副反応器用予熱器とを
共用することにより副反応器の温度を制御する方法であ
る。
反応器の温度を制御する場合、主反応器である外部加熱
型反応器の温度を優先して制御するため副反応器である
断熱型反応器の入口温度は制御しにくり、入口温度は高
くなってしまう。このように主反応器出口温度よシ副反
応器入ロ温度が高い状況で副反応器を運転すると、未反
応のメタノールがない時または少ない時には副反応器に
おいて逆シフト反応が起こシ、製品の純度の低下、収率
の低下を来たし好ましくなく、さらに触媒の耐熱温度を
超えると活性の低下が起きる。これを解決する方法とし
て主反応器と副反応器との間に加熱炉を介さないバイパ
スを設けることも考えられるが、副反応器の入口の温度
上昇を抑えるためバイパスを多くすると加熱管および加
熱管内のプロセスガスの温度が上昇しすぎてしまう恐れ
があシ、その対策、例えば加熱管に高級材料が必要とな
る。
型反応器の温度を優先して制御するため副反応器である
断熱型反応器の入口温度は制御しにくり、入口温度は高
くなってしまう。このように主反応器出口温度よシ副反
応器入ロ温度が高い状況で副反応器を運転すると、未反
応のメタノールがない時または少ない時には副反応器に
おいて逆シフト反応が起こシ、製品の純度の低下、収率
の低下を来たし好ましくなく、さらに触媒の耐熱温度を
超えると活性の低下が起きる。これを解決する方法とし
て主反応器と副反応器との間に加熱炉を介さないバイパ
スを設けることも考えられるが、副反応器の入口の温度
上昇を抑えるためバイパスを多くすると加熱管および加
熱管内のプロセスガスの温度が上昇しすぎてしまう恐れ
があシ、その対策、例えば加熱管に高級材料が必要とな
る。
加熱炉の燃焼ガス側をバイパスすることも考えられるが
加熱炉の構造を複雑にし建設費がかさむので実用上好ま
しくない。また、主反応器出口でのメタノールの濃度に
よって適当な副反応器の入口温度を設定することも考え
られるが、この場合には未反応メタノールを分析しなけ
ればならないので実際上の運転に困難が生じる。
加熱炉の構造を複雑にし建設費がかさむので実用上好ま
しくない。また、主反応器出口でのメタノールの濃度に
よって適当な副反応器の入口温度を設定することも考え
られるが、この場合には未反応メタノールを分析しなけ
ればならないので実際上の運転に困難が生じる。
このように、主反応器と副反応器とを用いてメタノール
から水素を主成分とするガスを好適に得るためには、副
反応器の温度制御の問題が残されている。
から水素を主成分とするガスを好適に得るためには、副
反応器の温度制御の問題が残されている。
本発明の好ましい態様は、加熱炉入口または出口付近で
ボイラー給水またはスチームのインジェクションを副反
応器の供給ガスに対して行ない、副反応器の温度を制御
することによって実施される。
ボイラー給水またはスチームのインジェクションを副反
応器の供給ガスに対して行ない、副反応器の温度を制御
することによって実施される。
以下、本発明を図面に従って説明する。
第１図は本発明の好ましい一実施例を示すゾロセスシー
トである。
トである。
メタノールの水蒸気改質反応においては、メタノールは
メタノール供給ライン１から供給され、一方スチームは
スチーム供給ライン２から供給されて混合される。この
際のメタノールおよびスチームの混合比は０．５モルＨ
２Ｏ１モル・メタノール〜７．０モルＨ２Ｏ１モル・メ
タノールの範囲が適当で６Ｄ、％に１．０モルＨ２Ｏ１
モル・メタノール〜５．０モルＨ２０／−Ｅル・メタノ
ールの範囲が好ましい。
メタノール供給ライン１から供給され、一方スチームは
スチーム供給ライン２から供給されて混合される。この
際のメタノールおよびスチームの混合比は０．５モルＨ
２Ｏ１モル・メタノール〜７．０モルＨ２Ｏ１モル・メ
タノールの範囲が適当で６Ｄ、％に１．０モルＨ２Ｏ１
モル・メタノール〜５．０モルＨ２０／−Ｅル・メタノ
ールの範囲が好ましい。
このメタノールおよびスチームとからなる混合流体は所
定温度で外部加熱型反応器（主反応器）３に導入されメ
タノールの改質反応が行なわれる。
定温度で外部加熱型反応器（主反応器）３に導入されメ
タノールの改質反応が行なわれる。
この外部加熱型反応器３と加熱炉４０間はポンプ５を介
して熱媒体循環ライン６が設けられ、外部加熱型反応器
３内が一定の温度となるようにされている。外部加熱型
反応器３におけるメタノールの改質反応は、温度１８０
〜５００℃、好ましくは１８０〜３５０℃、圧力Ｏ〜５
０ｋｇ／ｃｒｎ２の反応条件で銅系触媒の存在下で行な
われる。このようにして得られたガスは主反応器量ロガ
スライン７を通シ加熱炉４の加熱管を経て断熱反応器（
副反応益）８へ導入される。この際加熱炉４人口または
出口付近の主反応器出口がスライン７にパルプ９まだは
１０を有するボイラ給水またはスチームのインジェクシ
ョンライン１１よりボイラー給水捷だはスチームのイン
ジェクションが行なわれ、副反応器８の温度が制御され
る。断熱反応器８における反応ガスは、温度１８０〜５
００℃、好ましくは１８０〜３５０℃、圧力Ｏ〜５０
ｋｇ／鋸２の反応条件で銅系触媒の存在下、さらに未反
応メタノールが改質され、生成ガスライン１２よシ水素
を主成分とするガスが得られる。
して熱媒体循環ライン６が設けられ、外部加熱型反応器
３内が一定の温度となるようにされている。外部加熱型
反応器３におけるメタノールの改質反応は、温度１８０
〜５００℃、好ましくは１８０〜３５０℃、圧力Ｏ〜５
０ｋｇ／ｃｒｎ２の反応条件で銅系触媒の存在下で行な
われる。このようにして得られたガスは主反応器量ロガ
スライン７を通シ加熱炉４の加熱管を経て断熱反応器（
副反応益）８へ導入される。この際加熱炉４人口または
出口付近の主反応器出口がスライン７にパルプ９まだは
１０を有するボイラ給水またはスチームのインジェクシ
ョンライン１１よりボイラー給水捷だはスチームのイン
ジェクションが行なわれ、副反応器８の温度が制御され
る。断熱反応器８における反応ガスは、温度１８０〜５
００℃、好ましくは１８０〜３５０℃、圧力Ｏ〜５０
ｋｇ／鋸２の反応条件で銅系触媒の存在下、さらに未反
応メタノールが改質され、生成ガスライン１２よシ水素
を主成分とするガスが得られる。
なお本発明にあたっては、メタノール供給ライン１およ
びスチーム供給ライン２のそれぞれにパルプを設けてメ
タノール量およびスチーム量を調整することも可能であ
る。また、熱媒体循環ライン６および主反応器量ロガス
ライン７に温度検出器を設は主反応器３および副反応器
８の温度を制御することが望ましい。
びスチーム供給ライン２のそれぞれにパルプを設けてメ
タノール量およびスチーム量を調整することも可能であ
る。また、熱媒体循環ライン６および主反応器量ロガス
ライン７に温度検出器を設は主反応器３および副反応器
８の温度を制御することが望ましい。
以上のごとき本発明は下記の効果を有する。
（１） ボイラー給水またはスチームのインジェクシ
ョンによって副反応器に入るスチーム量が増加すること
によって、平衡的にメタノール分解が進み収率が向上し
さらに水素濃度が上る。
ョンによって副反応器に入るスチーム量が増加すること
によって、平衡的にメタノール分解が進み収率が向上し
さらに水素濃度が上る。
（２）副反応器入口温度を適切にコントロールできるの
で触媒寿命がのびる。
で触媒寿命がのびる。
（３） 温度コントロールの応答性が早い。
（４）加熱管に高級材料を使用しないで済み、加熱炉本
体も燃焼４ノドガスバイパスを設置する必要がないため
、装置費用が低摩である。
体も燃焼４ノドガスバイパスを設置する必要がないため
、装置費用が低摩である。
以下、比較例および実施例に基づいて本発明を具体的に
説明する。
説明する。
比較例１
メタノール２０ ｋｇ／ＨＲに対してＨ２Ｏ１６，８ｋ
ｇ／ ＨＲを混合し、外部加熱型反応器３に送入し、３
２５℃、１１ｋｇ／ｃｍ２・Ｇに保ち反応を行った。外
部加熱型反応器出口ガスは未分解のメタノールが流出し
てきているので（分析値；約２０％）、この出口ガスを
４２５℃に予熱した後、断熱反応器８に送入して反応さ
せると、断熱反応器出口は３２５℃になった。このガス
を冷却して水蒸気を除去し、第１表に示す組成のガスを
２．４ｍ３／ＨＲ得た。
ｇ／ ＨＲを混合し、外部加熱型反応器３に送入し、３
２５℃、１１ｋｇ／ｃｍ２・Ｇに保ち反応を行った。外
部加熱型反応器出口ガスは未分解のメタノールが流出し
てきているので（分析値；約２０％）、この出口ガスを
４２５℃に予熱した後、断熱反応器８に送入して反応さ
せると、断熱反応器出口は３２５℃になった。このガス
を冷却して水蒸気を除去し、第１表に示す組成のガスを
２．４ｍ３／ＨＲ得た。
比較例２
メタノール２０ｋｇ／ＨＲに対してＨ２Ｏ１６，８にむ
乍Ｒを混合し、外部加熱型反応器３に送入し、３２５℃
、１１ｋｇ／ｃｍ２・Ｇに保ち反応を行った。外部加熱
型反応器出口ガスは未分解のメタノールが流出してきて
いるので（分析値；約２０％）、この出口ガスを４７０
℃に予熱した後、断熱反応器８に送入して反応させると
、断熱反応器出口は３６０℃になった。この力スを冷却
して水蒸気を除去し、第１表に示す組成のガスを得た。
乍Ｒを混合し、外部加熱型反応器３に送入し、３２５℃
、１１ｋｇ／ｃｍ２・Ｇに保ち反応を行った。外部加熱
型反応器出口ガスは未分解のメタノールが流出してきて
いるので（分析値；約２０％）、この出口ガスを４７０
℃に予熱した後、断熱反応器８に送入して反応させると
、断熱反応器出口は３６０℃になった。この力スを冷却
して水蒸気を除去し、第１表に示す組成のガスを得た。
実施例１
メタノール２０ｋｇ／ＨＲに対してＨ２Ｏ１６，８ｋｇ
／ＨＲを混合し、外部加熱型反応器３に送入し、３２５
℃、１１に９／Ｃｍ２・Ｇに保ち反応を行った。外部加
熱型反応器出口ガスは未分解のメタノールが流出してき
ているので（分析値；約２０％）、スチームを５．６
ｋｇ／ＨＲインジェクションして出口ガス４００℃に下
げ、断熱反応器８に送入して反応させると、断熱反応器
出口は３２５℃になった。このガスを冷却して水蒸気を
除去し、第１表に示す組成のガスを得だ。
／ＨＲを混合し、外部加熱型反応器３に送入し、３２５
℃、１１に９／Ｃｍ２・Ｇに保ち反応を行った。外部加
熱型反応器出口ガスは未分解のメタノールが流出してき
ているので（分析値；約２０％）、スチームを５．６
ｋｇ／ＨＲインジェクションして出口ガス４００℃に下
げ、断熱反応器８に送入して反応させると、断熱反応器
出口は３２５℃になった。このガスを冷却して水蒸気を
除去し、第１表に示す組成のガスを得だ。
第 １ 表
第１図は本発明の一実施例を示すプロセスシートである
。 １・・・メタノール供給ライン、２・・・スチーム供給
ライン、３・・・主反応器（外部加熱型反応器）、４・
・・加熱炉、５・・・ポンプ、６・・・熱媒体循環ライ
ン、７・・・主反応器量ロガスライン、８・・・副反応
器（断熱反応器）、９．１’Ｏ・・・パルプ、１１・・
・ボイラー給水またはスチームのインジェクションライ
ン、１２・・・生成ガスライン 手続補正書（方式） 昭和５７年１２月１０日 特許庁長官 若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 顕部１４’６０６２号２、発明の
名称 メタノールの水蒸気改質法３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 一′ ８ 補正の内容 別添のとおり 冷却して水蒸気を除去し、第１表に示す組成のガスを得
た。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示すプロセスシートである
。 １・・・メタノール供給ライン、２ スチーム供給ライ
ン、３・ 主反応器（外部加熱型反応器）、４・加熱炉
１５・ ポンプ）６・・・熱媒体循還ライン、熱反応器
）、９．１０・・バルブ、１１・・ボイラー給水または
スチームのインジェクションライン、１２・・・生成ガ
スライン
。 １・・・メタノール供給ライン、２・・・スチーム供給
ライン、３・・・主反応器（外部加熱型反応器）、４・
・・加熱炉、５・・・ポンプ、６・・・熱媒体循環ライ
ン、７・・・主反応器量ロガスライン、８・・・副反応
器（断熱反応器）、９．１’Ｏ・・・パルプ、１１・・
・ボイラー給水またはスチームのインジェクションライ
ン、１２・・・生成ガスライン 手続補正書（方式） 昭和５７年１２月１０日 特許庁長官 若杉和夫殿 １、事件の表示 昭和５７年 特 許 顕部１４’６０６２号２、発明の
名称 メタノールの水蒸気改質法３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 ４、代理人 一′ ８ 補正の内容 別添のとおり 冷却して水蒸気を除去し、第１表に示す組成のガスを得
た。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を示すプロセスシートである
。 １・・・メタノール供給ライン、２ スチーム供給ライ
ン、３・ 主反応器（外部加熱型反応器）、４・加熱炉
１５・ ポンプ）６・・・熱媒体循還ライン、熱反応器
）、９．１０・・バルブ、１１・・ボイラー給水または
スチームのインジェクションライン、１２・・・生成ガ
スライン
Claims (2)
- （１）外部加熱型主反応器と断熱型副反応器を用いてメ
タノールを水蒸改質する方法において、主反応器用加熱
炉と副反応器用予熱器とを共用することによシ副反応器
の温度を制御することを特徴とするメタノールの水蒸気
改質法。 - （２） 前記主反応器の出口ガスラインの、加熱炉入
口又は出口付近で、ぎイラー給水又はスチームの注入を
行なう前記特許請求の範囲第（１）項記載のメタノール
の水蒸気改質法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14606282A JPS5939701A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | メタノ−ルの水蒸気改質法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14606282A JPS5939701A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | メタノ−ルの水蒸気改質法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5939701A true JPS5939701A (ja) | 1984-03-05 |
| JPS623761B2 JPS623761B2 (ja) | 1987-01-27 |
Family
ID=15399213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14606282A Granted JPS5939701A (ja) | 1982-08-25 | 1982-08-25 | メタノ−ルの水蒸気改質法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5939701A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61108966U (ja) * | 1984-12-22 | 1986-07-10 | ||
| JPS61219702A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-09-30 | ソシエテ・シミク・ド・ラ・グランド・パロワス・アゾツト・エ・プロデユイ・シミク | メタノ−ルのリホ−ミング法及びその装置 |
| JPS6296302A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | メタノ−ル反応率の維持方法 |
| JP2008133745A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Ihi Corp | ターボ圧縮機のロータ |
-
1982
- 1982-08-25 JP JP14606282A patent/JPS5939701A/ja active Granted
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61219702A (ja) * | 1984-10-30 | 1986-09-30 | ソシエテ・シミク・ド・ラ・グランド・パロワス・アゾツト・エ・プロデユイ・シミク | メタノ−ルのリホ−ミング法及びその装置 |
| JPS61108966U (ja) * | 1984-12-22 | 1986-07-10 | ||
| JPH0518692Y2 (ja) * | 1984-12-22 | 1993-05-18 | ||
| JPS6296302A (ja) * | 1985-10-24 | 1987-05-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | メタノ−ル反応率の維持方法 |
| JPH0761841B2 (ja) * | 1985-10-24 | 1995-07-05 | 三菱重工業株式会社 | メタノ−ル反応率の維持方法 |
| JP2008133745A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | Ihi Corp | ターボ圧縮機のロータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS623761B2 (ja) | 1987-01-27 |
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