JPS5953245B2 - メタンフユウガスノ セイゾウホウホウ - Google Patents
メタンフユウガスノ セイゾウホウホウInfo
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- JPS5953245B2 JPS5953245B2 JP50131542A JP13154275A JPS5953245B2 JP S5953245 B2 JPS5953245 B2 JP S5953245B2 JP 50131542 A JP50131542 A JP 50131542A JP 13154275 A JP13154275 A JP 13154275A JP S5953245 B2 JPS5953245 B2 JP S5953245B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
- C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
- C10L3/08—Production of synthetic natural gas
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C1/00—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
- C07C1/02—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon
- C07C1/04—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen
- C07C1/06—Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon from oxides of a carbon from carbon monoxide with hydrogen in the presence of organic compounds, e.g. hydrocarbons
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明はメタン化によるメタン富有ガスの製造方法に関
する。
する。
そのような方法においては、酸化炭素および水素が触媒
の存在下に反応してメタンを生成する。本発明は特に高
濃度の酸化炭素を含有するガスのメタン化方法に関する
。メタン化法はアンモニア合成ガスから酸化炭素の痕跡
を除去するために多年の間使用されてきた。
の存在下に反応してメタンを生成する。本発明は特に高
濃度の酸化炭素を含有するガスのメタン化方法に関する
。メタン化法はアンモニア合成ガスから酸化炭素の痕跡
を除去するために多年の間使用されてきた。
近年に到ク、メタン化法は天然ガスの代用物として適し
たメタン富有ガスの製造のための重要性が増大しつつあ
る。この方法で石炭および燃料油のような固体および液
体の化石燃料は、ガス化および続いてメタン化により代
用天然ガスに変換されうる。そのようなメタン化法にお
いては、酸化炭素および水素からのメタンの生成は、触
媒の存在においてそして次の反応式二（１）℃ｏ＋３Ｈ
２→℃Ｈ４＋Ｈ２Ｏ （２》 ＣＯ，＋４Ｈ，→ＣＨ４＋２Ｈ，０のいずれか
またはその両方に従つて速やかに平衡に達する。
たメタン富有ガスの製造のための重要性が増大しつつあ
る。この方法で石炭および燃料油のような固体および液
体の化石燃料は、ガス化および続いてメタン化により代
用天然ガスに変換されうる。そのようなメタン化法にお
いては、酸化炭素および水素からのメタンの生成は、触
媒の存在においてそして次の反応式二（１）℃ｏ＋３Ｈ
２→℃Ｈ４＋Ｈ２Ｏ （２》 ＣＯ，＋４Ｈ，→ＣＨ４＋２Ｈ，０のいずれか
またはその両方に従つて速やかに平衡に達する。
上記の２つの反応のうちのいずれがより速いかを知るこ
とはあまう重要なことではない。
とはあまう重要なことではない。
というのは、同時に次のように一酸化炭素と二酸化炭素
との間の平衡への接近があるからである：（３） ＣＯ
＋Ｈ，Ｏ＃ＣＯ！＋Ｈ，Ｏ 反応（４）また団２）によるかまたはその両方によるメ
タン生成の正味反応は、高度に発熱的であろう。
との間の平衡への接近があるからである：（３） ＣＯ
＋Ｈ，Ｏ＃ＣＯ！＋Ｈ，Ｏ 反応（４）また団２）によるかまたはその両方によるメ
タン生成の正味反応は、高度に発熱的であろう。
従つて、断熱的反応器内の触媒床を通過する間に反応体
｝よび生成物の温度は上昇するであろう。他方において
、そのような温度の上昇は、より低いメタン濃度へと平
衡を移動させる傾向があるであろう。従つて、完全なま
たは完全に近い反応は、もし温度上昇が、反応ガスを１
つの方法でまたはもう１つの方法で、例えば冷却された
生成物ガスを再循環させることにより制限されることに
よつのみ可能であろう。断熱的メタン化反応器内におけ
る温度上昇を減少させる目的で、冷却された生成物ガス
の再循環声従来使用され？。
｝よび生成物の温度は上昇するであろう。他方において
、そのような温度の上昇は、より低いメタン濃度へと平
衡を移動させる傾向があるであろう。従つて、完全なま
たは完全に近い反応は、もし温度上昇が、反応ガスを１
つの方法でまたはもう１つの方法で、例えば冷却された
生成物ガスを再循環させることにより制限されることに
よつのみ可能であろう。断熱的メタン化反応器内におけ
る温度上昇を減少させる目的で、冷却された生成物ガス
の再循環声従来使用され？。
例えば、生成物ガスは再循環め前ｆ：茨Ｇで水蒸気凝縮
物の除去することによ）約５０℃またはそれ以下の温度
に冷起された。さもなければ通常の圧縮機が再循環に使
用することができないので、低い温度まで冷却すること
が必である。しかしながら、再循環の前に生成物ガスを
そのように完全に冷却することは、メタン化法のエネル
ギー経済が悪くなるであろう。他方、もし再循環ガスが
僅かしか冷却されなければ、再循環圧縮機は、高温度に
おいて、例えば３００℃において操作されるように設計
されなけ：＝：六＝＝；＝′．：：高圧水蒸穣３ｉｉｋ
勧ｉ−Ｉｃ射扇さｉう名のでエネルギー経済は良好とが
るであろう。
物の除去することによ）約５０℃またはそれ以下の温度
に冷起された。さもなければ通常の圧縮機が再循環に使
用することができないので、低い温度まで冷却すること
が必である。しかしながら、再循環の前に生成物ガスを
そのように完全に冷却することは、メタン化法のエネル
ギー経済が悪くなるであろう。他方、もし再循環ガスが
僅かしか冷却されなければ、再循環圧縮機は、高温度に
おいて、例えば３００℃において操作されるように設計
されなけ：＝：六＝＝；＝′．：：高圧水蒸穣３ｉｉｋ
勧ｉ−Ｉｃ射扇さｉう名のでエネルギー経済は良好とが
るであろう。
しカルながら、実質的に１５０℃より高い温度に対する
簡単な、そしてしかも安全な圧縮機の設計は、ほとんど
知られておらず、いずれの場合においても、複維で高価
なものとなるであろう。従つて、３００℃における生成
物ガスの再循環は圧縮機の問題をも＾［ら→３ｉあ゛ろ
う。それに扼ｉら永藤気の凝縮なしに、また圧縮機を使
用することなく、冷却された生成物ガスの再循環によつ
て反応器が冷却されるというメタン化法を提供すること
が本発明の目的である。
簡単な、そしてしかも安全な圧縮機の設計は、ほとんど
知られておらず、いずれの場合においても、複維で高価
なものとなるであろう。従つて、３００℃における生成
物ガスの再循環は圧縮機の問題をも＾［ら→３ｉあ゛ろ
う。それに扼ｉら永藤気の凝縮なしに、また圧縮機を使
用することなく、冷却された生成物ガスの再循環によつ
て反応器が冷却されるというメタン化法を提供すること
が本発明の目的である。
従つて、再循環ガス流が生成物ガスの凝縮点以上の温度
まで冷却された後に生成物ガス流から取出され、また再
循環ガス流が工セクターによつて再循環されうることを
特徴とする、メタン合成ガスを熱再循環ガスの流れと一
緒に少くとも１つの触媒床を断熱的に通過させることに
よつてメタン富有ガスを製造する方法が提供される。
まで冷却された後に生成物ガス流から取出され、また再
循環ガス流が工セクターによつて再循環されうることを
特徴とする、メタン合成ガスを熱再循環ガスの流れと一
緒に少くとも１つの触媒床を断熱的に通過させることに
よつてメタン富有ガスを製造する方法が提供される。
すなわち、本発明によれば、水素４０〜８０％、二酸化
炭素０〜３５％および一酸化炭素１０〜５０％を含有す
る予熱されたメタン合成ガスの入口流がメタン化反応器
からの生成ガスの，再循環流と合流されてその後でメタ
ン反応器中に含まれたメタン化触媒床を通して導かれる
合同流を形成し、一方メタン化反応器からの出口流が再
循環流と通過せしめられる生成ガス流とに分けられると
いう、少くとも１個の断熱的に操作されるメタＺ化反応
器中でメタン富有ガスを製造する方法において、次の各
工程、すなわち、（ａ）上記の合同流を形成せしめる際
に、再循環流対入口流の比を１：１ないし５：１となし
て、この合同流中の水素および酸化炭素の含有量を、平
衡状態までメタン化したときにメタン化反応器を出る出
口流の温度を５００℃ないし７００℃の温度まで上昇せ
しめるのに十分な熱を発生せしめるような含有量となし
、（ｂ）上記出口流を５００℃ないし７００℃の温度か
ら２５０℃ないし３５０℃の温度であつてこの出口流の
実際の圧力および組成におけるその露点よ）少くとも５
０℃高い温度まで冷却し、そして（ｃ）工程（６）にお
ける冷却の後にそして実質的にそこで得られた温度にお
いて、水蒸気または入口流によつて駆動される工セクタ
ーによつて上記出口流から再循環を取出し、そして更に
処理することなく入口流と合流せしめ、そしてこの入口
流は出口流がそれから再循環流を取出す前に冷却される
温度とほぼ同じ温度まで予熱される、という各工程から
なることを特徴とする、前記メタン富有ガスの製造方法
が提供される。
炭素０〜３５％および一酸化炭素１０〜５０％を含有す
る予熱されたメタン合成ガスの入口流がメタン化反応器
からの生成ガスの，再循環流と合流されてその後でメタ
ン反応器中に含まれたメタン化触媒床を通して導かれる
合同流を形成し、一方メタン化反応器からの出口流が再
循環流と通過せしめられる生成ガス流とに分けられると
いう、少くとも１個の断熱的に操作されるメタＺ化反応
器中でメタン富有ガスを製造する方法において、次の各
工程、すなわち、（ａ）上記の合同流を形成せしめる際
に、再循環流対入口流の比を１：１ないし５：１となし
て、この合同流中の水素および酸化炭素の含有量を、平
衡状態までメタン化したときにメタン化反応器を出る出
口流の温度を５００℃ないし７００℃の温度まで上昇せ
しめるのに十分な熱を発生せしめるような含有量となし
、（ｂ）上記出口流を５００℃ないし７００℃の温度か
ら２５０℃ないし３５０℃の温度であつてこの出口流の
実際の圧力および組成におけるその露点よ）少くとも５
０℃高い温度まで冷却し、そして（ｃ）工程（６）にお
ける冷却の後にそして実質的にそこで得られた温度にお
いて、水蒸気または入口流によつて駆動される工セクタ
ーによつて上記出口流から再循環を取出し、そして更に
処理することなく入口流と合流せしめ、そしてこの入口
流は出口流がそれから再循環流を取出す前に冷却される
温度とほぼ同じ温度まで予熱される、という各工程から
なることを特徴とする、前記メタン富有ガスの製造方法
が提供される。
本発明によれば、工セクターによつて出口流から再循環
流を取出すのが．極めて好都合である。
流を取出すのが．極めて好都合である。
これは種々の方法で実施されうる。第一に本発明によれ
ば入口流によつて駆動される工セクターによつて出口流
から再循環流を取出すことができる。第二に本発明によ
れば水蒸気によつて駆動される工セクターによつて出口
流から再循環流を取出すことができる。これらのいずれ
の場合においても、本発明によれば、出口流から再循環
流が取出される前に出口流が冷却される温度とほぼ同じ
温度まで入口流を予熱するのが有利である。本発明によ
る方法におけるメタン化に適したメタン合成ガスは、容
積パーセントで表わした以下の範囲内の乾燥ガス組成を
有しうる：ー酸化炭素１０〜５０％、二酸化炭素０〜３
５％、水素４０〜８０７０および合成ガス源に依存して
変動する濃度のメタン。水素および一酸化炭素を含有す
るガスは、石炭のガス化および燃料油のガス化により大
量に製造される。
ば入口流によつて駆動される工セクターによつて出口流
から再循環流を取出すことができる。第二に本発明によ
れば水蒸気によつて駆動される工セクターによつて出口
流から再循環流を取出すことができる。これらのいずれ
の場合においても、本発明によれば、出口流から再循環
流が取出される前に出口流が冷却される温度とほぼ同じ
温度まで入口流を予熱するのが有利である。本発明によ
る方法におけるメタン化に適したメタン合成ガスは、容
積パーセントで表わした以下の範囲内の乾燥ガス組成を
有しうる：ー酸化炭素１０〜５０％、二酸化炭素０〜３
５％、水素４０〜８０７０および合成ガス源に依存して
変動する濃度のメタン。水素および一酸化炭素を含有す
るガスは、石炭のガス化および燃料油のガス化により大
量に製造される。
そのような各方法においては、石炭および燃刺油は、そ
れぞれ高温度において酸素、空気および／または水蒸気
を含有する酸化ガスと反応する。そのような方法から得
られた組製ガスは、その組成に応じて、メタン合成ガス
として使用するのに適したものとなる前に種々の処理を
受けなければならない。それは通常塵埃、タール生成物
、固形物イオウ化合物、等に関して浄化されなければな
らない。更に、粗製ガスの組成がメタン生成に関して化
学等量論量から著しく離れているならば、従来公知の方
法で、例えば反応図式３に従つてその一酸化炭素の一部
を水によ）二酸化炭素および水素に変換することにより
、およびその二酸化炭素および水蒸気の完全な、または
部分的除去によつて、ガス組成を調整することが必要で
あつた。
れぞれ高温度において酸素、空気および／または水蒸気
を含有する酸化ガスと反応する。そのような方法から得
られた組製ガスは、その組成に応じて、メタン合成ガス
として使用するのに適したものとなる前に種々の処理を
受けなければならない。それは通常塵埃、タール生成物
、固形物イオウ化合物、等に関して浄化されなければな
らない。更に、粗製ガスの組成がメタン生成に関して化
学等量論量から著しく離れているならば、従来公知の方
法で、例えば反応図式３に従つてその一酸化炭素の一部
を水によ）二酸化炭素および水素に変換することにより
、およびその二酸化炭素および水蒸気の完全な、または
部分的除去によつて、ガス組成を調整することが必要で
あつた。
しかしながら、メタン合成ガスの組成に関してむしろ融
通性があることが本発明方法の利点である。この融通性
は、殊に一酸化炭素変換がメタン化反応器内でメタン化
反応と同時に行なわれるように本方法が操作でき、また
熱再循環が使用されるので達成される。このようにして
、メタン合成ガス中に存在する水蒸気の濃度を変えるこ
とによう、理論量からの偏差を補償することができる。
従つて、本発明の方法においては、従来公知の方法よシ
もはるかに広い範囲の合成ガス組成が使用されうる。゜
：′Ｐ．′．′？．′；輸τ：＝二種Ｉ；；成ガスが所
望される場合には、好ましくは本発明の方法は僅かに過
剰の酸化炭素を有するメタン合成ガスを用いて操作しな
ければならない。もし適当な操作条件が選ばれるならば
、この過剰の酸化炭素は最終生成ガス中に二酸化炭素と
して存在し、これは後刻容易に除去することができる。
メタン化反応は適当な触媒支持物上に担持された種々の
金属によつて接触作用をうける。
通性があることが本発明方法の利点である。この融通性
は、殊に一酸化炭素変換がメタン化反応器内でメタン化
反応と同時に行なわれるように本方法が操作でき、また
熱再循環が使用されるので達成される。このようにして
、メタン合成ガス中に存在する水蒸気の濃度を変えるこ
とによう、理論量からの偏差を補償することができる。
従つて、本発明の方法においては、従来公知の方法よシ
もはるかに広い範囲の合成ガス組成が使用されうる。゜
：′Ｐ．′．′？．′；輸τ：＝二種Ｉ；；成ガスが所
望される場合には、好ましくは本発明の方法は僅かに過
剰の酸化炭素を有するメタン合成ガスを用いて操作しな
ければならない。もし適当な操作条件が選ばれるならば
、この過剰の酸化炭素は最終生成ガス中に二酸化炭素と
して存在し、これは後刻容易に除去することができる。
メタン化反応は適当な触媒支持物上に担持された種々の
金属によつて接触作用をうける。
そのような金属には、コバルト、ロジウム、パラジウム
白金、ルテニウム、卦よび好ましくはニツケルがある。
好適なメタン化触駿は、本質的に支持体金属上の還元さ
れたニツケル（すなわち金属ニツケル）からなる。その
ような触媒は、分解可能の二ツケル化合物を担体上に含
浸させ、または分解可能のニツケル化合物を担体と共に
沈澱させることによつて製造されうる。ニツケル化合物
はまず■焼によつて酸化ニツケルに変換されその後でメ
タン化法の前にまたはその間に金属ニツケルにまで還元
される。本発明に従うメタン化法に適した好ましいメタ
ン化触媒は、アルミナ含有担体と一緒のニツケルまたは
酸化ニツケルからなる。
白金、ルテニウム、卦よび好ましくはニツケルがある。
好適なメタン化触駿は、本質的に支持体金属上の還元さ
れたニツケル（すなわち金属ニツケル）からなる。その
ような触媒は、分解可能の二ツケル化合物を担体上に含
浸させ、または分解可能のニツケル化合物を担体と共に
沈澱させることによつて製造されうる。ニツケル化合物
はまず■焼によつて酸化ニツケルに変換されその後でメ
タン化法の前にまたはその間に金属ニツケルにまで還元
される。本発明に従うメタン化法に適した好ましいメタ
ン化触媒は、アルミナ含有担体と一緒のニツケルまたは
酸化ニツケルからなる。
特に好適な触媒は本質的にアルミナ／ジルコニウム担体
物質と一緒の酸化ニツケルからなる。酸化ニツケルが部
分的にアルミナと化学的に結合して存在しうるそのよう
な触媒は、本出願人の出願に係わる特願昭５０−８０５
７７号に記載された方法によつて製造しうる。しかしな
がら、本発明の方法はそのような触媒の使用に限定され
るものではない。約３００℃の温度に訃いて良好な活性
を有ししかも約６００℃の温度まですぐれた耐熱性を有
するいかなるニツケル触媒でも使用されうる。触媒は固
定触媒床を有する反応器内に配置される。
物質と一緒の酸化ニツケルからなる。酸化ニツケルが部
分的にアルミナと化学的に結合して存在しうるそのよう
な触媒は、本出願人の出願に係わる特願昭５０−８０５
７７号に記載された方法によつて製造しうる。しかしな
がら、本発明の方法はそのような触媒の使用に限定され
るものではない。約３００℃の温度に訃いて良好な活性
を有ししかも約６００℃の温度まですぐれた耐熱性を有
するいかなるニツケル触媒でも使用されうる。触媒は固
定触媒床を有する反応器内に配置される。
反応器は大きな直径を有する円筒状容器でよく、ガスは
触媒床を軸方向に上方かまたは好ましくは下方に貫通し
うる。しかしながら、もし触媒床を貫く圧力降下が限定
条件であるならば、ガスが放射状の方向に内方または外
方に通過する環状の床に触媒が配置することが好ましい
であろう。多くの公知の方法においては、メタン反応器
内に冷却装置を設けることが必要であつた。そのような
冷却のためのいくつかの手段が従来提案された。１つの
提案は触媒床を数個の部分に分け、冷合合成ガスを各部
分の間に導入するか、または１つの部分からの生成物を
次の部分に通す前に冷却のために取出すかのいずれかに
より冷却を与えることであつた。
触媒床を軸方向に上方かまたは好ましくは下方に貫通し
うる。しかしながら、もし触媒床を貫く圧力降下が限定
条件であるならば、ガスが放射状の方向に内方または外
方に通過する環状の床に触媒が配置することが好ましい
であろう。多くの公知の方法においては、メタン反応器
内に冷却装置を設けることが必要であつた。そのような
冷却のためのいくつかの手段が従来提案された。１つの
提案は触媒床を数個の部分に分け、冷合合成ガスを各部
分の間に導入するか、または１つの部分からの生成物を
次の部分に通す前に冷却のために取出すかのいずれかに
より冷却を与えることであつた。
もう１つの提案は触媒床内に多数の管を挿入し、これら
の管に液体の冷却媒体を通すことであつた。そのような
原理に基ずくメタン化反応器は、その構造ならびに操作
において本発明の方法において使用されるメタン化反応
器よ）も一層複雑であることが了解されるであろう。反
応氏１）および２）から、圧力を増加することは平衡を
メタン濃度のよ）高い方向に移動させる傾向があること
が知られまた了解されるであろう。従つて高い圧力にお
いてメタン化法を操作することが有利である。しかしな
がら、操作圧力の選択には他の考慮もまたなされうる。
通常、この方法はメタン合成ガスが供給される圧力かま
たは最終生成物が必要とされる圧力のいずれかの圧力に
おいて操作される。もし生成ガスが天然ガスの合成代魯
物として使用する意図であるならば、天然ガスラインが
操作される圧力、すなわち約５０〜９０気圧の圧力で生
産されるのが好ましいであろう。しかし兼がら、もしメ
タン合成ガスがよ）低偽圧力〒供紛されるならば、メタ
ン化法はそのよりなより低い圧力、例えば約２０〜４０
気圧において操作されうる。メタン化反応器への入口に
おいて、合成ガス流は熱生成ガスの再循環流と｛にされ
る。
の管に液体の冷却媒体を通すことであつた。そのような
原理に基ずくメタン化反応器は、その構造ならびに操作
において本発明の方法において使用されるメタン化反応
器よ）も一層複雑であることが了解されるであろう。反
応氏１）および２）から、圧力を増加することは平衡を
メタン濃度のよ）高い方向に移動させる傾向があること
が知られまた了解されるであろう。従つて高い圧力にお
いてメタン化法を操作することが有利である。しかしな
がら、操作圧力の選択には他の考慮もまたなされうる。
通常、この方法はメタン合成ガスが供給される圧力かま
たは最終生成物が必要とされる圧力のいずれかの圧力に
おいて操作される。もし生成ガスが天然ガスの合成代魯
物として使用する意図であるならば、天然ガスラインが
操作される圧力、すなわち約５０〜９０気圧の圧力で生
産されるのが好ましいであろう。しかし兼がら、もしメ
タン合成ガスがよ）低偽圧力〒供紛されるならば、メタ
ン化法はそのよりなより低い圧力、例えば約２０〜４０
気圧において操作されうる。メタン化反応器への入口に
おいて、合成ガス流は熱生成ガスの再循環流と｛にされ
る。
この合同流の温度は、できるだけ低く、しかし触媒がこ
の合同流に接触したときにメタン化反応を開始させるの
に十分なだけ高くなければならない。適当な入口温度は
２ζ０ないし３５０℃であろう。再循壊流対合成ガス入
口流との比は、５００ないし７００℃の出口温度を与え
るように、後者の組成に従つて選択しなければならない
。再循壌比を選択する場合には、炭素生成の危険を考慮
しなければならないであろう。
の合同流に接触したときにメタン化反応を開始させるの
に十分なだけ高くなければならない。適当な入口温度は
２ζ０ないし３５０℃であろう。再循壊流対合成ガス入
口流との比は、５００ないし７００℃の出口温度を与え
るように、後者の組成に従つて選択しなければならない
。再循壌比を選択する場合には、炭素生成の危険を考慮
しなければならないであろう。
そのような考慮はかな）複雑な計算を含むであろうが、
選択された操作条件において炭素生成が起るか否かのか
な）すぐれた評価のために十分な熱力学データが入手で
きる。これに関連して、メタン合成ガス＝悴，：重中二
[ャ潟潟潟潟jニリ：る。
選択された操作条件において炭素生成が起るか否かのか
な）すぐれた評価のために十分な熱力学データが入手で
きる。これに関連して、メタン合成ガス＝悴，：重中二
[ャ潟潟潟潟jニリ：る。
なんとなれば、ある量０水蒸気を添加することは、そう
で゛Ｉｌｉ鎗モＯような炭素沈着の危険があるような場
合に、炭素の沈着を避けるための十分な手段であるから
である。高いメタン含量を有する生成ガスが所望される
場合には、直列の２個またはそれ以上のメタン化反応器
が必要とされる。
で゛Ｉｌｉ鎗モＯような炭素沈着の危険があるような場
合に、炭素の沈着を避けるための十分な手段であるから
である。高いメタン含量を有する生成ガスが所望される
場合には、直列の２個またはそれ以上のメタン化反応器
が必要とされる。
第１の反応器からの生成ガスは、このガスが更にメタン
化にかけられる第２の反応器に使用される入口温度まで
冷却される。第２の、そして次のいずれの反応器におい
ても生成ガスは再循環されうるが、これは通常必要では
ない。というのは温度上昇は第２の、そしておそらくは
次の反応器においては僅少にすぎないからである。従つ
て、本発明の方法は、好ましくは第１のメタン化反応器
に関連して使用され、そして第１の反応器からの生成ガ
スの次の反応器またはその他の次の反応器装置における
後処理は、本発明の本質的な部分を構成しない。
化にかけられる第２の反応器に使用される入口温度まで
冷却される。第２の、そして次のいずれの反応器におい
ても生成ガスは再循環されうるが、これは通常必要では
ない。というのは温度上昇は第２の、そしておそらくは
次の反応器においては僅少にすぎないからである。従つ
て、本発明の方法は、好ましくは第１のメタン化反応器
に関連して使用され、そして第１の反応器からの生成ガ
スの次の反応器またはその他の次の反応器装置における
後処理は、本発明の本質的な部分を構成しない。
本発明の方法の本質的な特徴は、熱生成ガスが工セクタ
ーによつてメタン化反応器に再循環されるということで
ある。
ーによつてメタン化反応器に再循環されるということで
ある。
水蒸気の凝縮を避けるのに十分な高さの温度まで冷却さ
れたガス流を再循壌することは、再循環ガスを凝縮温度
以下の温度まで冷却しなければならない方法に比較して
よ）すぐれたエネルギー経済である故に有利なことであ
る。そのような熱ガス流を再循環させるためのいくつか
の手段がある。しかしながら、この目的に工セクターを
使用するのがかなり有利であることが見出された。高い
温度訃よび圧力ならびに変動する容量において操作する
工セクターの設計は、むしろ簡単であ）、そのような工
セクターは比較的低廉である。従つて、エネルギーの経
済性の増に加うるに、工セクターの使用はメタン化法の
全体的経済性の改善にも寄与する。本発明の方法におい
て工セクターはメタン合成ガスによつて運転されるかま
たは水蒸気の添加が要求される場合には、高圧水蒸気に
よつても運転されうる。
れたガス流を再循壌することは、再循環ガスを凝縮温度
以下の温度まで冷却しなければならない方法に比較して
よ）すぐれたエネルギー経済である故に有利なことであ
る。そのような熱ガス流を再循環させるためのいくつか
の手段がある。しかしながら、この目的に工セクターを
使用するのがかなり有利であることが見出された。高い
温度訃よび圧力ならびに変動する容量において操作する
工セクターの設計は、むしろ簡単であ）、そのような工
セクターは比較的低廉である。従つて、エネルギーの経
済性の増に加うるに、工セクターの使用はメタン化法の
全体的経済性の改善にも寄与する。本発明の方法におい
て工セクターはメタン合成ガスによつて運転されるかま
たは水蒸気の添加が要求される場合には、高圧水蒸気に
よつても運転されうる。
これらの２つの具体化例のいずれもかなりの利点をもた
らすが、これらを本発明の好ましい具体化例のフローシ
ートを示す添附の第１および第２図の参照のもとに記載
する。上記両図は、ガスブロワ一、圧縮機、冷却器、加
熱器およびボイラー、温度、圧力、流量等の調節用の補
助装置のような多数の細部を省略した簡単化された工程
系統図を示す。
らすが、これらを本発明の好ましい具体化例のフローシ
ートを示す添附の第１および第２図の参照のもとに記載
する。上記両図は、ガスブロワ一、圧縮機、冷却器、加
熱器およびボイラー、温度、圧力、流量等の調節用の補
助装置のような多数の細部を省略した簡単化された工程
系統図を示す。
これらのフローシ−トには、本発明に関して主要な特徴
点のみが包含されている。何となればそのような特徴点
は、一度開示されれば詳細なフローシート訃よびそのよ
うな特徴点に関連した工程の設計を完成させることは当
業者にとつて容易になしうることであるからである。特
に、本方法の最適のエネルギー経済を得るために、熱交
換器、ボイラー等の形態で加熱および冷却系を完成する
ことは公知ないしは自明のことである。第１図において
、高い圧力で供給されるメタン合成ガス流１は、それぞ
れ第１のメタン化反応器６および第２のメタン化反応器
１０からの生成ガス流によつて、熱交換器２および３に
卦いて所望の温度まで加熱される。
点のみが包含されている。何となればそのような特徴点
は、一度開示されれば詳細なフローシート訃よびそのよ
うな特徴点に関連した工程の設計を完成させることは当
業者にとつて容易になしうることであるからである。特
に、本方法の最適のエネルギー経済を得るために、熱交
換器、ボイラー等の形態で加熱および冷却系を完成する
ことは公知ないしは自明のことである。第１図において
、高い圧力で供給されるメタン合成ガス流１は、それぞ
れ第１のメタン化反応器６および第２のメタン化反応器
１０からの生成ガス流によつて、熱交換器２および３に
卦いて所望の温度まで加熱される。
工セクター４において合成ガス流は、第１のメタン化反
応器６からの出口流から取出された再循環ガス流５と一
緒にされる。再循環ガス流５を取出すための工セクター
用の必要な駆動力を発生させるために、合成ガス流１は
メタン化反応器への入口において要する圧力ようも僅か
に高い圧力において供給されなければならない。合成ガ
ス１と再循環ガス５との合同流は、管路１６を通つて第
１のメタン化反応器６に入り、反応器６内に位置する触
媒床７を通過する。
応器６からの出口流から取出された再循環ガス流５と一
緒にされる。再循環ガス流５を取出すための工セクター
用の必要な駆動力を発生させるために、合成ガス流１は
メタン化反応器への入口において要する圧力ようも僅か
に高い圧力において供給されなければならない。合成ガ
ス１と再循環ガス５との合同流は、管路１６を通つて第
１のメタン化反応器６に入り、反応器６内に位置する触
媒床７を通過する。
発熱反応によつてよ）高い温度まで加熱された第１のメ
タン化反応器６からの出口流８は、高圧水蒸気発生器と
して操作される熱交換器９において冷却される。再循環
ガス流５の取出し後、第１の反応器からの生成ガス流は
、熱交換器２において更に冷却されて第２のメタン化反
応器１０に入り、その中に含有された触媒床１１を通過
する。第２のメタン化反応器１０からの出口流すなわち
生成ガス流は、熱交換器３および１３において冷却され
る。
タン化反応器６からの出口流８は、高圧水蒸気発生器と
して操作される熱交換器９において冷却される。再循環
ガス流５の取出し後、第１の反応器からの生成ガス流は
、熱交換器２において更に冷却されて第２のメタン化反
応器１０に入り、その中に含有された触媒床１１を通過
する。第２のメタン化反応器１０からの出口流すなわち
生成ガス流は、熱交換器３および１３において冷却され
る。
水蒸気は分離器１４において除去された、最終生成物ガ
ス流１５が得られる。第２図に訃いては、フローシート
の大部分は第１図から変更されず、同じガス流および装
置を示すために同じ数字が使用されている。
ス流１５が得られる。第２図に訃いては、フローシート
の大部分は第１図から変更されず、同じガス流および装
置を示すために同じ数字が使用されている。
従つて、高圧水蒸気によつて工セクター４を運転するこ
とから生ずる相違点のみがここでは記載される。工セク
ターを駆動するために加えられる水蒸気は、熱交換器９
に｝いて発生した高圧水蒸気であり、そこから管路１７
を経て工セクターに導かれる。この場合には、メタン合
成ガス流１は、管路１６を経て第１のメタン化反応器に
直接に送られ、第１図に訃いて説明された場合の如く過
剰の圧力を必要としない。例 本発明の方法の操作を更に説明するために、種種のメタ
ン合成ガスについて、高圧水蒸気によつて運転される工
セクターを用い（例４，５，７｝よび８）またはメタン
合成ガスを用いた（例１，２，３および６）運転データ
の８例を第１表に示す。
とから生ずる相違点のみがここでは記載される。工セク
ターを駆動するために加えられる水蒸気は、熱交換器９
に｝いて発生した高圧水蒸気であり、そこから管路１７
を経て工セクターに導かれる。この場合には、メタン合
成ガス流１は、管路１６を経て第１のメタン化反応器に
直接に送られ、第１図に訃いて説明された場合の如く過
剰の圧力を必要としない。例 本発明の方法の操作を更に説明するために、種種のメタ
ン合成ガスについて、高圧水蒸気によつて運転される工
セクターを用い（例４，５，７｝よび８）またはメタン
合成ガスを用いた（例１，２，３および６）運転データ
の８例を第１表に示す。
いくつかの例（特に例２，３および４）に訃いて得られ
た最終生成物ガスは、なお若干の水素および二酸化炭素
を含有する。
た最終生成物ガスは、なお若干の水素および二酸化炭素
を含有する。
Claims (1)
- １ 水素４０〜８０％、二酸化炭素０〜３５％および一
酸化炭素１０〜５０％を含有する予熱されたメタン合成
ガスの入口流がメタン化反応器からの生成ガスの再循環
流と合流されてその後でメタン反応器中に含まれたメタ
ン化触媒床を通して導かれる合同流を形成し、一方メタ
ン化反応器からの出口流が再循環流と通過せしめられる
生成ガス流とに分けられるという、少くとも１個の断熱
的に操作されるメタン化反応器中でメタン富有ガスを製
造する方法において、次の各工程、すなわち、（ａ）上
記の合同流を形成せしめる際に、再循環流対入口流の比
を１：１ないし５：１となして、この合同流中の水素お
よび酸化炭素の含有量を、平衡状態までメタン化したと
きにメタン化反応器を出る出口流の温度を５００℃ない
し７００℃の温度まで上昇せしめるのに十分な熱を発生
せしめるような含有量となし、（ｂ）上記出口流を５０
０℃ないし７００℃の温度から２５０℃ないし３５０℃
の温度であつてこの出口流の実際の圧力および組成にお
けるその露点より少くとも５０℃高い温度まで冷却し、
そして（ｃ）工程（ｂ）における冷却の後にそして実質
的にそこで得られた温度において、水蒸気または入口流
によつて駆動されるエゼクターによつて上記出口流から
再循環流を取出し、そして更に処理することなく入口流
と合流せしめ、そしてこの入口流は出口流がそれから再
循環流を取出す前に冷却される温度とほぼ同じ温度まで
予熱される、という各工程からなることを特徴とする、
前記メタン富有ガスの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB47924/74A GB1516319A (en) | 1974-11-06 | 1974-11-06 | Process for preparing methane-rich gases |
| GB1664175 | 1975-04-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5168502A JPS5168502A (en) | 1976-06-14 |
| JPS5953245B2 true JPS5953245B2 (ja) | 1984-12-24 |
Family
ID=26252155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50131542A Expired JPS5953245B2 (ja) | 1974-11-06 | 1975-11-04 | メタンフユウガスノ セイゾウホウホウ |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4130575A (ja) |
| JP (1) | JPS5953245B2 (ja) |
| AR (1) | AR205595A1 (ja) |
| BR (1) | BR7507253A (ja) |
| CA (1) | CA1075906A (ja) |
| DD (1) | DD122066A5 (ja) |
| DE (1) | DE2549439A1 (ja) |
| DK (1) | DK142501B (ja) |
| FR (1) | FR2290410A1 (ja) |
| IN (1) | IN142700B (ja) |
| SU (1) | SU1215617A3 (ja) |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2729921C3 (de) * | 1977-07-02 | 1985-01-03 | Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur Erzeugung eines mit Erdgas austauschbaren Gases |
| DK142624B (da) * | 1978-04-13 | 1980-12-01 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmåde til fremstilling af en metanrig gas. |
| DK143162C (da) * | 1978-12-12 | 1981-12-14 | Topsoee H A S | Fremgangsmaade og anlaeg til fremstilling af en metanrig gas |
| JPS59100190A (ja) * | 1982-11-30 | 1984-06-09 | Ishii Tekkosho:Kk | 可燃ガス製造装置 |
| JPS62146992A (ja) * | 1985-12-21 | 1987-06-30 | Kansai Coke & Chem Co Ltd | 高発熱量ガスの製造方法 |
| US5366708A (en) * | 1992-12-28 | 1994-11-22 | Monsanto Eviro-Chem Systems, Inc. | Process for catalytic reaction of gases |
| TW410170B (en) * | 1996-07-08 | 2000-11-01 | Boc Group Inc | Removal of nitrogen oxides from gas streams |
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| US6588504B2 (en) | 2000-04-24 | 2003-07-08 | Shell Oil Company | In situ thermal processing of a coal formation to produce nitrogen and/or sulfur containing formation fluids |
| US6742593B2 (en) | 2000-04-24 | 2004-06-01 | Shell Oil Company | In situ thermal processing of a hydrocarbon containing formation using heat transfer from a heat transfer fluid to heat the formation |
| US6698515B2 (en) | 2000-04-24 | 2004-03-02 | Shell Oil Company | In situ thermal processing of a coal formation using a relatively slow heating rate |
| US6685754B2 (en) | 2001-03-06 | 2004-02-03 | Alchemix Corporation | Method for the production of hydrogen-containing gaseous mixtures |
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| NZ532091A (en) | 2001-10-24 | 2005-12-23 | Shell Int Research | In situ recovery from a hydrocarbon containing formation using barriers |
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| US7121342B2 (en) | 2003-04-24 | 2006-10-17 | Shell Oil Company | Thermal processes for subsurface formations |
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| DE602005020389D1 (ja) * | 2004-06-04 | 2010-05-20 | Haldor Topsoe As | |
| AU2006239988B2 (en) | 2005-04-22 | 2010-07-01 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Reduction of heat loads applied to frozen barriers and freeze wells in subsurface formations |
| AU2006306471B2 (en) | 2005-10-24 | 2010-11-25 | Shell Internationale Research Maatschapij B.V. | Cogeneration systems and processes for treating hydrocarbon containing formations |
| FR2893627B1 (fr) * | 2005-11-18 | 2007-12-28 | Total Sa | Procede pour l'ajustement du pouvoir calorifique superieur du gaz dans la chaine du gnl. |
| AU2007240367B2 (en) | 2006-04-21 | 2011-04-07 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | High strength alloys |
| US7608129B2 (en) * | 2006-04-24 | 2009-10-27 | Hyl Technologies S.A. De C.V. | Method and apparatus for producing direct reduced iron |
| JP5330999B2 (ja) | 2006-10-20 | 2013-10-30 | シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ | 流体によるタールサンド地層の複数部分中での炭化水素の移動 |
| WO2008131171A1 (en) | 2007-04-20 | 2008-10-30 | Shell Oil Company | Parallel heater system for subsurface formations |
| CA2700732A1 (en) | 2007-10-19 | 2009-04-23 | Shell Internationale Research Maatschappij B.V. | Cryogenic treatment of gas |
| WO2009126765A2 (en) * | 2008-04-09 | 2009-10-15 | Velocys Inc. | Process for converting a carbonaceous material to methane, methanol and/or dimethyl ether using microchannel process technology |
| US8100996B2 (en) * | 2008-04-09 | 2012-01-24 | Velocys, Inc. | Process for upgrading a carbonaceous material using microchannel process technology |
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