JPS61183103A - 核熱利用による合成ガスの製造法 - Google Patents
核熱利用による合成ガスの製造法Info
- Publication number
- JPS61183103A JPS61183103A JP2308885A JP2308885A JPS61183103A JP S61183103 A JPS61183103 A JP S61183103A JP 2308885 A JP2308885 A JP 2308885A JP 2308885 A JP2308885 A JP 2308885A JP S61183103 A JPS61183103 A JP S61183103A
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- JP
- Japan
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- gas
- reforming
- furnace
- heat
- reaction
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- Pending
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
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】
（産業上の利用分野）
本発明は、核熱利用による合成ガスの製造法に関し、さ
らに詳しくは核熱高温ガス炉から得られる高温、高圧の
ヘリウムガスを熱源として利用した炭化水素の改質方法
に関するものである。
らに詳しくは核熱高温ガス炉から得られる高温、高圧の
ヘリウムガスを熱源として利用した炭化水素の改質方法
に関するものである。
（従来の技術）
従来の炭化水素の改質、典型的には天然ガス（または軽
質炭化水素）の水蒸気改質は、第４図に示すように、改
質触媒１ （例えばニッケル系触媒）を充填した反応管
３を多数設置した改質炉５を通して行われる。反応に必
要な温度への加熱および反応熱は改質炉５の炉頂または
炉壁に設けられたバーナ９により燃料ガス１１を燃焼さ
せることにより与えられる。原料７は炉頂部から反応管
３に入り、改質触媒１を通って改質反応が行われ、改質
ガス１３は炉の下部から取り出される。一方燃料ガス１
１は、炉上部のバーナ９で燃焼され、反応管に必要な熱
量を与え、その排ガスは炉下部１１Ａから排出される。
質炭化水素）の水蒸気改質は、第４図に示すように、改
質触媒１ （例えばニッケル系触媒）を充填した反応管
３を多数設置した改質炉５を通して行われる。反応に必
要な温度への加熱および反応熱は改質炉５の炉頂または
炉壁に設けられたバーナ９により燃料ガス１１を燃焼さ
せることにより与えられる。原料７は炉頂部から反応管
３に入り、改質触媒１を通って改質反応が行われ、改質
ガス１３は炉の下部から取り出される。一方燃料ガス１
１は、炉上部のバーナ９で燃焼され、反応管に必要な熱
量を与え、その排ガスは炉下部１１Ａから排出される。
反応管３の反応温度が高いほど反応は進むが、例えば反
応管出口温度８５０℃とした場合、改質ガス中の残留メ
タン成分は３％程度である。
応管出口温度８５０℃とした場合、改質ガス中の残留メ
タン成分は３％程度である。
一方、上記反応管に必要な反応熱を与えるために、燃料
ガスの代わりに核熱による高温ガス炉からの循環ヘリウ
ムガスを利用する試みがなされている。この循環ヘリウ
ムガスは、高温ガス炉の一部ヘリウムガスとの熱交換に
より得られるもので、その出口温度は８８０℃程度であ
る。しかし、この核熱による循環ヘリウムガスの熱量の
みでは、反応管３において充分高い反応温度を与えるこ
とができず、満足すべき反応率を得ることはできない。
ガスの代わりに核熱による高温ガス炉からの循環ヘリウ
ムガスを利用する試みがなされている。この循環ヘリウ
ムガスは、高温ガス炉の一部ヘリウムガスとの熱交換に
より得られるもので、その出口温度は８８０℃程度であ
る。しかし、この核熱による循環ヘリウムガスの熱量の
みでは、反応管３において充分高い反応温度を与えるこ
とができず、満足すべき反応率を得ることはできない。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明の目的は、核熱炉からの核熱を高温の一部ヘリウ
ムガスとして取り出し、これを中間熱交換器で熱交換し
て得られる高温のヘリウムガスを利用して炭化水素の水
蒸気改質を行なう際に、充分な反応熱を与えることがで
きる合成ガスの製造法を提供することにある。
ムガスとして取り出し、これを中間熱交換器で熱交換し
て得られる高温のヘリウムガスを利用して炭化水素の水
蒸気改質を行なう際に、充分な反応熱を与えることがで
きる合成ガスの製造法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、炭化水素を核熱高温ガス炉から得られる高温
、高圧のヘリウムガスを熱源とする第１次改質炉で一部
水蒸気改質を行った後、さらに２次改質炉で酸素の供給
下に炭化水素を部分燃焼させながら他部の水蒸気改質を
行なうことを特徴とするものである。
、高圧のヘリウムガスを熱源とする第１次改質炉で一部
水蒸気改質を行った後、さらに２次改質炉で酸素の供給
下に炭化水素を部分燃焼させながら他部の水蒸気改質を
行なうことを特徴とするものである。
以下、本発明を図面によりさらに詳細に説明する。
第１図は、本発明の一実施例を示す合成ガス製造方法の
ブロック図である。図において、天然ガス（ＬＮＧ）は
、−次改質炉（管状炉）１５内に供給され、ここで高温
ガス炉１７からの循環ヘリウムガスによる加熱管１９に
より間接加熱され、その一部が反応した後、２次改質炉
２５に供給される。−次改質炉１５では、高温ヘリウム
ガス（例えば８７５℃）との熱交換により所定の顕熱お
よび反応熱が与えられるが、有効なガス伝熱に必要な温
度差を考慮すると、改質ガス出口温度はせいぜい８００
℃程度であり、充分な反応率を与える温度には達しない
。すなわち、−次改質炉１５で得られる反応率は５５％
程度であり、１０％以上の残留メタン成分を有する。本
発明では、このため二次改質炉２５を設け、かつ２次改
質炉に酸素を供給して一部の原料および反応ガスを燃焼
させ、例えば二次改質炉出口ガス温度を９７０℃程度に
昇温しで充分な改′質反応温度を得る。二次改質炉を出
た製品ガスは、例えば残留メタン成分が１％であり、Ｈ
２とＣＯを高純度で含む。このように改質されたガスは
メタノール合成用原料ガス、アンモニア合成用原料ガス
、Ｃ１化学コンビナート用原料ガス等として利用される
。なお、２次改質炉２５に供給する酸素は、例えばアン
モニア合成の際の空気からの窒素分離の副生物として得
られる。
ブロック図である。図において、天然ガス（ＬＮＧ）は
、−次改質炉（管状炉）１５内に供給され、ここで高温
ガス炉１７からの循環ヘリウムガスによる加熱管１９に
より間接加熱され、その一部が反応した後、２次改質炉
２５に供給される。−次改質炉１５では、高温ヘリウム
ガス（例えば８７５℃）との熱交換により所定の顕熱お
よび反応熱が与えられるが、有効なガス伝熱に必要な温
度差を考慮すると、改質ガス出口温度はせいぜい８００
℃程度であり、充分な反応率を与える温度には達しない
。すなわち、−次改質炉１５で得られる反応率は５５％
程度であり、１０％以上の残留メタン成分を有する。本
発明では、このため二次改質炉２５を設け、かつ２次改
質炉に酸素を供給して一部の原料および反応ガスを燃焼
させ、例えば二次改質炉出口ガス温度を９７０℃程度に
昇温しで充分な改′質反応温度を得る。二次改質炉を出
た製品ガスは、例えば残留メタン成分が１％であり、Ｈ
２とＣＯを高純度で含む。このように改質されたガスは
メタノール合成用原料ガス、アンモニア合成用原料ガス
、Ｃ１化学コンビナート用原料ガス等として利用される
。なお、２次改質炉２５に供給する酸素は、例えばアン
モニア合成の際の空気からの窒素分離の副生物として得
られる。
本発明に用いる二次改質炉１５としては、第２図に示す
装置があげられる。この装置は、塔上部および塔下部に
それぞれ原料７の供給部および改質ガス１３の出口部を
有し、塔本体には改質触媒１ （例えばニッケル系触媒
）が充填された反応管３が多数配列され、その回りに二
次ヘリウムガス２°１が通る加熱管２３を備えたもので
ある。二次改質炉２５の反応器の内壁は、高温に耐える
ように耐火材によって保護されている。
装置があげられる。この装置は、塔上部および塔下部に
それぞれ原料７の供給部および改質ガス１３の出口部を
有し、塔本体には改質触媒１ （例えばニッケル系触媒
）が充填された反応管３が多数配列され、その回りに二
次ヘリウムガス２°１が通る加熱管２３を備えたもので
ある。二次改質炉２５の反応器の内壁は、高温に耐える
ように耐火材によって保護されている。
加熱管２３の熱は媒体２２を介して反応管１５に伝えら
れる。
れる。
（実施例）
第３図は、本発明の一実施例を示す合成ガスの製造法の
フローを示す図である。天然ガス７およ。
フローを示す図である。天然ガス７およ。
びスチーム８はそれぞれ配管ａおよび配管すを通って一
次改質炉１５に供給され、ここで８８０℃で供給される
ヘリウムガス２１により加熱され、その一部が反応し、
７８０℃の改質ガスとして配管ｄから排出され、この反
応ガスは、配管ｅから供給される酸素２７と合流して二
次改質炉２５に供給され、ここで前述のように一部のガ
スの燃焼熱により未反応の原料が反応して９７０℃の改
質ガスとなり、配管ｆから冷却器２６を経て二酸化炭素
除去装置３０に供給され、ここで二酸化炭素が除去され
た後、配管３４から製品ガス（Ｈ２、ＣＯガス）として
取り出される。また二酸化炭素除去装置３０で分離され
た二酸化炭素は配管Ｃを通って元の原料ガス中に戻され
、再び反応に供されることにより、製品ガス中のＣＯ収
率が高められる。以上のプロセスを行った場合の物質収
支例を第１表に示す。第１表中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅお
よびｆは、第３図におけるそれぞれの配管を示す。
次改質炉１５に供給され、ここで８８０℃で供給される
ヘリウムガス２１により加熱され、その一部が反応し、
７８０℃の改質ガスとして配管ｄから排出され、この反
応ガスは、配管ｅから供給される酸素２７と合流して二
次改質炉２５に供給され、ここで前述のように一部のガ
スの燃焼熱により未反応の原料が反応して９７０℃の改
質ガスとなり、配管ｆから冷却器２６を経て二酸化炭素
除去装置３０に供給され、ここで二酸化炭素が除去され
た後、配管３４から製品ガス（Ｈ２、ＣＯガス）として
取り出される。また二酸化炭素除去装置３０で分離され
た二酸化炭素は配管Ｃを通って元の原料ガス中に戻され
、再び反応に供されることにより、製品ガス中のＣＯ収
率が高められる。以上のプロセスを行った場合の物質収
支例を第１表に示す。第１表中、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅお
よびｆは、第３図におけるそれぞれの配管を示す。
以下余白
第１表 （単位 ｋｇ ｍｏｌ／ｈｒ）（発明の効
果） 本発明によれば、核熱を利用した一次改質炉の次に酸素
の供給によってガスの一部を燃焼させて反応熱を得る二
次改質炉を設けたことにより、核熱のみの利用による１
次改質炉の反応熱の不足を補い、２次改質炉において最
終的に充分高い反応率を得ることができる。また二次改
質炉では原料または反応ガスの一部を熱源として用いる
ので、新らたな他の熱源を要せず、また燃焼熱をそのま
ま反応熱として利用することができるので熱効率が極め
て良いなど利点もある。
果） 本発明によれば、核熱を利用した一次改質炉の次に酸素
の供給によってガスの一部を燃焼させて反応熱を得る二
次改質炉を設けたことにより、核熱のみの利用による１
次改質炉の反応熱の不足を補い、２次改質炉において最
終的に充分高い反応率を得ることができる。また二次改
質炉では原料または反応ガスの一部を熱源として用いる
ので、新らたな他の熱源を要せず、また燃焼熱をそのま
ま反応熱として利用することができるので熱効率が極め
て良いなど利点もある。
第１図は、本発明の一実施例を示す合成ガスの製法のブ
ロック図、第２図は、本発明の一実施例に用いる一次改
質炉の説明図、第３図は、本発明の合成ガスの製法の具
体的なフローを示す図、第４図は、従来の炭化水素の水
蒸気改質炉の一例を示す図である。 １・・・改質触媒、３・・・反応管、５・・・改質炉、
７・・・天然ガス（ＬＮＧ） 、１３・・・改質ガス、
１５・・・−次改質炉、１７・・・高温ガス炉、２１・
・・循環ヘリウムガス、２５・・・二次改質炉、２７・
・・酸素、３０・・・二酸化炭素除去装置。 代理人 弁理士 川 北 武 長 第２図 第４図 ２７ ｅ
ロック図、第２図は、本発明の一実施例に用いる一次改
質炉の説明図、第３図は、本発明の合成ガスの製法の具
体的なフローを示す図、第４図は、従来の炭化水素の水
蒸気改質炉の一例を示す図である。 １・・・改質触媒、３・・・反応管、５・・・改質炉、
７・・・天然ガス（ＬＮＧ） 、１３・・・改質ガス、
１５・・・−次改質炉、１７・・・高温ガス炉、２１・
・・循環ヘリウムガス、２５・・・二次改質炉、２７・
・・酸素、３０・・・二酸化炭素除去装置。 代理人 弁理士 川 北 武 長 第２図 第４図 ２７ ｅ
Claims (1)
- （１）炭化水素を核熱高温ガス炉から得られる高温、高
圧のヘリウムガスを熱源とする第１次改質炉で一部水蒸
気改質を行った後、さらに２次改質炉で酸素の供給下に
炭化水素を部分燃焼させながら他部の水蒸気改質を行な
うことを特徴とする核熱利用による合成ガスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2308885A JPS61183103A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 核熱利用による合成ガスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2308885A JPS61183103A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 核熱利用による合成ガスの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61183103A true JPS61183103A (ja) | 1986-08-15 |
Family
ID=12100669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2308885A Pending JPS61183103A (ja) | 1985-02-08 | 1985-02-08 | 核熱利用による合成ガスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61183103A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002097479A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-04-02 | Haldor Topsoe As | 部分酸化により水素および一酸化炭素を含有する合成ガスの製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5945903A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-15 | Toyo Eng Corp | 内管加熱水蒸気改質法および装置 |
-
1985
- 1985-02-08 JP JP2308885A patent/JPS61183103A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5945903A (ja) * | 1982-09-03 | 1984-03-15 | Toyo Eng Corp | 内管加熱水蒸気改質法および装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002097479A (ja) * | 2000-09-18 | 2002-04-02 | Haldor Topsoe As | 部分酸化により水素および一酸化炭素を含有する合成ガスの製造方法 |
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