JPS61232203A - 水素含有ガスを生成する方法 - Google Patents

水素含有ガスを生成する方法

Info

Publication number
JPS61232203A
JPS61232203A JP60073458A JP7345885A JPS61232203A JP S61232203 A JPS61232203 A JP S61232203A JP 60073458 A JP60073458 A JP 60073458A JP 7345885 A JP7345885 A JP 7345885A JP S61232203 A JPS61232203 A JP S61232203A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
reaction
reaction tubes
furnace
tube
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.)
Granted
Application number
JP60073458A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0647444B2 (ja
Inventor
Hiroshi Makihara
牧原 洋
Hiroshi Suzumura
洋 鈴村
Kensuke Niwa
丹羽 健祐
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.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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 Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP60073458A priority Critical patent/JPH0647444B2/ja
Publication of JPS61232203A publication Critical patent/JPS61232203A/ja
Publication of JPH0647444B2 publication Critical patent/JPH0647444B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は主として天然ガス、ナフサなどの炭化水素類、
またはメタノ−μ、エタノ−μなどのアルコール類と、
また必要に応じて水蒸気を含む混合ガスを触媒の存在の
もとに反応せしめ水素含有ガスを生成する方法に関する
(従来の技術) 前記方法としては、第3図および第4図に示されている
スチームリフオーマと称されている炉を使用する方法が
、従来多く採用されている。
第3図において、炉1内に1列に配列されている多数の
反応管2は、耐熱合金製の管であって、該反応管内には
スチームリフオーミング用の触媒が充填されておシ、か
つ飽和炭化水素と水蒸気を含むガスが上方よシ下方に向
かって流通するようになっている。互いに隣接する反応
管2,2の間に設けたバーナ3には炉1の天井よシ下方
に向う長い炎が形成され燃焼ガスもまた下方に向って流
れるようになっている。
第4図に示す従来法においては、第3図に示されている
ものと同様に反応管は1列に多数配列されているが、こ
の場合両側壁に設けられた多数のバーナ3には放射状の
短炎が形成され燃焼ガスは上方に向って流れるようにな
っている。
第3図および第4図に示されているスチームリフオーマ
を使用して行う方法は、何れも反応管2内を流れる飽和
炭化水素等と水蒸気を含むガスをバーナ3によシ反応管
2外よυ加熱して触媒の存在のもとに反応させるもので
あるが、該反応管2内の反応は非常に大きい吸熱反応で
あってその反応速度は著しく大きく、必要な熱量さえ与
えれば瞬間的に平衡に達する程で熱の供給速度が反応速
度を律する最大の因子である。
このことから反応管2の耐熱限界内で可能な限シ該反応
管の単位面積当シの伝熱量(以後ヒートフラックスとい
う)を大きくすることが反応を促進させることとなシ、
また炉の能力の向上に最も必要なことである。従って該
反応管の耐熱限界に余裕のある管内ガス温度の低い入口
部のヒートフラックスを最大となし、出口部に向って徐
々に小とたし該管の平均ヒートフラックスを嗜大とする
ことが望ましい。また、第3図および第4図に示されて
いる従来のスチームリフオーマは、反応管2の耐熱限界
近くで運転しておシ、過熱あるいは加熱のむらを防ぐた
め比較的小容量のバーナ3を多数設けているが、それら
の運転操作メンテナンスは相当複雑である。
以上のような、従来法では次に列記するような欠点を有
していた。
(1)従来法では、バーナーで反応管を加熱するために
、反応管を一定間隔に配置する必要があシ、■炉が大き
くなる■多量の供給ガスを処理する場合、1つの炉に配
置可能な反応管の数が限られるため、複数の炉を必要と
する■スゲーμアップが難しい等の欠点があった。
(2)従来法では、バーナーで反応管を加熱するために
、どのようにバーナー操作を行ってもヒートフラックス
に分布を生じ易く、そのために反応管の局部過熱(ヒー
ト・スポット)に起因した反応管の曲シやサーマμクリ
ープによるふくれの現象を生じていた。これらの曲シや
ふくれを防止するには、反応管の最高温度にもよるが、
供給ガスの圧力に限界があ)、供給ガスの圧力を20〜
50 kg/ex”程度あるいはそれ以下とする必要が
あった。
(3)  他方、す7オーミング圧力との兼ね合いで、
通常の場合、反応温度の限界は、高々850℃程度であ
るが、この温度ではまだ未反応の炭化水素が残存してお
り、後流側の合成プロセス(アンモニアやメタノ−μ、
ガソリン合成など)においてその残存量が問題となるこ
とがある。(後流側の合成プロセスを考慮すると、リフ
オーミング圧力は高く、リフオーミング温度も高くして
未反応量を極力少なくすることが、リフオーマへの要求
であるが、従来法では不十分な面があった。) (4)前述したように、従来法では、バーナーによる過
熱あるいは加熱のむらを防ぐため、比較的小容量のバー
ナーを多数設けているが、それらの運転操作メンテナン
スは相当複雑である。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、かかる実情にかんがみ、従来法のような欠点
がなく、しかも比較的簡単な構造で、炉内に多数の反応
管をコンパクトに設置でき、しかもマイμドな燃焼条件
でかつ運転管理が容易なものであシ、良好な反応率を得
る水素含有ガス生成反応方法を提供しようとするもので
ある。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、反応管を良好な輻射性を有する材料で隔離し
、従来のバーナーの代)に流動層を用いて高温ガスを供
給するようにして、上記目的を達成し得ることを見い出
し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は同心の内管と外管で構成される円環状
空間に触媒を充填され炉内に垂直に配設された多数の二
重管型の反応管を、良好な輻射性を有するグリッド状の
材料で隔離し、炉底部に設けられた流動層による燃焼帯
で発生させた高温ガスを用いて該反応管を加熱すると共
に前記反応管の円環状空間に上方から下方に向かって炭
化水素類、またはアμコー〜類と必要に応じて水蒸気と
を含むガスを流下させ、前記反応管の下端で流れ方向を
反転させたあとは、内管内を下方から上方に流すことに
よって反応ガス間の自己熱交換を行なわせることを特徴
とする炭化水素類またはア〃コーμ類を含むガスから水
素含有ガスを生成する方法である。
以下、本発明の一実施態様を第1図、第2図によって説
明する。第1図は本発明の実施態様において使用する炉
の横断面図(第2図のA−A線断面図)、第2図は同炉
の縦断面図である。
第1図において二重管型の反応管4は、炉5内に多数配
置され、それらは、輻射性の良好な材料からなるグリッ
ド6で隔離される。この炉5は第2図に示すようK、炉
5のほぼ中央部に二重管型の反応管4を多数配置し、炉
下部には流動層9を、炉上部には熱回収ポイフ12を設
置してなるものである。第2図において、炉の最下部よ
り燃料14をバーナー18に供給し、一方空気または酸
素含有ガス15は分散板8を介して、耐熱固体粒子を熱
媒体7とする流動層9に供給することによって、該燃料
14を流動層9内で燃焼させて高温ガス10を得る。こ
の高温ガス10は、炉S内を上昇しつつ、反応管4の外
表面を直接加熱すると共に、一旦輻射性の良好な材料か
ら構成されるグリッド6を加熱したのち、該グリッド6
からの輻射によっても反応管4を加熱するようにされて
いる。該高温ガス10は、反応管4を加熱したのちは、
炉の上部に達し、熱回収ボイラ12において、ボイラ水
11を加熱して高圧スチーム19を発生させたのち、炉
出口燃焼ガス15として外部に取り出される。
また、原料ガスとしての炭化水素類またはアルコール類
、および必要に応じてスチームを含む反応前混合ガス1
6は、二重管型反応管4の触媒が充填された円環状空間
部に上方から供給される。当該混合ガス16は、反応管
4を下降するにしたがい、触媒との接触と外部加熱と内
管壁からの加熱によって反応が進行する。さらに、度広
温度、反応率とも最高に達したところで、該反応管4の
下端をUターンし、内管内を上昇しつつ内管壁を通して
円環状部を流れる混合ガスと自己熱交換して、反応後の
混合ガスの顕熱を有効利用し九のち、該反応管4の内管
上端から、水素を含む反応生成ガス17として取り出さ
れる。
上述のように、本発明の方法は従来大きな体積を占めて
いたリフオーマを極めてコンパクトにした点が評価され
、その特徴は輻射性の高い多孔質セラミックス等で構成
されたグリッド内に、二重電型の反応管を配置し、その
円環状部に触媒を充填して原料ガスを流し、改質反応に
必要な反応管を外部加熱と自己熱交換によって補給する
点である。コンパクトであることから、炉壁の構造を耐
熱レンガ、断熱Vンガ層の内張シ、また必要に応じて最
外壁冷却方式とすれば、加圧下の流動層燃焼も可能とな
り、熱回収法としてガスタービンを連結して、さらに熱
効率を高めることも可能である。
〔実施例〕
(炭化水素に水蒸気を含ませたケース)外管の管内径1
210■×管肉厚16W1内管の管内径!aO■×管肉
厚五〇−1二重管有効長1α511の25 Cr −2
0Ni鋼を用い、次のような試験条件下での反応器出入
口組成を表1に示す。
反応器入口ガス温度  600℃ 反応器出口ガス温度  820℃ 炉出口高温ガス温度 1200℃ 反応器出口圧力(反応ガス側)  5Oatm表1 反
応器出入口組成 この例は、天然ガス中のメタンに対して、約4倍の水蒸
気を添加して下記の反応を行わせるものである。
なお本例の触媒としては、アμミナーシリカ担体に5〜
6俤のニッケルを含浸したものを用いた。なお、実施例
では、熱媒としては砂を用い、高輻射性の材料としては
、珪石レンガもしくはカーボランダムを使用した。
実施例2 (メタノールに水蒸気を含ませたケース)外管の管内径
12(LO■×管肉厚16−1内管の管内径3α0■×
管肉厚工0■、二重管有効長1α5WLの8US−30
4を用い、次のような試験条件下での反応器出入口組成
を表2に示す。
反応器入口ガス温度  430℃ 反応器出口ガス温度  480℃ 炉出口高温ガス温度  800℃ 反応ガス側出口圧力  5 ata 表2 反応器出入口組成 た。また、熱媒としては砂を用い、高輻射性の材料とし
ては、アルミナ糸のセラミックスを使用した。
実施例3 (メタノ−μを原料としたケース) 外管の管内径10α0■X管肉厚16m、内管の管内径
2 S Owm X管肉厚3■、二重管有効長さaOm
O8Us−304を用い、次O!5な試験条件下での反
応器出入口組成を表3に示す。
反応器入口ガス温度  320℃ 反応器出口ガス温度  350℃ 炉出口高温ガス温度  800℃ 反応ガス側出口圧力  10atm CH30H−+  Co + 2H。
表3 反応器出入口組成 (単位モ/I/14) この場合の触媒として、Ni−Zn−Cu  系触媒を
、熱媒及び高輻射性の材料については、実施例2と同様
である。
以下に、本発明の特徴を示す。
(1)従来法に較べて、炉内に多数の二重管型反応管を
設置でき、コンパクトな反応設計が可能となった。
(2)加熱のための燃焼は、流動床内で実施し、その結
果得られる高温ガスからの対流伝熱、輻射性の高いグリ
ッドからの輻射を利用して、反応管を加熱するため反応
管内のヒートスポットはほとんどない。通常は、圧力を
20〜30 kg/−”程度に押える必要があったが、
本発明では、上限30〜50 kg/es”程度まで可
能である。
(3)  上記(2)に関連して、一様に反応管を加熱
できる丸めに、ヒートスポットに起因した反応管のサー
マμクリープや熱応力による曲りを生じにくい。
そのために、高温ガス温度を1200〜1600℃程度
まで上げることができ、炉内で反応管に熱を与えた後、
ガスタービン及び廃熱ボイラ等で利用することができる
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明の一実施態様において使
用する装置を説明するためのもので、第1図はスチーム
リフオーマの横断平面図、第2図は縦断正面図である。 第3図および第4図は、この種の方法に使用される従来
の装置を説明するための図である。 復代理人  内 1)  明 復代理人  萩 原 亮 − 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 同心の内管と外管で構成される円環状空間に触媒を充填
    され炉内に垂直に配設された多数の二重管型の反応管を
    、良好な輻射性を有するグリッド状の材料で隔離し、炉
    底部に設けられた流動層による燃焼帯で発生させた高温
    ガスを用いて該反応管を加熱すると共に前記反応管の円
    環状空間に上方から下方に向かつて炭化水素類、または
    アルコール類と必要に応じて水蒸気とを含むガスを流下
    させ、前記反応管の下端で流れ方向を反転させたあとは
    、内管内を下方から上方に流すことによつて反応ガス間
    の自己熱交換を行なわせることを特徴とする炭化水素類
    またはアルコール類を含むガスから水素含有ガスを生成
    する方法。
JP60073458A 1985-04-09 1985-04-09 水素含有ガスを生成する方法 Expired - Lifetime JPH0647444B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60073458A JPH0647444B2 (ja) 1985-04-09 1985-04-09 水素含有ガスを生成する方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60073458A JPH0647444B2 (ja) 1985-04-09 1985-04-09 水素含有ガスを生成する方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61232203A true JPS61232203A (ja) 1986-10-16
JPH0647444B2 JPH0647444B2 (ja) 1994-06-22

Family

ID=13518824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60073458A Expired - Lifetime JPH0647444B2 (ja) 1985-04-09 1985-04-09 水素含有ガスを生成する方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0647444B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005052097A1 (ja) * 2003-11-27 2005-06-09 Revo International Inc. 油脂からのデイーゼル燃料油製造プロセス
JP2005247684A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Haldor Topsoe As 発熱反応域を冷却するための方法及び反応器ユニット

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005052097A1 (ja) * 2003-11-27 2005-06-09 Revo International Inc. 油脂からのデイーゼル燃料油製造プロセス
JP2005154647A (ja) * 2003-11-27 2005-06-16 Rebo International:Kk 油脂からのデイーゼル燃料油製造プロセス
JP4567961B2 (ja) * 2003-11-27 2010-10-27 株式会社レボインターナショナル 油脂からのデイーゼル燃料油製造プロセス
US7857869B2 (en) 2003-11-27 2010-12-28 Revo International Inc. Process for producing diesel fuel oil from fat
JP2005247684A (ja) * 2004-03-01 2005-09-15 Haldor Topsoe As 発熱反応域を冷却するための方法及び反応器ユニット

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0647444B2 (ja) 1994-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2038289C (en) Endothermic reaction apparatus
US4315893A (en) Reformer employing finned heat pipes
CA2165449C (en) Endothermic reaction apparatus and method
US3607125A (en) Reformer tube construction
JP5216758B2 (ja) 固定床吸熱反応用の内部燃焼交換反応器
RU2459172C2 (ru) Компактный реактор-теплообменник, использующий множество пористых горелок
US4909809A (en) Apparatus for the production of gas
US5565009A (en) Endothermic reaction process
EP3837210B1 (en) Steam or dry reforming of hydrocarbons
US6096106A (en) Endothermic reaction apparatus
US6153152A (en) Endothermic reaction apparatus and method
JP2023529538A (ja) 逆水性ガスシフト触媒反応器システム
US3595628A (en) Apparatus for reforming hydrocarbons
GB2201903A (en) Apparatus and process suitable for producing hydrogen
JPS61232203A (ja) 水素含有ガスを生成する方法
JPS63197534A (ja) 反応装置
JPH06219706A (ja) 断熱リホーマー反応器
JPS61186201A (ja) 水素含有ガスを生成する方法
JPS59102804A (ja) 燃料改質装置
JPS5978904A (ja) 炭化水素の水蒸気改質反応器
JPS6230602A (ja) 水蒸気改質炉
JPH0764521B2 (ja) 燃料改質装置
KR20010049386A (ko) 비단열공정을 실행하기 위한 반응기
JPH0519481B2 (ja)
JPH0397601A (ja) 燃料改質器

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term