JPS61283688A - 燃料ガスの製造法 - Google Patents

燃料ガスの製造法

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JPS61283688A
JPS61283688A JP12476885A JP12476885A JPS61283688A JP S61283688 A JPS61283688 A JP S61283688A JP 12476885 A JP12476885 A JP 12476885A JP 12476885 A JP12476885 A JP 12476885A JP S61283688 A JPS61283688 A JP S61283688A
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JP
Japan
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gas
nitrogen
coke oven
hydrogen
fuel
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JP12476885A
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English (en)
Inventor
Yoshiyo Ono
尾野 善代
Katsujiro Kato
加藤 勝二郎
Toshio Kado
門 俊夫
Koji Shimaoka
島岡 孝治
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.)
Toho Gas Co Ltd
Original Assignee
Toho Gas Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業、f−v利用分野 不発明ぼ石炭乾留によって得られ心コークス炉ガス(以
下、COGという。)全原料と丁4)燃料ガスυ製a法
に関するものである。
近年エネルギーa機が叫ばれる工うになって。
エネルギー確保についての認識が高まった結果。
エネルギー源の多様化志向が強くなり、公吾規制強化に
伴うクリーンエネルギー志向と相まって液化天然ガス(
以下、LNGという、l )■使用が増大してきた。中
でも、都市ガス産業は原料(/JLNG化全積極的に進
め+ LNG全気化し、LPGで/ / 000 Kc
al/Nm31C熱量調整シタ燃pカy、<以下、LN
G/JAガスという。)に転換してい勾。し−Dニジ、
都市ガス産業に安定供給υ匣命全受けており、ま之脱石
油ケ図る立場からLNG/JAガスに代替できる燃料ガ
スを石次など他の原料に求める必要がある。
従来の技術 現在ガス畢!1iIi法で足められているガスグループ
は、燃料ガスの燃焼性η為らlt種類あるが、LNG/
JAガスにこのうち/JA(IJガスグループ(ガス事
業法、ガス用品の検定等−関する省令及びガスの燃焼速
度の類別を示すA、B及びCについて定める告示ンに属
し、その発熱量は1ioo。
Kcal/Nm3である。ガスグループ13Aは燃料ガ
スの燃焼性即ちワオツベ指数(W工)及び燃焼速度(O
F)にエフ定められており、ガスグループ1、?AK対
するこれらυ値と現に使用されているLNG/jAガス
の実績例を表1に示す。
ここでいうW工とはガスの総発熱量(Kcal/m3)
をそυガスの比重(穿9FCをlとし九ときの比重)の
平方根で除した値でおり、CPに以下υ式により得られ
る値である。
ここでKにガス中の酸素の含有率にエフ定まる定数であ
って、たとえば酸素濃度がOのときに=lで、りり、L
NG/JAガスにこれに該当する。
H2、CO及びCH,flそれぞれガス中υH1,C○
及びCH4の含有量の容量%υ値であり、 CmHnに
ガス中におけ;ocH4以外の炭化水素の含有量の容量
チの値である。dにガスの9気に対する比重である。
燃焼性を現わすW工とCPが異なる場合、燃料ガスの燃
焼状態に違った状態になる。即ち、W工が大きい又は小
さい場合、燃焼による発生熱量は大きく又は小さくなり
、ま九、CPが大きい又は小さい場合、炎の長さが短刀
為く又は長くなゐ。し九がって、LNG/、?Aガスに
代替できる燃料ガスの品質としてHLNG/jAガスと
似かz′l)九w工。
CP全示すものが望ましい。
従来、C0G1原料として/3Aのガスグループに属す
るガス金遣るには3種の方法がある。
(1)  COG + L P G 第1+Z)7j法1COGKLPG?混合1..、l1
0Q Q Kcal/Nm3υ発熱量のガスとすること
であるが、製造したガスに不燃成分であるN!が約ダチ
co!が約2チ残ることが主に原因して、W工にLNG
/3Aガスより小さく/lざ00となり、ま九CFは燃
焼速度の速いH2が約tOチ残るため。
I、NG/、?Aガスエク大きい約80となり/、?A
ガスグループに属する燃料ガスが取得できるものの、L
NG/JAガスと燃焼性が大巾に異なる◎(2)  深
冷分離法 COGを深冷分離して溝底成分を分離する技術は既に実
用化されている。この技術全利用して中間留分であるC
H4〜C4H+O間の炭化水素類全分離すればLNGに
近い組成ガスであるので、このあとLPGで熱量調整す
ればI、NG/、?Aガスにきわめて近い燃焼性とガス
組成特性を有する燃料ガス全得々ことが出来る。
しかし、深冷分離法は、COG中に含まれる不純物(ベ
ンゼン、トルエン等]と次酸ガス、水等の低温固化成分
を高度に精製するための精製装置が必要となる。
(3)COG改質+I、PG 第J(IJ方法に1例えば特公昭5g−II!;91号
に示されゐ工うVc、C0GK必姿に応じ、ナフサ、L
PG等を加え、脱酸素、水添、脱硫した後。
N1などを触媒として水素化分解、スチームリ示−ミン
グなどにLりCOG中GJ H!2メタン化反応に↓り
減少させ、CH4濃度金J:外させ、必要に応じ脱炭酸
を行い、得られたガス(以下、OOG改質改質ガート、
)にLPGi7J]え、/10OOKcan/Nm3に
発熱′!kt−調整する方法であゐ、この方法による製
造ガスには不燃成分であ/)N2がq〜7チCO,が0
.?、〜、2チ含まれるためW工は/、2600〜/ 
3 / 00 、 H,が5〜2j%含まれ@ため、C
Pはグ2〜60 (tJ範囲内となゐ〇 このガスに、ガスグルーア/ 3 A e、+範囲にち
る%、(lJcD、LNG/、?Aガスノ燃焼性ト変わ
って〈々。
発明が解決しLうと丁々問題点 不発明ばJ:紀COG改質+L P G (ITJ改良
に係わるもので16 00G改質ガスに含まれる成分はcu、、n、、cO,
Co2.、N、であるが、原料の炭素/水素重量比(以
下C/Hという。)を必要にLフナフサ、LPG等で調
整″jをことにLり、これら取分の含有率に異なる。−
例1表2に示す。
表、2  CoO改質ガスQJMi成例(%)ここで、
c7H=r、aはCOG金改質した場合であり、C/H
=2.6.3,0aCOOVCLPG。
ナフサ等を加えたものを改質した場合である。
これらυガス?必姿に応じ脱炭酸しく例えばC/H−3
,0の、場合)、LPG奮加え、潟られ九110 DO
Kcal/、Nm3o発熱童ノ燃料tfytrx、13
Aガスグループに馬丁ゐ燃料ガスが得られるもυの、N
tが含まれるため、W工は/3000以下とlり、LN
O/3Aガxv/3600VCkづけ    )ゐこと
ができない。原料cv C/ H全もっと大きくすれば
N、濃度をφさくすることができゐが、C/H調整用の
LPG2用量の増大の欠点を伴う。
本発明の目的はt紀CJ欠点を除去し、石炭乾留によっ
て得られるCOGからLNG/jAガスにきわめて近い
燃焼性と窒素濃度を有する燃料ガス?裏造することにあ
る。
本発明のもう一つの目的は上記燃料ガス製造り際副生す
ゐCH4を主成分とする炭化水素以外りガス、即ち可燃
成分として、E(、、Co、分離炭化水素を含むガスを
好適に利用することである、問題点を解決するための手
段 丁lわち、本発明げ、コークス炉ガス全脱酸素。
水添、脱硫しt俵、メタン化し、高カロリーガスを製造
する方法に窒素等を吸着分離するプレッシャースイング
式ガス分離法と水素等全透過分離するガス分離用膜法の
うちの同者又は両者全組合せ心ごとにエフ、窒素又は窒
素及び水素?分離して、高カロリーで窒素含有量の少な
いガス全取得し。
これをLPGで熱量調整すゐことに=9燃料ガス″t”
得ること全特徴とjゐ燃料ガスの製造@の第1発明と、
コークス炉ガス?脱酸素、水添、脱硫した後、メタン化
し、高カロリーガス全製造する方法に窒素等全吸着分離
丁ゐプレッシャースイング式ガス分離法と水素等全透過
分離するガス分離用膜法のうちの市者又σ両者を組合せ
ることVcL5゜窒素又框窪素及び水素全分離して、高
カロリーで窒素含有量の少ないガス全取得し、これrL
PGで熱量調整することにエリ燃料ガスを得、−万能化
プレッシャースイング式ガス分離法、ガス分離用膜法に
て分離され之窒素又は窒素及び水素を含有すゐガス全コ
ークス炉しやpλん燃料に供すること全特徴とする燃料
ガスの製造法の第2発明を要旨とするものである。
不発明に使用するプレッシャースイング式ガス分離法(
以下、PSAという。)の吸着剤ににN2等ケ吸着し、
CH4等を流出丁ゐ特性を有す4)もQ)であれば良い
。この特注上官するものとしてαゼやその誘導品である
ーsCa”置換体等オライドの一穆でありクリノプチロ
フィ饗X’JDう’れており、主にN2、CO,CO2
が吸着され、生にH,、OH4がfN、 tj3 T 
o f’cめ、 N、、 CO,CO,等i低圧で、H
!、CH4等に721田状態で取得できゐ工うなPSA
を便用する。処理丁ゐガス中にタール、ベンゼン0、F
ルエン■等の不純物が含まれる場合に1丁でにCOGか
らの水素回収に使用されているLつな活性炭等にょう削
処理が必要である。
CのPSAに工/)N、とCH4の分離は吸着剤に対す
るN2とCH4(1)吸着速度υ差音利用したものであ
るため、N2とCH4の分圧の比即ちNzとCH4υ濃
度υ比(以下N、/CH4という。〕が大きいttどN
、とCHJの分離が艮くな勾。COGにN!/CH4M
O019’、COG改質ガスはN、/ CH,= 0.
07〜0./3であるため、NzとCH4の分離全重視
丁ゐ場合は。
PSAをCOG改賀較置装削に設置した万が艮い。
しかし、こυ万広aPsAがC’OGを直接分離するこ
とKな9.B、T等その他の不純物全除去する九めの削
処理装fi11を必要とするが、COO改質鋏aの後1
cPsAを設置する場合aこれら不純物を含まないガス
全労離すゐことになり、削妃部処理装置全必姿としない
。ま之、PSAをCOG改質装ftυ皿に設置する方法
に、(:OG改質装置におけるメタン化のカーボン源で
4.bcO,co2等もNz側に分離し、COG改質の
C/H1#I整用LPGの量を多くする。その丸め、プ
ロセスの簡略化、吸着剤の寿命延長及びLPG使用量の
低減全重視する場合框C0()改質装置υ後にPSAを
設置した万が良い。
不発明で使用するガス分離用膜法の膜はH2を透過分離
す4)特性全音するものであれば良い。この特性を有す
心ものとしては、多孔質膜、非多孔質膜のいずれも訝当
すゐ。処理す@ガス中に水、B、T等の凝a性成分が含
まれる場合に、膜表面で凝縮しない工うな不飽和状態に
する必要がある。通常、このため処理丁ゐガスの温度金
一旦下げ、その侵わずかに温度管上げることにLり不飽
和状態にすることができ/)6 作用 この方法VCあっては、PS’AにLジN1等を除去し
た高カロリーのガスが那圧状憩で得られ、この高カロリ
ー(/IJ カy、 f L P Gで1I000Kc
a、1/Nm3に熱量調整し九場合αCH4濃度の増加
し之ガスがすべて加圧状餞で得られ、N2含有量の少な
い/3Aガスが得られる几め、製造の定めの所要エネル
ギーが少な(、W工がCOG改質/3にガスLり大きく
、LNG/JAガスに近づけることができ心。
又、PSA及びガス分離用農法全組合せ几場合には、P
SAVcfりN、等を除去されると共にガス分離用膜法
にニジH2等全除去された高カロリーのガスが加圧状態
で得られ、この高カロリーのガスにLPGで/ / 0
00 Kcal/Nm!Ic熱i調at、た場合は上記
の他、さらにLPGυ便用ikを少なくすゐことができ
る。
実施例1 第1図及び表3に示す実施gAI/について説明すると
、コークス炉(図示せず]で発生し、粉塵、タール分、
ペンセン、トルエン、キシレン、H,S。
N H3などが粗精製にエフ除去されたCOGが管lL
 !7−2 () 00 (7Nm3/hr 供i サ
tL −JC(/J  N / 。
000 Nm3/hrが/3)’、if7原料m t!
−L テ’t 21供給され、残pQJCOCrはコー
クヌ炉しや〃1ん;科の一部として使用されゐ。管、2
に7供給されたOGはBE縮機3に=69.?kqlの
2Gまで加圧さ;LPGを管1.2から加え2*、管弘
全経て改質;hsにL’)表3、管6に示すカスがj 
kg / cm”G ′得られゐ。コ(v i 7 k
 EE a II? テ9.9 kQ / cm”Gで
加圧し、PSA式ガス分離■Iにエリ窒素1を除去した
ガスが官9〃)ら得られる。CυカスLP()全熱量調
整装置N″′r:混合丁勾ことにL管/ノに/ / 0
00 Kcal/Nm3o/ 3 Aカ7カられ/)。
−万、管lυCOGから肯2に供給さ;た残りυCOG
は管13に導びかれ、これにPA式ガス分*訣*gによ
p分離された窒素に冨1ガスが菅/Jk通り混合さn、
管15によリコクス炉しやかん燃料に供せられる、 実施例2 「 然 々 え 騎 仁 ジ 、 尋 ′L   @2図及び表tVC示す実施例2は、PSA
式が3  ス分離装&ざ全改質装置5り四段に組合せt
外は6  実施例1と同様であって、この場合P S 
A式ガス分離装置8に↓すNz 、 CO、C02(/
J富化されたガスが除去される。なお瀉2図中、l、2
.仏、6゜9、//−16uいづれも肯であ5.JrX
圧am、IOは熱量調整装置である。
コ 第3図及び表jに示す実施例3は、PSA式カス分堆装
〕片ざと改質装置rr S +IJ闇にガス分九宴用膜
装會/δを組合せゐ外に実施tel 2と同様であって
2この場合PSA式ガス分が装置δに工9N6、C(。
C02υ冨イしされたガスが除去さn、換Will/δ
い工りH8に富むガスが除去される。また、第3図にお
いてPSA式ガス分離装置ざとガス分離用WX装*ir
υ位f11に全交換しても同様の/JAガスとLPG使
用量になる。なお第3図中、/、2、グ。
6、?、/l−/7はいづれも管であり、3は圧縮機で
ある。
実施例弘 第ダ図及び表6に示す実施例1に、改質装置jの罰段、
後段にそれぞれガス分離用膜装置/l、PSA式ガス分
M装置δを組合せ、PSA式がヌ分離fll&金経たガ
スのみに管13υLPG全熱を調整装*ioにおいて加
える外に実施例1と同様であって、この場曾膜紗置/I
TIcエクH2に富むカニx 2>E 除去すn、P 
S A式カX 分wEffilJ K ! 5馬の富化
されたガスが除去さn心。なお第亭図中。
/、、2.亭、6.9.Il〜17にいづれも管であり
、3、框圧縮−であゐ。
△ 実施例S 第5図及び表7に示す実施例jに改質装fItjと熱量
調整装f!に10υ間に圧縮機//とガス分離用膜装置
Ilを組会せ々外に実施例λと同様であって、この場合
、PSA式ガス分離装置jrVcエクN、。
CO,CO!eノ冨化されたガスが除去され、ガス分離
用膜装置/8にLpH2に富むガスが除去される。
なお第5図中、/、、2.!、6,19.12〜5ei
eriいづれも管であり、3.//に圧縮−でめゐ。
jP7 実施例6 第6−及び表3に示す実施例6rc、圧縮N7とPSA
式ガス分離装@Jct)間にガス分離用膜秒置1gを組
合せ、PSA式ガス分gl鋏mJ金経九ガ表1 ヌ(ZJみに’113υLPGを熱量―整装會10にお
いて那えゐ外に実施例1と同様であって、こ((Ja合
ガス分離用膜秒置18にLpH,K冨むガスが除去され
、PSA式ガス分離装誼装置LりN!の富化されたガス
が除去される。、また第6図においてガス分離用膜装置
/3とPSA式ガス分離装置Sの位置?変換しても同様
の/3にガスとLP()便用量になる。なお、第6図中
、/、2.≠、 6.9゜//−/7にいづれも管であ
り、3,7に圧縮機である。
発明の効果 上述υLうに不発明においてに、N1等全吸着除去する
と共VcCH4等を含む高カロリーのがヌを加圧側に取
得することができ、この高カロリーガス全LPGで熱を
調整するので、CH4等の濃度の増加したガスが原圧状
痩で得られ、 N、含有mの少ない/3にガスが得られ
、製造のだめの所幣エネルギーが少な(、W工がCOG
改質がスより大きく。
LNG/3Aifヌに近い燃料ガスが得られる。又。
ガク分離用膜法全組合せた場合には、更に改質由COG
M−らH* k除去L yc C/ Hv大きなガス’
r、m圧偶に取得でき2又acOG改質ガスからHz?
除去した高カロリーのガスを加圧側に取得できるので、
改質用COGυC/H調整用LPG又は上記熱量調整用
LPGの便用量を少なくしてI、NG/3Aガスに近い
t#5料ガスが得られる。
第2発明においてに、更に、#!1発明から副生丁ゐH
2、CO1分離炭化水素を含む可燃性υガス?好適罠利
用することができ/)7
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3−1第ダー、第S図、第6−に不
発明(4Jそれぞれ第1実施例2第2実施例。 第3実施例、第を実施例、第5実施例、第6実施例の7
0−チャートである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、コークス炉ガスを脱酸素、水添、脱硫した後、メタ
    ン化し、高カロリーガスを製造する方法に窒素等を吸着
    分離するプレッシャースイング式ガス分離法と水素等を
    透過分離するガス分離用膜法のうちの前者又は両者を組
    合せることにより、窒素又は窒素及び水素を分離して、
    高カロリーで窒素含有量の少ないガスを取得し、これを
    LPGで熱量調整することにより燃料ガスを得ることを
    特徴とする燃料ガスの製造法。 2、コークス炉ガスを脱酸素、水添、脱硫した後、メタ
    ン化し、高カロリーガスを製造する方法に窒素等を吸着
    分離するプレッシャースイング式ガス分離法と水素等を
    透過分離するガス分離用膜法のうちの前者又は両者を組
    合せることにより、窒素又は窒素及び水素を分離して、
    高カロリーで窒素含有量の少ないガスを取得し、これを
    LPGで熱量調整することにより燃料ガスを得、一方前
    記プレッシャースイング式ガス分離法、ガス分離用膜法
    にて分離された窒素又は窒素及び水素を含有するガスを
    コークス炉しやかん燃料に供することを特徴とする燃料
    ガスの製造法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013181068A (ja) * 2012-02-29 2013-09-12 Ube Industries Ltd 水素分離システム
JP2015117312A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 三菱化学株式会社 ガスタービン用燃料の製造方法
JP2016108256A (ja) * 2014-12-03 2016-06-20 三菱化学株式会社 メタン及び水素の併産方法

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