JPS6168301A - 炭化水素−水蒸気系の予熱温度制御法 - Google Patents
炭化水素−水蒸気系の予熱温度制御法Info
- Publication number
- JPS6168301A JPS6168301A JP18808484A JP18808484A JPS6168301A JP S6168301 A JPS6168301 A JP S6168301A JP 18808484 A JP18808484 A JP 18808484A JP 18808484 A JP18808484 A JP 18808484A JP S6168301 A JPS6168301 A JP S6168301A
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- hydrocarbon
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- reforming
- preheating
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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】
（発明の分野）
本発明は炭化水素の水蒸気改質システムにおける予熱１
度１ｉＩＪ Ｈ法に関し、詳しくは炭化水素−水蒸気系
混合物の予熱を予熱器で行なう前にプロヒス凝縮水を注
入することより予熱温度を炭化水素熱分解開始以下に制
御する炭化水素−水蒸気系の予熱制御法に関する。
度１ｉＩＪ Ｈ法に関し、詳しくは炭化水素−水蒸気系
混合物の予熱を予熱器で行なう前にプロヒス凝縮水を注
入することより予熱温度を炭化水素熱分解開始以下に制
御する炭化水素−水蒸気系の予熱制御法に関する。
（従来技術）−
炭化水素類の改質方法として、従来いくつかの方法が提
案されている。通常は原料の炭化水素はイオウ分等の不
純物を除去した後、水蒸気とともに改質反応管に入れら
れ、この改質反応管において炭化水素と水との改質反応
が起こってメタン、水素、−酸化炭素、炭酸ガス及び残
存水蒸気とする反応生成ガスが得られる。この水蒸気改
質反応を安定に３！統し°Ｃ行なわぜるため、適切な温
度範囲内に維持しなければならず、また水蒸気比を適切
な範囲に維持しないと、所定の製品性状が得られないば
かりでなく、触媒上に炭素が析出して触媒に害を与えて
しまう。従って運転中は細心の注意を払って温度および
水蒸気比の制御を行なっている。
案されている。通常は原料の炭化水素はイオウ分等の不
純物を除去した後、水蒸気とともに改質反応管に入れら
れ、この改質反応管において炭化水素と水との改質反応
が起こってメタン、水素、−酸化炭素、炭酸ガス及び残
存水蒸気とする反応生成ガスが得られる。この水蒸気改
質反応を安定に３！統し°Ｃ行なわぜるため、適切な温
度範囲内に維持しなければならず、また水蒸気比を適切
な範囲に維持しないと、所定の製品性状が得られないば
かりでなく、触媒上に炭素が析出して触媒に害を与えて
しまう。従って運転中は細心の注意を払って温度および
水蒸気比の制御を行なっている。
近年このような反応においては、原料と水蒸気を混合後
に改質反応管上流で予熱する方法が改質炉の燃料節減に
効果的であることが判り、特に改質炉の煙道中にて炭化
水素−水蒸気系ガスを５００℃以上に加熱すると改質反
応管の吸熱量が減少し、運転費の節減、熱効率の向上等
をもたらすことが知られている。一方、本発明者らの実
験によりナフサ原料の場合５００℃以上の予熱は原料の
オレフィン生成を誘発することが判り、過度の予熱では
予熱器内での原料の熱分解による炭素析出の危険がある
ばかりでなく熱分解によるオレフィン生成のため改質反
応管内の触媒上にも炭素析出を起し易くなる。ゆえに、
炭化水素の水蒸気改質反応においては原料の加熱を最適
な温度範囲に正確に制ｉする必要がある。しかしながら
従来正確な温度制御の方法がないため炭化水素熱分解を
恐れて当予熱器を設置しない場合が多く、あるいは予熱
器を設置した場合でも熱分解開始温度よりはるかに余裕
を見た５００℃以下の温度までしか予熱出来ず改質炉燃
料面域の効果は低かった。さらに原料炭化水素をナフサ
、天然ガス、ＬＰＧもしくはこれらの混合物を、その時
の最適原料コストに応じて幅広く使用する場合には同一
装置に於いては改質反応管吸収熱、改質炉燃焼熱が大幅
に変化するため予熱器出口での炭化水素−水蒸気混合物
温度も大幅に変化し炭化水素熱分解温度を超えることが
ある。
に改質反応管上流で予熱する方法が改質炉の燃料節減に
効果的であることが判り、特に改質炉の煙道中にて炭化
水素−水蒸気系ガスを５００℃以上に加熱すると改質反
応管の吸熱量が減少し、運転費の節減、熱効率の向上等
をもたらすことが知られている。一方、本発明者らの実
験によりナフサ原料の場合５００℃以上の予熱は原料の
オレフィン生成を誘発することが判り、過度の予熱では
予熱器内での原料の熱分解による炭素析出の危険がある
ばかりでなく熱分解によるオレフィン生成のため改質反
応管内の触媒上にも炭素析出を起し易くなる。ゆえに、
炭化水素の水蒸気改質反応においては原料の加熱を最適
な温度範囲に正確に制ｉする必要がある。しかしながら
従来正確な温度制御の方法がないため炭化水素熱分解を
恐れて当予熱器を設置しない場合が多く、あるいは予熱
器を設置した場合でも熱分解開始温度よりはるかに余裕
を見た５００℃以下の温度までしか予熱出来ず改質炉燃
料面域の効果は低かった。さらに原料炭化水素をナフサ
、天然ガス、ＬＰＧもしくはこれらの混合物を、その時
の最適原料コストに応じて幅広く使用する場合には同一
装置に於いては改質反応管吸収熱、改質炉燃焼熱が大幅
に変化するため予熱器出口での炭化水素−水蒸気混合物
温度も大幅に変化し炭化水素熱分解温度を超えることが
ある。
従来、予熱の際に加熱温度を制御する方法としてはＣＥ
Ｐに記載の最適水素プラントデザインに関する報告（ケ
ミカル・エンジニアリング・プログレス １９８３年２
月、第１１頁〜第４４頁）に示される如＜、プロセス・
スチームを熱交換器によって間接的に温度制御する方法
が知られているが、この方法では予熱器の設置及び温度
制御の複雑さにより十分とはいえない。一方、改質炉の
煙道中のスチームスーパーヒーターの温度制御にボイラ
ー・フィ・−ド・ウォーター（ＢＦＷ）を注入すること
も広く知られているが、スチームスーパーヒーター出口
の温度と原料−水蒸気予熱器出口温度とを同時に制御す
ることは出来ずさらに多ｍのＢＦＷの使用は改質触媒と
それに続く高温、低温ＣＯ転化触媒がシリカ、カリウム
、塩素イオン等で被毒されるおそれがある。
Ｐに記載の最適水素プラントデザインに関する報告（ケ
ミカル・エンジニアリング・プログレス １９８３年２
月、第１１頁〜第４４頁）に示される如＜、プロセス・
スチームを熱交換器によって間接的に温度制御する方法
が知られているが、この方法では予熱器の設置及び温度
制御の複雑さにより十分とはいえない。一方、改質炉の
煙道中のスチームスーパーヒーターの温度制御にボイラ
ー・フィ・−ド・ウォーター（ＢＦＷ）を注入すること
も広く知られているが、スチームスーパーヒーター出口
の温度と原料−水蒸気予熱器出口温度とを同時に制御す
ることは出来ずさらに多ｍのＢＦＷの使用は改質触媒と
それに続く高温、低温ＣＯ転化触媒がシリカ、カリウム
、塩素イオン等で被毒されるおそれがある。
（発明の目的）
本発明は、上述の問題点を解決すべくなされたもので、
炭化水素の水蒸気改質における原料予熱の温度制御法で
あって、装置全体の熱効率改善、運転費および燃料費の
節減、触媒の被毒防止等を実現し得る炭化水素−水蒸気
系の予熱制御法を提供することを目的とする。
炭化水素の水蒸気改質における原料予熱の温度制御法で
あって、装置全体の熱効率改善、運転費および燃料費の
節減、触媒の被毒防止等を実現し得る炭化水素−水蒸気
系の予熱制御法を提供することを目的とする。
本発明の目的は以下の構成により達成される。
（発明の構成）
すなわち本発明は、炭化水素と水蒸気を混合し予熱器に
おいて予熱した後水蒸気改質を行なう炭化水素の水蒸気
改質法において、炭化水素−水蒸気系混合物を予熱器に
送る予熱器入口ガスラインの該予熱器入口付近にプロセ
ス凝縮水を注入することにより予熱温度を正確に制御を
することを特徴とする炭化水素−水蒸気系の予熱温度制
御法である。
おいて予熱した後水蒸気改質を行なう炭化水素の水蒸気
改質法において、炭化水素−水蒸気系混合物を予熱器に
送る予熱器入口ガスラインの該予熱器入口付近にプロセ
ス凝縮水を注入することにより予熱温度を正確に制御を
することを特徴とする炭化水素−水蒸気系の予熱温度制
御法である。
（実施例の説明）
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。
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
。
。
水蒸気改質反応においては、ナフサ、ＬＰＧ等の炭化水
素類は原料供給ライン１から供給され、一方スチームは
スチームライン２から供給され、これらの供給用はそれ
ぞれ原料弁３およびスチーム弁４で制御される。この原
料とスチームとからなる混合流体は予熱器入口ライン５
を経て予熱器６で所定の温度まで加熱され、さらに改質
管式［」ライン７を経て水蒸気改質管８へ導かれる反応
改質管で必要とされる反応熱は改質炉９の燃焼熱によっ
て補われる。なお予熱器６は改質炉９の煙道１０を利用
することにより装置の簡易化、運転費および燃料費の節
減を図ることができる。
素類は原料供給ライン１から供給され、一方スチームは
スチームライン２から供給され、これらの供給用はそれ
ぞれ原料弁３およびスチーム弁４で制御される。この原
料とスチームとからなる混合流体は予熱器入口ライン５
を経て予熱器６で所定の温度まで加熱され、さらに改質
管式［」ライン７を経て水蒸気改質管８へ導かれる反応
改質管で必要とされる反応熱は改質炉９の燃焼熱によっ
て補われる。なお予熱器６は改質炉９の煙道１０を利用
することにより装置の簡易化、運転費および燃料費の節
減を図ることができる。
水蒸気改質管８にａ３いては炭化水素類とスチ−ムとの
改質反応が起こってメタン、水素、−酸化炭素、炭酸ガ
スを主成分とする反応生成ガスが得られる。この反応生
成ガスはボイラー１２、ＣＯ転化器１３が設けられてい
る改質器出口ライン１１を経て気液分離器１４に送られ
る。気液分離器１４には液面調節弁１７Ｊ３よび循環ポ
ンプ１８が設けられており、反応生成ガスは反応生成ガ
スライン１５を経て精製装置（図示せず）へ送られる。
改質反応が起こってメタン、水素、−酸化炭素、炭酸ガ
スを主成分とする反応生成ガスが得られる。この反応生
成ガスはボイラー１２、ＣＯ転化器１３が設けられてい
る改質器出口ライン１１を経て気液分離器１４に送られ
る。気液分離器１４には液面調節弁１７Ｊ３よび循環ポ
ンプ１８が設けられており、反応生成ガスは反応生成ガ
スライン１５を経て精製装置（図示せず）へ送られる。
一方、気液分離器１４により分離されたプロセス凝縮水
は循環ポンプ１８によりプロセスＵ縮水供給ライン１９
を経て予熱器入口ガスライン５の予熱器入口付近に注入
され、プロセス凝縮水弁２０の操作により炭化水素−水
蒸気系混合物の予熱温度を制ｉする。
は循環ポンプ１８によりプロセスＵ縮水供給ライン１９
を経て予熱器入口ガスライン５の予熱器入口付近に注入
され、プロセス凝縮水弁２０の操作により炭化水素−水
蒸気系混合物の予熱温度を制ｉする。
本発明においては、プロセス１疑縮水を注入することで
、下流の改質触媒あるいはＣＯ転化触媒がシリカ、カリ
ウム、塩素イオン等で被みすることもなく予熱湿度を安
定に制御することが可能となった。
、下流の改質触媒あるいはＣＯ転化触媒がシリカ、カリ
ウム、塩素イオン等で被みすることもなく予熱湿度を安
定に制御することが可能となった。
本発明おいて、予熱温度のｆｌｉｌ ｉｌｌの目的は、
炭化水素の熱分解制御にある。即ちブーフサ原料の場合
、５００°Ｃから熱分解が起こりオレフィンが発生し出
す。特に５７０℃以上になるとオレフィンが１％を越え
スチームリフォーミンク触媒上で炭素析出１−ラブルが
発生する。一方、メタン原料の場合は、７００℃程度が
熱分解開始温度となる。このように熱分解温度は炭化水
素の性状によって異なるが、メタンからナフサでは５０
０−、７００℃が好゛ましい開始温度となる。
炭化水素の熱分解制御にある。即ちブーフサ原料の場合
、５００°Ｃから熱分解が起こりオレフィンが発生し出
す。特に５７０℃以上になるとオレフィンが１％を越え
スチームリフォーミンク触媒上で炭素析出１−ラブルが
発生する。一方、メタン原料の場合は、７００℃程度が
熱分解開始温度となる。このように熱分解温度は炭化水
素の性状によって異なるが、メタンからナフサでは５０
０−、７００℃が好゛ましい開始温度となる。
本発明においては、炭化水素−水蒸気系混合物の温度制
御が前述の如くプロセス凝縮水弁２０の調整で行なえる
ため温度の微調整が容易にできる。
御が前述の如くプロセス凝縮水弁２０の調整で行なえる
ため温度の微調整が容易にできる。
ゆえに原料の種類の変更にも容易に対処し得る。
（発明の効果）
以上説明した如く本発明によれば、以下のような効果を
奏する。
奏する。
■ 予熱温度はオレフィン生成やカーボン析出等の問題
により５００〜７００℃に制限されるが、本発明によれ
ば炭化水素原料、改質水蒸気の供給量の大幅な変動及び
それに伴う改質炉燃焼量の大幅な変動にもかかわらず安
定した温度制御が可０しなため予熱温度を炭化水素熱分
解の下限界値付近に設定できる。具体的にはメタン原料
では７００℃軽質ナフサ原料では５６０℃まで予熱する
ことが可能である。ゆえに十分にブＯセス全体の熱効率
を改善でき、具体的には改質反応の吸熱債を予熱をしな
い場合に比べると約１３％削減できる。
により５００〜７００℃に制限されるが、本発明によれ
ば炭化水素原料、改質水蒸気の供給量の大幅な変動及び
それに伴う改質炉燃焼量の大幅な変動にもかかわらず安
定した温度制御が可０しなため予熱温度を炭化水素熱分
解の下限界値付近に設定できる。具体的にはメタン原料
では７００℃軽質ナフサ原料では５６０℃まで予熱する
ことが可能である。ゆえに十分にブＯセス全体の熱効率
を改善でき、具体的には改質反応の吸熱債を予熱をしな
い場合に比べると約１３％削減できる。
■ プロセス凝縮水を利用しているため、シリカ、カリ
ウム、塩素イオン等による触媒被毒の恐れがない。
ウム、塩素イオン等による触媒被毒の恐れがない。
■ 同一の改質反応管でナフ１す、天然ガス、ＬＰＧも
しくはこれらの混合物等の性状の大幅に異なる原料を使
用する場合に於いても、予熱温度の制御はプロセス凝縮
水の供給量の調整により簡易にかつ目標温度を正確に制
御できるため安定して改質反応させることができる。
しくはこれらの混合物等の性状の大幅に異なる原料を使
用する場合に於いても、予熱温度の制御はプロセス凝縮
水の供給量の調整により簡易にかつ目標温度を正確に制
御できるため安定して改質反応させることができる。
■ 本発明は、水素製造装置に適用した場合装置全体の
熱効率が改善できる。
熱効率が改善できる。
第１図は本発明に係る炭化水素−水蒸気系の予熱温度制
御法を適用した炭化水素の水蒸気改質管置のシステム７
０−である。 １・・・原料供給ライン、２・・・スチーム供給ライン
、３・・・原料弁、４・・・スチーム弁、５・・・予熱
器入口ライン、６・・・予熱器、７・・・改質器入口ラ
イン、８・・・水蒸気改質管、９・・・改質炉、１０・
・・煙道、１１・・・改質器出口ライン、１２・・・ボ
イラー、１３・・・ＣＯ転化器、１４・・・気液弁ｎ１
器、１５・・・反応生成ガスライン、１Ｇ・・・分ｎ１
液ライン、１７・・・液面調節弁、１８・・・循環ポン
プ、１９・・・プロセス凝縮水供給ライン、２０・・・
プロセス凝縮水弁、２１・・・燃料供給ライン。
御法を適用した炭化水素の水蒸気改質管置のシステム７
０−である。 １・・・原料供給ライン、２・・・スチーム供給ライン
、３・・・原料弁、４・・・スチーム弁、５・・・予熱
器入口ライン、６・・・予熱器、７・・・改質器入口ラ
イン、８・・・水蒸気改質管、９・・・改質炉、１０・
・・煙道、１１・・・改質器出口ライン、１２・・・ボ
イラー、１３・・・ＣＯ転化器、１４・・・気液弁ｎ１
器、１５・・・反応生成ガスライン、１Ｇ・・・分ｎ１
液ライン、１７・・・液面調節弁、１８・・・循環ポン
プ、１９・・・プロセス凝縮水供給ライン、２０・・・
プロセス凝縮水弁、２１・・・燃料供給ライン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、炭化水素と水蒸気を混合し予熱器において予熱した
後水蒸気改質を行なう炭化水素の水蒸気改質法において
、炭化水素−水蒸気系混合物を予熱器に送る予熱器入口
ガスラインの該予熱器入口付近にプロセス凝縮水を注入
することにより予熱温度制御をすることを特徴とする炭
化水素−水蒸気系の予熱温度制御法。 ２、前記予熱器が改質炉の煙道である前記特許請求の範
囲第１項記載の炭化水素−水蒸気系の予熱温度制御法。 ３、前記予熱器に於いて５００℃以上７００℃未満の範
囲で熱分解が開始する炭化水素−水蒸気系をその開始温
度以下に安定して制御する前記特許請求の範囲第１項ま
たは第２項記載の炭化水素−水蒸気系の予熱温度制御法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18808484A JPS6168301A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 炭化水素−水蒸気系の予熱温度制御法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18808484A JPS6168301A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 炭化水素−水蒸気系の予熱温度制御法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6168301A true JPS6168301A (ja) | 1986-04-08 |
| JPH0454602B2 JPH0454602B2 (ja) | 1992-08-31 |
Family
ID=16217418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18808484A Granted JPS6168301A (ja) | 1984-09-10 | 1984-09-10 | 炭化水素−水蒸気系の予熱温度制御法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6168301A (ja) |
-
1984
- 1984-09-10 JP JP18808484A patent/JPS6168301A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0454602B2 (ja) | 1992-08-31 |
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