JPH01234496A - 炭化水素を分解して一酸化炭素に富むガスを製造する方法 - Google Patents

炭化水素を分解して一酸化炭素に富むガスを製造する方法

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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガス状または気化した炭化水素を接触分解して
一酸化炭素に富むガスを製造する方法に関する。
〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕触媒を用
いないでガス状または気化した炭化水素からＣＯに冨む
ガスを接触または熱部分酸化により製造できることは公
知である。接触白熱分解とも呼ばれる接触部分酸化は外
部から熱を供給しなくとも約８００〜１０００℃で行わ
れ、その際、すすの生成を回避するために炭素１モル当
り約２モルの水蒸気が普通添加される。熱部分酸化の場
合、反応は１３００〜１６００℃で行われ、その際、水
蒸気の添加を必要としない。そのために起こるすすの生
成は、反応過程を妨げないので、許容できる。
供給炭化水素から最大限のＣＯ収率を達成したい場合、
これら２つの方法は欠点を有する。接触白熱分解におい
ては、水蒸気を添加する結果、製品ガス中のＣＯ□部分
が高くなるのでＣＯの収率が炭化水素に含まれる炭素分
の７０％程度に低下する。また酸化剤の必要量も水蒸気
無添加の場合に比べて大きくなる。無触媒熱分解は９０
％およびそれ以上のＣＯ収率を与えるが、やはり酸化剤
の必要■が大きく、生成したすすを製品ガスから洗浄除
去して処理しなければならない。
本発明の課題は、すすを生成させることなく、ＣＯに、
富む製品ガスを製造し、同時に水蒸気の添加を全くまた
は実質的に不必要とすることである。
〔課題を解決するための手段〕 本発明によれば、前記課題は冒頭に述べた方法において
、炭化水素の一部を燃焼域で化学量論的酸素必要量の２
〜ｌＯ倍に相当する酸素含有ガスを供給しながら約８０
０〜１５００℃で完全に燃焼させ、予備加熱された残部
の炭化水素を酸素含有燃焼ガスに混合して約７００〜１
３００℃の混合物を得、この混合物の粒状分解触媒の固
定床に通し、この固定床から一酸化炭素に冨む約８００
〜１１５０℃の製品ガスを排出させることにより達成さ
れる。
本発明の方法に用いられる供給原料は特にガス状炭化水
素、例えば天然ガスが挙げられるが、沸点が約１６０℃
までの気化炭化水素、例えばナフサも使用できる。燃焼
域に供給される炭化水素部分は供給炭化水素の全量の約
１０〜３０％である。本発明の方法は１〜３５バールの
圧力範囲、好ましくは１〜１０バールの圧力範囲で実施
される。
重要な点は、燃焼域においてかなり余分の酸素を用いて
燃焼させることであり、さもないと、燃焼域の温度が上
り過ぎて触媒をだめにするからである。
好ましくは、炭化水素は燃焼域において、例えば白金ま
たはパラジウムを含有しその他の成分としてニッケルを
含有してもよい発火触媒の存在下で燃焼される。しかし
、この発火触媒は用いなくてもよい。
分解触媒の固定床に導入される混合物は炭化水素の先行
燃焼によりＣＯ□とある量の水蒸気並びに約１０〜２０
容■％の残留酸素を含有する。この混合物に外部から付
加的水蒸気を供給することは一般に必要ない。必要な場
合には、燃焼ガスと共にまたは予備加熱された残部の炭
化水素と共に水蒸気を供給することによって混合物の水
蒸気含量を高めることができる。すべての場合、分解触
媒に供給される混合物中に酸素１モル当り最高０．２モ
ルの水蒸気含量があれば充分である。
〔実施例〕
本発明の方法の実施態様を第１図について説明する。
反応器ｌは圧力ケージング２内で燃焼室３と粒状分解触
媒の固定床４とを有する。反応させる炭化水素の一部が
管路５から燃焼室３に導入され、同時に管路６から酸素
含有ガス、例えば空気が、化学量論的酸素必要量の２倍
〜１０倍に相当する量で導入される。
燃焼室３内では火格子８上に粒状発火触媒の固定床９が
ある。過剰の酸素と発火触媒とにより燃焼室３内で激し
い完全燃焼が起こり、その際、主としてＣＯ２と１２〇
−並びに残留酸素からなる燃焼ガスが約８００〜１５０
０℃、好ましくは１０００〜１３００℃の温度で火格子
８を通って下方に向い、触媒の無い混合室１０に入る。
反応させる残部の炭化水素は約３００〜６００℃に予備
加熱されて中央供給管１２から混合室１０へ供給され、
そこで燃焼室３から来た燃焼ガスと迅速に混合される。
次いで混合物は固定床４を通り、分解触媒上で反応する
。分解触媒はＡ１□０３および／またはＭｇＯ担体上に
ニッケルを例えば１０〜３０重撥％含有する。触媒固定
床４は火格子１５に支持され、火格子１５の下方には製
品ガス捕集空間１６がある。ＣＯに冨む製品ガスは約８
００〜１１５０℃で出口１７から排出される。
大腹桝 第１図に示す反応器ｌの燃焼室３に管路５から５００°
Ｃに予備加熱されたメタン６Ｎ、ｎ？を供給した。
メタンを６００℃の空気２８４Ｎ　ｎ？と共にパラジウ
ム含有発火触媒上で燃焼させた。その際に供給した酸素
は化学量論的必要量の３倍であった。燃焼室３内の圧力
は約６．５バール、反応器ｌの下方部分の圧力は約６バ
ールであった。
燃焼室３内では次の組成を有する燃焼ガス２９ＯＮＭが
生成した。
ＣＯ□　　　６．ＯＮｒ＆ ’ｈ０　　　１２．ＯＮｍ Ｎｚ　　　　２２５．２　　Ｎｎ？ 、０□　　　　　４６．８　　Ｎイ 合計　　２９０．０　　Ｎｎ？ この燃焼ガスに管１２から来たメタン９４Ｎｒｒ？を混
合し、それによって次の組成を有する９３０’Ｃの混合
ガスが生成した。
ＣＯ□　　　１．５６容量％ １（，０３，１３容量％ Ｎ、　　　　５８．６５容量％ ０□　　　１２．１８容量％ ＣＨ４２４，４８容■％ 反応器ｌ内の配置に従って混合ガスは混合空間１０内に
０．５秒未満の滞留時間で分解触媒の固定床４に到達し
た。この触媒はＡｊ！２０３ｉＩ１体上にニッケル２０
重量％を含有する。反応させる混合物が固定床４に滞留
する時間は約１０秒であった。出口１７から９５０°Ｃ
で排出される製品ガスの組成は次の通りであった。
ｃｏ２０．９２容量％ Ｃｏ　　　　１７．９４容量％ Ｈｚ　　　　３５．００容鼠％ １’ｈ　　　　４３．１４容盪％ ＣＨ，０，２８容量％ ）１ｚ０　　　２．７２容量％ 添加メタンと共にこのプロセスに供給された炭素の９３
．７％が製品ガス中のＣＯとして生成した。
この高いＣＯ生成量は水渾気無添加で行われたことに特
に起因する。
【図面の簡単な説明】
第１図は実施態様を示す図である。 なお図面に用いた符号において、 ３−・−：−−−−−−−−−一燃焼室４−・−・・−
−−一−−−−−固定床５−・−・−−一−−−−−炭
化水素供給管路６−・−・・・−・−一−−〜・・・酸
素含有ガス供給管路である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ガス状または気化した炭化水素を接触分解して一酸
    化炭素に富むガスを製造する方法において、 炭化水素の一部を燃焼域で化学量論的酸素必要量の２〜
    １０倍に相当する酸素含有ガスを供給しながら約８００
    〜１５００℃で完全に燃焼させ、予備加熱された残部の
    炭化水素を酸素含有燃焼ガスに混合して約７００〜１３
    ００℃の混合物を得、この混合物を粒状分解触媒の固定
    床に通し、この固定床から一酸化炭素に富む約８００〜
    １１５０℃の製品ガスを排出させることを特徴とする方
    法。 ２、残部の炭化水素を燃焼ガスとの混合前に約３００〜
    ６００℃に予備加熱することを特徴とする請求項１記載
    の方法。 ３、燃焼ガスと残部の炭化水素との混合物の温度が約８
    ００〜１３００℃であることを特徴とする請求項１また
    は２記載の方法。 ４、炭化水素を発火触媒の存在下で燃焼域で燃焼させる
    ことを特徴とする請求項１〜３項のいずれか一項に記載
    の方法。 ５、燃焼ガスと残部の炭化水素との混合物が炭素１モル
    当り０．２モル以下の水蒸気を含有していることを特徴
    とする請求項１〜４項のいずれか一項に記載の方法。
JP1007567A 1988-01-14 1989-01-12 炭化水素を分解して一酸化炭素に富むガスを製造する方法 Expired - Lifetime JP2668433B2 (ja)

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