JPH03123737A - メタン含有ガス製造法および反応器 - Google Patents
メタン含有ガス製造法および反応器Info
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- JPH03123737A JPH03123737A JP25879289A JP25879289A JPH03123737A JP H03123737 A JPH03123737 A JP H03123737A JP 25879289 A JP25879289 A JP 25879289A JP 25879289 A JP25879289 A JP 25879289A JP H03123737 A JPH03123737 A JP H03123737A
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- Japan
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- reaction tube
- alcohol
- reactor
- gas
- water
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- Pending
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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】
（産業上の利用分野）
本発明はアルコールの水蒸気接触改質によるメタン含有
ガス製造法およびその反応器に関する。
ガス製造法およびその反応器に関する。
アルコールの水蒸気接触改質によるメタン含有ガスは、
高カロリーガスとして都市ガス等に使用される。
高カロリーガスとして都市ガス等に使用される。
（従来の技術）
アルコールの水蒸気接触改質によってメタン含有ガスを
製造する方法は、輸送・貯蔵等に容易なメタノールない
し混合アルコールを原料とし、液化天然ガス（ＬＮＧ）
に替わる高カロリー都市ガスの製造プロセスとして注目
されている。
製造する方法は、輸送・貯蔵等に容易なメタノールない
し混合アルコールを原料とし、液化天然ガス（ＬＮＧ）
に替わる高カロリー都市ガスの製造プロセスとして注目
されている。
アルコールよりメタンを製造する反応は発熱反応であり
、メタノールを原料としてメタン収率が最大の場合には
メタノール１モル当り １７．７ ｋｃａｌの発熱とな
る。
、メタノールを原料としてメタン収率が最大の場合には
メタノール１モル当り １７．７ ｋｃａｌの発熱とな
る。
メタン含有ガス製造用アルコール改質反応器にとしては
、この反応熱を除去するために例えば特開昭６３−３１
７５９５に示されている如き管型反応器が通常用いられ
、反応器に熱媒を循環させて原料を蒸発・加熱する方法
や、水蒸気を発生させる方法が一般に採られている。
、この反応熱を除去するために例えば特開昭６３−３１
７５９５に示されている如き管型反応器が通常用いられ
、反応器に熱媒を循環させて原料を蒸発・加熱する方法
や、水蒸気を発生させる方法が一般に採られている。
（発明が解決しようとする問題点）
管型反応器等を用いて熱媒を循環させる方法では、熱媒
により原料を蒸発・加熱する装置や熱媒を循環させる装
置が必要であり、熱媒の劣化等の問題もある。また水蒸
気を発生させる方法においても蒸発・加熱する装置が別
に必要であり、また高純度のボイラ用水やボイーラ用薬
剤、およびこれらを供給する装置も必要である。従って
これらの方法においては多くの付属装置が必要であると
共に、その運転保守に多くの労力を要する。
により原料を蒸発・加熱する装置や熱媒を循環させる装
置が必要であり、熱媒の劣化等の問題もある。また水蒸
気を発生させる方法においても蒸発・加熱する装置が別
に必要であり、また高純度のボイラ用水やボイーラ用薬
剤、およびこれらを供給する装置も必要である。従って
これらの方法においては多くの付属装置が必要であると
共に、その運転保守に多くの労力を要する。
発明者等は、これらの問題に対して反応熱を原料の水／
アルコール混合液の蒸発に直接用いる方法の特許出願を
先に行った（特願昭６３−８８２４９）。
アルコール混合液の蒸発に直接用いる方法の特許出願を
先に行った（特願昭６３−８８２４９）。
反応熱を原料の水／アルコール混合液の蒸発に直接用い
ることにより装置が簡略化され、上記の如き問題が解決
される。しかしながらアルコールの水蒸気接触改質反応
による発生熱量は、原料の水／アルコール混合液の蒸発
に要する熱量と必ずしも一部せず、このために反応器の
出口温度が高くなり触媒が十分に利用されないので、反
応器としての最適運転が困難である。
ることにより装置が簡略化され、上記の如き問題が解決
される。しかしながらアルコールの水蒸気接触改質反応
による発生熱量は、原料の水／アルコール混合液の蒸発
に要する熱量と必ずしも一部せず、このために反応器の
出口温度が高くなり触媒が十分に利用されないので、反
応器としての最適運転が困難である。
（問題点を解決するための手段）
発明者等は上記の如き問題について鋭意検討した結果、
反応器において原料の水／アルコール混合液の蒸発を行
うのみでなく、触媒を充填した他の反応管を設置し、こ
れにより得られた水／アルコールの加熱を行うことによ
り、非常にコンパクトな一体化された装置で、アルコー
ル改質反応の最適運転が可能となることを見出した。
反応器において原料の水／アルコール混合液の蒸発を行
うのみでなく、触媒を充填した他の反応管を設置し、こ
れにより得られた水／アルコールの加熱を行うことによ
り、非常にコンパクトな一体化された装置で、アルコー
ル改質反応の最適運転が可能となることを見出した。
即ち本発明は、アルコールの水蒸気接触改質によるメタ
ン含有ガス製造法において、反応管外に水／アルコール
混合液を導入して熱交換させてこれを蒸発させ２．得ら
れた水／アルコール混合蒸気を他の反応管と熱交換させ
ることを特徴とするメタン含有ガス製造法である。
ン含有ガス製造法において、反応管外に水／アルコール
混合液を導入して熱交換させてこれを蒸発させ２．得ら
れた水／アルコール混合蒸気を他の反応管と熱交換させ
ることを特徴とするメタン含有ガス製造法である。
本発明の原料アルコールとしては、メタノールおよびこ
れにエタノール、プロパツール、ブタノール等の高級ア
ルコールが２０〜４０ｗｔ２程度混合された燃料用アル
コールが用いられる。以下メタノールを原料とする場合
について本発明の説明を行つ。
れにエタノール、プロパツール、ブタノール等の高級ア
ルコールが２０〜４０ｗｔ２程度混合された燃料用アル
コールが用いられる。以下メタノールを原料とする場合
について本発明の説明を行つ。
メタノールのメタン化反応は複雑な反応の組合せと考え
られるが、全体反応式として次式で示される気相発熱反
応である。
られるが、全体反応式として次式で示される気相発熱反
応である。
４ＣＩ（、ＯＨ−一→
３ＣＨ，＋ ｃＯｚ ＋ ２Ｈ２０−７１，０ｋｃａｌ
（１）この反応にはニッケル系触媒が一般に用
いられる。反応温度は通常３００〜６００″Ｃである。
（１）この反応にはニッケル系触媒が一般に用
いられる。反応温度は通常３００〜６００″Ｃである。
本反応は平衡上は低圧程反応が進行するが、次の炭酸ガ
ス除去工程および都市ガスとしての利用形態から通常５
〜２０ｋｇ／ｃｍ２Ｇの圧力で反応が行われる。
ス除去工程および都市ガスとしての利用形態から通常５
〜２０ｋｇ／ｃｍ２Ｇの圧力で反応が行われる。
本反応で水は反応式からは不要であるが、炭素析出を防
止するために通常メタノール１モル当り０．５モル程度
原料中に混合して反応が行われる。
止するために通常メタノール１モル当り０．５モル程度
原料中に混合して反応が行われる。
次に本発明の方法を具体的に行う反応器の構造を説明す
る。第１図および第２図は、本発明の方法によるアルコ
ール改質反応器の構造の例を示す図面である。第１図の
アルコール改質反応器は反応器ｌおよびこれに付随した
気液分離器２がらなり、まず原料の水／メタノール混合
液は流路３より気液分離器２に導入される。水／メタノ
ール混合液は流路４を経て反応器に送られ上部反応管５
により加熱され一部蒸発して流路６を経て気液分離器２
に戻る。ここで分離された水／メタノール混合蒸気は、
流路７を経て反応器下部に入り下部反応管８との熱交換
により加熱され流路９により反応器の頂部に送られ、上
部反応管５に入る。上部反応管５にはメタノール改質用
触媒が充填されており改質反応が行われ、反応ガスは同
様の触媒が充填された下部反応管８に送られ更に改質反
応が行われた後、流路１０を経て次の熱交換器ないし冷
却器等に送られる。流路１１は下部反応管８の人口温度
を調節するための配管であり調節弁が取付けられる。
る。第１図および第２図は、本発明の方法によるアルコ
ール改質反応器の構造の例を示す図面である。第１図の
アルコール改質反応器は反応器ｌおよびこれに付随した
気液分離器２がらなり、まず原料の水／メタノール混合
液は流路３より気液分離器２に導入される。水／メタノ
ール混合液は流路４を経て反応器に送られ上部反応管５
により加熱され一部蒸発して流路６を経て気液分離器２
に戻る。ここで分離された水／メタノール混合蒸気は、
流路７を経て反応器下部に入り下部反応管８との熱交換
により加熱され流路９により反応器の頂部に送られ、上
部反応管５に入る。上部反応管５にはメタノール改質用
触媒が充填されており改質反応が行われ、反応ガスは同
様の触媒が充填された下部反応管８に送られ更に改質反
応が行われた後、流路１０を経て次の熱交換器ないし冷
却器等に送られる。流路１１は下部反応管８の人口温度
を調節するための配管であり調節弁が取付けられる。
なお第１図には示されていないが、本アルコール改質反
応器を起動するために気液分離器２の内部、および流路
９または上部反応管５の入口の空間部に電熱等による起
動用ヒーターを取付けることができる。これらの起動用
ヒーターは反応器とは別に設置し反応器に繋ぐこともで
きる。また上部反応管５での反応を容易にするために上
部反応管５の入口部に断熱層を設けることも行われる。
応器を起動するために気液分離器２の内部、および流路
９または上部反応管５の入口の空間部に電熱等による起
動用ヒーターを取付けることができる。これらの起動用
ヒーターは反応器とは別に設置し反応器に繋ぐこともで
きる。また上部反応管５での反応を容易にするために上
部反応管５の入口部に断熱層を設けることも行われる。
この方法としては、上部反応管の入口部を二重管とする
ことや上部反応管の前に断熱触媒層を設置する方法等が
ある。各反応管には内径３０〜５０ｍｍ程度のＳＵＳ管
が通常用いられ、その内部に温度測定用熱電対を取付け
ることもできる。
ことや上部反応管の前に断熱触媒層を設置する方法等が
ある。各反応管には内径３０〜５０ｍｍ程度のＳＵＳ管
が通常用いられ、その内部に温度測定用熱電対を取付け
ることもできる。
第２図においてもメタノール改質反応器は、反応器２１
およびこれに付随した気液分離器２２からなっており、
まず原料の水／メタノール混合液は流路２３より気液分
離器２２に導入される。水／メタノール混合液は流路２
４を経て反応器に送られ下部反応管２５により加熱され
一部蒸発して流路２６を経て気液分離器２２に戻る。こ
こで分離された水／メタノール混合蒸気は、流路２７を
経て反応器上部に入り上部反応管２８との熱交換により
加熱された後、上部管板に設けられている多数の孔を通
過して上部反応管２８に入る。上部反応管２８にはメタ
ノール改質用触媒が充填されており改質反応が行われ、
反応ガスは同様の触媒が充填された下部反応管２５に送
られ更に改質反応が行われた後、流路２９を経て次の熱
交換器ないし冷却器等に送られる。流路３０は上部反応
管２８の入口温度を調節するための配管、また流路３１
は下部反応管２５の入口温度を調節するための配管であ
り、それぞれの配管中に調節弁が取付けられる。なおこ
の図においても反応器を起動するために気液分離器２２
の内部、及び流路３０又は上部反応管２８の人口の空間
部に電熱等による起動用ヒーターを取付けることができ
る。
およびこれに付随した気液分離器２２からなっており、
まず原料の水／メタノール混合液は流路２３より気液分
離器２２に導入される。水／メタノール混合液は流路２
４を経て反応器に送られ下部反応管２５により加熱され
一部蒸発して流路２６を経て気液分離器２２に戻る。こ
こで分離された水／メタノール混合蒸気は、流路２７を
経て反応器上部に入り上部反応管２８との熱交換により
加熱された後、上部管板に設けられている多数の孔を通
過して上部反応管２８に入る。上部反応管２８にはメタ
ノール改質用触媒が充填されており改質反応が行われ、
反応ガスは同様の触媒が充填された下部反応管２５に送
られ更に改質反応が行われた後、流路２９を経て次の熱
交換器ないし冷却器等に送られる。流路３０は上部反応
管２８の入口温度を調節するための配管、また流路３１
は下部反応管２５の入口温度を調節するための配管であ
り、それぞれの配管中に調節弁が取付けられる。なおこ
の図においても反応器を起動するために気液分離器２２
の内部、及び流路３０又は上部反応管２８の人口の空間
部に電熱等による起動用ヒーターを取付けることができ
る。
（発明の効果）
本発明の方法によりメタン含有ガスを製造するアルコー
ル改質装置において特に熱媒等を用いずに反応熱の除熱
が行われ、且つ最適の運転を行うことができる。また本
発明の反応器によれば、非常に簡略化されたコンパクト
な装置で容易にアルコール改質反応を行なうことができ
る。これによりアルコール改質装置の建設費と運転経費
が削減されるので、本発明の工業的意義が大きい。
ル改質装置において特に熱媒等を用いずに反応熱の除熱
が行われ、且つ最適の運転を行うことができる。また本
発明の反応器によれば、非常に簡略化されたコンパクト
な装置で容易にアルコール改質反応を行なうことができ
る。これによりアルコール改質装置の建設費と運転経費
が削減されるので、本発明の工業的意義が大きい。
（実施例）
次に実施例により本発明を更に具体的に説明する。但し
この実施例により本発明が制限されるものでは無い。
この実施例により本発明が制限されるものでは無い。
叉施事土
第１図に示されるアルコール改質反応器を用いてメタン
化反応を行った。反応器は、シェル内径４５０■、上部
反応管および下部反応管とも内径４２、８ｍｍの反応管
を３１本とし、反応管の長さは上部反応管を１．３ｍ、
下部反応管２．１ｍとした。各反応管にはニッケル系触
媒を充填した。主要運転諸元は次の通りであり、メタノ
ールによる炭酸ガス除去を行うことによりメタン純度９
５χ、発熱量９］８０ｋｃａｌの高カロリーガスを製造
することができた。
化反応を行った。反応器は、シェル内径４５０■、上部
反応管および下部反応管とも内径４２、８ｍｍの反応管
を３１本とし、反応管の長さは上部反応管を１．３ｍ、
下部反応管２．１ｍとした。各反応管にはニッケル系触
媒を充填した。主要運転諸元は次の通りであり、メタノ
ールによる炭酸ガス除去を行うことによりメタン純度９
５χ、発熱量９］８０ｋｃａｌの高カロリーガスを製造
することができた。
原料メタノール３２０ｋｇ／ｆｉｒ 、水９０ｋｇ／Ｉ
ｌｒ上部反応管人口温度 ３２０°Ｃ 下部反応管出口温度 ３２０°Ｃ 下部反応管出口圧力 ８．５ ｋｇ／ｃｍ２Ｇ反応器出
ロガス量 ４５２．８ Ｎｍ’／Ｈｒ反応器出ロガス組
成（ｖｏｌχ） ＣＨ４３６，７３Ｘ、Ｃ（ｈ １２．９６Ｘ、）１，０
４８．７２ＸＣｏ Ｏ，０２χ、８２ １．５７χ
ｌｒ上部反応管人口温度 ３２０°Ｃ 下部反応管出口温度 ３２０°Ｃ 下部反応管出口圧力 ８．５ ｋｇ／ｃｍ２Ｇ反応器出
ロガス量 ４５２．８ Ｎｍ’／Ｈｒ反応器出ロガス組
成（ｖｏｌχ） ＣＨ４３６，７３Ｘ、Ｃ（ｈ １２．９６Ｘ、）１，０
４８．７２ＸＣｏ Ｏ，０２χ、８２ １．５７χ
第１図及び第２図は本発明の方法によるアルコール改質
反応器の構造の例を示す図面である。 １および２１：反応器 ２および２２：気液分離器 ５および２８：上部反応管 ８および２５：下部反応管
反応器の構造の例を示す図面である。 １および２１：反応器 ２および２２：気液分離器 ５および２８：上部反応管 ８および２５：下部反応管
Claims (3)
- （１）アルコールの水蒸気接触改質によるメタン含有ガ
ス製造法において、反応管外に水／アルコール混合液を
導入して熱交換させてこれを蒸発させ、得られた水／ア
ルコール混合蒸気を他の反応管と熱交換させることを特
徴とするメタン含有ガス製造法 - （２）上部に水／アルコール混合液を導入して蒸発させ
る反応管を有し、蒸発によって得られた水／アルコール
混合蒸気を当該反応管よりのガスが導入される下部の反
応管と熱交換させることを特徴とするメタン含有ガス製
造用アルコール改質反応器 - （３）下部の反応管で水／アルコール混合液を蒸発させ
ることによって得られた混合蒸気を上部の反応管で加熱
し、当該混合蒸気を上部の反応管に導入し、この反応管
よりのガスを下部の反応管に導入することを特徴とする
メタン含有ガス製造用アルコール改質反応器
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25879289A JPH03123737A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | メタン含有ガス製造法および反応器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25879289A JPH03123737A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | メタン含有ガス製造法および反応器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03123737A true JPH03123737A (ja) | 1991-05-27 |
Family
ID=17325140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25879289A Pending JPH03123737A (ja) | 1989-10-05 | 1989-10-05 | メタン含有ガス製造法および反応器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03123737A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095686A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Haldor Topsoe As | 燃料加工法およびシステム |
| JP2010275538A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-12-09 | Tamiaki Kanabe | ガス製造装置 |
| JP2013018667A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Tamiaki Kanabe | 水素製造装置 |
-
1989
- 1989-10-05 JP JP25879289A patent/JPH03123737A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007095686A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Haldor Topsoe As | 燃料加工法およびシステム |
| KR101364999B1 (ko) * | 2005-09-27 | 2014-02-20 | 할도르 토프쉐 에이/에스 | 연료 가공 방법 및 시스템 |
| JP2010275538A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-12-09 | Tamiaki Kanabe | ガス製造装置 |
| JP2011144108A (ja) * | 2009-04-27 | 2011-07-28 | Tamiaki Kanabe | ガス製造装置 |
| JP2013018667A (ja) * | 2011-07-08 | 2013-01-31 | Tamiaki Kanabe | 水素製造装置 |
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