JPH04211496A - ガス製造装置のスタートアップ方法 - Google Patents

ガス製造装置のスタートアップ方法

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JPH04211496A
JPH04211496A JP3021018A JP2101891A JPH04211496A JP H04211496 A JPH04211496 A JP H04211496A JP 3021018 A JP3021018 A JP 3021018A JP 2101891 A JP2101891 A JP 2101891A JP H04211496 A JPH04211496 A JP H04211496A
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JP
Japan
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raw material
reactor
heating
temperature
gas
Prior art date
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Pending
Application number
JP3021018A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihisa Kanamaru
利寿 金丸
Shoji Urano
昌治 浦野
Masayuki Inoue
正之 井上
Chikashi Nishino
西野    近
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.)
SEIBU GAS KK
Mitsubishi Chemical Engineering Corp
Original Assignee
SEIBU GAS KK
Mitsubishi Petrochemicals Engineering Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04211496A publication Critical patent/JPH04211496A/ja
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    • 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
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はガス製造装置、特にメタ
ノール原料を触媒の存在下で接触分解反応させて富メタ
ンガスを製造する装置の起動時、原料の供給に先立って
反応器内に活性温度雰囲気を作り出すスタートアップの
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、メタノールと水の混合原料から富
メタンガスを製造する装置として、原料を触媒の存在下
で接触分解反応させてガスを発生させ、その際触媒を充
填する反応器を経由して熱媒を循環流動させて反応熱を
吸熱し、該反応熱を吸熱した熱媒との熱交換により供給
原料を反応開始温度に加熱するようにする方式の装置は
提供されておらず、従って、このような装置のスタート
アップのための方法提案されてはいない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】然る処、本願出願人は
イオウ化合物の含有量を低下させ、また比表面積を低減
させたアルミナ系担体にニッケル系を担持させた触媒の
存在下でメタノールと水の混合原料を気相接触させて一
段反応で富メタン反応ガスを生成する反応器と、メタノ
ールと水を一定割合で混合して反応器に送り込む原料供
給ラインと、反応器を経由して熱媒を循環流動させて反
応熱を熱媒に吸熱させる熱媒循環系路と、反応器で生成
した富メタン反応ガスを取り出す反応ガス取出ラインと
、原料供給ライン途中に設けられ反応器から取出した富
メタン反応ガスとの熱交換により原料を予熱する原料予
熱器と、予熱器より下流において原料供給ラインに設け
られ熱媒との熱交換により予熱後の原料を更に加熱する
原料蒸発器及び原料過熱器と、反応ガス取出ラインに設
けられ、富メタン反応ガスから水を分離する反応ガス分
離手段、上記反応ガス分離手段で分離した分離水をメタ
ノール・水混合原料用水として上記原料供給ラインに供
給する水リサイクル手段とを備える上記方式のメタノー
ルを原料とする高熱量富メタン混合ガスの製造装置を開
発した。
【0004】そこで、本発明は斯る高熱量富メタン混合
ガスの製造装置を起動させるのに最適な方法を提案する
ことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のガス製造装置のスタートアップ方法では、イ
オウ化合物の含有量を低下させ、また比表面積を低減さ
せたアルミナ系担体にニッケル系を担持させた触媒を充
填した反応器と、反応器を経由して溶融塩を用いた熱媒
を循環流動させる熱媒循環系路と、反応器への原料供給
ラインに順次介装された原料蒸発器及び原料過熱器とを
備え、上記反応器に導入するメタノールと水との混合原
料の触媒への気相接触により一段反応で富メタン反応ガ
スを生成すると共に反応熱を吸熱した熱媒との原料蒸発
器及び原料過熱器での熱交換により供給原料を反応開始
温度に加熱するガス製造装置のスタートアップ方式であ
って、原料の供給開始に先立って上記熱媒を外部加熱手
段により加熱しながらその昇温に応じて、熱媒循環系路
に複数設けたバイパスを適宜切換えて、最初は反応器,
原料蒸発器,原料過熱器を迂回せしめ、次いで反応器の
みを迂回せしめて熱媒循環系路に循環させる一方、加熱
用気体を原料供給ラインに送り込み、これを原料蒸発器
,原料過熱器を通して反応器に導くことにより触媒を昇
温し、触媒温度が所定温度に達した後は加熱用気体の送
り込みを停止して、熱媒の循環を反応器を経由する循環
に切替え、更に触媒を活性温度にまで昇温させて原料の
供給を開始すると共に、外部加熱手段による熱媒の加熱
を停止するようにするものである。
【0006】
【作用】上記のように構成したガス製造装置のスタート
アップ方法によれば、熱媒の温度上昇に応じて原料蒸発
器,原料過熱器と、反応器が順次段階的に昇温されると
共に反応器は熱媒とこの熱媒と熱交換された加熱用器体
の双方により加熱されて熱媒の活性温度雰囲気が早期に
作り出される。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図に基づいて説明
する。図面はメタノールと水の混合原料を都市ガスを製
造するプロセスフローを示している。
【0008】原料のメタノールは水を混合され、原料供
給ラインaを介して反応器1に送られる。
【0009】この際メタノールと水の混合原料は反応器
1から出る反応ガスの熱及び、反応器1における気相接
触反応によるメタン化反応熱を回収して加熱気化され、
反応器1に送り込まれる。
【0010】即ち原料供給ラインaには順次予熱器2、
蒸発器3、過熱器4が設けられ、メタノール・水混合原
料は、先ず予熱器2で予熱され、次に蒸発器3で気化さ
れ、更に過熱器4で加熱された上で反応器1に送り込ま
れる。
【0011】上記予熱器2においては反応器1で生成さ
れる反応ガスが熱交換によってその熱源に利用され、ま
た蒸発器3及び過熱器4においては後述する熱媒循環系
路Aを循環流動する熱媒が、それぞれ熱交換により各熱
源に利用される。
【0012】反応器1は予熱器2、蒸発器3、過熱器4
で加熱気化されたメタノール・水混合原料を触媒の存在
下で気相接触反応させて反応ガスとしてメタン含有混合
ガスを生成するもので、例えばシェルアンドチューブ型
構造からなる。
【0013】この反応器1のチューブ内に充填される触
媒はイオウ化合物の含有量を低下させまた比表面積を低
減させたアルミナ系担体にニッケル系を担持させてなる
もので、例えばイオウ化合物含有量(SO4 −2とし
て) 1.2重量%以下の微粉状γ−アルミナまたは微
粉状アルミナ水和物の担体にニッケル(Ni)および(
または)ニッケルの酸化物ないしその還元物を担持させ
てなるもの、または、比表面積 350m2 /g以下
のシリカ・アルミナの担体にニッケルの還元物を担持さ
せてなるものである。この触媒は低温高活性、高メタン
化率を示す特性を有しており、9Atm、 300℃程
度以下の反応条件で 6,900Kcal/Nm3 程
度の発熱量のメタン含有混合ガス(CH4 72%,C
O2 25%,H2 3%程度)を1段の反応のみで生
成することができる。
【0014】而して、この生成されたメタン含有混合ガ
スは、反応器1から反応ガス取出ラインbに取り出され
水を分離した後、脱炭酸ガス、脱湿し、更にブタン混合
により増熱して高熱量都市ガスとする。
【0015】メタン含有混合ガスの水の分離は反応ガス
取出ラインbに設けた反応ガス分離槽5において行われ
るが、反応器1より反応ガス分離槽5に向けてメタン含
有混合ガスを供給する過程で、そのメタン含有混合ガス
は、予熱器2、再沸器6、冷却器7を順次通過し、予熱
器2内でその潜在熱の一部をメタノール・水混合原料に
熱回収され、次いで再沸器6内で脱炭酸ガス工程におけ
る炭酸カリに熱回収され、更に冷却器7で冷却された後
、反応ガス分離槽5に送り込まれる。
【0016】一方、上記反応器1での気相接触反応によ
るメタン化反応は発熱反応であり、ここで発生する反応
熱は、熱媒によって熱回収され、更に、この熱媒が過熱
器4及び蒸発器3を通過する間に、熱媒からメタノール
・水混合原料に熱回収される。
【0017】上記、熱媒は 142℃で溶融する溶融塩
を用い、熱媒貯槽8、反応器1、過熱器4、蒸発器3を
経由する熱媒循環系路Aをポンプ9の作動により循環流
動し、反応器1通過時にメタン化反応の反応熱を吸熱し
、過熱器4、蒸発器3通過時にメタノール・水混合原料
に熱回収され、このメタノール・水混合原料を反応器に
必要な温度、即ち反応開始温度に迄加熱する。
【0018】また、反応ガス分離槽5で、メタン含有混
合ガスから分離した分離水は、外部のメタノール供給源
から供給される原料のメタノールに混合してメタノール
・水混合原料を作る水としてリサイクル使用するが余剰
分は捨てられる。
【0019】上記、反応ガス分離槽5において水を分離
したメタン含有混合ガスは、炭酸ガス吸収塔10で炭酸
ガスを炭酸カリに吸収させて除去した後、冷却器11,
12,13を通して精製ガス水分離槽14に導き、ここ
で水分を分離する。
【0020】そして、最後に上記脱炭酸ガス及び脱湿さ
れた精製ガスにミキサー15を介して所要量のブタンを
混合し、増熱調整する。
【0021】この際、ブタンは、炭酸ガス吸収塔10を
出て最初の冷却器11に通す前の脱炭酸ガス済みのメタ
ン含有混合ガスから熱回収し蒸発気化させる。斯くして
、メタノールを原料として都市ガスが常温で定常的に得
られる。
【0022】斯る都市ガスの製造工程をスタートするに
際しては、メタノール及び水の供給に先立って熱媒を溶
融して循環し得るように昇温し、かつ反応器を触媒の活
性温度にまで昇温することが必要である。  本発明は
このスタートアップに関するものであり、以下に詳細に
説明する。
【0023】上記熱媒の昇温は熱媒循環系路Aにおいて
外部加熱手段により行われ、触媒の昇温は加熱用気体を
反応器1に通すことにより行なわれる。そして、加熱用
気体の昇温を熱媒との熱交換により行なう。この触媒の
昇温及び加熱用気体の昇温のために熱媒循環系路Aは熱
媒貯槽8にヒーター16を有すると共に反応器1と過熱
器4との間に熱媒加熱炉17を有する。
【0024】また熱媒循環系路Aは熱媒貯槽8−反応器
1間と蒸発器3−熱媒貯槽8間を結ぶ第1バイパス18
、第1バイパス18−反応器1間と反応器1−熱媒加熱
炉17間を結ぶ第2バイパス19、熱媒加熱炉17−過
熱器4と蒸発器3−第1バイパス18間を結ぶ第3バイ
パス20を有する。各バイパス18,19,20には夫
々バルブ21,22,23が設けられる。
【0025】従って、熱媒循環系路Aには第1バイパス
18のバルブ21を開き、他のバルブ22,23を閉止
することにより熱媒貯槽8を出て直接熱媒貯槽8に戻る
第1循環路  A1が、第1バイパス18のバルブ21
を閉止し、他の2つのバルブ22,23を開けることに
より熱媒貯槽8から熱媒加熱炉17を経て熱媒貯槽8に
戻る第2循環路A2が、第2バイパス19のバルブ22
を開き、他の2つのバルブ21,23を閉止することに
より熱媒貯槽8から熱媒加熱炉17、過熱器4、蒸発器
3を経て熱媒貯槽8に戻る第3循環路A3が形成される
。そして、全てのバルブ21,22,23を閉止するこ
とにより熱媒貯槽8から反応器1、(熱媒加熱炉17)
過熱器4、蒸発器3を経由して熱媒貯槽8に戻る定常運
転用の熱媒循環系Aとなる。
【0026】一方、原料の供給から都市ガスの取り出し
に至る経路には、反応ガス分離槽5から炭酸ガス吸収塔
10に至る反応ガス取出ラインbの途中とメタノール・
水混合原料を供給する原料供給ラインaの予熱器2の上
流側を連絡してスタートアップブロアー24を備えたバ
イパス25を設ける。そして、これにより前記スタート
アップブロアー24から予熱器2、蒸発器3、過熱器4
、反応器1、予熱器2、再沸器6、反応ガス冷却器7、
反応ガス分離槽5を経由してスタートアップブロアー2
4に戻る加熱気体用の循環系Bを形成する。
【0027】而して、先ずヒーター16により熱媒貯槽
8内の熱媒を加熱しつつポンプ9を作動させて熱媒を第
1循環系A1に循環流動させ、熱媒温度を 170℃程
度まで昇温させる(図2)。
【0028】続いて熱媒の流動を第2循環系A2に切替
えると共に熱媒加熱炉17に燃料を供給し燃焼させて加
熱し、熱媒温度を 250℃程度に昇温させる(図3)
【0029】次に、熱媒の流動を第3循環系A3に切替
える(図4)。然る後、スタートアップブロアー24に
より加熱用気体の循環系BにチッソN2 を送り込み循
環流動させる。
【0030】上記チッソN2 は、蒸発器3及び過熱器
4に流入する熱媒から熱回収して加熱され熱媒体となっ
て反応器1内部のチューブ及び触媒を250℃程度の温
度にまで昇温する。
【0031】そして反応器1が前記温度(250℃)に
なったところで熱媒の流動を正規の熱媒循環系路Aに切
替え、熱媒加熱炉17の熱源で、さらに熱媒の温度を反
応に必要な温度まで昇温する(図5)。
【0032】そして温度条件が整ったところでメタノー
ルにフィード水を加えた原料を反応器1に送り込む。
【0033】これにより触媒存在下における原料の気相
接触によって富メタン反応ガスが発生し、そのメタン化
反応に伴い反応熱が発生し、一方、反応器から取り出さ
れる反応ガス(メタン含有混合ガス)からは反応ガス分
離槽5で水が分離されるをもって、以後この反応熱と分
離水を利用し、フィード水の供給、熱媒加熱炉17への
燃料の供給を停止して定常運転が行なわれる。
【0034】
【効  果】本発明は以上のように構成したから以下に
記載するような効果を奏する。(1)熱媒を外部加熱手
段により加熱しながら、その温度上昇に応じて熱媒循環
系路のバイパスを適宜切換えて熱媒の循環系を変えるの
で、十分に昇温されていない熱媒が反応器や原料蒸発器
、原料過熱器に流れて該部で固化するような事故の発生
がない。
【0035】(2)反応器は熱媒と熱交換した気体であ
る程度加熱した後に熱媒を導入して触媒の活性温度にま
で昇温させるので、その昇温は段階的に行なわれ、触媒
を急激に加熱するときに心配されるような悪影響がなく
、しかも早期に活性温度にまで昇温させることができる
【0036】(3)ガス製造装置の運転を停止しても、
熱媒の加熱循環を行なっておけば再運転を簡単かつ迅速
に行なうことができる。
【0037】(4)加熱用気体は熱媒との熱交換で加熱
される為加熱用気体の加熱炉は必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスタートアップ方法を用いるガス製造
装置の一例を示すプロセスフロー。
【図2】スタートアップ機構の作動を説明するフロー。
【図3】図2に続く作動を説明するフロー。
【図4】図3に続く作動を説明するフロー。
【図5】図4に続く作動を説明するフロー。
【符号の説明】
1    反応器                 
      3    原料蒸発器 4    原料過熱器               
     16    外部加熱手段(ヒーター) 17    外部加熱手段(加熱炉)        
18    バイパス(第1) 19    バイパス(第2)           
   20   バイパス(第3) A    熱媒循環系路              
    a    原料供給ライン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  イオウ化合物の含有量を低下させ、ま
    た比表面積を低減させたアルミナ系担体にニッケル系を
    担持させた触媒を充填した反応器と、反応器を経由して
    溶融塩を用いた熱媒を循環流動させる熱媒循環系路と、
    反応器への原料供給ラインに順次介装された原料蒸発器
    及び原料過熱器とを備え、上記反応器に導入するメタノ
    ールと水との混合原料の触媒への気相接触により一段反
    応で富メタン反応ガスを生成すると共に反応熱を吸熱し
    た熱媒との原料蒸発器及び原料過熱器での熱交換により
    供給原料を反応開始温度に加熱するガス製造装置のスタ
    ートアップ方式であって、原料の供給開始に先立って上
    記熱媒を外部加熱手段により加熱しながらその昇温に応
    じて、熱媒循環系路に複数設けたバイパスを適宜切換え
    て、最初は反応器,原料蒸発器,原料過熱器を迂回せし
    め、次いで反応器のみを迂回せしめて熱媒循環系路に循
    環させる一方、加熱用気体を原料供給ラインに送り込み
    、これを原料蒸発器,原料過熱器を通して反応器に導く
    ことにより触媒を昇温し、触媒温度が所定温度に達した
    後は加熱用気体の送り込みを停止して、熱媒の循環を反
    応器を経由する循環に切替え、更に触媒を活性温度にま
    で昇温させて原料の供給を開始すると共に、外部加熱手
    段による熱媒の加熱を停止することを特徴とするガス製
    造装置のスタートアップ方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001310123A (ja) * 2000-05-02 2001-11-06 Nippon Shokubai Co Ltd 反応器のスタートアップ方法および反応器システム
CN110903870A (zh) * 2018-09-18 2020-03-24 中国石油化工股份有限公司 浆态床中煤基合成气单次通过制甲烷的工艺

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