JPH04357101A - Production of hydrogen gas from coke furnace gas - Google Patents
Production of hydrogen gas from coke furnace gasInfo
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- JPH04357101A JPH04357101A JP3157775A JP15777591A JPH04357101A JP H04357101 A JPH04357101 A JP H04357101A JP 3157775 A JP3157775 A JP 3157775A JP 15777591 A JP15777591 A JP 15777591A JP H04357101 A JPH04357101 A JP H04357101A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】この発明は、コークス炉ガス(以
下COGという)から水素ガスを経済的に製造する方法
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for economically producing hydrogen gas from coke oven gas (hereinafter referred to as COG).
【0002】0002
【従来の技術】COG中には、50〜60vol%の水
素、20〜30vol%のCH4が含有されている。C
OG中の水素を回収する方法としては、プレッシャー
スイング アドソウプション法(以下PSA法とい
う)、深冷分離法等が実施されているが、最近では、操
作が簡単で、経済的に優位であるPSA法が主流になっ
ている。このPSA法によるCOGからの水素の製造は
、通常先ずCOGを水洗浄および/または油洗浄してコ
ールタールおよびナフタリン等の重質炭化水素を除去し
、ついで脱硫、脱シアンを行ったのち、脱アンモニア処
理し、最後に粗軽油を除去したのち、精製されたCOG
を加圧下にモレキュラーシーブのような吸着剤中を通過
させ、吸着剤に吸着されない低分子の水素と、吸着剤に
吸着される炭化水素ガス、CO2、CO等の高分子ガス
とに分離することにより行われている。この吸着剤に吸
着された炭化水素ガス、CO2、CO等の高分子ガスは
、吸着完了後減圧脱着してオフガスとして排出される。
この場合、吸着装置を複数個設けておき、高分子ガスの
吸着と脱着とを交互に行うことにより、水素ガスを連続
的に製造することができる。BACKGROUND OF THE INVENTION COG contains 50 to 60 vol% hydrogen and 20 to 30 vol% CH4. C
Pressure is a method for recovering hydrogen in OG.
Swing adsorption method (hereinafter referred to as PSA method), cryogenic separation method, etc. have been practiced, but recently the PSA method, which is easy to operate and economically advantageous, has become mainstream. In the production of hydrogen from COG using this PSA method, COG is usually first washed with water and/or oil to remove heavy hydrocarbons such as coal tar and naphthalene, then desulfurized and decyanized, and then desulfurized. After ammonia treatment and the final removal of crude light oil, refined COG
is passed through an adsorbent such as a molecular sieve under pressure to separate it into low-molecular hydrogen, which is not adsorbed by the adsorbent, and macromolecular gases, such as hydrocarbon gases, CO2, and CO, which are adsorbed by the adsorbent. It is carried out by Hydrocarbon gas, CO2, CO, and other polymer gases adsorbed by this adsorbent are desorbed under reduced pressure after the adsorption is completed and are discharged as off-gas. In this case, hydrogen gas can be continuously produced by providing a plurality of adsorption devices and alternately adsorbing and desorbing the polymer gas.
【0003】上記PSA法によるCOGからの水素製造
においては、脱着されるオフガス中に炭化水素ガス、C
O2、CO以外に水素ガスが含有されており、これが収
率低下の原因となっている。PSA法によるCOGから
の水素ガスの回収量を向上せしめる方法としては、例え
ば、COGを脱硫および脱酸素処理したのち、S/C=
3.0〜3.5となる量のスチームの存在下に700〜
800℃で水蒸気改質し、ついで改質ガス中のCOをC
O2に変成し、さらに脱炭素する方法(特開昭58−1
94705号公報)、COGを脱硫、脱酸素、水洗等の
前処理に供した後、COGの一部を水蒸気改質処理およ
びCO変成処理し、ついでPSA法により水素を回収し
、上記COGの残部をメタン化処理および精製して合成
天然ガスを得る方法(特開昭62−153102号公報
)等の提案が行われている。[0003] In hydrogen production from COG using the above-mentioned PSA method, hydrocarbon gas and C
Hydrogen gas is contained in addition to O2 and CO, which causes a decrease in yield. As a method for improving the amount of hydrogen gas recovered from COG using the PSA method, for example, after desulfurizing and deoxidizing COG, S/C=
700~ in the presence of steam in an amount of 3.0~3.5
Steam reforming is carried out at 800℃, and then CO in the reformed gas is converted to C.
Method of converting to O2 and further decarbonizing
94705), after subjecting the COG to pre-treatments such as desulfurization, deoxidation, and water washing, a portion of the COG is subjected to steam reforming treatment and CO conversion treatment, and then hydrogen is recovered by the PSA method, and the remainder of the COG is A method for obtaining synthetic natural gas by methanating and refining natural gas (Japanese Unexamined Patent Publication No. 153102/1982) has been proposed.
【0004】0004
【発明が解決しようとする課題】上記COGを水蒸気改
質してCOG中のCH4をH2化したのちPSA法によ
り水素ガスを分離回収する特開昭58−194705号
公報および特開昭62−153102号公報の方法は、
いずれも脱着されるオフガス中に炭化水素ガス、CO2
、CO以外に水素ガスがかなりの濃度で含有されており
、収率低下の原因となっている。[Problems to be Solved by the Invention] JP-A-58-194705 and JP-A-62-153102 disclose the method of steam reforming the COG to convert CH4 in the COG to H2, and then separating and recovering hydrogen gas using the PSA method. The method of the publication is
In both cases, hydrocarbon gas and CO2 are contained in the desorbed off-gas.
In addition to CO, hydrogen gas is contained at a considerable concentration, which causes a decrease in yield.
【0005】この発明の目的は、COG中の水素ガスを
PSA法により回収するに際し、脱着排出されるオフガ
スを水蒸気改質し、CH4をH2化したのちCOGと混
合し、再度PSA法で処理することによって水素ガスの
収率を大幅に向上できる方法を提供することにある。[0005] The purpose of this invention is to perform steam reforming on the desorbed and discharged off-gas when recovering hydrogen gas in COG by the PSA method, convert CH4 to H2, mix it with COG, and process it again by the PSA method. The object of the present invention is to provide a method that can significantly improve the yield of hydrogen gas.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、C
OGから水素ガスをPSA法により分離する方法におい
て、PSA法により分離されたオフガスを水蒸気改質処
理したのち、原料COGと混合して再度PSA法により
水素ガスを回収するのである。[Means for solving the problem] That is, this invention
In the method of separating hydrogen gas from OG by the PSA method, the off-gas separated by the PSA method is subjected to steam reforming treatment, and then mixed with raw material COG and hydrogen gas is recovered again by the PSA method.
【0007】[0007]
【作用】この発明においては、PSA法により分離され
たオフガスを水蒸気改質処理したのち、原料COGと混
合して再度PSA法により水素ガスを回収するから、P
SA法により水素を分離するに先立ち、COGを水蒸気
改質する場合のオフガス中に排出されていた水素ガスの
回収が可能となり、大幅に水素ガスの回収率を高めるこ
とができる。[Operation] In this invention, after the off-gas separated by the PSA method is subjected to steam reforming treatment, it is mixed with the raw material COG and hydrogen gas is recovered again by the PSA method.
Prior to hydrogen separation using the SA method, it is possible to recover the hydrogen gas that was discharged into the off-gas when COG is steam reformed, and the recovery rate of hydrogen gas can be significantly increased.
【0008】この発明の詳細を図1に基いて説明する。
図1はこの発明方法の概略系統図を示すもので、COG
1は、従来法と同様に前処理工程2において重質炭化水
素、硫化水素、シアン化水素、アンモニアならびに粗軽
油を除去したのち、精製されたCOGは、PSA法によ
る吸着分離工程3に高圧で導入され、吸着剤に吸着され
ない水素4が分離される。一方、吸着分離工程3で吸着
剤に吸着されたCH4、CO、CO2等の高分子ガスお
よび未分離の水素の一部は、減圧脱着によりオフガス5
として排出される。このオフガス5を水蒸気改質工程6
に導入し、オフガス5中のCH4をH2に変成したのち
、COG1と混合し、PSA法の吸着分離工程3に導入
して水素ガスを分離するのである。The details of this invention will be explained based on FIG. Figure 1 shows a schematic system diagram of the method of this invention.
In step 1, as in the conventional method, heavy hydrocarbons, hydrogen sulfide, hydrogen cyanide, ammonia, and crude light oil are removed in pretreatment step 2, and then the purified COG is introduced at high pressure into adsorption separation step 3 using the PSA method. , hydrogen 4 not adsorbed by the adsorbent is separated. On the other hand, part of the polymer gases such as CH4, CO, CO2, etc. and unseparated hydrogen adsorbed by the adsorbent in the adsorption separation step 3 are removed as an off-gas by desorption under reduced pressure.
It is discharged as. This off-gas 5 is transferred to a steam reforming process 6.
After converting CH4 in the off-gas 5 to H2, it is mixed with COG1 and introduced into the adsorption separation step 3 of the PSA method to separate hydrogen gas.
【0009】[0009]
実施例1
表1に示す組成のCOG1を1000Nm3/Hrで前
処理工程2に導入し、重質炭化水素、硫化水素、シアン
化水素、アンモニアならびに粗軽油を除去し、精製CO
Gとなし、水蒸気改質工程6からの水素35vol%、
CH42vol%を含む改質ガス3300Nm3/Hr
と混合し、PSA法による吸着分離工程3に5kg/c
m2・Gで導入し、吸着剤に吸着されない水素ガス4を
1240Nm3/Hrで回収した。吸着分離工程3で吸
着された高分子ガスおよび未分離の水素の一部は、大気
圧に減圧して脱着することによりオフガス5として30
60Nm3/Hrで分離された。このオフガス5中には
、水素16vol%、CH412vol%が含有されて
いた。このオフガス5のうち2660Nm3/Hrを水
蒸気改質工程6に導入し、オフガス5のうち残部の40
0Nm3/Hrは配管7により排出した。Example 1 COG1 having the composition shown in Table 1 was introduced into pretreatment step 2 at 1000 Nm3/Hr to remove heavy hydrocarbons, hydrogen sulfide, hydrogen cyanide, ammonia, and crude light oil, and purified COG
G and none, 35 vol% hydrogen from steam reforming step 6,
Reformed gas containing CH42vol% 3300Nm3/Hr
5 kg/c for adsorption separation step 3 using the PSA method.
The hydrogen gas 4 not adsorbed by the adsorbent was recovered at 1240 Nm3/Hr. A part of the polymer gas and unseparated hydrogen adsorbed in the adsorption/separation step 3 is depressurized to atmospheric pressure and desorbed as off-gas 5.
Separated at 60Nm3/Hr. This off-gas 5 contained 16 vol% hydrogen and 12 vol% CH4. Of this off gas 5, 2660 Nm3/Hr is introduced into the steam reforming step 6, and the remaining 40 Nm3/Hr of the off gas 5 is introduced into the steam reforming step 6.
0Nm3/Hr was discharged through pipe 7.
【0010】0010
【表1】[Table 1]
【0011】水蒸気改質工程6に導入されたオフガス5
の2660Nm3/Hrは、触媒の存在下、入口温度4
00℃、反応器内圧力10kg/cm2・G、出口温度
800℃の条件で、水蒸気の存在下に改質を行った。そ
の結果、水素35vol%、CH42vol%の改質ガ
ス3300Nm3/Hrが得られた。この改質ガス33
00Nm3/Hrは、精製COG1000Nm3/Hr
と混合し、再度PSA法の吸着分離工程3に導入した。Off-gas 5 introduced into the steam reforming step 6
2660Nm3/Hr in the presence of a catalyst at an inlet temperature of 4
Reforming was carried out in the presence of steam under the conditions of 00°C, reactor internal pressure of 10 kg/cm2·G, and outlet temperature of 800°C. As a result, 3300 Nm3/Hr of reformed gas containing 35 vol% hydrogen and 2 vol% CH was obtained. This reformed gas 33
00Nm3/Hr is purified COG1000Nm3/Hr
and then introduced into the adsorption separation step 3 of the PSA method again.
【0012】比較例1
図2に示す従来法の水素ガス回収工程の前処理工程12
に実施例1の表1に示すCOG11を1000Nm3/
Hrで導入し、重質炭化水素、硫化水素、シアン化水素
、アンモニアならびに粗軽油を除去して精製COGとな
し、PSA法の吸着分離工程13に5kg/cm2・G
で導入し、吸着剤に吸着されない水素ガスを400Nm
3/Hrで回収した。吸着分離工程3で吸着された高分
子ガスおよび未分離の水素の一部は、大気圧に減圧して
脱着することによりオフガス6として600Nm3/H
rで分離された。このオフガス中には、水素25vol
%、CH450vol%が含有されていた。Comparative Example 1 Pretreatment step 12 of the conventional hydrogen gas recovery step shown in FIG.
COG11 shown in Table 1 of Example 1 was added to 1000Nm3/
The heavy hydrocarbons, hydrogen sulfide, hydrogen cyanide, ammonia, and crude light oil are removed to produce purified COG, and 5 kg/cm2・G is added to the adsorption separation step 13 of the PSA method.
400Nm of hydrogen gas that is not adsorbed by the adsorbent.
Collected at 3/Hr. A part of the polymer gas and unseparated hydrogen adsorbed in the adsorption/separation step 3 is depressurized to atmospheric pressure and desorbed to form an off-gas 6 of 600 Nm3/H.
separated by r. This off-gas contains 25 vol of hydrogen.
%, CH450vol% was contained.
【0013】比較例2
図3に示す従来の水蒸気改質による水素増量法の水素ガ
ス回収工程の前処理工程22に、実施例1の表1に示す
組成のCOG21を1000Nm3/Hrで導入し、重
質炭化水素、硫化水素、シアン化水素、アンモニアなら
びに粗軽油を除去して精製COGとなし、ついで水蒸気
改質工程27に導入して触媒の存在下、入口温度400
℃、反応器内圧力10kg/cm2・G、出口温度80
0℃の条件で、水蒸気の存在下に改質を行った。その結
果、水素74vol%、CH43vol%の改質ガス1
720Nm3/Hrが得られた。これをPSA法の吸着
分離工程23に5kg/cm2・Gで導入し、吸着剤に
吸着されない水素ガスを930Nm3/Hrで回収した
。吸着分離工程3で吸着された高分子ガスおよび未分離
の水素の一部は、大気圧に減圧して脱着することにより
オフガス25として790Nm3/Hrで分離された。
このオフガス中には、水素43vol%、CH47vo
l%が含有されていた。Comparative Example 2 COG21 having the composition shown in Table 1 of Example 1 was introduced at 1000 Nm3/Hr into the pretreatment step 22 of the hydrogen gas recovery step of the conventional hydrogen increasing method by steam reforming shown in FIG. Heavy hydrocarbons, hydrogen sulfide, hydrogen cyanide, ammonia, and crude light oil are removed to produce refined COG, which is then introduced into a steam reforming step 27 in the presence of a catalyst at an inlet temperature of 400
°C, reactor internal pressure 10 kg/cm2・G, outlet temperature 80
Reforming was carried out at 0°C in the presence of water vapor. As a result, 1 of the reformed gas contained 74 vol% hydrogen and 3 vol% CH4.
720 Nm3/Hr was obtained. This was introduced into the adsorption separation step 23 of the PSA method at a rate of 5 kg/cm2·G, and hydrogen gas not adsorbed by the adsorbent was recovered at a rate of 930 Nm3/Hr. A portion of the polymer gas and unseparated hydrogen adsorbed in adsorption/separation step 3 was separated at 790 Nm3/Hr as off-gas 25 by being desorbed by reducing the pressure to atmospheric pressure. This off-gas contains 43 vol% hydrogen, CH47 vol%
It contained 1%.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上述べたとおり、この発明方法によれ
ば、同一量のCOGから、従来のPSA法に比較して3
倍、また、COGを水蒸気改質処理したのちPSA法に
導入する方法の1.3倍の水素ガスを回収することがで
き、COGからの水素ガス製造における回収率を大幅に
向上せしめることができる。[Effects of the Invention] As described above, according to the method of this invention, from the same amount of COG, compared to the conventional PSA method,
In addition, it is possible to recover 1.3 times as much hydrogen gas as with the method of steam reforming COG and then introducing it into the PSA method, and the recovery rate in hydrogen gas production from COG can be greatly improved. .
【図1】この発明方法の概略系統図である。FIG. 1 is a schematic diagram of the method of the present invention.
【図2】比較例1における従来法の概略系統図である。FIG. 2 is a schematic systematic diagram of a conventional method in Comparative Example 1.
【図3】比較例2における従来法の概略系統図である。FIG. 3 is a schematic systematic diagram of a conventional method in Comparative Example 2.
1、11、21 COG 2、12、22 前処理工程 3、13、23 吸着分離工程 4、14、24 水素ガス 5、15、25 オフガス 6、26 水蒸気改質工程 7 配管 1, 11, 21 COG 2, 12, 22 Pretreatment process 3, 13, 23 Adsorption separation process 4, 14, 24 Hydrogen gas 5, 15, 25 Off gas 6, 26 Steam reforming process 7 Piping
Claims (1)
シャー スイング アドソウプション法により分離
する方法において、プレッシャー スイング アド
ソウプション法により分離されたオフガスを水蒸気改質
処理したのち、原料コークス炉ガスと混合して再度プレ
ッシャー スイング アドソウプション法により水
素ガスを回収することを特徴とするコークス炉ガスから
の水素ガス製造方法。[Claim 1] In a method for separating hydrogen gas from coke oven gas by a pressure swing adsorption method, the off-gas separated by the pressure swing adsorption method is subjected to steam reforming treatment, and then mixed with raw coke oven gas. A method for producing hydrogen gas from coke oven gas, characterized in that hydrogen gas is recovered again by a pressure swing adsorption method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3157775A JPH04357101A (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Production of hydrogen gas from coke furnace gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3157775A JPH04357101A (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Production of hydrogen gas from coke furnace gas |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04357101A true JPH04357101A (en) | 1992-12-10 |
Family
ID=15657025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3157775A Pending JPH04357101A (en) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Production of hydrogen gas from coke furnace gas |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04357101A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005012168A1 (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-10 | Saudi Arabian Oil Company | Hydrogen purification system |
| JP2009504395A (en) * | 2005-08-17 | 2009-02-05 | レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード | Apparatus and method for gas separation |
| JP2012528212A (en) * | 2009-05-25 | 2012-11-12 | ティッセンクルップ・ウーデ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | Syngas production method |
| CN104495749A (en) * | 2014-12-23 | 2015-04-08 | 东北大学 | Device and method for producing hydrogen by utilizing coke oven crude gas |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP3157775A patent/JPH04357101A/en active Pending
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