JPH09310082A - 都市ガスの製造方法 - Google Patents
都市ガスの製造方法Info
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- JPH09310082A JPH09310082A JP14977896A JP14977896A JPH09310082A JP H09310082 A JPH09310082 A JP H09310082A JP 14977896 A JP14977896 A JP 14977896A JP 14977896 A JP14977896 A JP 14977896A JP H09310082 A JPH09310082 A JP H09310082A
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Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 膜分離装置の分離膜の面積を小さくできて装
置のコンパクト化が図れる一方、設備コストを低減で
き、また圧縮機として比較的安価な小型のものを採用で
きる都市ガスの製造方法を提供する。 【解決手段】 脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改
質したメタン、炭酸ガス、水素などからなる改質ガスａ
を、第１段膜分離装置３０の第１段分離膜により処理す
ることで、メタン濃度の高い第１の非透過ガスｄを分離
し、第１の非透過ガスｄにＬＰＧを添加して熱量調整す
ることにより１３Ａ規格の高カロリーな製品ガスｅを製
造する一方、第１段膜分離装置３０の第１の透過ガスを
圧縮機５０により昇圧したのち第２段膜分離装置６０の
第２段分離膜により処理し、得られたメタン濃度の高い
第２の非透過ガスｇを、第１段膜分離装置供給ガスｂに
循環する都市ガスの製造方法であって、第１，２段膜分
離装置３０，６０の透過側をそれぞれ真空にして、第１
の透過ガスｃおよび第２段膜分離装置６０の第２の透過
ガスｆを吸引するようにした。
置のコンパクト化が図れる一方、設備コストを低減で
き、また圧縮機として比較的安価な小型のものを採用で
きる都市ガスの製造方法を提供する。 【解決手段】 脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改
質したメタン、炭酸ガス、水素などからなる改質ガスａ
を、第１段膜分離装置３０の第１段分離膜により処理す
ることで、メタン濃度の高い第１の非透過ガスｄを分離
し、第１の非透過ガスｄにＬＰＧを添加して熱量調整す
ることにより１３Ａ規格の高カロリーな製品ガスｅを製
造する一方、第１段膜分離装置３０の第１の透過ガスを
圧縮機５０により昇圧したのち第２段膜分離装置６０の
第２段分離膜により処理し、得られたメタン濃度の高い
第２の非透過ガスｇを、第１段膜分離装置供給ガスｂに
循環する都市ガスの製造方法であって、第１，２段膜分
離装置３０，６０の透過側をそれぞれ真空にして、第１
の透過ガスｃおよび第２段膜分離装置６０の第２の透過
ガスｆを吸引するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガスの製造方
法に係り、さらに詳しくは、膜分離装置を用いて、１３
Ａ規格の高カロリーの都市ガスを製造するに際して、少
ない膜面積により製造できる都市ガスの製造方法に関す
る。
法に係り、さらに詳しくは、膜分離装置を用いて、１３
Ａ規格の高カロリーの都市ガスを製造するに際して、少
ない膜面積により製造できる都市ガスの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】都市ガスは、その原料を従来の石油系よ
り、クリーンエネルギーでかつ長期にわたって安定した
価格で輸入できる天然ガス（以下「ＮＧ」という）に転
換中である。既に、大都市の大半ではＮＧへの転換を終
えており、今後は、地方の中小都市での転換が計画され
ている。また、一部の中小都市においては、大都市の近
くにあるＮＧ輸入基地より、液化ＮＧをローリーにより
輸送し、保冷タンクにより受け入れて、これを空温式ま
たは水温式などの気化器によりガス化したのち、ＬＰＧ
を用いて熱量調整することで、総発熱量１１，０００Ｋ
ｃａｌ／Ｎｍ3 の高カロリーの規格ガス（以下「１３Ａ
ガス」ともいう）として供給している。
り、クリーンエネルギーでかつ長期にわたって安定した
価格で輸入できる天然ガス（以下「ＮＧ」という）に転
換中である。既に、大都市の大半ではＮＧへの転換を終
えており、今後は、地方の中小都市での転換が計画され
ている。また、一部の中小都市においては、大都市の近
くにあるＮＧ輸入基地より、液化ＮＧをローリーにより
輸送し、保冷タンクにより受け入れて、これを空温式ま
たは水温式などの気化器によりガス化したのち、ＬＰＧ
を用いて熱量調整することで、総発熱量１１，０００Ｋ
ｃａｌ／Ｎｍ3 の高カロリーの規格ガス（以下「１３Ａ
ガス」ともいう）として供給している。
【０００３】一方、このように、液化ＮＧの気化による
供給が困難な中小都市では、代替天然ガスを製造して供
給する方法が検討されている。この方法は、脱硫した石
油系炭化水素を低温水蒸気改質して得られるメタン、炭
酸ガス、水素などからなる改質ガスを、膜分離装置によ
り処理して、炭酸ガスを選択的に透過して除去し、非透
過側にメタン濃度の高いガスを得て、これを原料にして
１３Ａガスを製造する方法である。既に、関係省庁にお
いても、全国の都市ガスの規格を、製造および供給の安
全対策などの面から、この高カロリーガスに統一すべき
であるとの方針を打ち出しており、早期に具体化すると
考えられる。
供給が困難な中小都市では、代替天然ガスを製造して供
給する方法が検討されている。この方法は、脱硫した石
油系炭化水素を低温水蒸気改質して得られるメタン、炭
酸ガス、水素などからなる改質ガスを、膜分離装置によ
り処理して、炭酸ガスを選択的に透過して除去し、非透
過側にメタン濃度の高いガスを得て、これを原料にして
１３Ａガスを製造する方法である。既に、関係省庁にお
いても、全国の都市ガスの規格を、製造および供給の安
全対策などの面から、この高カロリーガスに統一すべき
であるとの方針を打ち出しており、早期に具体化すると
考えられる。
【０００４】１３Ａ規格の高カロリーな製品ガスを製造
する方法に関して、本願特許出願人は、先に特公平６−
８９３４９号公報の「代替天然ガスの製造方法」を開発
している。この従来方法は、低温水蒸気改質ガスを膜分
離装置により処理して、非透過側のメタンを主成分とす
るガスを、１３Ａガスである代替天然ガスの原料ガスと
する方法である。
する方法に関して、本願特許出願人は、先に特公平６−
８９３４９号公報の「代替天然ガスの製造方法」を開発
している。この従来方法は、低温水蒸気改質ガスを膜分
離装置により処理して、非透過側のメタンを主成分とす
るガスを、１３Ａガスである代替天然ガスの原料ガスと
する方法である。
【０００５】ところが、現在利用できる有機系高分子膜
の炭酸ガスの分離性能に対する選択能が、必ずしも充分
でないことから、次に本願特許出願人は特開平７−２１
６３７１号公報の「都市ガスの製造方法」を開発するに
到った。この従来方法は、膜分離装置を直列２段に分離
して設け、第１段膜分離装置の第１の透過ガスを圧縮機
により昇圧してから第２段膜分離装置に供給して再処理
し、第１段膜分離装置の第１の透過ガス中のメタンを回
収する方法である。これにより、第１の非透過ガス側の
残存炭酸ガス濃度を少なくして１３Ａ規格を満足すると
ともに、メタンの回収率を高くして製造することが可能
となった。
の炭酸ガスの分離性能に対する選択能が、必ずしも充分
でないことから、次に本願特許出願人は特開平７−２１
６３７１号公報の「都市ガスの製造方法」を開発するに
到った。この従来方法は、膜分離装置を直列２段に分離
して設け、第１段膜分離装置の第１の透過ガスを圧縮機
により昇圧してから第２段膜分離装置に供給して再処理
し、第１段膜分離装置の第１の透過ガス中のメタンを回
収する方法である。これにより、第１の非透過ガス側の
残存炭酸ガス濃度を少なくして１３Ａ規格を満足すると
ともに、メタンの回収率を高くして製造することが可能
となった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
特公平６−８９３４９号公報および後者の特開平７−２
１６３７１号公報の各製造方法に用いられる膜分離装置
は、いずれも上流に配置された改質工程または圧縮機に
よるガス押し込み力に頼って、改質ガスや、第１段膜分
離装置からの第１の透過ガスを、対応する第１または第
２段分離膜を透過させる構成をとっていたので、膜分離
装置には、比較的面積の大きな分離膜を配設しなければ
ならず、このためメタンの透過量も多くなり、製品ガス
である１３Ａガスを効率良く生産できず、かつ装置が大
型化する傾向にあった。しかも、ガス分離膜として汎用
されている有機系高分子膜は、非常に高価であるため
に、分離膜が大きくなるほど、膜分離装置の設備コスト
が上昇するという問題点があった。
特公平６−８９３４９号公報および後者の特開平７−２
１６３７１号公報の各製造方法に用いられる膜分離装置
は、いずれも上流に配置された改質工程または圧縮機に
よるガス押し込み力に頼って、改質ガスや、第１段膜分
離装置からの第１の透過ガスを、対応する第１または第
２段分離膜を透過させる構成をとっていたので、膜分離
装置には、比較的面積の大きな分離膜を配設しなければ
ならず、このためメタンの透過量も多くなり、製品ガス
である１３Ａガスを効率良く生産できず、かつ装置が大
型化する傾向にあった。しかも、ガス分離膜として汎用
されている有機系高分子膜は、非常に高価であるため
に、分離膜が大きくなるほど、膜分離装置の設備コスト
が上昇するという問題点があった。
【０００７】また、後者の従来技術の場合、前述したよ
うに第１段膜分離装置の上流に配置された改質工程によ
るガス押し込み力に頼って、改質ガスからの透過ガスを
第１段膜分離装置の第１段分離膜を透過させていたの
で、膜面積が大きくなり、従って１次側の分圧の高いメ
タン分も第１段膜分離装置から相当透過する。そして、
次の第２段膜分離装置において２回目のガス分離を行う
ためには、この透過ガスを昇圧する必要があるが、透過
ガスが多いため圧縮機に比較的大出力のものを採用しな
ければならないという問題点があった。
うに第１段膜分離装置の上流に配置された改質工程によ
るガス押し込み力に頼って、改質ガスからの透過ガスを
第１段膜分離装置の第１段分離膜を透過させていたの
で、膜面積が大きくなり、従って１次側の分圧の高いメ
タン分も第１段膜分離装置から相当透過する。そして、
次の第２段膜分離装置において２回目のガス分離を行う
ためには、この透過ガスを昇圧する必要があるが、透過
ガスが多いため圧縮機に比較的大出力のものを採用しな
ければならないという問題点があった。
【０００８】本発明は前記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたもので、膜分離装置の分離膜の面積を小さくできて
装置のコンパクト化が図れる一方、設備コストを低減で
き、また圧縮機として比較的安価な小型のものを採用で
きる都市ガスの製造方法を提供することを目的としてい
る。
れたもので、膜分離装置の分離膜の面積を小さくできて
装置のコンパクト化が図れる一方、設備コストを低減で
き、また圧縮機として比較的安価な小型のものを採用で
きる都市ガスの製造方法を提供することを目的としてい
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の都市ガス
の製造方法は、脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改
質したメタン、炭酸ガス、水素などからなる改質ガス
を、第１段膜分離装置の第１段分離膜により処理するこ
とで、メタン濃度の高い第１の非透過ガスを分離し、こ
の第１の非透過ガスにＬＰＧを添加して熱量調整するこ
とにより１３Ａ規格の高カロリーな製品ガスを製造する
一方、第１段膜分離装置の第１の透過ガスを圧縮機によ
り昇圧したのち第２段膜分離装置の第２段分離膜により
処理し、得られたメタン濃度の高い第２の非透過ガス
を、第１段膜分離装置供給ガスに循環する都市ガスの製
造方法であって、第１，２段膜分離装置の透過側をそれ
ぞれ真空にして、第１の透過ガスおよび第２段膜分離装
置の第２の透過ガスを吸引する都市ガスの製造方法を提
供するものである。
の製造方法は、脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改
質したメタン、炭酸ガス、水素などからなる改質ガス
を、第１段膜分離装置の第１段分離膜により処理するこ
とで、メタン濃度の高い第１の非透過ガスを分離し、こ
の第１の非透過ガスにＬＰＧを添加して熱量調整するこ
とにより１３Ａ規格の高カロリーな製品ガスを製造する
一方、第１段膜分離装置の第１の透過ガスを圧縮機によ
り昇圧したのち第２段膜分離装置の第２段分離膜により
処理し、得られたメタン濃度の高い第２の非透過ガス
を、第１段膜分離装置供給ガスに循環する都市ガスの製
造方法であって、第１，２段膜分離装置の透過側をそれ
ぞれ真空にして、第１の透過ガスおよび第２段膜分離装
置の第２の透過ガスを吸引する都市ガスの製造方法を提
供するものである。
【００１０】また、請求項２記載の都市ガスの製造方法
は、脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改質したメタ
ン、炭酸ガス、水素などからなる改質ガスを、第１段膜
分離装置の第１段分離膜により処理することで、メタン
濃度の高い第１の非透過ガスを分離し、この第１の非透
過ガスにＬＰＧを添加して熱量調整することにより１３
Ａ規格の高カロリーな製品ガスを製造する一方、第１段
膜分離装置の第１の透過ガスを圧縮機により昇圧したの
ち第２段膜分離装置の第２段分離膜により処理し、得ら
れたメタン濃度の高い第２の非透過ガスを、第１段膜分
離装置供給ガスに循環する都市ガスの製造方法であっ
て、第１段膜分離装置の透過側だけを真空にして、第１
の透過ガスを吸引することを特徴とする都市ガスの製造
方法を提供するものである。
は、脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改質したメタ
ン、炭酸ガス、水素などからなる改質ガスを、第１段膜
分離装置の第１段分離膜により処理することで、メタン
濃度の高い第１の非透過ガスを分離し、この第１の非透
過ガスにＬＰＧを添加して熱量調整することにより１３
Ａ規格の高カロリーな製品ガスを製造する一方、第１段
膜分離装置の第１の透過ガスを圧縮機により昇圧したの
ち第２段膜分離装置の第２段分離膜により処理し、得ら
れたメタン濃度の高い第２の非透過ガスを、第１段膜分
離装置供給ガスに循環する都市ガスの製造方法であっ
て、第１段膜分離装置の透過側だけを真空にして、第１
の透過ガスを吸引することを特徴とする都市ガスの製造
方法を提供するものである。
【００１１】本発明でいう膜分離装置とは、有機系、無
機系、平膜、中空糸膜などの炭酸ガスを選択的に透過す
る膜装置であれば、材質、形状を問わないが、有機系高
分子のポリイミド、ポリエーテルスルホン、セルロー
ス、アセテート、ポリスルホン、ポリビニールアセテー
ト、カルド型ポリマーなどからなる中空糸膜が、特に好
ましい。ここでいう低温水蒸気改質反応とは、硫黄分を
除去したＬＰＧ、ナフサなどの石油系炭化水素と過熱し
たスチームを、ニッケル系などの触媒の存在下で反応温
度３００〜４５０℃の範囲で断熱的に反応させ、メタ
ン、水素、炭酸ガス、一酸化炭素などの混合ガスである
改質ガスを得る反応をいう。
機系、平膜、中空糸膜などの炭酸ガスを選択的に透過す
る膜装置であれば、材質、形状を問わないが、有機系高
分子のポリイミド、ポリエーテルスルホン、セルロー
ス、アセテート、ポリスルホン、ポリビニールアセテー
ト、カルド型ポリマーなどからなる中空糸膜が、特に好
ましい。ここでいう低温水蒸気改質反応とは、硫黄分を
除去したＬＰＧ、ナフサなどの石油系炭化水素と過熱し
たスチームを、ニッケル系などの触媒の存在下で反応温
度３００〜４５０℃の範囲で断熱的に反応させ、メタ
ン、水素、炭酸ガス、一酸化炭素などの混合ガスである
改質ガスを得る反応をいう。
【００１２】このように、本発明の都市ガスの製造方法
において、膜分離装置の透過側を真空にしながら供給ガ
スを膜分離装置に供給すると、分離膜の入側のガスと出
側のガスとの圧力差が大きくなるので、分離膜を用いた
膜分離工程の分離能力が向上し、これにより高価な分離
膜の面積を小さくできて、膜分離装置のコンパクト化お
よび設備コストの低減化が図れる。
において、膜分離装置の透過側を真空にしながら供給ガ
スを膜分離装置に供給すると、分離膜の入側のガスと出
側のガスとの圧力差が大きくなるので、分離膜を用いた
膜分離工程の分離能力が向上し、これにより高価な分離
膜の面積を小さくできて、膜分離装置のコンパクト化お
よび設備コストの低減化が図れる。
【００１３】また、第２段膜分離装置からのメタン濃度
の高いガスである第２の非透過ガスは、第１段膜分離装
置の上流側の改質ガスに混入されて、第１段膜分離装置
供給ガスの一部として循環されるが、このように膜分離
工程の分離能力が向上されることにより、循環ガスであ
る第２の非透過ガスの流量を減少でき、これにより第１
段膜分離装置と第２段膜分離装置とを連結する流路にあ
る第１の透過ガスを圧縮する圧縮機の所要馬力を減少で
き、かつ圧縮機の設備費を節減できる。また、第２の透
過ガス量を増加したり、吸引圧力を下げれば、さらに高
カロリーな製品ガスを製造できる。
の高いガスである第２の非透過ガスは、第１段膜分離装
置の上流側の改質ガスに混入されて、第１段膜分離装置
供給ガスの一部として循環されるが、このように膜分離
工程の分離能力が向上されることにより、循環ガスであ
る第２の非透過ガスの流量を減少でき、これにより第１
段膜分離装置と第２段膜分離装置とを連結する流路にあ
る第１の透過ガスを圧縮する圧縮機の所要馬力を減少で
き、かつ圧縮機の設備費を節減できる。また、第２の透
過ガス量を増加したり、吸引圧力を下げれば、さらに高
カロリーな製品ガスを製造できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。まず、図１に示す都市
ガスの製造装置に基づいて、本発明の実施の形態に係る
都市ガスの製造方法を説明する。図１の都市ガスの製造
装置において、原料の石油系炭化水素の一例であるＬＰ
Ｇは、脱硫工程１０で、図示されない水添用ガスととも
に水添脱硫に好適な温度３５０℃前後に予熱されて脱硫
塔に入り、ＬＰＧ中の有機硫黄化合物が水添触媒上で水
添用ガス中の水素と反応して硫化水素となり、後段の酸
化亜鉛触媒により吸着されて所定濃度以下まで除去され
る。
て図面を参照しながら説明する。まず、図１に示す都市
ガスの製造装置に基づいて、本発明の実施の形態に係る
都市ガスの製造方法を説明する。図１の都市ガスの製造
装置において、原料の石油系炭化水素の一例であるＬＰ
Ｇは、脱硫工程１０で、図示されない水添用ガスととも
に水添脱硫に好適な温度３５０℃前後に予熱されて脱硫
塔に入り、ＬＰＧ中の有機硫黄化合物が水添触媒上で水
添用ガス中の水素と反応して硫化水素となり、後段の酸
化亜鉛触媒により吸着されて所定濃度以下まで除去され
る。
【００１５】次いで、脱硫された原料のＬＰＧは、改質
工程２０へ移行し、過熱されたプロセススチームととも
に、低温水蒸気改質反応に好適な温度３５０〜４００℃
に加熱されて、ニッケル系触媒充填の図示しない低温改
質器に入り、ここで低温水蒸気改質反応によりメタン：
７９モル％前後、炭酸ガス：１９モル％前後、水素：２
モル％前後、一酸化炭素：トレースの改質ガスａにな
る。改質工程２０により造られる改質ガスａは、図示し
ない熱回収用の熱交換器を通過して常温近くまで冷却さ
れ、後述する第２の非透過ガスｇが循環して混入される
ことにより第１段膜分離装置供給ガスｂとなり、第１段
膜分離装置３０へ供給される。この際、第１段膜分離装
置供給ガスｂは、第１の透過ガスｃ側に配置された第１
の真空ポンプ４０の負圧力により吸引されながら、第１
段膜分離装置３０へ供給される。
工程２０へ移行し、過熱されたプロセススチームととも
に、低温水蒸気改質反応に好適な温度３５０〜４００℃
に加熱されて、ニッケル系触媒充填の図示しない低温改
質器に入り、ここで低温水蒸気改質反応によりメタン：
７９モル％前後、炭酸ガス：１９モル％前後、水素：２
モル％前後、一酸化炭素：トレースの改質ガスａにな
る。改質工程２０により造られる改質ガスａは、図示し
ない熱回収用の熱交換器を通過して常温近くまで冷却さ
れ、後述する第２の非透過ガスｇが循環して混入される
ことにより第１段膜分離装置供給ガスｂとなり、第１段
膜分離装置３０へ供給される。この際、第１段膜分離装
置供給ガスｂは、第１の透過ガスｃ側に配置された第１
の真空ポンプ４０の負圧力により吸引されながら、第１
段膜分離装置３０へ供給される。
【００１６】透過速度の速い炭酸ガスおよび水素の大部
分は、第１段分離膜を透過して透過側に移動するが、同
時にメタン分も一次側の分圧が高く、しかも第１の透過
ガスｃ側で吸引するので、相当量透過する。これによ
り、第１の非透過ガスｄ側の残存炭酸ガス濃度は、１３
Ａガスの規格に合致するように減少され（一般的には３
〜４モル％）、それからＬＰＧを注入して熱量調整する
ことにより、総発熱量＝１１，０００ｋｃａｌ／Ｎｍ3
の１３Ａ規格の製品ガスｅとなる。
分は、第１段分離膜を透過して透過側に移動するが、同
時にメタン分も一次側の分圧が高く、しかも第１の透過
ガスｃ側で吸引するので、相当量透過する。これによ
り、第１の非透過ガスｄ側の残存炭酸ガス濃度は、１３
Ａガスの規格に合致するように減少され（一般的には３
〜４モル％）、それからＬＰＧを注入して熱量調整する
ことにより、総発熱量＝１１，０００ｋｃａｌ／Ｎｍ3
の１３Ａ規格の製品ガスｅとなる。
【００１７】第１段膜分離装置３０の第１の透過ガスｃ
中には、メタン分が４０モル％近く含まれているので、
これを回収するために、往復動式の圧縮機５０により、
必要圧力まで昇圧して、第２段分離膜を有する第２段膜
分離装置６０に、第２の透過ガスｆ側に配置された第２
の真空ポンプ７０の負圧力により吸引しながら供給す
る。第２の透過ガスｆは、ＬＰＧを注入して熱量調整さ
れることで系内燃料ガスとして使用され、第２の非透過
ガスｇは、前述したように循環ガスとして、改質ガスａ
に混入される。
中には、メタン分が４０モル％近く含まれているので、
これを回収するために、往復動式の圧縮機５０により、
必要圧力まで昇圧して、第２段分離膜を有する第２段膜
分離装置６０に、第２の透過ガスｆ側に配置された第２
の真空ポンプ７０の負圧力により吸引しながら供給す
る。第２の透過ガスｆは、ＬＰＧを注入して熱量調整さ
れることで系内燃料ガスとして使用され、第２の非透過
ガスｇは、前述したように循環ガスとして、改質ガスａ
に混入される。
【００１８】このように、第１，２膜分離装置３０，６
０の透過側を真空にすることにより、第１段分離膜を挟
んだ入側ガス（第１段膜分離装置供給ガスｂ）および出
側ガス（第１の透過ガスｃ）と、第２段分離膜を挟んだ
入側ガス（圧縮機５０により昇圧された第１の透過ガス
ｃ）および出側ガス（第２の透過ガスｆ）との圧力差を
大きくしたので、第１，２段分離膜を用いた膜分離工程
の分離能力が向上され、高価な分離膜の面積を小さくで
き、装置のコンパクト化および設備コストの低減が図れ
る。
０の透過側を真空にすることにより、第１段分離膜を挟
んだ入側ガス（第１段膜分離装置供給ガスｂ）および出
側ガス（第１の透過ガスｃ）と、第２段分離膜を挟んだ
入側ガス（圧縮機５０により昇圧された第１の透過ガス
ｃ）および出側ガス（第２の透過ガスｆ）との圧力差を
大きくしたので、第１，２段分離膜を用いた膜分離工程
の分離能力が向上され、高価な分離膜の面積を小さくで
き、装置のコンパクト化および設備コストの低減が図れ
る。
【００１９】また、図１に示す実施の形態では、第１段
膜分離装置３０の透過側だけでなく、第２段膜分離装置
６０の透過側も真空にするので、これらの効果はより顕
著となる。しかも、このように膜分離工程の分離能力を
向上させることで、第２段膜分離装置６０の下流から第
１段膜分離装置３０の上流へ循環されるメタン濃度の高
い第２の非透過ガスｇの流量を減少でき、第１の透過ガ
スｃを第２段膜分離装置６０へ圧縮供給する圧縮機５０
を比較的馬力の小さなものにできる。
膜分離装置３０の透過側だけでなく、第２段膜分離装置
６０の透過側も真空にするので、これらの効果はより顕
著となる。しかも、このように膜分離工程の分離能力を
向上させることで、第２段膜分離装置６０の下流から第
１段膜分離装置３０の上流へ循環されるメタン濃度の高
い第２の非透過ガスｇの流量を減少でき、第１の透過ガ
スｃを第２段膜分離装置６０へ圧縮供給する圧縮機５０
を比較的馬力の小さなものにできる。
【００２０】図２は、本発明の他の実施の形態に係る都
市ガスの製造装置を示している。ここでは、第２段膜分
離装置６０の透過側の真空ポンプ７０の設置を省略して
いる。これでも、第１段膜分離装置３０の透過側に第１
の真空ポンプ４０を配置しているので、幾らか程度は劣
るが、膜分離工程の分離能力の向上、装置のコンパクト
化および設備コストの低減、圧縮機５０の小型化が図れ
る。以上の本発明の実施の形態において、第１段膜分離
装置３０や第２段膜分離装置６０の透過側の真空度は、
特に限定されないが、通常、１００〜３００ｍｍＨｇ程
度である。
市ガスの製造装置を示している。ここでは、第２段膜分
離装置６０の透過側の真空ポンプ７０の設置を省略して
いる。これでも、第１段膜分離装置３０の透過側に第１
の真空ポンプ４０を配置しているので、幾らか程度は劣
るが、膜分離工程の分離能力の向上、装置のコンパクト
化および設備コストの低減、圧縮機５０の小型化が図れ
る。以上の本発明の実施の形態において、第１段膜分離
装置３０や第２段膜分離装置６０の透過側の真空度は、
特に限定されないが、通常、１００〜３００ｍｍＨｇ程
度である。
【００２１】
【実施例】以下、本発明をさらに具体化した実施例を示
す。なお、本発明はこれらの実施例に限定されないこと
はいうまでもない。 実施例１ ここでは、以下の条件の下に、前述した図１に示す都市
ガスの製造設備を用いて、１３Ａガスである製造ガスｅ
を製造した。すなわち、第１段分離膜にポリイミド系の
有機系高分子膜を採用し、第１の真空ポンプ４０による
第１の透過ガスｃの真空圧＝２５０ｍｍＨｇ（ａｂ
ｓ）、圧縮機５０による第１の透過ガスｃの昇圧力７．
０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、第２の透過ガスｆの真空圧＝２５０
ｍｍＨｇ（ａｂｓ）であった。結果を表１に示す。
す。なお、本発明はこれらの実施例に限定されないこと
はいうまでもない。 実施例１ ここでは、以下の条件の下に、前述した図１に示す都市
ガスの製造設備を用いて、１３Ａガスである製造ガスｅ
を製造した。すなわち、第１段分離膜にポリイミド系の
有機系高分子膜を採用し、第１の真空ポンプ４０による
第１の透過ガスｃの真空圧＝２５０ｍｍＨｇ（ａｂ
ｓ）、圧縮機５０による第１の透過ガスｃの昇圧力７．
０ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ、第２の透過ガスｆの真空圧＝２５０
ｍｍＨｇ（ａｂｓ）であった。結果を表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】その結果、第１，２膜分離装置３０，６０
の透過側を真空にし、また第１段膜分離装置の入側ガス
−出側ガスと、第２段膜分離装置の入側ガス−出側ガス
との圧力差を大きくするようにしたので、表４に示され
るように、第１，２段分離膜を用いた膜分離工程の分離
能力が向上し、第１段分離膜の膜面積が従来の約４１．
４％、第２段分離膜の場合が約４７．５％小さくなり、
装置のコンパクト化および設備コストの低減が図れた。
また、このように膜分離工程の分離能力を向上させるこ
とで、循環ガスである第２の非透過ガスｇの流量を従来
の約半分に減少でき、圧縮機５０の出力が従来のものよ
り約５０％大幅に減少して、小型の圧縮機を採用でき、
第１，２の真空ポンプ４０，７０の所要馬力との合計で
比較しても、動力費の増加は少なかった。
の透過側を真空にし、また第１段膜分離装置の入側ガス
−出側ガスと、第２段膜分離装置の入側ガス−出側ガス
との圧力差を大きくするようにしたので、表４に示され
るように、第１，２段分離膜を用いた膜分離工程の分離
能力が向上し、第１段分離膜の膜面積が従来の約４１．
４％、第２段分離膜の場合が約４７．５％小さくなり、
装置のコンパクト化および設備コストの低減が図れた。
また、このように膜分離工程の分離能力を向上させるこ
とで、循環ガスである第２の非透過ガスｇの流量を従来
の約半分に減少でき、圧縮機５０の出力が従来のものよ
り約５０％大幅に減少して、小型の圧縮機を採用でき、
第１，２の真空ポンプ４０，７０の所要馬力との合計で
比較しても、動力費の増加は少なかった。
【００２４】実施例２ ここでは、以下の条件の下に、前述した図２に示す都市
ガスの製造設備を用いて、１３Ａガスである製造ガスｅ
を製造した。すなわち、第２の真空ポンプ７０を省略す
ることにより第２段膜分離装置６０の透過ガスｆ側の吸
引を停止し（常圧；０．３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）、実施例１
と同様にして実験した。結果を表２に示す。
ガスの製造設備を用いて、１３Ａガスである製造ガスｅ
を製造した。すなわち、第２の真空ポンプ７０を省略す
ることにより第２段膜分離装置６０の透過ガスｆ側の吸
引を停止し（常圧；０．３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）、実施例１
と同様にして実験した。結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
【００２６】その結果、実施例１のものに比べ、表４に
示されるように、第１，２段分離膜を用いた膜分離工程
の分離能力が若干低下し、また第２段分離膜の膜面積が
１．４１６倍、第１，２段分離膜の総膜面積では１．０
４９倍となったものの、従来手段に比べれば、装置のコ
ンパクト化および設備コストの低減が図れた。
示されるように、第１，２段分離膜を用いた膜分離工程
の分離能力が若干低下し、また第２段分離膜の膜面積が
１．４１６倍、第１，２段分離膜の総膜面積では１．０
４９倍となったものの、従来手段に比べれば、装置のコ
ンパクト化および設備コストの低減が図れた。
【００２７】比較例１ 第１，２の真空ポンプ４０，７０を省略し、また第１，
２段膜分離装置３０，６０の第１，２の透過ガスｃ、ｆ
側の吸引を停止して、常圧（０．３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）と
し、実施例１〜２と同様にして実験した。結果を表３に
示す。
２段膜分離装置３０，６０の第１，２の透過ガスｃ、ｆ
側の吸引を停止して、常圧（０．３ｋｇ／ｃｍ2 Ｇ）と
し、実施例１〜２と同様にして実験した。結果を表３に
示す。
【００２８】
【表３】
【００２９】その結果、実施例１のものに比べ、第１，
２段分離膜を用いた膜分離工程の分離能力が大幅に低下
し、また表４に示されるように、第１段分離膜の膜面積
が２．４１６倍、第２段分離膜が２．１０４倍となり、
第１，２段分離膜の総膜面積では２．３７７倍となっ
て、装置の大型およびコスト高を招いた。しかも、圧縮
機５０の容量も、実施例１のものに比べ、約２倍大きく
て高コストのものを採用しなければならなかった。
２段分離膜を用いた膜分離工程の分離能力が大幅に低下
し、また表４に示されるように、第１段分離膜の膜面積
が２．４１６倍、第２段分離膜が２．１０４倍となり、
第１，２段分離膜の総膜面積では２．３７７倍となっ
て、装置の大型およびコスト高を招いた。しかも、圧縮
機５０の容量も、実施例１のものに比べ、約２倍大きく
て高コストのものを採用しなければならなかった。
【００３０】なお、実施例１〜２、比較例１において、
製品ガスの燃焼特性は、いずれも、総発熱量＝１１，０
００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 、Ｗｏｂｂｅ指数＝１３，１３
１、燃焼速度Ｍｃｐ＝３６．２７であった。また、実施
例１〜２、比較例１の所要膜面積の相対比較は、表４の
とおりであった。
製品ガスの燃焼特性は、いずれも、総発熱量＝１１，０
００Ｋｃａｌ／Ｎｍ3 、Ｗｏｂｂｅ指数＝１３，１３
１、燃焼速度Ｍｃｐ＝３６．２７であった。また、実施
例１〜２、比較例１の所要膜面積の相対比較は、表４の
とおりであった。
【００３１】
【表４】
【００３２】
【発明の効果】請求項１，２記載の都市ガスの製造方法
においては、このように膜分離装置の透過側を真空にす
ることにより、分離膜の入側の供給ガスと、出側の透過
ガスとの圧力差を大きくするようにしたので、従来の透
過側を正圧にするものに比べて、分離膜を用いた膜分離
工程の分離能力が向上され、高価な分離膜の面積を小さ
くでき、装置のコンパクト化および設備コストの低減が
図れる。
においては、このように膜分離装置の透過側を真空にす
ることにより、分離膜の入側の供給ガスと、出側の透過
ガスとの圧力差を大きくするようにしたので、従来の透
過側を正圧にするものに比べて、分離膜を用いた膜分離
工程の分離能力が向上され、高価な分離膜の面積を小さ
くでき、装置のコンパクト化および設備コストの低減が
図れる。
【００３３】特に、請求項１記載の都市ガスの製造方法
においては、第１段膜分離装置の透過側だけでなく、第
２段膜分離装置の透過側も真空にするので、これらの効
果はより顕著となる。しかも、このように膜分離工程の
分離能力を向上させることで、第２段膜分離装置の下流
から第１段膜分離装置の上流へ循環されるメタン濃度の
高い第２の非透過ガスの流量を減少でき、第１の分離ガ
スを第２段膜分離装置へ圧縮供給する圧縮機を比較的馬
力の小さなものにでき、真空ポンプの所要馬力との合計
で比較しても、動力費の増加は小さい。
においては、第１段膜分離装置の透過側だけでなく、第
２段膜分離装置の透過側も真空にするので、これらの効
果はより顕著となる。しかも、このように膜分離工程の
分離能力を向上させることで、第２段膜分離装置の下流
から第１段膜分離装置の上流へ循環されるメタン濃度の
高い第２の非透過ガスの流量を減少でき、第１の分離ガ
スを第２段膜分離装置へ圧縮供給する圧縮機を比較的馬
力の小さなものにでき、真空ポンプの所要馬力との合計
で比較しても、動力費の増加は小さい。
【図１】本発明の実施の形態に係る都市ガスの製造方法
が適用された都市ガスの製造設備の系統図である。
が適用された都市ガスの製造設備の系統図である。
【図２】本発明の他の実施の形態に係る都市ガスの製造
方法が適用された都市ガスの製造設備の系統図である。
方法が適用された都市ガスの製造設備の系統図である。
３０ 第１段膜分離装置 ４０ 第１の真空ポンプ ５０ 圧縮機 ６０ 第２段膜分離装置 ７０ 第２の真空ポンプ ａ 改質ガス ｂ 第１段膜分離装置供給ガス ｃ 第１の透過ガス ｄ 第１の非透過ガス ｅ 製品ガス ｆ 第２の非透過ガス ｇ 第２の非透過ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 浩之 神奈川県川崎市川崎区大川町２番１号 三 菱化工機株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改
質したメタン、炭酸ガス、水素などからなる改質ガス
を、第１段膜分離装置の第１段分離膜により処理するこ
とで、メタン濃度の高い第１の非透過ガスを分離し、こ
の第１の非透過ガスにＬＰＧを添加して熱量調整するこ
とにより１３Ａ規格の高カロリーな製品ガスを製造する
一方、第１段膜分離装置の第１の透過ガスを圧縮機によ
り昇圧したのち第２段膜分離装置の第２段分離膜により
処理し、得られたメタン濃度の高い第２の非透過ガス
を、第１段膜分離装置供給ガスに循環する都市ガスの製
造方法であって、 第１，２段膜分離装置の透過側をそれぞれ真空にして、
第１の透過ガスおよび第２段膜分離装置の第２の透過ガ
スを吸引することを特徴とする都市ガスの製造方法。 - 【請求項２】 脱硫した石油系炭化水素を低温水蒸気改
質したメタン、炭酸ガス、水素などからなる改質ガス
を、第１段膜分離装置の第１段分離膜により処理するこ
とで、メタン濃度の高い第１の非透過ガスを分離し、こ
の第１の非透過ガスにＬＰＧを添加して熱量調整するこ
とにより１３Ａ規格の高カロリーな製品ガスを製造する
一方、第１段膜分離装置の第１の透過ガスを圧縮機によ
り昇圧したのち第２段膜分離装置の第２段分離膜により
処理し、得られたメタン濃度の高い第２の非透過ガス
を、第１段膜分離装置供給ガスに循環する都市ガスの製
造方法であって、 第１段膜分離装置の透過側だけを真空にして、第１の透
過ガスを吸引することを特徴とする都市ガスの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14977896A JPH09310082A (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 都市ガスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14977896A JPH09310082A (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 都市ガスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09310082A true JPH09310082A (ja) | 1997-12-02 |
Family
ID=15482525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14977896A Withdrawn JPH09310082A (ja) | 1996-05-22 | 1996-05-22 | 都市ガスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09310082A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003089795A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 濃縮ガス製造装置及び濃縮ガス製造方法 |
| JP2003523450A (ja) * | 2000-02-17 | 2003-08-05 | インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ピーエルシー | 脱 硫 |
| CN101822931A (zh) * | 2010-05-11 | 2010-09-08 | 浙江大学 | 富二氧化碳吸收剂溶液中空纤维膜接触器减压再生系统及方法 |
| JP2013181068A (ja) * | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Ube Industries Ltd | 水素分離システム |
| WO2016043427A1 (ko) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | 한국화학연구원 | 고순도 메탄가스의 분리를 위한 다단계 막분리 정제공정 및 장치 |
| US10047310B2 (en) | 2014-09-18 | 2018-08-14 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Multistage membrane separation and purification process and apparatus for separating high purity methane gas |
-
1996
- 1996-05-22 JP JP14977896A patent/JPH09310082A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003523450A (ja) * | 2000-02-17 | 2003-08-05 | インペリアル・ケミカル・インダストリーズ・ピーエルシー | 脱 硫 |
| JP2003089795A (ja) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 濃縮ガス製造装置及び濃縮ガス製造方法 |
| CN101822931A (zh) * | 2010-05-11 | 2010-09-08 | 浙江大学 | 富二氧化碳吸收剂溶液中空纤维膜接触器减压再生系统及方法 |
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| WO2016043427A1 (ko) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | 한국화학연구원 | 고순도 메탄가스의 분리를 위한 다단계 막분리 정제공정 및 장치 |
| CN106687195A (zh) * | 2014-09-18 | 2017-05-17 | 韩国化学研究院 | 用于分离高纯度甲烷气体的多段膜分离提纯工序及装置 |
| US10047310B2 (en) | 2014-09-18 | 2018-08-14 | Korea Research Institute Of Chemical Technology | Multistage membrane separation and purification process and apparatus for separating high purity methane gas |
| CN106687195B (zh) * | 2014-09-18 | 2020-08-11 | 韩国化学研究院 | 用于分离高纯度甲烷气体的多段膜分离提纯工序及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |