JPS62148593A

JPS62148593A - 一酸化炭素変成器の運転方法

Info

Publication number: JPS62148593A
Application number: JP60290988A
Authority: JP
Inventors: Fumiyoshi Ono; 小野　文義; Toshihiro Okamoto; 年弘岡本
Original assignee: CHUBU GAS KK
Current assignee: CHUBU GAS KK
Priority date: 1985-12-24
Filing date: 1985-12-24
Publication date: 1987-07-02

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】ｆａｌ　　産業上の利用分野本発明は、一酸化炭素変成器の運転方法に関するもので
ある。

（ｂ）　　従来の技術一酸化炭素変成器というものは、ガス中の一酸化炭素を
主として次の反応式により、水蒸気によって水素と炭酸
ガスに変成するための反応器である。

ＣＯ＋Ｈ２０−＋　　Ｃｏ２＋）（２この一酸化炭素変成器は、水素プラント、アンモニアプ
ラント、都市ガス製造装置その他製造ガス中の一酸化炭
素を除去する必要のある装置において使用されている。

これは、水素等を製造する場合は石油等の分解によるた
め、同時に一酸化炭素が生成するためである。そして、
この一酸化炭素は除去しなければならない不純物である
。また二酸化炭素は、一酸化炭素よりも除去が容易であ
るとともに、反応性が小さく悪影響も小さい。さらに、
通常上記の装置等では水素が製品となるため、水素が増
加することが好ましいということも理由の１つである。

勿論、装置の種類によって一酸化炭素の残存濃度の許容
量は区々である。例えば、都市ガスならば人体への毒性
が主として問題になるため数％は許容されるが、アンモ
ニアプラントや高濃度の水素が必要な装置では１％以下
を要求される。しかし、ＰＰＭ単位を必要とするものに
あってはこの方式ではなく、吸着法によらなければなら
ない。

この一酸化炭素変成反応は、発熱反応であり（９，８Ｋ
ｃａｌ／ｍｏｌ　）　、反応の平衡常数は低温である方
が有利である。しかし、反応速度の問題から通常は、高
温用一酸化炭素変成器で３５０℃、低温用で２００℃前
後でガスを導入している。これが、変成反応によって数
十度上昇して反応器から出ることとなる。

反応器において温度が上昇すると、平衡値が悪くなり変
成率が悪くなるばかりでなく、この触媒自体が非常に温
度に弱いため破壊、崩傷、活性低下の原因となる。その
ため、この一酸化炭素変成器においては、触媒層を多段
に分離して、その中間において冷却用のスチームを導入
することも行われている。

以上のことから、この一酸化炭素変成器を運転する上に
おいて温度の制御は非常に重要な問題であることが分か
る。

ｆｃ）　　発明が解決しようとする問題点しかしながら
、従来ではこの温度制御がほとんど行われておらず、た
だスチームの量によってのみある程度温度上昇を押さえ
ているに過ぎなかった。これでは、前記した如く一酸化
炭素変成器の入日付近と出口付近との温度が異なり、通
切な温度で変成を行なうことができない。即ち、通常化
学反応というものは、反応器を通過する間一定の最適の
条件で行なうことが最も望ましいことは言うまでもない
が、これがこの一酸化炭素変成器においてはできなかっ
たということである。

さらに、異常時、例えば導入ガス中の一酸化炭素濃度が
急激に上昇したり、全体ガス量が増加したりすると、一
酸化炭素変成器中での発熱が多くなり、触媒層の異常高
温が発生する。これも、従来ではスチームを導入する以
外に抑制の方法はなかった、即ち、スチームによって熱
を奪うという消極的効果を期待しているのみである。

これでは、異常時の温度を直ちに降下させることはでき
ず、たいていの場合触媒のｒＮ　ｆＭを来していた。

よって、一酸化炭素変成器を使用する当業者にあっては
、反応器全体を通じて、できるだけ一定温度で運転がで
き、かつ異常時にも素早く対処できるような運転方法が
強（要望されていた。

ｆｄｉ　　問題点を解決するための手段以上のような状
況に鑑み、本発明者は一酸化炭素変成反応が発熱反応で
あり、この発熱を押さえるためには、同容器内で同時に
吸熱反応、それも一酸化炭素変成反応に悪影響を及ぼさ
ず且つ製造すべき製品ガスにも影響のない反応をおこさ
しめればよいという点に着目して、本発明を完成させた
ものであり、その特徴とするところは一酸化炭素変成器
の入口側にメタノールを導入する点にある。

ここで、メタノールとは勿論、１００％純粋なものであ
る必要はなり、適当な濃度のものでよい。

しかし、９０％程度以上が好ましいことは言うまでもな
い。また、一酸化炭素変成器触媒に毒にならず、かつ製
品ガスにも影響を与えない成分であれば少々混入してい
ても問題はない。

導入の方法はどのようなものでもよく、ガス化した後で
も、液のまま噴射してもよい。

導入は一酸化炭素変成器の入口側であれば、現実の位置
は問わない。しかし、通常はガスの入側管とは別個に一
酸化炭素変成器の入側に導入されるであろう。

さらに、触媒層の中間部ごとにも導入してもよい。これ
は、触媒層を多段にし、その中間部であり、このように
すると異常時により素早く温度上昇を防止することがで
きる。勿論、中間部のみに導入することも考えられるが
、効果は少ないと思われる。

このメタノールの導入は、常時行なう必要はなく、緊急
時のみとすることもできる。

なお、本発明に言う一酸化炭素変成器は、どのようなプ
ラントのものでもよく、一酸化炭素と水蒸気を、水素と
炭酸ガスにする所謂変成反応を行なうものであればすべ
て含まれるものである。

（ｅｌ　　作用以上のようにメタノールを導入した場合の一酸化炭素変
成器内での反応を説明する。

メタノールは、一酸化炭素変成用触媒等によって、次の
ような反応をおこす。

ＣＨ３０Ｈ＋　　Ｈ２Ｏ→　Ｃ○２＋３Ｈ２この反応は
、吸熱反応（１１，８Ｋｃａｌ／ｍｏｌ　）である。こ
の反応と前記した一酸化炭素変成反応が同時におこるの
である。しかし、両者ともに他者には悪影響を及ぼさず
、また混入してはならないような成分を生じるものでも
ない。この反応に必要な熱量を、変成反応によって生じ
るものから得るものである。換言すると、変成反応によ
って生じた余剰の熱量をメタノール分解反応によって消
費し、温度上昇を防止しているということである。

よって、このメタノール混入量を調整すれば、一酸化炭
素変成器の入側と出側をまったく同じ温度にすることも
可能である。この方法は比較的簡単であり、計算上から
も容易に算出でき、また実際の運転を行いつつ調整する
こともできる。

しかし、通常はそのように厳密に制御することは必要な
く、ある程度導入するのみで、従来の欠点を大きく軽減
できるものである。

（「）　　実施例次に本発明方法を実施する装置の１例について図面に示
す実施例に基づいて説明する。

第１図は、都市ガス製造設備における一酸化炭素変成器
に本発明を応用した場合のものであり、反応器（１）の
触媒層（２）が設けられ、被変成ガスは導入管（３）か
ら導入され、触媒層上で反応し、排出管（４）から排出
される。ここで、メタノールは、メタノール配管（５）
から触媒層上流部に導入される。その量は弁（６）によ
って、手動または自動で制御される。

（ｇｌ　　発明の効果以上詳細に説明した本発明によると、次のような効果が
ある。

（１）一酸化炭素変成器内での温度が容易に最適値にで
き、最も良い変成率が確保できる。

（２）触媒の温度の変化が少なく、触媒の寿命が延びる
。

（３）触媒層の異常高温に対して、迅速適格な処理がで
き、種々の事故が防止できる。

（４）製品たる水素ガスの濃度が高くなる。

（５）本発明は、既設の設備にも、単にメタノールの配
管を設けるだけで簡単に実施することかできる。これは
、従来の欠点を防止するために新しく装置を建て替える
方法と比較して非常にメリットが大きい。

以上説明した通り、本発明は設備が簡単で太きな効果を
発揮する非常に有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を示す概略フローシートであ
る。１・・・反応器２・・・触媒層３・・・導入管４・・・排出管５・・・メタノール配管６・・・弁Ｃ１Ｘ丹咥お；旺−一：ｆ、二〜ｌ。

Claims

【特許請求の範囲】１、反応器の入側において、被変成ガスにメタノールを
混入することを特徴とする一酸化炭素変成器の運転方法
。２、一酸化炭素変成器は銅系の触媒を用いる低温用のも
のである特許請求の範囲第１項記載の一酸化炭素変成器
の運転方法。３、メタノールの混入量は、反応器の出側のガス温によ
って制御されるものである特許請求の範囲第１項記載の
一酸化炭素変成器の運転方法。４、メタノールは、一酸化炭素変成器の中間部にも、導
入するものである特許請求の範囲第２項記載の一酸化炭
素変成器の運転方法。５、メタノールは、一酸化炭素変成器が異常高温になっ
た場合にのみ混入するものである特許請求の範囲第１項
記載の一酸化炭素変成器の運転方法。