JPS6365718B2 - - Google Patents
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- JPS6365718B2 JPS6365718B2 JP54046185A JP4618579A JPS6365718B2 JP S6365718 B2 JPS6365718 B2 JP S6365718B2 JP 54046185 A JP54046185 A JP 54046185A JP 4618579 A JP4618579 A JP 4618579A JP S6365718 B2 JPS6365718 B2 JP S6365718B2
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はナフサ、液化ガス、天然ガス等の炭化
水素を水蒸気改質し合成ガスを製造するに際し、
低温熱を有する流体のエネルギーを有効に回収す
る方法に関する。
水素を水蒸気改質し合成ガスを製造するに際し、
低温熱を有する流体のエネルギーを有効に回収す
る方法に関する。
炭化水素と水蒸気を原料とし、ニツケルを主体
とした触媒を用いて水素、一酸化炭素等を含有す
る合成ガスを製造する所謂、水蒸気改質法は原料
炭化水素を、要すれば加熱気化させ、これに改質
用水蒸気を原料炭化水素と一定モル比に混合した
のちこの混合ガスを高温度でニツケルを主体とす
る触媒の存在下で接触反応せしめ、これにより水
素濃度65％前後の合成ガスを得るものである。こ
れらの合成ガスはその最終製品であるメタノー
ル、アンモニア或いは都市ガス等の目的に応じて
その後の処理工程も異なりその特質に応じた廃熱
回収が行われているが一般には空気及び原料ガス
の予熱、廃熱ボイラーによる蒸気発生及び給水予
熱、ガス精製工程等に利用されているのが実情で
ある。然るに従来の改質工程において原料水蒸気
の発生は改質装置からの廃熱又は他の熱源による
通常のボイラーによるのが一般である。しかしボ
イラーで水蒸気を発生させる為の熱源としての合
成ガスの温度は400℃以上の高温であることを要
し、従つてこれらの合成ガスあるいは廃ガスの有
する熱エネルギーは充分利用し尽されることなく
冷却され、ガス中に存在する水蒸気もそのまゝ凝
縮され系外に排出される等、熱の利用度は極めて
低いのが現状であつた。特にボイラー給水として
使用される水は過、脱塩、イオン交換等により
得た純水であることが必要であり、これの造水の
費用は回収されなかつた凝縮水の量が多い為多額
なものであつた。本発明は以上の如き欠点を解消
し、ボイラーの熱源としては温度がやゝ低過ぎて
不適当である300〜150℃、特に300〜200℃程度の
低温熱を有する合成ガスあるいは廃ガスの有する
エネルギーを有効に利用する方法である。
とした触媒を用いて水素、一酸化炭素等を含有す
る合成ガスを製造する所謂、水蒸気改質法は原料
炭化水素を、要すれば加熱気化させ、これに改質
用水蒸気を原料炭化水素と一定モル比に混合した
のちこの混合ガスを高温度でニツケルを主体とす
る触媒の存在下で接触反応せしめ、これにより水
素濃度65％前後の合成ガスを得るものである。こ
れらの合成ガスはその最終製品であるメタノー
ル、アンモニア或いは都市ガス等の目的に応じて
その後の処理工程も異なりその特質に応じた廃熱
回収が行われているが一般には空気及び原料ガス
の予熱、廃熱ボイラーによる蒸気発生及び給水予
熱、ガス精製工程等に利用されているのが実情で
ある。然るに従来の改質工程において原料水蒸気
の発生は改質装置からの廃熱又は他の熱源による
通常のボイラーによるのが一般である。しかしボ
イラーで水蒸気を発生させる為の熱源としての合
成ガスの温度は400℃以上の高温であることを要
し、従つてこれらの合成ガスあるいは廃ガスの有
する熱エネルギーは充分利用し尽されることなく
冷却され、ガス中に存在する水蒸気もそのまゝ凝
縮され系外に排出される等、熱の利用度は極めて
低いのが現状であつた。特にボイラー給水として
使用される水は過、脱塩、イオン交換等により
得た純水であることが必要であり、これの造水の
費用は回収されなかつた凝縮水の量が多い為多額
なものであつた。本発明は以上の如き欠点を解消
し、ボイラーの熱源としては温度がやゝ低過ぎて
不適当である300〜150℃、特に300〜200℃程度の
低温熱を有する合成ガスあるいは廃ガスの有する
エネルギーを有効に利用する方法である。
即ち本発明は炭化水素の水蒸気改質により合成
ガスを製造するに際し、炭化水素と水を熱交換型
蒸発器に導き、これを300〜150℃の低温熱を有す
る合成ガス又は廃ガスで加熱することにより水分
を蒸発させて炭化水素と水蒸気の混合ガスとし、
必要に応じ更に水蒸気を追加したのち炭化水素の
水蒸気改質炉に導き水蒸気改質する方法である。
ガスを製造するに際し、炭化水素と水を熱交換型
蒸発器に導き、これを300〜150℃の低温熱を有す
る合成ガス又は廃ガスで加熱することにより水分
を蒸発させて炭化水素と水蒸気の混合ガスとし、
必要に応じ更に水蒸気を追加したのち炭化水素の
水蒸気改質炉に導き水蒸気改質する方法である。
本発明において原料として使用する炭化水素は
ナフサ、液化ガス（プロパン、ブタン等）、天然
ガス等いずれでも使用出来る。又炭化水素と共に
熱交換器に導く水は通常の水でも良いが、合成ガ
ス、廃ガス等に含まれる水蒸気が凝縮したときに
得られる凝縮水を利用するのが特に好ましい。即
ちこれらの凝縮水は少量のメタノール、炭酸ガ
ス、一酸化炭素、水素、メタン等の有用成分を溶
解しているので、これらを脱ガスすることなくそ
のまゝ改質ガスの原料として使用すれば炭化水素
の改質反応に有効に利用される。又この他メタノ
ール蒸留塔塔底からの缶出水その他の廃水も炭化
水素改質反応に有害な作用を示す成分を含有しな
い限り有効に利用される。
ナフサ、液化ガス（プロパン、ブタン等）、天然
ガス等いずれでも使用出来る。又炭化水素と共に
熱交換器に導く水は通常の水でも良いが、合成ガ
ス、廃ガス等に含まれる水蒸気が凝縮したときに
得られる凝縮水を利用するのが特に好ましい。即
ちこれらの凝縮水は少量のメタノール、炭酸ガ
ス、一酸化炭素、水素、メタン等の有用成分を溶
解しているので、これらを脱ガスすることなくそ
のまゝ改質ガスの原料として使用すれば炭化水素
の改質反応に有効に利用される。又この他メタノ
ール蒸留塔塔底からの缶出水その他の廃水も炭化
水素改質反応に有害な作用を示す成分を含有しな
い限り有効に利用される。
本発明において水を蒸発させる為の熱交換型蒸
発器としては流下液膜式蒸発器、ミストフロー式
蒸発器、充填塔式蒸発器、ケトル型蒸発器、箱型
蒸発器等種々の型式の蒸発器が使用出来るが、特
に流下液膜式蒸発器及びミストフロー式蒸発器が
好ましい。蒸発器における炭化水素と水の混合の
仕方には特に制限はなく併流又は向流に適宜接触
させれば良く、蒸発器内において蒸発し切れなか
つ水は受器で気液分離したのち再び蒸発器に循環
するようにすれば良い。
発器としては流下液膜式蒸発器、ミストフロー式
蒸発器、充填塔式蒸発器、ケトル型蒸発器、箱型
蒸発器等種々の型式の蒸発器が使用出来るが、特
に流下液膜式蒸発器及びミストフロー式蒸発器が
好ましい。蒸発器における炭化水素と水の混合の
仕方には特に制限はなく併流又は向流に適宜接触
させれば良く、蒸発器内において蒸発し切れなか
つ水は受器で気液分離したのち再び蒸発器に循環
するようにすれば良い。
蒸発器で水を蒸発させる為には勿論外部から加
熱する必要があり、本発明においてはこれを合成
ガス、廃ガス等と熱交換させることによつて行な
う。即ち水蒸気発生用ボイラー出口の合成ガス、
合成装置の出口ガス、燃焼廃ガス等300〜150℃の
温度を有するガスはボイラーの熱源としては温度
が低過ぎてそのエネルギーを利用することは出来
ないが、本発明におけるように水の蒸発を目的と
する熱源としては有効に利用出来るものであり、
こゝで利用され有効に回収される熱エネルギーは
莫大なものとなる。
熱する必要があり、本発明においてはこれを合成
ガス、廃ガス等と熱交換させることによつて行な
う。即ち水蒸気発生用ボイラー出口の合成ガス、
合成装置の出口ガス、燃焼廃ガス等300〜150℃の
温度を有するガスはボイラーの熱源としては温度
が低過ぎてそのエネルギーを利用することは出来
ないが、本発明におけるように水の蒸発を目的と
する熱源としては有効に利用出来るものであり、
こゝで利用され有効に回収される熱エネルギーは
莫大なものとなる。
蒸発器において水蒸気を含ませられた原料炭化
水素ガスは更に改質反応に必要な水蒸気を追加混
合され、予熱されたのち改質炉へ供給される。
水素ガスは更に改質反応に必要な水蒸気を追加混
合され、予熱されたのち改質炉へ供給される。
本発明によればボイラー用熱源としては不適当
な低温レベルの熱エネルギーを用いて改質反応の
原料ガス中に水を蒸発させ含有させることにより
改質反応原料として必要な水蒸気量を大巾に減少
させることが出来る他、合成ガス、廃ガス等から
の凝縮水水を原料水として利用する場合にはこの
中に溶解する成分が有効に利用され得る等の利点
がある。
な低温レベルの熱エネルギーを用いて改質反応の
原料ガス中に水を蒸発させ含有させることにより
改質反応原料として必要な水蒸気量を大巾に減少
させることが出来る他、合成ガス、廃ガス等から
の凝縮水水を原料水として利用する場合にはこの
中に溶解する成分が有効に利用され得る等の利点
がある。
実施例 １
第１図は、本発明方法をメタノール合成に実施
した例を示す。脱硫器１で脱硫された原料天然ガ
ス毎時600Kg−molは２を経て圧力16Kg／cm2Ｇ、
温度300℃で流下液膜式蒸発器３に導入される。
した例を示す。脱硫器１で脱硫された原料天然ガ
ス毎時600Kg−molは２を経て圧力16Kg／cm2Ｇ、
温度300℃で流下液膜式蒸発器３に導入される。
蒸発器上部へは４から165℃の熱水25T／Ｈが
供給される。
供給される。
蒸発器では、温度320℃の改質ガス300Kg−mol
と熱交換させ原料天然ガスと水蒸気がほぼ平衡に
なる迄蒸発を行なわせる。
と熱交換させ原料天然ガスと水蒸気がほぼ平衡に
なる迄蒸発を行なわせる。
このことは６の改質ガス温度が145℃迄熱回収
されていること及び７の未蒸発熱水と原料天然ガ
ス及び水蒸気混合流体が170℃程度になることよ
り知ることが出来る。
されていること及び７の未蒸発熱水と原料天然ガ
ス及び水蒸気混合流体が170℃程度になることよ
り知ることが出来る。
未蒸発熱水は気液分離器８で分離され、９より
新たに供給される熱水と混合され循環ポンプ１０
により４を経て蒸発器に循環する。
新たに供給される熱水と混合され循環ポンプ１０
により４を経て蒸発器に循環する。
分離器上部より出た天然ガスと水蒸気混合物は
混合、粗調整原料ガスとして圧力15.5Kg／cm2Ｇ、
温度165℃で１１を経た後、濃度調整用の19Kg／
cm2Ｇのスチームライン１２から濃度調節弁１３を
経て水蒸気を導入して濃度調節され、導管１４を
経て改質炉１６へ送入される。
混合、粗調整原料ガスとして圧力15.5Kg／cm2Ｇ、
温度165℃で１１を経た後、濃度調整用の19Kg／
cm2Ｇのスチームライン１２から濃度調節弁１３を
経て水蒸気を導入して濃度調節され、導管１４を
経て改質炉１６へ送入される。
新たに供給される熱水９は、CO2，CO，H2等
を溶解した合成ガスの凝縮により発生した温度
120℃の凝縮水で10T／Ｈを供給した。
を溶解した合成ガスの凝縮により発生した温度
120℃の凝縮水で10T／Ｈを供給した。
本発明により従来原料天然ガスに混合していた
19Kg／cm2Ｇのスチーム消費量を10T／Ｈ減少させ
ることが出来た。一方改質炉入口温度の低下を生
じた為再昇温に改質装置燃焼排ガスの熱を熱交換
器１５により利用した。これによつて最終煙道廃
ガスの温度は250℃から220℃に低下し全体の熱効
率が向上した。
19Kg／cm2Ｇのスチーム消費量を10T／Ｈ減少させ
ることが出来た。一方改質炉入口温度の低下を生
じた為再昇温に改質装置燃焼排ガスの熱を熱交換
器１５により利用した。これによつて最終煙道廃
ガスの温度は250℃から220℃に低下し全体の熱効
率が向上した。
実施例 ２
第２図は本発明方法をアンモニア合成に実施し
た例を示す。400℃に予熱された圧力30Kg／cm2Ｇ
の原料メタンガス1molが２から流下液膜式蒸発
器３に導入され蒸発器の上部へは４から熱水が供
給される。熱水は９から新たに供給される水と１
からの循環熱水である。
た例を示す。400℃に予熱された圧力30Kg／cm2Ｇ
の原料メタンガス1molが２から流下液膜式蒸発
器３に導入され蒸発器の上部へは４から熱水が供
給される。熱水は９から新たに供給される水と１
からの循環熱水である。
蒸発器の管内を通過するメタンガスと熱水は胴
側を通る改質分解ガスから熱を受けて蒸発し、メ
タンガスと水蒸気の平衡混合ガスとなる。
側を通る改質分解ガスから熱を受けて蒸発し、メ
タンガスと水蒸気の平衡混合ガスとなる。
蒸発器で蒸発しなかつた水と、混合ガスは７を
経て気液分離器８に導入され混合ガスは次の改質
装置１２へ送られる。気液分離器８で分離された
過剰水は循環水ポンプ１０で１，４を経て蒸発器
へ送られ再使用される。
経て気液分離器８に導入され混合ガスは次の改質
装置１２へ送られる。気液分離器８で分離された
過剰水は循環水ポンプ１０で１，４を経て蒸発器
へ送られ再使用される。
５からはアンモニア合成装置の改質分解ガス
7.4mol（圧力25Kg／cm2Ｇ、温度370℃）を蒸発器
の胴部に導入し、管側のメタンガス及び水に熱を
与え、６の出口温度は234℃となつた。
7.4mol（圧力25Kg／cm2Ｇ、温度370℃）を蒸発器
の胴部に導入し、管側のメタンガス及び水に熱を
与え、６の出口温度は234℃となつた。
蒸発器ではメタンガスと水蒸気とがほゞ平衡
し、ライン７の温度は200℃となりメタン1molに
対し水蒸気1molの混入が確認された。
し、ライン７の温度は200℃となりメタン1molに
対し水蒸気1molの混入が確認された。
９から新しく供給される水はアンモニア
1000wt.p.p.m.、メタノール500.p.m.及び溶解
CO2，H2，N2を含むアンモニア製造装置から発
生する排水であつて温度は120℃であつた。
1000wt.p.p.m.、メタノール500.p.m.及び溶解
CO2，H2，N2を含むアンモニア製造装置から発
生する排水であつて温度は120℃であつた。
本発明により従来原料メタンガス水蒸気改質の
為に吹込んでいた40Kg／cm2Ｇスチームの消費量は
約1/4減少した。一方改質装置１２入口１１の温
度が低下したが、再昇温に改質装置燃焼排ガスの
熱を利用して補なうことが出来た。
為に吹込んでいた40Kg／cm2Ｇスチームの消費量は
約1/4減少した。一方改質装置１２入口１１の温
度が低下したが、再昇温に改質装置燃焼排ガスの
熱を利用して補なうことが出来た。
第１図は本発明方法をメタノール合成法に適用
した場合のフローシートである。又第２図は本発
明方法をアンモニア合成法に適用した場合のフロ
ーシートである。
した場合のフローシートである。又第２図は本発
明方法をアンモニア合成法に適用した場合のフロ
ーシートである。
Claims (1)
- １ 炭化水素の水蒸気改質により合成ガスを製造
するに際し、炭化水素と水を間接熱交換型蒸発器
に導き、これらを300〜150℃の低温熱を有する合
成ガス又は廃ガスで間接加熱することにより水分
を蒸発させて炭化水素と水蒸気の混合ガスとし、
必要に応じ更に水蒸気を追加したのち炭化水素の
水蒸気改質炉に導き水蒸気改質することを特徴と
する低温熱を有する合成ガス又は廃ガスのエネル
ギーを回収する方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4618579A JPS55139492A (en) | 1979-04-16 | 1979-04-16 | Recovery of low-temperature heat |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4618579A JPS55139492A (en) | 1979-04-16 | 1979-04-16 | Recovery of low-temperature heat |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55139492A JPS55139492A (en) | 1980-10-31 |
| JPS6365718B2 true JPS6365718B2 (ja) | 1988-12-16 |
Family
ID=12739975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4618579A Granted JPS55139492A (en) | 1979-04-16 | 1979-04-16 | Recovery of low-temperature heat |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55139492A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5827788A (ja) * | 1981-08-11 | 1983-02-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ガス水蒸気改質装置 |
| JPH082808B2 (ja) * | 1988-01-12 | 1996-01-17 | 三菱瓦斯化学株式会社 | メタノール製造法 |
| JP3848716B2 (ja) * | 1997-01-21 | 2006-11-22 | 三菱重工業株式会社 | メタノール製造法 |
| JP4681101B2 (ja) * | 2000-05-30 | 2011-05-11 | 三菱重工業株式会社 | ガソリン、軽油および灯油用合成ガスの製造方法 |
| JP4795517B2 (ja) * | 2000-08-22 | 2011-10-19 | 三菱重工業株式会社 | ガソリン、灯油および軽油合成用合成ガスの製造方法 |
-
1979
- 1979-04-16 JP JP4618579A patent/JPS55139492A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55139492A (en) | 1980-10-31 |
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