JPS5811919B2 - Seizouhouhou - Google Patents
SeizouhouhouInfo
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- JPS5811919B2 JPS5811919B2 JP50127942A JP12794275A JPS5811919B2 JP S5811919 B2 JPS5811919 B2 JP S5811919B2 JP 50127942 A JP50127942 A JP 50127942A JP 12794275 A JP12794275 A JP 12794275A JP S5811919 B2 JPS5811919 B2 JP S5811919B2
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- methanol
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- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は燃料ガスの製造方法に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to a method for producing fuel gas.
粗メタノールは、ギ酸メチル、ジメチルエーテル、炭素
数2〜4のアルコール等の炭素、水素及び酸素からなる
化合物及び水を含有しているので通常これ等を蒸留によ
り除去している。Since crude methanol contains compounds consisting of carbon, hydrogen and oxygen such as methyl formate, dimethyl ether, and alcohols having 2 to 4 carbon atoms, and water, these are usually removed by distillation.
しかしながら、この蒸留工程には精密な操作と大規模な
装置を要するので、得られる精製メタノールは高価なも
のとならざるを得ない。However, since this distillation process requires precise operations and large-scale equipment, the purified methanol obtained is inevitably expensive.
そこで本発明者は、粗メタノールを工業原料として直接
使用することを目的として種々研究を重ねた結果、これ
を原料として燃料ガスを製造することに成功し、遂に本
発明を完成するにいたったものである。Therefore, the inventor of the present invention conducted various studies aimed at directly using crude methanol as an industrial raw material, and as a result, succeeded in producing fuel gas using this as a raw material, and finally completed the present invention. It is.
即ち本発明は粗メタノール又は粗メタノール−水混合物
をルテニウム系触媒の存在下で接触分解させることを特
徴とする燃料ガスの製造方法である。That is, the present invention is a method for producing fuel gas characterized by catalytically cracking crude methanol or a crude methanol-water mixture in the presence of a ruthenium-based catalyst.
本発明者は、メタノールを原料として燃料ガスを製造す
る技術をすでに開発しており(特公昭57−24834
号公報)、本発明は該先行技術を更に発展させたもので
ある。The present inventor has already developed a technology for producing fuel gas using methanol as a raw material (Japanese Patent Publication No. 57-24834
The present invention is a further development of the prior art.
本発明に於ては、粗メタノール(本明細書の特許請求の
範囲及び発明の詳細な説明に於て、粗メタノールとは、
最大限5重量%までのエーテル類、エステル類、アルコ
ール類等の炭素、水素及び酸素からなる化合物及び水を
含むメタノールをいう)又は粗メタノール−水混合物を
ルテニウム系触媒の存在下接触分解させるガス化反応を
、反応温度及び反応圧力を適宜に選択して行なわせるこ
とにより、水蒸気/炭素のモル比が低い場合にも触媒上
にカーボンの析出を実質的に生ずることなく、且つ他の
ガスを混合するなどの熱量調整を何ら行なわずして、例
えば都市ガスに相当する燃料ガスを直接製造することが
出来る。In the present invention, crude methanol (in the claims of this specification and the detailed description of the invention, crude methanol refers to
Gas for catalytically decomposing crude methanol-water mixture in the presence of a ruthenium-based catalyst. By conducting the reaction by appropriately selecting the reaction temperature and reaction pressure, even when the water vapor/carbon molar ratio is low, carbon precipitation does not substantially occur on the catalyst and other gases are removed. For example, fuel gas equivalent to city gas can be directly produced without any heat adjustment such as mixing.
この場合、粗メタノール中に含まれる前記の如きギ酸メ
チル、ジメチルエーテル、炭素数2〜4のアルコール等
は最大限5重量%を超えない限り、触媒に対して何ら悪
影響を及ぼさず、メタノールとともに分解されて完全に
ガス化される。In this case, the above-mentioned methyl formate, dimethyl ether, alcohols having 2 to 4 carbon atoms, etc. contained in the crude methanol will not have any adverse effect on the catalyst and will be decomposed together with methanol as long as it does not exceed 5% by weight. completely gasified.
従って精製メタノールを原料とする場合に比して燃料ガ
スの製造コストは著るしく低減される。Therefore, the production cost of fuel gas is significantly reduced compared to when purified methanol is used as a raw material.
本発明による燃料ガスの製造方法によれば、ガスを大規
模な装置により都市ガスとして固定的に大量供給できる
こと、更には都市遅効に設置されるサテライト基地等に
より半固定的に供給することができることは勿論である
が、コンパクトな装置により連続的に安定して燃料ガス
を製造することもできるため、たとえば車載式として移
動可能なガス発生装置により任意の必要な地点において
臨時的に簡易且つ安全に燃料ガスを供給することも可能
である。According to the method for producing fuel gas according to the present invention, gas can be supplied in large quantities as city gas in a fixed manner using large-scale equipment, and furthermore, it can be supplied in a semi-fixed manner by satellite bases etc. installed in urban delayed-effect areas. Of course, it is also possible to produce fuel gas continuously and stably using a compact device, so for example, a gas generator that can be mounted on a vehicle can be used to easily and safely produce fuel gas temporarily at any required point. It is also possible to supply fuel gas.
導管による都市ガス供給システムにおいては、ガス漏れ
その他の事故の場合或いは冬季のピークロード時に、一
部地域に供給不良が生ずる場合が発生し、これに対応す
る何らかの方策の実現が望まれているが、本発明の燃料
ガス製造方法はこのような要望にも十分応えうるもので
ある。In city gas supply systems using pipelines, supply shortages may occur in some areas in the event of gas leaks or other accidents, or during peak load periods in winter, and it is hoped that some measure will be implemented to deal with this. The fuel gas production method of the present invention can fully meet these demands.
本発明において原料としては粗メタノール又は粗メタノ
ール−水混合物が用いられる。In the present invention, crude methanol or a crude methanol-water mixture is used as the raw material.
原料としての粗メタノールと水の混合比率は目的とする
燃料ガスの燃焼性に応じて適宜に決定することができる
が通常はセル比でH2O/CH30H(粗メタノールを
意味する、以下同じ)=0〜4の範囲が好ましい。The mixing ratio of crude methanol and water as raw materials can be determined as appropriate depending on the combustibility of the target fuel gas, but usually the cell ratio is H2O/CH30H (meaning crude methanol, the same hereinafter) = 0. A range of 4 to 4 is preferable.
ここでH2O/CH30H=0とは粗メタノール単独使
用の場合を意味する。Here, H2O/CH30H=0 means that crude methanol is used alone.
しかし余り水の量を増加しても発生する熱量、燃焼速度
等の燃焼性は大して変らず、反対に熱量損失が大きくな
るので好ましくは、上記H2O/CH3OHの値は0〜
4の範囲であるのが望ましい。However, even if the amount of water is increased too much, the combustibility such as the amount of heat generated and the combustion rate will not change much, but on the contrary, the loss of heat will increase, so preferably the value of H2O/CH3OH is 0 to 0.
A range of 4 is desirable.
本発明においては触媒としてルテニウム金属及び/又は
ルテニウム酸化物を使用する。In the present invention, ruthenium metal and/or ruthenium oxide is used as a catalyst.
これ等触媒は、通常の方法によりアルミナ、シリカ、マ
グネシア等の耐熱性の担体に担持させて使用する。These catalysts are used by being supported on a heat-resistant carrier such as alumina, silica, magnesia, etc. by a conventional method.
触媒の担体に対する担持量は、担体に対し約0.1〜5
重量%(金属単体に換算して)の範囲が好ましい。The amount of catalyst supported on the carrier is about 0.1 to 5
A range of weight % (in terms of elemental metal) is preferred.
尚、粗メタノール又は粗メタノール−水混合物の接触分
解において、第■族に属する他の金属も、初期的には比
較的良好な触媒活性を示すが長期的にはカーボンの析出
等の要因によりその活性が大巾に低下するので、本発明
においては、カーボン析出を効果的に抑制するとともに
長期にわたり高触媒活性を持続し得るRu系触媒が特に
有利に使用される。In the catalytic cracking of crude methanol or crude methanol-water mixtures, other metals belonging to Group Ⅰ also show relatively good catalytic activity in the initial stage, but in the long term the catalytic activity decreases due to factors such as carbon precipitation. Since the activity is greatly reduced, in the present invention, a Ru-based catalyst is particularly advantageously used which can effectively suppress carbon deposition and maintain high catalytic activity for a long period of time.
本発明において用いる接触分解方法は通常公知の方法を
採用すれば良く、たとえば粗メタノール又は粗メタノー
ル−水混合物を加熱して蒸気とし必要反応温度まで上昇
させ適当な圧力下にて断熱型式の反応器中で触媒と接触
させることにより行なうことができる。For the catalytic cracking method used in the present invention, a commonly known method may be adopted. For example, crude methanol or a crude methanol-water mixture is heated to steam, raised to the required reaction temperature, and then heated in an adiabatic reactor under an appropriate pressure. This can be carried out by contacting the catalyst with a catalyst.
この反応は発熱反応であり、その際反応器の出口温度は
そのときの反応圧力とともに得られるガスの組成に影響
を及ぼすため、反応条件を適当に選択することにより目
的とするガス組成を有するガス(CH4,H2,CO,
CO2゜H2Oの混合ガス)を得ることができる。This reaction is an exothermic reaction, and since the outlet temperature of the reactor and the reaction pressure at that time affect the composition of the gas obtained, it is possible to obtain a gas with the desired gas composition by appropriately selecting the reaction conditions. (CH4, H2, CO,
A mixed gas of CO2°H2O) can be obtained.
接触分解反応における出口温度及び反応圧力は上記した
ように得ようとする燃料ガスの組成に応じて適宜に決定
すれば良いが、通常は400〜700℃、2〜10kg
/cm2(絶対圧)の範囲にあるのが好ましい。The outlet temperature and reaction pressure in the catalytic cracking reaction may be appropriately determined depending on the composition of the fuel gas to be obtained as described above, but usually 400 to 700°C and 2 to 10 kg.
/cm2 (absolute pressure) is preferable.
斯くして得られたガスは次いで常温付近にまで冷却され
た後適当な方法によって気液分離して後、例えば都市ガ
スとして供給することが出来る。The gas thus obtained can then be cooled to around room temperature, separated into gas and liquid by an appropriate method, and then supplied as, for example, city gas.
次に添附の図面に基いて本発明の燃料ガス製造方法をよ
り詳細に説明する。Next, the fuel gas production method of the present invention will be explained in more detail based on the accompanying drawings.
図面に示す装置を使用して粗メタノール又は粗メタノー
ル−水混合物(以下粗メタノールを例として説明する)
を原料として燃料ガスを製造する場合、原料の粗メタノ
ールはタンク1からポンプ9によってライン10及び1
1を経て熱交換器5に送り込まれる。Crude methanol or a crude methanol-water mixture (crude methanol will be explained below as an example) using the equipment shown in the drawing.
When producing fuel gas using methanol as a raw material, crude methanol as a raw material is pumped from tank 1 to lines 10 and 1 by pump 9.
1 and then sent to the heat exchanger 5.
熱交換器5で熱を与えられた粗メタノールは、蒸気とな
ってライン12を経て加熱炉4に送られ、反応に必要な
適当な温度に上げられた後ライン13を通って断熱型式
の接触分解反応器3に送られる。The crude methanol heated in the heat exchanger 5 becomes steam and is sent to the heating furnace 4 via a line 12, and after being raised to an appropriate temperature required for the reaction, it passes through a line 13 to an adiabatic type contactor. It is sent to the decomposition reactor 3.
反応器3にはRu系触媒が充填されており、加熱された
粗メタノールは該触媒と接触して分解される。The reactor 3 is filled with a Ru-based catalyst, and the heated crude methanol comes into contact with the catalyst and is decomposed.
反応器3の出口のガスは反応条件下での平衡組成(H2
,CH4,CO。The gas at the outlet of reactor 3 has an equilibrium composition under the reaction conditions (H2
, CH4, CO.
CO2,H2Oの混合ガス)にほぼ等しくなる。(mixed gas of CO2 and H2O).
反応器3の出ガスはライン14を通って熱交換器5に送
られ、原料粗メタノールと熱交換して冷却され、さらに
ライン15からクーラー、例えばエアーフィンクーラー
6に於てほぼ常温近くまで冷却される。The output gas from the reactor 3 is sent to the heat exchanger 5 through a line 14, where it is cooled by exchanging heat with raw material crude methanol, and further cooled from line 15 to a cooler, such as an air fin cooler 6, to approximately room temperature. be done.
次いで該ガスはライン16から気液分離器8に送られ、
ガスと水に分離され、ガスはライン17から例えば都市
ガス導管へ送出される。The gas is then sent through line 16 to gas-liquid separator 8;
Gas and water are separated, and the gas is sent through line 17 to, for example, a city gas pipe.
水はライン18から排水として排出されるか又は回収使
用される。The water is discharged through line 18 as waste water or recycled for use.
また、反応熱により反応器入出間に大きな温度差が生ず
るのを防ぐためにライン15から分岐したライン31、
リサイクル圧縮機30及びライン32を経て反応器出口
の混合ガスを加熱炉4を通して反応器3にリサイクルさ
せても良い。In addition, a line 31 branched from line 15 to prevent a large temperature difference between the input and output of the reactor due to reaction heat;
The mixed gas at the outlet of the reactor may be recycled to the reactor 3 through the heating furnace 4 via the recycling compressor 30 and line 32.
ライン17から送り出されるガスは反応条件を適宜選択
することにより何ら熱量調整することなく都市ガスとし
て使用可能なガスとなる。By appropriately selecting reaction conditions, the gas sent out from the line 17 can be used as city gas without any calorific value adjustment.
なお燃料タンク2にはLPGなどの燃料が入っており、
ライン19をへて、加熱炉4のバーナーで燃焼される。The fuel tank 2 contains fuel such as LPG.
It passes through the line 19 and is burned in the burner of the heating furnace 4.
図面に示す装置は之をコンパクトにまとめて車に載せ移
動可能で、任意の場所で臨時的に燃料ガスを発生させる
こともできる。The device shown in the drawings can be compacted and moved by mounting it on a car, and can also temporarily generate fuel gas at any location.
現在粗メタノールの価格は、ナフサ、ブタン等信のガス
原料にくらべて高価であるが、需要の増大につれてその
価格も低下する可能性があるので、本発明方法は、将来
クリーンエネルギーとしてのガスの特に有用な製造方法
となり得るものと期待される。Currently, the price of crude methanol is higher than that of naphtha, butane, and other gas feedstocks, but as demand increases, the price is likely to fall. This is expected to be a particularly useful manufacturing method.
以下本発明の実施例を示す
実施例 1〜4
図面に示すガス製造装置を用いてRu塩化物をRu源と
して常法によりγ−アルミナに約1重量%(Ru金属量
に換算して)担持させた触媒上に粗メタノール又は粗メ
タノール−水混合物を通じる。The following Examples 1 to 4 show examples of the present invention. Approximately 1% by weight (in terms of Ru metal amount) is supported on γ-alumina by a conventional method using Ru chloride as a Ru source using the gas production equipment shown in the drawings. Crude methanol or a crude methanol-water mixture is passed over the prepared catalyst.
得られた混合ガスを常温付近まで冷却した抜水を分離す
ると本発明の燃料ガスが生成する。When the obtained mixed gas is cooled to around room temperature and the drained water is separated, the fuel gas of the present invention is produced.
H2O/CH3OH、反応条件、生成ガスの組成等を下
記第1表に示す。H2O/CH3OH, reaction conditions, composition of generated gas, etc. are shown in Table 1 below.
尚、原料粗メタノールは、水23.5重量%、及びギ酸
メチル、ジメチルエーテル、エタノール等の炭素、水素
及び酸素からなる化合物1.03重量%を含有していた
。Note that the raw material crude methanol contained 23.5% by weight of water and 1.03% by weight of a compound consisting of carbon, hydrogen, and oxygen such as methyl formate, dimethyl ether, and ethanol.
実施例 5
下記第2表に示す組成の粗メタノール−水混合物を添付
図面に示す装置によりガス化した。Example 5 A crude methanol-water mixture having the composition shown in Table 2 below was gasified using the apparatus shown in the attached drawing.
触媒としては、γ−A12O3にRu2重量%を担持さ
せたもの(A)を使用した。As a catalyst, a catalyst (A) in which 2% by weight of Ru was supported on γ-A12O3 was used.
第3表に反応条件、反応開始当初及び1000時間経過
後の必要触媒量、カーボン析出量等を示す。Table 3 shows the reaction conditions, the required amount of catalyst at the beginning of the reaction and after 1000 hours, the amount of carbon deposited, etc.
尚、第3表には、触媒としてα−5γ−A12O3にN
i15重量%を担持させたもの(B)又はα−2γ−A
12O3にCo16重量%を担持させたもの(C)を使
用した場合の結果をも併せて示す。Furthermore, Table 3 shows that N is added to α-5γ-A12O3 as a catalyst.
i15% by weight supported (B) or α-2γ-A
The results obtained when using 12O3 with 16% by weight of Co supported (C) are also shown.
第3表に示す結果から、Ru系触媒は、第■族に属する
他の金属であるNi及びCo系触媒に比して、初期活性
に優れ、長期使用後にもカーボン析出量が少なく、長期
にわたり優れた触媒活性を持続することが明らかである
。From the results shown in Table 3, Ru-based catalysts have superior initial activity compared to Ni and Co-based catalysts, which are other metals belonging to group It is clear that excellent catalytic activity is maintained.
図面は本発明方法の実施態様の概要を示すフローシート
である。
図面において、1・・・・・・原料タンク、2・・・・
・・燃料タンク、31・・・・・接触分解反応器、4・
・・・・・加熱炉、5・・・・・・熱交換器、6・・・
・・・クーラー、8・・・・・・気液分離器、30・・
・・・・リサイクル圧縮器。The drawing is a flow sheet outlining an embodiment of the method of the invention. In the drawing, 1... raw material tank, 2...
... Fuel tank, 31 ... Catalytic cracking reactor, 4.
... Heating furnace, 5 ... Heat exchanger, 6 ...
... Cooler, 8 ... Gas-liquid separator, 30 ...
...Recycling compressor.
Claims (1)
ウム系触媒の存在下で接触分解させることを特徴とする
燃料ガスの製造方法。1. A method for producing fuel gas, which comprises catalytically cracking crude methanol or a crude methanol-water mixture in the presence of a ruthenium-based catalyst.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50127942A JPS5811919B2 (en) | 1975-10-23 | 1975-10-23 | Seizouhouhou |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50127942A JPS5811919B2 (en) | 1975-10-23 | 1975-10-23 | Seizouhouhou |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5251406A JPS5251406A (en) | 1977-04-25 |
| JPS5811919B2 true JPS5811919B2 (en) | 1983-03-05 |
Family
ID=14972435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50127942A Expired JPS5811919B2 (en) | 1975-10-23 | 1975-10-23 | Seizouhouhou |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5811919B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01138295A (en) * | 1988-09-12 | 1989-05-31 | Seibu Gas Kk | Producer of methane-rich gas for city gas, producer of city gas, and start-up mechanism therefor |
| CN117446753A (en) * | 2023-10-16 | 2024-01-26 | 四川天人能源科技有限公司 | A method for cracking crude methanol to produce hydrogen and co-produce liquid carbon dioxide |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2311756A1 (en) * | 1973-03-09 | 1974-09-12 | Basf Ag | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF GASES RICH IN METHANE, CARBON OXIDES AND HYDROGEN |
| DE2435238A1 (en) * | 1973-07-24 | 1975-02-13 | Davy Powergas Ltd | Methanol gasification to methane - using combined dehydration dehydrogenation catalysts |
| DE2341288A1 (en) * | 1973-08-16 | 1975-02-27 | Metallgesellschaft Ag | PROCESS FOR CONVERTING METHANOL INTO A METHANE-RICH GAS |
-
1975
- 1975-10-23 JP JP50127942A patent/JPS5811919B2/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5251406A (en) | 1977-04-25 |
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