JPH0235783Y2

JPH0235783Y2 -

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Publication number: JPH0235783Y2
Application number: JP4285U
Authority: JP
Priority date: 1985-01-07
Filing date: 1985-01-07
Publication date: 1990-09-28
Also published as: JPS61116730U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、メタノールを分解して水素ガス、あ
るいは水素と一酸化炭素の混合ガスを製造するメ
タノール分解反応装置の改良に関する。

（従来の技術）従来、この種の反応装置は、第３図に示すよう
に、触媒層１を充填した反応管２の群、反応熱を
供給する熱媒を保持する熱媒室３、及び反応原料
供給管４、原料室５、反応生成物室６、反応生成
物排出管７、熱媒供給管８、熱媒排出管９、反応
器鏡板１０、管板１１、反応器外殻１２から構成
されている。このような反応装置では、原料供給
管４から供給された反応原料は、触媒層１で、製
品として水素ガスのみを得たい時には、下記(1)式
に示すようなスチームとの反応により分解し、ま
た、水素と一酸化炭素の混合ガスを製品とする場
合には、(2)式に示すようなメタノールのみの分解
の反応が進行する。

CH₃OH＋H₂O→CO₂＋3H₂ …(1) CH₃OH→CO＋2H₂ …(2) 反応後、反応生成物は排出管７から排出され、
化学反応に要する熱は、反応管２の壁面を通して
熱媒により供給される。

このメタノール分解反応装置において、上記(1)
式又は(2)式のいずれの反応も大きな吸熱を伴う反
応である。すなわち、(1)式のメタノールから水素
を製造する反応は、メタノール１モルあたり約
12Kcal、(2)式のメタノールから水素と一酸化炭
素の混合ガスを製造する反応は、メタノール１モ
ルあたり約22Kcalの熱量を管外の熱媒から供給
する必要がある。

第３図に示す反応器において、反応管２の入口
近傍で反応が激しく起こつた場合、反応に必要な
熱の供給が不足し、第４図に示すように、反応管
２の入口近傍の触媒温度、すなわち、反応温度が
低くなる欠点がある。このことは、反応温度の不
均一な分布による不必要な副反応の発生につなが
つたり、反応温度の低下による反応速度の低下に
つながる。このため、所定の反応量（率）を確保
するためには、反応管２の長さを、より長くする
必要につながつてくる。

（考案が解決しようとする問題点）本考案の目的は、上記従来装置の欠点を解消し
たメタノール分解反応装置を提供することであ
る。

（問題点を解決するための手段）本考案は、メタノールを分解して水素ガス、あ
るいは水素と一酸化炭素の混合ガスを製造する反
応装置において、触媒を充填した反応管群を長さ
方向に複数に分割し、各分解部に電磁誘導式加熱
コイルを設けたことを特徴とするメタノール分解
反応装置に関する。

（作用）以下に、本考案装置を図面に基づき説明する。

第１図は、本考案によるメタノール分解反応装
置の概略図である。

第１図は、本考案反応装置において、熱供給を
分割コントロールするための１次コイル１２を３
個設置した場合の具体例である。すなわち、反応
管２の外側に断熱材１３がつめられ、その外部に
３段の１次コイル１２が設置されている。この一
次コイル１２に流れる１次電流によつて、反応管
２の壁の金属材に２次電流が流れて、反応管２が
発熱し、外部の断熱材１３にさえぎられて、熱は
外部へとは放散せず、ほとんどが反応管２内部へ
それぞれ流れて、メタノールの分解に寄与するこ
ととなる。１４は、反応装置外壁である。

なお、第１図では、１次コイル１２の数が３段
の場合を示したが、この数は何ら限定されるもの
ではなく、また、一次コイル１２の設置方法も、
第１図に示した方法に限定されるものではない。

本考案装置では、反応管２を長さ方向に分割加
熱することにより、反応が特に激しく生起して、
触媒層温度が低下する部分の加熱を、他の部分に
比べて増大することにより、伝熱律速による反応
速度低下を防止し、反応温度分布を均一にして、
しかも、メタノールが所定の分解率に到達するた
めに必要な反応管２の長さを短縮することができ
る。

また、運転が長期になるにしたがつて、反応が
激しく起る部分、すなわち第３図で温度分布の谷
ができる部分は、反応管２の入口近傍から出口方
向へと徐々に移行するが、本考案では、反応管２
の加熱を複数に分割しているため、触媒層温度を
検出して、常に反応の最も激しい部分の加熱を任
意に強くでき、反応器の性能を向上させることが
可能である。

第３図に示した従来のメタノール分解反応装置
では、熱媒の選定に大きな難があつた。すなわ
ち、メタノール分解用熱媒としては、350〜400℃
が必要であるが、常温で液状の熱媒の最高使用温
度は380℃程度で、それ以上に温度を上げると分
解するため、使用温度範囲としてほとんど限界で
ある。一方、金属溶融塩タイプの熱媒は、上記温
度範囲では安定であるが、少しでも温度が降下す
ると、固化してラインが閉塞するなど、ハンドリ
ングがきわめて困難である。これに対し、本考案
の加熱方式では、熱媒を用いないために、このよ
うな問題がなく、低温から高温まで任意に温度制
御が可能である。

また、熱媒使用の場合には、熱媒温度を種々変
えて、部分的、時間的に加熱の強弱をつけること
は不可能であるが、電磁誘導加熱の場合には、反
応管２の流れ方向に複数個の１次コイル１２を巻
くことにより、各コイル間の二次電流は絶縁され
て、部分的に任意に加熱を制御することができる
ため、前述のように、反応管２の長さを短縮する
ことができ、また、触媒の活性、反応の生起具合
に最適な運転をすることができる。

さらにまた、従来の方式では不可欠であつた熱
媒加熱装置が、本考案では不要となるため、装置
製作費、運転費が低減され、また、反応管２の配
列ピツチも狭めることができるため、反応器容積
も小さくできるなど、本考案の持つ効果はきわめ
て大きい。

なお、第２図Ａに、本考案装置における反応管
２内の温度分布、Ｂに、本考案装置と従来装置と
の反応に要する反応管２の長さの比較を示す。第
２図より、本考案装置では、反応管２内の温度分
布がほぼ均一であり、また、反応に要する反応管
２の長さも従来装置に比べ、短縮することができ
ることがわかる。

（考案の効果）本考案装置により、反応管内の温度分布を均一
にコントロールすることができるので、長期の運
転に最適である。また、反応に要する反応管の長
さを短縮することができ、また、触媒の活性、反
応の生起具体に最適な運転を行うことができる。
さらには、従来装置では不可欠であつた熱媒加熱
装置が不要のため、装置製作費、運転費が低減さ
れ、また、反応管配列のピツチも狭めることがで
きるので、反応器容積を小さくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案によるメタノール分解反応装
置の概略図であり、第２図Ａは、本考案装置にお
ける反応管内の温度分布、Ｂは、本考案装置と従
来装置との反応に要する反応管長さの比較図であ
る。第３図は、従来のメタノール分解反応装置の
概略図である。また、第４図は、従来装置におけ
る反応管内の温度分布を示す。図中の各記号は、
以下の意味を示す。１……触媒層、２……反応管、３……熱・冷媒
室、４……反応原料供給管、５……原料室、６…
…反応生成物室、７……反応生成物排出管、８…
…熱・冷媒供給管、９……熱・冷媒排出管、１０
……反応器鏡板、１１……管板、１２……１次コ
イル、１３……断熱材、１４……反応装置外壁。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

メタノールを分解して水素ガス、あるいは水素
と一酸化炭素の混合ガスを製造する反応装置にお
いて、触媒を充填した反応管群を長さ方向に複数
に分割し、各分解部に電磁誘導式加熱コイルを設
けたことを特徴とするメタノール分解反応装置。