JP2000063115A - メタノール・アンモニア併産方法 - Google Patents
メタノール・アンモニア併産方法Info
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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
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Abstract
(57)【要約】
【課題】メタノールをアンモニアより多量に製造するメ
タノール・アンモニア併産法において、より単純なプロ
セスでメタノールとアンモニアを効率良く製造する方法
を提供する。 【解決手段】炭化水素と水蒸気の混合ガスより一次改質
反応を行い、空気を加えて二次改質反応を行う第一工
程、改質ガス中の炭酸ガスを除去する第二工程、得られ
た合成ガスよりメタノールを製造する第三工程および装
置パージガス中の酸化炭素成分をメタン化した後、アン
モニアを製造する第四工程からなり、プロセス内でＣＯ
をＣＯ2 に転化するシフト反応器を使用しないメタノー
ル・アンモニア併産方法。
タノール・アンモニア併産法において、より単純なプロ
セスでメタノールとアンモニアを効率良く製造する方法
を提供する。 【解決手段】炭化水素と水蒸気の混合ガスより一次改質
反応を行い、空気を加えて二次改質反応を行う第一工
程、改質ガス中の炭酸ガスを除去する第二工程、得られ
た合成ガスよりメタノールを製造する第三工程および装
置パージガス中の酸化炭素成分をメタン化した後、アン
モニアを製造する第四工程からなり、プロセス内でＣＯ
をＣＯ2 に転化するシフト反応器を使用しないメタノー
ル・アンモニア併産方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は炭化水素からメタノ
ールとアンモニアを併産する方法に関し、詳しくはメタ
ノールをアンモニアより多量に製造する場合の該併産法
に関する。
ールとアンモニアを併産する方法に関し、詳しくはメタ
ノールをアンモニアより多量に製造する場合の該併産法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】アンモニアは炭化水素と水蒸気の混合ガ
スより一次改質反応を行い、次に空気による部分酸化で
二次改質反応を行い、得られた改質ガス中のＣＯをＣＯ
2 に転化し、ＣＯ2 を除去して得られたＨ2 とＮ2 の混
合ガスから合成される。一方、メタノールは炭化水素と
水蒸気の混合ガスより得られたＨ2 、ＣＯ、ＣＯ2 の混
合ガスから合成される。従ってアンモニア製造とメタノ
ール製造では同じように炭化水素の改質が行われ、また
アンモニア製造において除去されるＣＯ及びＣＯ2 はメ
タノール合成の原料となることから、アンモニアとメタ
ノールの製造を組み合わせた種々のフローによるメタノ
ール・アンモニア併産方法が提案されている。
スより一次改質反応を行い、次に空気による部分酸化で
二次改質反応を行い、得られた改質ガス中のＣＯをＣＯ
2 に転化し、ＣＯ2 を除去して得られたＨ2 とＮ2 の混
合ガスから合成される。一方、メタノールは炭化水素と
水蒸気の混合ガスより得られたＨ2 、ＣＯ、ＣＯ2 の混
合ガスから合成される。従ってアンモニア製造とメタノ
ール製造では同じように炭化水素の改質が行われ、また
アンモニア製造において除去されるＣＯ及びＣＯ2 はメ
タノール合成の原料となることから、アンモニアとメタ
ノールの製造を組み合わせた種々のフローによるメタノ
ール・アンモニア併産方法が提案されている。
【０００３】メタノール・アンモニア併産する方法にお
いてメタノールをアンモニアより多量に製造する場合に
ついては、次のような方法がある。先ず特開昭５６−１
２０５１４号および米国特許４３１５９００号には、メ
タノール合成装置からのパージガスに水蒸気を混合した
後、空気による部分酸化で改質反応を行い、得られた改
質ガス中のＣＯをＣＯ2 に転化後ＣＯ2 を除去し、残っ
た酸化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）をメタン化してアンモ
ニア製造の原料ガスとする方法が記載されている。この
場合、改質工程がメタノール合成前とアンモニア合成前
の２つに別れているため、改質ガスを冷却するため多く
の熱交換器が必要となり、プロセスが複雑になる上、熱
損失も増加する。また、これらのプロセスではシフト反
応器が必要となる他、高圧の空気を供給するための圧縮
機が必要となる。
いてメタノールをアンモニアより多量に製造する場合に
ついては、次のような方法がある。先ず特開昭５６−１
２０５１４号および米国特許４３１５９００号には、メ
タノール合成装置からのパージガスに水蒸気を混合した
後、空気による部分酸化で改質反応を行い、得られた改
質ガス中のＣＯをＣＯ2 に転化後ＣＯ2 を除去し、残っ
た酸化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）をメタン化してアンモ
ニア製造の原料ガスとする方法が記載されている。この
場合、改質工程がメタノール合成前とアンモニア合成前
の２つに別れているため、改質ガスを冷却するため多く
の熱交換器が必要となり、プロセスが複雑になる上、熱
損失も増加する。また、これらのプロセスではシフト反
応器が必要となる他、高圧の空気を供給するための圧縮
機が必要となる。
【０００４】また米国特許４３６７２０６号には、高温
シフト反応器からのガスを加圧してメタノール合成を二
段で行い、パージガスを加湿して低温シフト反応器に戻
してＣＯをＣＯ2 に転化し、ＣＯ2 を除去した後、酸化
炭素成分をメタン化し、得られたＨ2 とＮ2 の混合ガス
からアンモニアを製造する方法が記載されている。この
方法では、高温シフト反応器からのガスを加圧するため
の冷却、メタノール合成後のパージガスを低温シフト反
応器に戻すための加熱・加湿が必要であることから、エ
ネルギー損失が大きく、複雑なプロセスとなっている。
シフト反応器からのガスを加圧してメタノール合成を二
段で行い、パージガスを加湿して低温シフト反応器に戻
してＣＯをＣＯ2 に転化し、ＣＯ2 を除去した後、酸化
炭素成分をメタン化し、得られたＨ2 とＮ2 の混合ガス
からアンモニアを製造する方法が記載されている。この
方法では、高温シフト反応器からのガスを加圧するため
の冷却、メタノール合成後のパージガスを低温シフト反
応器に戻すための加熱・加湿が必要であることから、エ
ネルギー損失が大きく、複雑なプロセスとなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上の如くメタノール
とアンモニアの製造を組み合わせた種々のフローが提案
されているが、何れも改質ガス、或いは更にシフト反応
を行ったガスを冷却・圧縮してメタノール合成を行った
後、更に該装置からのパージガスに水蒸気を加えて改質
反応やシフト反応を行い、ＣＯ2 を除去した後、酸化炭
素成分をメタン化して得られたＨ2 とＮ2 の混合ガスを
冷却・圧縮してアンモニア合成を行うものである。従っ
て水蒸気を加えて改質反応やシフト反応を行う操作と、
得られたガスを冷却・圧縮する操作を二重に行うことに
なり、エネルギー損失が大きく、複雑なプロセスとなっ
ている。本発明の目的は、メタノールをアンモニアより
多量に製造するメタノール・アンモニア併産法におい
て、より単純なプロセスでメタノールとアンモニアを効
率良く製造する方法を提供することにある。
とアンモニアの製造を組み合わせた種々のフローが提案
されているが、何れも改質ガス、或いは更にシフト反応
を行ったガスを冷却・圧縮してメタノール合成を行った
後、更に該装置からのパージガスに水蒸気を加えて改質
反応やシフト反応を行い、ＣＯ2 を除去した後、酸化炭
素成分をメタン化して得られたＨ2 とＮ2 の混合ガスを
冷却・圧縮してアンモニア合成を行うものである。従っ
て水蒸気を加えて改質反応やシフト反応を行う操作と、
得られたガスを冷却・圧縮する操作を二重に行うことに
なり、エネルギー損失が大きく、複雑なプロセスとなっ
ている。本発明の目的は、メタノールをアンモニアより
多量に製造するメタノール・アンモニア併産法におい
て、より単純なプロセスでメタノールとアンモニアを効
率良く製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らはメタノール
・アンモニア併産方法における上記の如き課題について
鋭意検討した結果、ＣＯをＣＯ2 に転化するシフト反応
器を用いずにＣＯ2 除去装置においてメタノール製造装
置に供給する合成ガスの組成を調整するようにすれば、
極めて単純なプロセスでメタノールとアンモニアを効率
良く製造することができることを見出し、本発明に到達
した。
・アンモニア併産方法における上記の如き課題について
鋭意検討した結果、ＣＯをＣＯ2 に転化するシフト反応
器を用いずにＣＯ2 除去装置においてメタノール製造装
置に供給する合成ガスの組成を調整するようにすれば、
極めて単純なプロセスでメタノールとアンモニアを効率
良く製造することができることを見出し、本発明に到達
した。
【０００７】即ち本発明は、炭化水素を原料とし、メタ
ノールをアンモニアより多量に製造するメタノール・ア
ンモニア併産方法において、（１）炭化水素と水蒸気の
混合ガスより一次改質反応を行い、次に空気を加えて部
分酸化の後、二次改質反応を行う第一工程、（２）第一
工程で得られた改質ガス中の炭酸ガスを除去する第二工
程、（３）第二工程で得られた合成ガスよりメタノール
を製造する第三工程、（４）第三工程からの装置パージ
ガス中の酸化炭素成分をメタン化した後、アンモニアを
製造する第四工程からなり、プロセス内でＣＯをＣＯ2
に転化するシフト反応器を使用しないことを特徴とする
メタノール・アンモニア併産方法である。
ノールをアンモニアより多量に製造するメタノール・ア
ンモニア併産方法において、（１）炭化水素と水蒸気の
混合ガスより一次改質反応を行い、次に空気を加えて部
分酸化の後、二次改質反応を行う第一工程、（２）第一
工程で得られた改質ガス中の炭酸ガスを除去する第二工
程、（３）第二工程で得られた合成ガスよりメタノール
を製造する第三工程、（４）第三工程からの装置パージ
ガス中の酸化炭素成分をメタン化した後、アンモニアを
製造する第四工程からなり、プロセス内でＣＯをＣＯ2
に転化するシフト反応器を使用しないことを特徴とする
メタノール・アンモニア併産方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明にメタノールおよびアンモ
ニアの原料となる炭化水素には、通常メタンを主成分と
する天然ガスが用いられるが、立地条件によりＬＰＧや
ナフサ等も用いられる。第一工程の一次改質反応および
二次改質反応に用いられる水蒸気改質触媒にはニッケル
系触媒が通常使用されるが、水蒸気改質触媒の活性低下
を避けるために原料の炭化水素を予め脱硫しておく必要
がある。
ニアの原料となる炭化水素には、通常メタンを主成分と
する天然ガスが用いられるが、立地条件によりＬＰＧや
ナフサ等も用いられる。第一工程の一次改質反応および
二次改質反応に用いられる水蒸気改質触媒にはニッケル
系触媒が通常使用されるが、水蒸気改質触媒の活性低下
を避けるために原料の炭化水素を予め脱硫しておく必要
がある。
【０００９】第一工程の一次改質反応及び二次改質反応
の圧力は特に制限されないが、通常のアンモニア製造装
置における圧力と同様に２０〜３０気圧である。また二
次改質の反応熱を一次改質反応に利用する断熱リホーマ
ー装置が開発されており、１００気圧程度の加圧下で改
質反応が行われるが、本発明はこのような断熱リホーマ
ー装置にも適用することができる。一次改質反応温度は
通常７００〜８００℃、二次改質反応温度は通常８００
〜１０００℃であり、一次改質炉に導入する水蒸気と炭
化水素の比率は、通常、炭化水素のカーボンに対する水
蒸気のモル比で２〜４であり、二次改質炉に導入する空
気量はメタノールとアンモニアの生産比率により決定さ
れる。
の圧力は特に制限されないが、通常のアンモニア製造装
置における圧力と同様に２０〜３０気圧である。また二
次改質の反応熱を一次改質反応に利用する断熱リホーマ
ー装置が開発されており、１００気圧程度の加圧下で改
質反応が行われるが、本発明はこのような断熱リホーマ
ー装置にも適用することができる。一次改質反応温度は
通常７００〜８００℃、二次改質反応温度は通常８００
〜１０００℃であり、一次改質炉に導入する水蒸気と炭
化水素の比率は、通常、炭化水素のカーボンに対する水
蒸気のモル比で２〜４であり、二次改質炉に導入する空
気量はメタノールとアンモニアの生産比率により決定さ
れる。
【００１０】本発明において第一工程の二次改質炉に導
入される空気には、酸素富化膜によって酸素濃度を高め
た空気を用いることもできる。この場合の酸素濃度は通
常２５〜５０mol%程度となる。酸素富化膜によって酸素
濃度を高めた空気を用いることによって、二次改質炉に
導入される窒素量が減少するので、アンモニアに対する
メタノールの生産量を高める場合の有効な手段となる。
なお一次改質炉および二次改質炉には必要に応じて、第
二工程から発生する炭酸ガス、第三工程で生成メタノー
ルを減圧することにより発生する溶解ガス、或いは第四
工程で発生するパージガス等を導入して有効成分の回収
や合成ガス組成の調整を行うことができる。高温の二次
改質ガスは熱回収が行われた後、第二工程の炭酸ガス除
去装置に導入される。
入される空気には、酸素富化膜によって酸素濃度を高め
た空気を用いることもできる。この場合の酸素濃度は通
常２５〜５０mol%程度となる。酸素富化膜によって酸素
濃度を高めた空気を用いることによって、二次改質炉に
導入される窒素量が減少するので、アンモニアに対する
メタノールの生産量を高める場合の有効な手段となる。
なお一次改質炉および二次改質炉には必要に応じて、第
二工程から発生する炭酸ガス、第三工程で生成メタノー
ルを減圧することにより発生する溶解ガス、或いは第四
工程で発生するパージガス等を導入して有効成分の回収
や合成ガス組成の調整を行うことができる。高温の二次
改質ガスは熱回収が行われた後、第二工程の炭酸ガス除
去装置に導入される。
【００１１】第二工程の炭酸ガスを除去する方法につい
ては種々の方式があるが、本発明では特に制限されな
い。通常のアンモニア製造装置で用いられている炭酸カ
リウムやアミンによる炭酸ガス吸収装置が採用され、二
次改質ガスの熱回収が行われた後、吸収液に炭酸ガスを
吸収させ、該吸収液を落圧・加熱することによって炭酸
ガスを放出し、再生液は循環使用される。本発明の特徴
は二次改質ガス中のＣＯをＣＯ2 に転化するシフト反応
を行わずに、二次改質ガスは熱回収を行った後、直接に
ＣＯ2 吸収塔に導入することであり、従ってＣＯ濃度の
高いガスが第三工程のメタノール製造装置に導入される
ことになる。なお本発明では二次改質ガスのシフト反応
を行わずに直接にＣＯ2 吸収塔に導入されるので、酸化
炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）の除去量が限定されることに
なることから、メタノールの生産比率が比較的高い場合
にのみ成立することとなり、本発明は一般に重量比でメ
タノールをアンモニアより多量に製造する場合に適用さ
れる。
ては種々の方式があるが、本発明では特に制限されな
い。通常のアンモニア製造装置で用いられている炭酸カ
リウムやアミンによる炭酸ガス吸収装置が採用され、二
次改質ガスの熱回収が行われた後、吸収液に炭酸ガスを
吸収させ、該吸収液を落圧・加熱することによって炭酸
ガスを放出し、再生液は循環使用される。本発明の特徴
は二次改質ガス中のＣＯをＣＯ2 に転化するシフト反応
を行わずに、二次改質ガスは熱回収を行った後、直接に
ＣＯ2 吸収塔に導入することであり、従ってＣＯ濃度の
高いガスが第三工程のメタノール製造装置に導入される
ことになる。なお本発明では二次改質ガスのシフト反応
を行わずに直接にＣＯ2 吸収塔に導入されるので、酸化
炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）の除去量が限定されることに
なることから、メタノールの生産比率が比較的高い場合
にのみ成立することとなり、本発明は一般に重量比でメ
タノールをアンモニアより多量に製造する場合に適用さ
れる。
【００１２】第三工程では第二工程で得られた合成ガス
からメタノールの製造が行われる。メタノール合成装置
の圧力は通常５０〜２００気圧であり、従って本発明に
は高圧の断熱リホーマー装置を用いることによりメタノ
ール合成装置への原料ガス圧縮機を無くする場合にも適
用される。メタノール合成反応には、一般に銅系触媒が
用いられ、反応温度は 200〜300℃である。該反応は主
に次式により反応が行われるので、ＣＯ濃度の高いガス
をメタノール製造装置に導入することは、水素の消費量
が少なくなると共に、水の生成量が少なくなり、高濃度
のメタノールが得られることになる。 ＣＯ ＋ ２Ｈ2 ＝ ＣＨ3 ＯＨ (ｉ) ＣＯ2 ＋ ３Ｈ2 ＝ ＣＨ3 ＯＨ ＋ Ｈ2 Ｏ (ii)
からメタノールの製造が行われる。メタノール合成装置
の圧力は通常５０〜２００気圧であり、従って本発明に
は高圧の断熱リホーマー装置を用いることによりメタノ
ール合成装置への原料ガス圧縮機を無くする場合にも適
用される。メタノール合成反応には、一般に銅系触媒が
用いられ、反応温度は 200〜300℃である。該反応は主
に次式により反応が行われるので、ＣＯ濃度の高いガス
をメタノール製造装置に導入することは、水素の消費量
が少なくなると共に、水の生成量が少なくなり、高濃度
のメタノールが得られることになる。 ＣＯ ＋ ２Ｈ2 ＝ ＣＨ3 ＯＨ (ｉ) ＣＯ2 ＋ ３Ｈ2 ＝ ＣＨ3 ＯＨ ＋ Ｈ2 Ｏ (ii)
【００１３】本発明のもう一つの特徴は、第二工程にお
いて第三工程に供給する合成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモ
ル比を０．３５以下に調整することである。このＣＯ2
／ＣＯのモル比の調整はＣＯ2 吸収塔に供給する吸収液
量などを調整することによっても行うことができるが、
ＣＯ2 吸収塔を通過するガスの一部をバイパスすること
により調整することにより容易に行うことができる。第
三工程に供給する合成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモル比は
０．３５以下、好ましくは０．０１〜０．３の範囲に調
整する。ＣＯ2 ／ＣＯのモル比を０．３５以下に調整す
ることにより次のような利点を有する。 （１）ＣＯ2 ／ＣＯ比を低く保つことによって、上記の
反応式から水素の消費量が減少して原料の炭化水素の原
単位が向上する。また生成水量が減少するのでメタノー
ル精製も有利に行うことができる。 （２）後の実施例に示すように、ＣＯ2 ／ＣＯ比が高く
なるとメタノール合成反応の反応速度が低下する傾向が
あり、またＣＯ2 ／ＣＯ比が高くなると触媒の劣化度合
いが大きくなる。従ってＣＯ2 ／ＣＯのモル比を０．３
５以下に調整することによりメタノール製造装置におい
て高い反応成績が得られ、次のアンモニア製造装置に供
給するガス中の酸化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）が減少
し、メタン化による水素消費量が減少することから、ア
ンモニアの製造も有利に行うことができる。しかしなが
らＣＯ2 ／ＣＯのモル比を極端に低くするとメタノール
の収率が低下するので好ましくない。
いて第三工程に供給する合成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモ
ル比を０．３５以下に調整することである。このＣＯ2
／ＣＯのモル比の調整はＣＯ2 吸収塔に供給する吸収液
量などを調整することによっても行うことができるが、
ＣＯ2 吸収塔を通過するガスの一部をバイパスすること
により調整することにより容易に行うことができる。第
三工程に供給する合成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモル比は
０．３５以下、好ましくは０．０１〜０．３の範囲に調
整する。ＣＯ2 ／ＣＯのモル比を０．３５以下に調整す
ることにより次のような利点を有する。 （１）ＣＯ2 ／ＣＯ比を低く保つことによって、上記の
反応式から水素の消費量が減少して原料の炭化水素の原
単位が向上する。また生成水量が減少するのでメタノー
ル精製も有利に行うことができる。 （２）後の実施例に示すように、ＣＯ2 ／ＣＯ比が高く
なるとメタノール合成反応の反応速度が低下する傾向が
あり、またＣＯ2 ／ＣＯ比が高くなると触媒の劣化度合
いが大きくなる。従ってＣＯ2 ／ＣＯのモル比を０．３
５以下に調整することによりメタノール製造装置におい
て高い反応成績が得られ、次のアンモニア製造装置に供
給するガス中の酸化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）が減少
し、メタン化による水素消費量が減少することから、ア
ンモニアの製造も有利に行うことができる。しかしなが
らＣＯ2 ／ＣＯのモル比を極端に低くするとメタノール
の収率が低下するので好ましくない。
【００１４】本発明の方法では第一工程で空気を用いて
部分酸化を行うので第二工程よりの合成ガス中には多量
の窒素が含まれることになる。このため第三工程のメタ
ノール合成反応器の反応率をできるだけ高めて、未反応
ガスの循環量を少なくすることが望ましい。しかしなが
ら本発明はメタノールをアンモニアより多量に製造する
メタノール・アンモニア併産方法であるので、未反応ガ
スの循環を無くす場合にはパージガス中に多量の未反応
の酸化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）が含まれることにな
り、これをメタン化することにより多量の水素が消費さ
れることになることから、第三工程においてメタノール
合成反応ガス中のメタノール分離後の未反応ガスをメタ
ノール合成反応器に循環使用することが行われる。
部分酸化を行うので第二工程よりの合成ガス中には多量
の窒素が含まれることになる。このため第三工程のメタ
ノール合成反応器の反応率をできるだけ高めて、未反応
ガスの循環量を少なくすることが望ましい。しかしなが
ら本発明はメタノールをアンモニアより多量に製造する
メタノール・アンモニア併産方法であるので、未反応ガ
スの循環を無くす場合にはパージガス中に多量の未反応
の酸化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）が含まれることにな
り、これをメタン化することにより多量の水素が消費さ
れることになることから、第三工程においてメタノール
合成反応ガス中のメタノール分離後の未反応ガスをメタ
ノール合成反応器に循環使用することが行われる。
【００１５】このように本発明では、未反応ガスを循環
し第三工程でのメタノール合成反応の反応率を高めるこ
とにより、第三工程からの装置パージガス中の酸化炭素
成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）を低濃度化し、装置パージガスに
スチームを加えて改質反応やシフト反応を行い炭酸ガス
を除去する操作を行うこと無に、装置パージガス中の酸
化炭素成分を直接にメタン化するものである。従って、
未反応ガスを循環し第三工程でのメタノール合成反応の
反応率を高めることによって、メタノール・アンモニア
併産プロセスが極めて簡略化され、エネルギー損失の少
ないプロセスとなる。
し第三工程でのメタノール合成反応の反応率を高めるこ
とにより、第三工程からの装置パージガス中の酸化炭素
成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）を低濃度化し、装置パージガスに
スチームを加えて改質反応やシフト反応を行い炭酸ガス
を除去する操作を行うこと無に、装置パージガス中の酸
化炭素成分を直接にメタン化するものである。従って、
未反応ガスを循環し第三工程でのメタノール合成反応の
反応率を高めることによって、メタノール・アンモニア
併産プロセスが極めて簡略化され、エネルギー損失の少
ないプロセスとなる。
【００１６】以上の如く第三工程でのメタノール合成反
応器での反応率をできるだけ高めることが必要であり、
このため本発明において第三工程に用いるメタノール合
成反応器には管型反応器を用いることが好ましい。管型
反応器の一例として特公昭56-22854号に記載された反応
器を挙げることができる。この反応器は触媒を充填した
多数の反応管を冷媒で冷却するものであり、これにより
触媒層の温度をほぼ均一に保つことができ、従来のクエ
ンチ型反応器と比較して反応率を上げることができるこ
とから、メタノール・アンモニア併産方法におけるメタ
ノール合成反応器で有利に用いることができる。
応器での反応率をできるだけ高めることが必要であり、
このため本発明において第三工程に用いるメタノール合
成反応器には管型反応器を用いることが好ましい。管型
反応器の一例として特公昭56-22854号に記載された反応
器を挙げることができる。この反応器は触媒を充填した
多数の反応管を冷媒で冷却するものであり、これにより
触媒層の温度をほぼ均一に保つことができ、従来のクエ
ンチ型反応器と比較して反応率を上げることができるこ
とから、メタノール・アンモニア併産方法におけるメタ
ノール合成反応器で有利に用いることができる。
【００１７】本発明では更に、冷媒で囲まれた反応管の
中央部に内管を設け、反応管と内管の間に触媒を充填
し、内管に該反応に供する原料ガスを触媒層での反応ガ
スと向流に流通する管型反応器（以下、二重管型反応器
と称する）を用いることができる。このような反応器と
しては、例えば特開昭60-10657号に記載のもの、或いは
その改良型である特公平4-5487号のものを挙げることが
できる。これらの反応器では二重管式反応管が用いられ
ており、触媒層を通過する反応ガスと内管を通過する未
反応供給ガスが向流で接触するので、出口部の反応ガス
が低温の未反応供給ガスにより冷却されることになり、
反応器出口部の温度を低くすることができることから、
平衡上は反応器出口のメタノール濃度を高めることがで
き、メタノール反応率を上げることができる。
中央部に内管を設け、反応管と内管の間に触媒を充填
し、内管に該反応に供する原料ガスを触媒層での反応ガ
スと向流に流通する管型反応器（以下、二重管型反応器
と称する）を用いることができる。このような反応器と
しては、例えば特開昭60-10657号に記載のもの、或いは
その改良型である特公平4-5487号のものを挙げることが
できる。これらの反応器では二重管式反応管が用いられ
ており、触媒層を通過する反応ガスと内管を通過する未
反応供給ガスが向流で接触するので、出口部の反応ガス
が低温の未反応供給ガスにより冷却されることになり、
反応器出口部の温度を低くすることができることから、
平衡上は反応器出口のメタノール濃度を高めることがで
き、メタノール反応率を上げることができる。
【００１８】このような反応器を用いてメタノール・ア
ンモニア併産プロセスにおいてメタノール反応率を上げ
ることの利点の一つは、循環ガス量を減らすことができ
ることである。該併産プロセスにおけるメタノール合成
装置の原料ガス中に大量の窒素が含まれることから、反
応ガスを循環するためには多くの動力が必要となる。本
発明のよりメタノール合成装置で管型反応器または二重
管型反応器を用いることにより反応ガスの循環量を減ら
すことができるので、反応ガスを循環するための動力を
著しく削減することができると共に、メタノール合成装
置の各機器や配管を小さくすることができるので、メタ
ノール合成装置の建設費の削減効果も大きい。
ンモニア併産プロセスにおいてメタノール反応率を上げ
ることの利点の一つは、循環ガス量を減らすことができ
ることである。該併産プロセスにおけるメタノール合成
装置の原料ガス中に大量の窒素が含まれることから、反
応ガスを循環するためには多くの動力が必要となる。本
発明のよりメタノール合成装置で管型反応器または二重
管型反応器を用いることにより反応ガスの循環量を減ら
すことができるので、反応ガスを循環するための動力を
著しく削減することができると共に、メタノール合成装
置の各機器や配管を小さくすることができるので、メタ
ノール合成装置の建設費の削減効果も大きい。
【００１９】またメタノール・アンモニア併産プロセス
においてメタノール反応率を上げることは、反応ガス中
の酸化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）濃度を下げることとな
る。これらの酸化炭素成分はアンモニア合成反応の触媒
毒となることから、これらの濃度を数ppm 以下のオーダ
ーに低下させる必要があり、通常、シフト反応や炭酸ガ
ス除去を行った後、メタネーターが用いられるが、本発
明ではメタノール反応率を高めることにより炭酸ガス除
去装置等を省略するものである。メタノール反応率を高
めることは、メタネーターの負荷が著しく低下すること
から、メタン化反応による水素損失も削減されることに
なるので大きな効果が得られる。
においてメタノール反応率を上げることは、反応ガス中
の酸化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）濃度を下げることとな
る。これらの酸化炭素成分はアンモニア合成反応の触媒
毒となることから、これらの濃度を数ppm 以下のオーダ
ーに低下させる必要があり、通常、シフト反応や炭酸ガ
ス除去を行った後、メタネーターが用いられるが、本発
明ではメタノール反応率を高めることにより炭酸ガス除
去装置等を省略するものである。メタノール反応率を高
めることは、メタネーターの負荷が著しく低下すること
から、メタン化反応による水素損失も削減されることに
なるので大きな効果が得られる。
【００２０】第四工程の装置パージガス中の酸化炭素成
分をメタン化する操作は公知の方法によって、一般にニ
ッケル系触媒を用い 250〜450 ℃で反応が行われる。ア
ンモニア合成装置の圧力は１００〜２００気圧であり、
もし必要ならばメタノール装置パージガスをメタン化処
理した後、公知の方法によってアンモニア合成が行われ
る。本発明のメタノール・アンモニア併産プロセスにお
いて、非常に簡略化されたプロセスで合理的にメタノー
ルおよびアンモニアを併産することができるので、エネ
ルギー消費量が少なく、効率的に製造することができ
る。
分をメタン化する操作は公知の方法によって、一般にニ
ッケル系触媒を用い 250〜450 ℃で反応が行われる。ア
ンモニア合成装置の圧力は１００〜２００気圧であり、
もし必要ならばメタノール装置パージガスをメタン化処
理した後、公知の方法によってアンモニア合成が行われ
る。本発明のメタノール・アンモニア併産プロセスにお
いて、非常に簡略化されたプロセスで合理的にメタノー
ルおよびアンモニアを併産することができるので、エネ
ルギー消費量が少なく、効率的に製造することができ
る。
【００２１】次に図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明によりメタノールとアンモニア併産する場合の
フロー図の一例である。図１において先ず第一工程で、
原料の炭化水素(PNG) と水蒸気(STEAM）が一次改質炉1
に導入され一次改質反応が行われた後、二次改質炉2 で
空気(AIR) が導入されて部分酸化と二次改質反応が行わ
れる。二次改質炉からの高温ガスは熱交換器3 において
熱回収が行われた後、第二工程の炭酸ガス除去装置4 に
入り、二次改質ガス中のＣＯ2 が除去される。本発明に
おいて第二工程でのＣＯ2 除去量によりメタノールとア
ンモニアの生産比率が決定されるが、そのＣＯ2 除去量
とＣＯ2 ／ＣＯのモル比は、通常ＣＯ2 吸収塔のバイパ
ス量により調整される。
は本発明によりメタノールとアンモニア併産する場合の
フロー図の一例である。図１において先ず第一工程で、
原料の炭化水素(PNG) と水蒸気(STEAM）が一次改質炉1
に導入され一次改質反応が行われた後、二次改質炉2 で
空気(AIR) が導入されて部分酸化と二次改質反応が行わ
れる。二次改質炉からの高温ガスは熱交換器3 において
熱回収が行われた後、第二工程の炭酸ガス除去装置4 に
入り、二次改質ガス中のＣＯ2 が除去される。本発明に
おいて第二工程でのＣＯ2 除去量によりメタノールとア
ンモニアの生産比率が決定されるが、そのＣＯ2 除去量
とＣＯ2 ／ＣＯのモル比は、通常ＣＯ2 吸収塔のバイパ
ス量により調整される。
【００２２】前述の如く本発明で高圧の断熱リホーマー
装置を用いることによりメタノール合成装置への原料ガ
ス圧縮機を無くする場合もあるが、一般には以上の第一
工程及び第二工程の圧力は２０〜４０気圧であるので、
第二工程からの合成ガス(b)は圧縮機により５０〜２０
０気圧に昇圧されて第三工程のメタノール製造工程に導
入される。第三工程では第二工程からの合成ガス(b) と
メタノール分離器8 からの循環ガスが合流して熱交換器
6 において加熱されてメタノール合成塔7 に導入され
る。通常、メタノール合成反応器では銅系触媒が用いら
れてメタノール合成反応が行われ、メタノール合成反応
ガスは熱交換器6 で冷却されてメタノール分離器8 で粗
メタノールが分離される。この粗メタノールはメタノー
ル蒸留装置9 で精製され製品メタノールが得られる。
装置を用いることによりメタノール合成装置への原料ガ
ス圧縮機を無くする場合もあるが、一般には以上の第一
工程及び第二工程の圧力は２０〜４０気圧であるので、
第二工程からの合成ガス(b)は圧縮機により５０〜２０
０気圧に昇圧されて第三工程のメタノール製造工程に導
入される。第三工程では第二工程からの合成ガス(b) と
メタノール分離器8 からの循環ガスが合流して熱交換器
6 において加熱されてメタノール合成塔7 に導入され
る。通常、メタノール合成反応器では銅系触媒が用いら
れてメタノール合成反応が行われ、メタノール合成反応
ガスは熱交換器6 で冷却されてメタノール分離器8 で粗
メタノールが分離される。この粗メタノールはメタノー
ル蒸留装置9 で精製され製品メタノールが得られる。
【００２３】メタノール分離器8 での分離ガスの一部は
循環されるが、残部はメタノール装置パージガス(c) と
してメタン化装置10に送られて酸化炭素成分をメタン化
した後、第四工程のアンモニア製造装置に導入される。
アンモニア製造装置ではアンモニア合成塔11で公知の方
法によりアンモニア合成反応が行われ、反応ガスが冷却
れれてアンモニア分離器12で製品アンモニアが分離され
る。アンモニア分離器からの分離ガスの一部は循環され
るが、残部はアンモニア装置パージガス(d) として熱交
換器13でアンモニアが回収された後、系外に排出され
る。
循環されるが、残部はメタノール装置パージガス(c) と
してメタン化装置10に送られて酸化炭素成分をメタン化
した後、第四工程のアンモニア製造装置に導入される。
アンモニア製造装置ではアンモニア合成塔11で公知の方
法によりアンモニア合成反応が行われ、反応ガスが冷却
れれてアンモニア分離器12で製品アンモニアが分離され
る。アンモニア分離器からの分離ガスの一部は循環され
るが、残部はアンモニア装置パージガス(d) として熱交
換器13でアンモニアが回収された後、系外に排出され
る。
【００２４】
【実施例】次に実施例および比較例により本発明を更に
具体的に説明する。但し本発明はこれらの実施例により
制限されるものでない。なお以下の実施例および比較例
において(a),(b),(c) および(d) はフロー図に対応する
ものである。また、メタノール合成カーボン収率および
水素有効利用率は次の数値である。
具体的に説明する。但し本発明はこれらの実施例により
制限されるものでない。なお以下の実施例および比較例
において(a),(b),(c) および(d) はフロー図に対応する
ものである。また、メタノール合成カーボン収率および
水素有効利用率は次の数値である。
【００２５】実施例１
図１のフローにおいて、次の組成の原料炭化水素(a) １
２００kg-mol/hと水蒸気(STEAM）をスチーム／カーボン
比＝３．５、８００℃、２８気圧で一次改質反応の後、
空気９７５kg-mol/hを導入して二次改質反応を行う。 ＣＨ4 Ｃ2 Ｈ6 Ｃ3 Ｈ8 n-Ｃ4 Ｈ10 mol% 90.0 7.0 2.0 1.0 得られた二次改質ガスの熱回収を行った後、炭酸カリウ
ムを用いた炭酸ガス除去装置に導入する。但し二次改質
ガスの１５％はＣＯ2 吸収塔をバイパスする。この場合
のＣＯ2 除去量は５２５kg-mol/hであり、合成ガス(b)
は５８２０kg-mol/hで、次の組成である。 ＣＨ4 ＣＯ ＣＯ2 Ｈ2 Ｎ2 Ａｒ Ｈ2 Ｏ mol% 2.5 12.2 1.6 70.2 13.2 0.2 0.1
２００kg-mol/hと水蒸気(STEAM）をスチーム／カーボン
比＝３．５、８００℃、２８気圧で一次改質反応の後、
空気９７５kg-mol/hを導入して二次改質反応を行う。 ＣＨ4 Ｃ2 Ｈ6 Ｃ3 Ｈ8 n-Ｃ4 Ｈ10 mol% 90.0 7.0 2.0 1.0 得られた二次改質ガスの熱回収を行った後、炭酸カリウ
ムを用いた炭酸ガス除去装置に導入する。但し二次改質
ガスの１５％はＣＯ2 吸収塔をバイパスする。この場合
のＣＯ2 除去量は５２５kg-mol/hであり、合成ガス(b)
は５８２０kg-mol/hで、次の組成である。 ＣＨ4 ＣＯ ＣＯ2 Ｈ2 Ｎ2 Ａｒ Ｈ2 Ｏ mol% 2.5 12.2 1.6 70.2 13.2 0.2 0.1
【００２６】メタノール製造装置では二重管型反応器で
銅系触媒を用い、圧力１０５気圧、温度２２０〜２７０
℃でメタノール合成反応を行う。メタノール製造装置の
循環ガス／合成ガス比は１．５とする。メタノール製造
装置からの装置パージガス(c) はメタン化反応器中でメ
タン化反応の後、アンモニア製造装置に導入する。アン
モニア製造装置では鉄系触媒を用い、圧力１４０気圧、
温度３７０〜４５０℃でアンモニア合成反応を行う。ア
ンモニア製造装置の循環ガス／合成ガス比は５．０とす
る。メタノール製造装置の運転開始時と、３３０日後の
運転終了時におけるメタノールおよびアンモニアの生産
量とその比率、メタノール合成カーボン収率、水素有効
利用率等とメタノール装置パージガス(c) およびアンモ
ニア装置パージガス(d) の組成を表１に示す。
銅系触媒を用い、圧力１０５気圧、温度２２０〜２７０
℃でメタノール合成反応を行う。メタノール製造装置の
循環ガス／合成ガス比は１．５とする。メタノール製造
装置からの装置パージガス(c) はメタン化反応器中でメ
タン化反応の後、アンモニア製造装置に導入する。アン
モニア製造装置では鉄系触媒を用い、圧力１４０気圧、
温度３７０〜４５０℃でアンモニア合成反応を行う。ア
ンモニア製造装置の循環ガス／合成ガス比は５．０とす
る。メタノール製造装置の運転開始時と、３３０日後の
運転終了時におけるメタノールおよびアンモニアの生産
量とその比率、メタノール合成カーボン収率、水素有効
利用率等とメタノール装置パージガス(c) およびアンモ
ニア装置パージガス(d) の組成を表１に示す。
【００２７】実施例２
実施例１において空気量を９００kg-mol/hとし、二次改
質ガスのＣＯ2 吸収塔のバイパスを２８％とする以外
は、実施例１と同様とする。この場合のＣＯ2 除去量は
４３５kg-mol/hであり、合成ガス(b) は５７７５ kg-mo
l/h で、次の組成である。 ＣＨ4 ＣＯ ＣＯ2 Ｈ2 Ｎ2 Ａｒ Ｈ2 Ｏ mol% 2.9 12.0 3.0 69.7 12.1 0.2 0.1 メタノール製造装置の運転開始時と、３３０日後の運転
終了時におけるメタノールおよびアンモニアの生産量と
その比率、メタノール合成カーボン収率、水素有効利用
率等とメタノール装置パージガス(c) およびアンモニア
装置パージガス(d) の組成を表１に示す。
質ガスのＣＯ2 吸収塔のバイパスを２８％とする以外
は、実施例１と同様とする。この場合のＣＯ2 除去量は
４３５kg-mol/hであり、合成ガス(b) は５７７５ kg-mo
l/h で、次の組成である。 ＣＨ4 ＣＯ ＣＯ2 Ｈ2 Ｎ2 Ａｒ Ｈ2 Ｏ mol% 2.9 12.0 3.0 69.7 12.1 0.2 0.1 メタノール製造装置の運転開始時と、３３０日後の運転
終了時におけるメタノールおよびアンモニアの生産量と
その比率、メタノール合成カーボン収率、水素有効利用
率等とメタノール装置パージガス(c) およびアンモニア
装置パージガス(d) の組成を表１に示す。
【００２８】比較例１
実施例１において空気量を６７５kg-mol/hとし、二次改
質ガスのＣＯ2 吸収塔のバイパスを５０％とする以外
は、実施例１と同様とする。この場合のＣＯ2 除去量は
３００kg-mol/hであり、合成ガス(b) は５６４０ kg-mo
l/h で、次の組成である。 ＣＨ4 ＣＯ ＣＯ2 Ｈ2 Ｎ2 Ａｒ Ｈ2 Ｏ mol% 4.2 11.3 5.6 69.3 9.4 0.1 0.1 メタノール製造装置の運転開始時と、３３０日後の運転
終了時におけるメタノールおよびアンモニアの生産量と
その比率、メタノール合成カーボン収率、水素有効利用
率等とメタノール装置パージガス(c) およびアンモニア
装置パージガス(d) の組成を表１に示す。
質ガスのＣＯ2 吸収塔のバイパスを５０％とする以外
は、実施例１と同様とする。この場合のＣＯ2 除去量は
３００kg-mol/hであり、合成ガス(b) は５６４０ kg-mo
l/h で、次の組成である。 ＣＨ4 ＣＯ ＣＯ2 Ｈ2 Ｎ2 Ａｒ Ｈ2 Ｏ mol% 4.2 11.3 5.6 69.3 9.4 0.1 0.1 メタノール製造装置の運転開始時と、３３０日後の運転
終了時におけるメタノールおよびアンモニアの生産量と
その比率、メタノール合成カーボン収率、水素有効利用
率等とメタノール装置パージガス(c) およびアンモニア
装置パージガス(d) の組成を表１に示す。
【００２９】
【発明の効果】以上の実施例から、本発明によりメタノ
ール合成ガスのＣＯ2 ／ＣＯ比を０．３以下とすること
により高い反応速度が得られ、メタノール製造装置での
収率（メタノール合成収率）が向上することが分かる。
またこれによりメタノール合成における生成水量が減少
するのでメタノール精製も有利に行うことができる。更
に実施例から、ＣＯ2 ／ＣＯ比が０．３５より高い場合
には触媒の劣化度合いが大きくなり、運転終了時におい
てメタノール装置パージ中のＣＯ及びＣＯ2の濃度が著
しく高くなるので、メタン化による水素消費量が増加
し、プロセス全体の有効水素利用率が低下することが分
かる。本発明ではメタノール装置パージガスの改質反応
器やシフト反応器が無いのでプロセスが非常に簡略化さ
れ、従ってエネルギー損失が小さくなり、メタノールお
よびアンモニアを有利に製造することができる。
ール合成ガスのＣＯ2 ／ＣＯ比を０．３以下とすること
により高い反応速度が得られ、メタノール製造装置での
収率（メタノール合成収率）が向上することが分かる。
またこれによりメタノール合成における生成水量が減少
するのでメタノール精製も有利に行うことができる。更
に実施例から、ＣＯ2 ／ＣＯ比が０．３５より高い場合
には触媒の劣化度合いが大きくなり、運転終了時におい
てメタノール装置パージ中のＣＯ及びＣＯ2の濃度が著
しく高くなるので、メタン化による水素消費量が増加
し、プロセス全体の有効水素利用率が低下することが分
かる。本発明ではメタノール装置パージガスの改質反応
器やシフト反応器が無いのでプロセスが非常に簡略化さ
れ、従ってエネルギー損失が小さくなり、メタノールお
よびアンモニアを有利に製造することができる。
【００３０】
【表１】
【図１】本発明によりメタノールとアンモニア併産する
場合のフロー図の一例である。
場合のフロー図の一例である。
【符号の説明】
１：一次改質炉
２：二次改質炉
４：炭酸ガス除去装置
７：メタノール合成塔
９：メタノール蒸留装置
１０：メタン化装置
１１：アンモニア合成塔
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１０年９月９日（１９９８．９．９）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項４
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】本発明のもう一つの特徴は、第二工程にお
いて第三工程に供給する合成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモ
ル比を０．３５以下に調整することである。このＣＯ2
／ＣＯのモル比の調整はＣＯ2 吸収塔に供給する吸収液
量などを調整することによっても行うことができるが、
ＣＯ2 吸収塔を通過するガスの一部をバイパスすること
により容易に行うことができる。第三工程に供給する合
成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモル比は０．３５以下、好ま
しくは０．０１〜０．３の範囲に調整する。ＣＯ2 ／Ｃ
Ｏのモル比を０．３５以下に調整することにより次のよ
うな利点を有する。 （１）ＣＯ2 ／ＣＯ比を低く保つことによって、上記の
反応式から水素の消費量が減少して原料の炭化水素の原
単位が向上する。また生成水量が減少するのでメタノー
ル精製も有利に行うことができる。 （２）後の実施例に示すように、ＣＯ2 ／ＣＯ比が高く
なるとメタノール合成反応の反応速度が低下する傾向が
あり、またＣＯ2 ／ＣＯ比が高くなると触媒の劣化度合
いが大きくなる。 従ってＣＯ2 ／ＣＯのモル比を０．３５以下に調整する
ことによりメタノール製造装置において高い反応成績が
得られ、次のアンモニア製造装置に供給するガス中の酸
化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）が減少し、メタン化による
水素消費量が減少することから、アンモニアの製造も有
利に行うことができる。しかしながらＣＯ2 ／ＣＯのモ
ル比を極端に低くするとメタノールの収率が低下するの
で好ましくない。
いて第三工程に供給する合成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモ
ル比を０．３５以下に調整することである。このＣＯ2
／ＣＯのモル比の調整はＣＯ2 吸収塔に供給する吸収液
量などを調整することによっても行うことができるが、
ＣＯ2 吸収塔を通過するガスの一部をバイパスすること
により容易に行うことができる。第三工程に供給する合
成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモル比は０．３５以下、好ま
しくは０．０１〜０．３の範囲に調整する。ＣＯ2 ／Ｃ
Ｏのモル比を０．３５以下に調整することにより次のよ
うな利点を有する。 （１）ＣＯ2 ／ＣＯ比を低く保つことによって、上記の
反応式から水素の消費量が減少して原料の炭化水素の原
単位が向上する。また生成水量が減少するのでメタノー
ル精製も有利に行うことができる。 （２）後の実施例に示すように、ＣＯ2 ／ＣＯ比が高く
なるとメタノール合成反応の反応速度が低下する傾向が
あり、またＣＯ2 ／ＣＯ比が高くなると触媒の劣化度合
いが大きくなる。 従ってＣＯ2 ／ＣＯのモル比を０．３５以下に調整する
ことによりメタノール製造装置において高い反応成績が
得られ、次のアンモニア製造装置に供給するガス中の酸
化炭素成分（ＣＯ、ＣＯ2 ）が減少し、メタン化による
水素消費量が減少することから、アンモニアの製造も有
利に行うことができる。しかしながらＣＯ2 ／ＣＯのモ
ル比を極端に低くするとメタノールの収率が低下するの
で好ましくない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】
【発明の効果】以上の実施例から、本発明によりメタノ
ール合成ガスのＣＯ2 ／ＣＯ比を０．３以下とすること
により高い反応速度が得られ、メタノール製造装置での
収率（メタノール合成カーボン収率）が向上することが
分かる。またこれによりメタノール合成における生成水
量が減少するのでメタノール精製も有利に行うことがで
きる。更に実施例から、ＣＯ2 ／ＣＯ比が０．３５より
高い場合には触媒の劣化度合いが大きくなり、運転終了
時においてメタノール装置パージ中のＣＯ及びＣＯ2の
濃度が著しく高くなるので、メタン化による水素消費量
が増加し、プロセス全体の有効水素利用率が低下するこ
とが分かる。本発明ではメタノール装置パージガスの改
質反応器やシフト反応器が無いのでプロセスが非常に簡
略化され、従ってエネルギー損失が小さくなり、メタノ
ールおよびアンモニアを有利に製造することができる。
ール合成ガスのＣＯ2 ／ＣＯ比を０．３以下とすること
により高い反応速度が得られ、メタノール製造装置での
収率（メタノール合成カーボン収率）が向上することが
分かる。またこれによりメタノール合成における生成水
量が減少するのでメタノール精製も有利に行うことがで
きる。更に実施例から、ＣＯ2 ／ＣＯ比が０．３５より
高い場合には触媒の劣化度合いが大きくなり、運転終了
時においてメタノール装置パージ中のＣＯ及びＣＯ2の
濃度が著しく高くなるので、メタン化による水素消費量
が増加し、プロセス全体の有効水素利用率が低下するこ
とが分かる。本発明ではメタノール装置パージガスの改
質反応器やシフト反応器が無いのでプロセスが非常に簡
略化され、従ってエネルギー損失が小さくなり、メタノ
ールおよびアンモニアを有利に製造することができる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC29 AC41 BA21 BC10
BC11 BC31 BD20 BD70 BD81
BD84 BE30 BE40 BE41 BE60
BN10
Claims (7)
- 【請求項１】炭化水素からメタノール・アンモニアを併
産する方法において、（１）炭化水素と水蒸気の混合ガ
スより一次改質反応を行い、次に空気を加えて部分酸化
の後、二次改質反応を行う第一工程、（２）第一工程で
得られた改質ガス中の炭酸ガスを除去する第二工程、
（３）第二工程で得られた合成ガスよりメタノールを製
造する第三工程、（４）第三工程からの装置パージガス
中の酸化炭素成分をメタン化した後、アンモニアを製造
する第四工程からなり、プロセス内でＣＯをＣＯ2 に転
化するシフト反応器を使用しないことを特徴とするメタ
ノール・アンモニア併産方法。 - 【請求項２】第二工程で改質ガス中の全部もしくは一部
を炭酸ガスを除去するＣＯ2 吸収塔に通過させることに
より合成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモル比を０．３５以下
に調整する請求項１に記載のメタノール・アンモニア併
産方法。 - 【請求項３】合成ガス中のＣＯ2 ／ＣＯのモル比を０．
０１〜０．３の範囲とする請求項２に記載のメタノール
・アンモニア併産方法。 - 【請求項４】第三工程においてメタノール合成反応ガス
中のメタノール分離後のガスをメタノール反応合成器に
循環使用する請求項１に記載のメタノール・アンモニア
併産方法。 - 【請求項５】第三工程のメタノール合成反応器が管型反
応器である請求項４に記載のメタノール・アンモニア併
産方法。 - 【請求項６】メタノール反応器が、冷媒で囲まれた反応
管の中央部に内管を設け、反応管と内管の間に触媒を充
填し、内管に該反応に供する原料ガスを触媒層での反応
ガスと向流に流通する管型反応器である請求項５に記載
のメタノール・アンモニア併産方法。 - 【請求項７】第一工程の二次改質炉に導入される空気
に、酸素富化膜によって酸素濃度を高めた空気を使用す
る請求項１に記載のメタノール・アンモニア併産方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22972398A JP4168210B2 (ja) | 1998-08-14 | 1998-08-14 | メタノール・アンモニア併産方法 |
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|---|---|---|---|
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Publications (2)
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|---|---|
| JP2000063115A true JP2000063115A (ja) | 2000-02-29 |
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Family
ID=16896697
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