JP2002212120A - Method for synthesizing oxygen-containing compound and device therefor - Google Patents

Method for synthesizing oxygen-containing compound and device therefor

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JP2002212120A
JP2002212120A JP2001014337A JP2001014337A JP2002212120A JP 2002212120 A JP2002212120 A JP 2002212120A JP 2001014337 A JP2001014337 A JP 2001014337A JP 2001014337 A JP2001014337 A JP 2001014337A JP 2002212120 A JP2002212120 A JP 2002212120A
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Japan
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reactor
carbon dioxide
water
hydrogen
gas
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JP2001014337A
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Kazuaki Ota
和明 太田
Akio Umemura
昭男 梅村
Akira Tanaka
皓 田中
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Mitsubishi Materials Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To rationalize and simplify a process for synthesizing an oxygen- containing compound without using a harmful carbon monoxide. SOLUTION: This method for synthesizing the oxygen-containing compound comprises introducing a hydrocarbon resource, an oxidizing agent and water into a conversion zone 28 maintained at 600 to 1,000 deg.C in a reactor 11 maintained at 12 to 35 MPa to convert into the reaction product in the semi- critical or supercritical state of the water, introducing the product into a water- separating zone 30 maintained at 150 to 360 deg.C to liquidize and separate the contained water, introducing the product into a synthetic zone 35 maintained at 250 to 450 deg.C to synthesize the oxygen-containing compound and water, introducing the gas exhausted from the reactor into the first separator 12 to separate the oxygen-containing compound from the gas containing the unreacted hydrogen and the carbon dioxide, introducing the gas containing the separated hydrogen and carbon dioxide into the second separator 13 to separate the carbon dioxide from the gas containing the hydrogen and the carbon dioxide, and then introducing the separated hydrogen gas into the synthesis zone.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、重質油等の化石由
来資源、或いは廃プラスチック等の再生可能な資源を亜
臨界水又は超臨界水或いは超臨界二酸化炭素中で転換
し、この転換により生じた反応生成物を原料として含酸
素化合物を合成する方法及びこの装置に関するものであ
る。
The present invention relates to the conversion of fossil-derived resources such as heavy oil or renewable resources such as waste plastics into subcritical water or supercritical water or supercritical carbon dioxide. The present invention relates to a method for synthesizing an oxygen-containing compound by using a generated reaction product as a raw material, and an apparatus for the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】アジア地域は石炭資源に恵まれているも
のの、その約半分は亜瀝青炭、褐炭等の低品位炭と推定
されている。この低品位炭は含水率及び酸素含有量が高
いため発熱量が低く、また活性が高いため乾燥すると自
然発火し易いのが特徴である。従って輸送や貯蔵には適
さず、これまでは山元近傍での発電用燃料や家庭用燃料
として一部使用されているにすぎず、その利用方法が限
られていた。限りある石炭資源を有効に利用する観点か
ら、低品位炭の性質に応じた利用技術の開発が重要とな
っていた。
2. Description of the Related Art Although the Asian region is blessed with coal resources, about half of it is estimated to be low-grade coal such as sub-bituminous coal and lignite. This low-grade coal is characterized by a low calorific value due to a high water content and a high oxygen content, and is easily fired spontaneously when dried due to its high activity. Therefore, it is not suitable for transportation or storage, and has been used only partially as a fuel for power generation and household fuel in the vicinity of the hill, and its use has been limited. From the viewpoint of effective use of limited coal resources, it has been important to develop utilization technologies according to the properties of low-grade coal.

【0003】一方、メタノールの合成は、天然ガス、石
油、石炭等の炭化水素資源を原料とし、この原料から得
られる水性ガス(一酸化炭素、水素、二酸化炭素の合成
ガス)を酸化亜鉛に銅や金属酸化物を加えた不均一触媒
により加熱、加圧することによりメタノールを合成する
方法が工業的方法として確立されている。メタノールの
化石資源からの合成方法は、図3に示すように、先ずガ
ス化炉により温度1200〜1700℃、圧力3MPa
程度に維持して炭化水素資源をガス化する。次いでガス
化により得られた生成ガスを精製する。この精製工程に
より脱硫が行われる。次いで生成ガスからCO2吸収工
程にてCO2を吸収させて生成ガスよりCO2を分離す
る。生成ガスより分離したCO2を吸収した吸収体は加
熱してCO2と吸収剤とに分離される。分離したCO2
系外へ放出される。CO 2を分離した水素及び一酸化炭
素を主成分とするガスを、水素と一酸化炭素との組成比
がH2/CO=2となるようにガス組成を調整する。組
成調整したガスを昇圧してメタノール合成に必要な10
〜15MPa程度の圧力にした後、触媒を用いて、温度
250〜360℃程度でメタノールを下記式(1)に示
す反応により合成する。
[0003] On the other hand, the synthesis of methanol is based on natural gas and stone.
Using hydrocarbon resources such as oil and coal as raw materials,
Water gas (synthesis of carbon monoxide, hydrogen and carbon dioxide)
Gas) zinc oxide with copper or metal oxide added to heterogeneous catalyst
Synthesizes methanol by heating and pressurizing
The method has been established as an industrial method. Methanol
As shown in Fig. 3, the method of synthesis from fossil resources is
Temperature 1200 to 1700 ° C, pressure 3MPa
And gasify hydrocarbon resources. Then gas
The product gas obtained by the conversion is purified. In this purification process
More desulfurization is performed. Next, CO 2TwoAbsorber
About COTwoTo absorb CO from the product gasTwoIsolate
You. CO separated from product gasTwoThe absorber that absorbed
Heat COTwoAnd absorbent. Separated COTwoIs
Released outside the system. CO TwoFrom hydrogen and carbon monoxide
Gas containing hydrogen as the main component, the composition ratio of hydrogen and carbon monoxide
Is HTwoThe gas composition is adjusted so that / CO = 2. set
The pressure of the adjusted gas is increased to 10
After adjusting the pressure to about 15 MPa, using a catalyst,
The methanol is represented by the following formula (1) at about 250 to 360 ° C.
It is synthesized by the following reaction.

【0004】 CO + 2H2 → CH3OH + 21.7kcal ……(1) 得られたメタノールを未反応ガスと分離し、冷却して粗
メタノールとして回収する。未反応の一酸化炭素及び水
素はガス調整されてリサイクルされる。
[0004] CO + 2H 2 → CH 3 OH + 21.7 kcal (1) The obtained methanol is separated from the unreacted gas, cooled and recovered as crude methanol. Unreacted carbon monoxide and hydrogen are gas-conditioned and recycled.

【0005】メタノールは常温常圧で液体であり、貯
蔵、輸送、払い出しの全ての取扱いが石油燃料と同じ
か、類似の方法で処理可能である。同様に、メタノール
を脱水して得られるジメチルエーテル(DiMethyl Ethe
r、以下、DMEという。)も加圧した状態で容易に液
化するため、ほぼメタノールと同様の処理が可能であ
る。メタノール及びDMEはその燃焼で硫黄酸化物(S
Ox)が発生せず、また窒素酸化物(NOx)の発生も
少ない。更に煤塵や未燃炭化水素の発生がほとんどな
く、排ガス中に重金属等の汚染物質が含まれないなど環
境に優しい代替燃料として非常に望ましいことが国際的
に理解されるようになってきている。特にメタノールは
次世代の自動車に採用が予定されている燃料電池の燃料
としても高く注目を集めている。
[0005] Methanol is liquid at normal temperature and pressure, and can be treated in the same or similar manner as petroleum fuel in all handling of storage, transportation and dispensing. Similarly, dimethyl ether obtained by dehydrating methanol (DiMethyl Ethe
r, hereinafter referred to as DME. ) Is also easily liquefied in a pressurized state, so that almost the same treatment as with methanol is possible. Methanol and DME produce sulfur oxides (S
Ox) is not generated, and generation of nitrogen oxide (NOx) is small. Furthermore, it has been recognized internationally that it is very desirable as an environmentally friendly alternative fuel, since there is almost no generation of dust and unburned hydrocarbons and no pollutants such as heavy metals are contained in exhaust gas. In particular, methanol has attracted much attention as a fuel for fuel cells that are scheduled to be used in next-generation vehicles.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のガス化
炉を用いたメタノールの合成プロセスでは以下の課題が
あった。即ち、ガス化における反応圧力とメタノール
合成に必要な圧力が大きく異なることからプロセス中間
にガスを昇圧する工程が必要となる。また、ガス化、ガ
ス精製、メタノール合成の各工程におけるそれぞれの温
度が、高→低→中と変化が激しい。ガス化炉で得られ
る生成ガスはメタノール合成に必要なH2/CO組成に
対して、COリッチとなっているためにH2ガスの付加
が系外から必要となる。毒性ガスであるCOをメタノ
ール合成の原料としているため、その取扱いが厳しい。
上記化学式(1)に示すようにH2/CO組成でのメ
タノール合成反応は発熱量が大きいために、除熱を効果
的に行う必要がある。本発明の目的は、含酸素化合物合
成プロセスの合理化及び簡略化を図る含酸素化合物の合
成方法及びその装置を提供することにある。本発明の目
的は、有害な一酸化炭素を使用しないプロセスを用いた
含酸素化合物の合成方法及びその装置を提供することに
ある。
However, the conventional process for synthesizing methanol using a gasification furnace has the following problems. That is, since the reaction pressure in gasification is largely different from the pressure required for methanol synthesis, a step of increasing the pressure of gas during the process is required. Further, the temperatures in the respective steps of gasification, gas purification, and methanol synthesis change drastically from high to low to medium. Since the product gas obtained in the gasification furnace is rich in CO with respect to the H 2 / CO composition required for methanol synthesis, it is necessary to add H 2 gas from outside the system. Since CO, a toxic gas, is used as a raw material for methanol synthesis, its handling is severe.
As shown in the chemical formula (1), the methanol synthesis reaction with the H 2 / CO composition generates a large amount of heat, so it is necessary to effectively remove the heat. An object of the present invention is to provide a method for synthesizing an oxygen-containing compound and an apparatus therefor for streamlining and simplifying the process for synthesizing an oxygen-containing compound. An object of the present invention is to provide a method and an apparatus for synthesizing an oxygen-containing compound using a process that does not use harmful carbon monoxide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明は、
図1に示すように、反応器11内部を12〜35MPa
の圧力にするとともに反応器11内部の温度600〜1
000℃に維持した転換領域28に炭化水素資源を酸化
剤及び水とともに導入して炭化水素資源を水の亜臨界又
は超臨界状態で水素及び二酸化炭素を含む反応生成物に
転換する工程と、転換領域28で転換した反応生成物を
反応器11内部の温度150〜360℃に維持した水分
離領域30に導入して反応生成物に含まれる水を液化し
て分離する工程と、反応生成物を反応器11内部の温度
250〜450℃に維持した合成領域35に導入して反
応生成物に含まれる水素及び二酸化炭素より含酸素化合
物と水とを合成する工程と、反応器11より含酸素化合
物、水、水素及び二酸化炭素を含むガスを排出する工程
と、反応器11から排出されるガスを温度100〜20
0℃、圧力12〜35MPaに維持した第1分離器12
に導入して含酸素化合物と未反応の水素及び二酸化炭素
を含むガスとに分離する工程と、分離された水素及び二
酸化炭素を含むガスを温度−70〜20℃、圧力12〜
35MPaに維持した第2分離器13に導入して水素及
び二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を分離して、分
離した水素を反応器11内部の合成領域35に導入する
工程とを含む含酸素化合物の合成方法である。請求項1
に係る発明では、反応器内部に形成された転換領域で炭
化水素資源を転換し、水分離領域で反応生成物に含まれ
る水分を分離し、合成領域で反応生成物より含酸素化合
物を合成する。このように反応器内部で転換から合成ま
で行うため、含酸素化合物合成プロセスの合理化及び簡
略化を図ることができる。水の亜臨界又は超臨界状態に
より炭化水素資源を二酸化炭素及び水素に転換し、この
転換した二酸化炭素及び水素をメタノール合成の原料と
するため、従来の一酸化炭素及び水素ガスからなる含酸
素化合物の合成反応に比べて二酸化炭素及び水素ガスに
よる合成反応は発熱量が低いため、除熱が容易になる。
また、含酸素化合物の合成に有害な一酸化炭素を使用し
ないため毒性ガスの取扱いが不要となり、更なる簡略化
が図れる。
According to the first aspect of the present invention,
As shown in FIG. 1, the inside of the reactor 11 is 12 to 35 MPa.
And the temperature inside the reactor 11 is 600 to 1
Converting hydrocarbon resources into a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide in a subcritical or supercritical state of water by introducing hydrocarbon resources together with an oxidizing agent and water into the conversion zone 28 maintained at 000 ° C. Introducing the reaction product converted in the region 28 into a water separation region 30 maintained at a temperature of 150 to 360 ° C. inside the reactor 11 to liquefy and separate water contained in the reaction product; A step of introducing oxygen-containing compound and water from hydrogen and carbon dioxide contained in the reaction product by introducing the compound into the synthesis zone 35 maintained at a temperature of 250 to 450 ° C. inside the reactor 11, Discharging a gas containing water, hydrogen and carbon dioxide, and converting the gas discharged from the reactor 11 to a temperature of 100 to 20.
First separator 12 maintained at 0 ° C. and pressure of 12 to 35 MPa
And separating the oxygen-containing compound and a gas containing unreacted hydrogen and carbon dioxide into a gas containing hydrogen and carbon dioxide at a temperature of −70 to 20 ° C. and a pressure of 12 to
Introducing carbon dioxide from a gas containing hydrogen and carbon dioxide by introducing the hydrogen into the second separator 13 maintained at 35 MPa, and introducing the separated hydrogen into the synthesis region 35 inside the reactor 11. Is a synthesis method. Claim 1
In the invention according to the invention, hydrocarbon resources are converted in a conversion region formed inside the reactor, water contained in a reaction product is separated in a water separation region, and an oxygen-containing compound is synthesized from the reaction product in a synthesis region. . In this way, since the process from conversion to synthesis is performed inside the reactor, the process for synthesizing the oxygen-containing compound can be rationalized and simplified. Hydrocarbon resources are converted into carbon dioxide and hydrogen by the subcritical or supercritical state of water, and the converted carbon dioxide and hydrogen are used as raw materials for methanol synthesis. Since the synthesis reaction using carbon dioxide and hydrogen gas has a lower calorific value than the synthesis reaction of, heat removal becomes easier.
Further, since harmful carbon monoxide is not used in the synthesis of the oxygen-containing compound, handling of toxic gas is not required, and further simplification can be achieved.

【0008】請求項2に係る発明は、請求項1に係る発
明であって、反応器11内部の水分離領域30に脱硫剤
を添加する合成方法である。請求項2に係る発明では、
炭化水素資源に硫黄分が含まれる場合、水分離領域に脱
硫剤を添加することにより、硫黄分を容易に系外に除去
できる。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, which is a synthesis method in which a desulfurizing agent is added to the water separation region 30 inside the reactor 11. In the invention according to claim 2,
When the hydrocarbon resource contains sulfur, the sulfur can be easily removed from the system by adding a desulfurizing agent to the water separation region.

【0009】請求項3に係る発明は、図2に示すよう
に、反応器11内部を12〜35MPaの圧力にすると
ともに反応器11内部の温度600〜1000℃に維持
した転換領域28に炭化水素資源を水、酸化剤及び二酸
化炭素とともに導入して炭化水素資源を二酸化炭素の超
臨界状態で水素及び二酸化炭素を含む反応生成物に転換
する工程と、反応生成物を反応器11内部の温度250
〜450℃に維持した合成領域35に導入して反応生成
物に含まれる水素及び二酸化炭素より含酸素化合物と水
とを合成する工程と、反応器11より含酸素化合物、
水、水素及び二酸化炭素を含むガスを排出する工程と、
反応器11から排出されるガスを温度100〜200
℃、圧力12〜35MPaに維持した第1分離器12に
導入して含酸素化合物及び水と未反応の水素及び二酸化
炭素を含むガスとに分離する工程と、分離された水素及
び二酸化炭素を含むガスを温度−70〜20℃、圧力1
2〜35MPaに維持した第2分離器13に導入して水
素及び二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を分離し
て、分離した水素を反応器11内部の合成領域35に導
入し、分離した二酸化炭素を反応器11内部の転換領域
28に導入する工程とを含む含酸素化合物の合成方法で
ある。請求項3に係る発明では、超臨界流体に二酸化炭
素を用いているため、この二酸化炭素を反応媒体として
だけでなく合成反応の反応物質として利用できる。
As shown in FIG. 2, the invention according to claim 3 is characterized in that the inside of the reactor 11 is brought to a pressure of 12 to 35 MPa and the hydrocarbon is contained in the conversion zone 28 in which the temperature inside the reactor 11 is maintained at 600 to 1000 ° C. Converting the hydrocarbon resources into a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide in a supercritical state of carbon dioxide by introducing resources together with water, an oxidizing agent and carbon dioxide;
A step of introducing oxygen into the synthesis region 35 maintained at ~ 450 ° C to synthesize oxygenates and water from hydrogen and carbon dioxide contained in the reaction product;
Discharging a gas containing water, hydrogen and carbon dioxide;
The gas discharged from the reactor 11 has a temperature of 100 to 200.
C., a step of introducing into the first separator 12 maintained at a pressure of 12 to 35 MPa to separate the oxygen-containing compound and water into a gas containing unreacted hydrogen and carbon dioxide, including the separated hydrogen and carbon dioxide Gas at temperature -70 ~ 20 ° C, pressure 1
It is introduced into the second separator 13 maintained at 2 to 35 MPa to separate carbon dioxide from the gas containing hydrogen and carbon dioxide, and the separated hydrogen is introduced into the synthesis area 35 inside the reactor 11, and the separated carbon dioxide Is introduced into the conversion region 28 in the reactor 11. In the invention according to claim 3, since carbon dioxide is used as the supercritical fluid, this carbon dioxide can be used not only as a reaction medium but also as a reactant of a synthesis reaction.

【0010】請求項4に係る発明は、請求項3に係る発
明であって、反応器11内部の転換領域28と合成領域
35の間に位置する領域に脱硫剤を添加する合成方法で
ある。請求項4に係る発明では、炭化水素資源に硫黄分
が含まれる場合、転換領域28と合成領域35の間に位
置する領域に脱硫剤を添加することにより、硫黄分を硫
化水素の形態で容易に系外に除去できる。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3, which is a synthesis method in which a desulfurizing agent is added to a region located between the conversion region 28 and the synthesis region 35 inside the reactor 11. In the invention according to claim 4, when the hydrocarbon resource contains sulfur, the sulfur is easily converted into hydrogen sulfide by adding a desulfurizing agent to a region located between the conversion region 28 and the synthesis region 35. Can be removed outside the system.

【0011】請求項5に係る発明は、図4に示すよう
に、両端が封止されかつ水の超臨界状態を維持可能に構
成された縦型の反応器11と、反応器11から排出され
るガスを含酸素化合物及び水と水素及び二酸化炭素を含
むガスとに分離する第1分離器12と、分離された水素
及び二酸化炭素を含むガスから二酸化炭素を分離する第
2分離器13とを有し、図5に示すように、反応器11
は、その一端に設けられ反応器11内部に炭化水素資源
と水と酸化剤とを導入するための導入口14と、反応器
11内部に設けられ炭化水素資源を水の亜臨界又は超臨
界状態で水素及び二酸化炭素を含む反応生成物に転換さ
せる転換領域28と、転換領域28の上方の反応器11
内部に設けられ転換反応により生成した反応生成物を冷
却して凝縮水を作る冷却器29と、冷却器29と転換領
域28の間の反応器11内部に設けられ冷却器29から
滴下する凝縮水と転換反応により生成した反応生成物と
を接触させる気液接触器31と、気液接触器31に脱硫
剤を供給する脱硫剤供給パイプ37と、気液接触器31
に貯留する凝縮水を抜き出す排液バルブ47と、冷却器
29の上方の反応器11内部に設けられ反応生成物に含
まれる水素及び二酸化炭素から含酸素化合物を合成する
合成器32と、反応器11の頂部に設けられ含酸素化合
物、水、水素及び二酸化炭素を含むガスを排出するガス
排出口16とを備えた含酸素化合物の合成装置である。
請求項5に係る発明では、反応器内部に形成された転換
領域で転換反応を行い、冷却器及び気液接触器で反応生
成物から水を分離除去し、合成器で水素及び二酸化炭素
を含む反応生成物より含酸素化合物の合成を行うため、
装置の簡略化が図れる。
As shown in FIG. 4, the invention according to claim 5 has a vertical reactor 11 having both ends sealed and configured to be able to maintain a supercritical state of water, and a reactor discharged from the reactor 11. A first separator 12 that separates a gas containing oxygen and water and a gas containing hydrogen and carbon dioxide, and a second separator 13 that separates carbon dioxide from the separated gas containing hydrogen and carbon dioxide And as shown in FIG.
Is provided at one end thereof for introducing a hydrocarbon resource, water and an oxidizing agent into the inside of the reactor 11, and is provided with a hydrocarbon resource provided inside the reactor 11 in a subcritical or supercritical state of water. Conversion zone 28, which converts the reaction product into a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide, and a reactor 11 above the conversion zone 28.
A cooler 29 provided inside to cool the reaction product generated by the conversion reaction to produce condensed water; and a condensed water provided inside the reactor 11 between the cooler 29 and the conversion area 28 and dripped from the cooler 29. Gas-liquid contactor 31 for bringing the gas into contact with the reaction product generated by the conversion reaction, a desulfurizing agent supply pipe 37 for supplying a desulfurizing agent to gas-liquid contactor 31, and a gas-liquid contactor 31
A drain valve 47 for extracting condensed water stored in the reactor; a synthesizer 32 provided inside the reactor 11 above the cooler 29 to synthesize an oxygen-containing compound from hydrogen and carbon dioxide contained in a reaction product; The apparatus for synthesizing an oxygen-containing compound is provided with a gas outlet 16 provided at the top of the chamber 11 for discharging a gas containing an oxygen-containing compound, water, hydrogen and carbon dioxide.
In the invention according to claim 5, a conversion reaction is performed in a conversion region formed inside the reactor, water is separated and removed from a reaction product by a cooler and a gas-liquid contactor, and hydrogen and carbon dioxide are contained in a synthesizer. In order to synthesize an oxygen-containing compound from the reaction product,
The apparatus can be simplified.

【0012】請求項6に係る発明は、請求項5に係る発
明であって、図5に示すように、冷却器29が反応器1
1の縦方向に配設された多重管式又はコイル式冷却器で
あって、冷却器29の冷媒流入管路29aに設けられ冷
媒の流量を調整する流量調整バルブ33と、反応器11
内部の冷却器29と合成器32との間の温度を検出する
温度センサ34と、温度センサ34の検出出力に基づい
て流量調整バルブ33を制御する第1コントローラ36
とを備えた合成装置である。請求項6に係る発明では、
第1コントローラが温度センサにより流量調整バルブを
制御して冷却器の冷却能力を常に一定に保つため、冷却
器による超臨界水状態の反応生成物の凝縮が確実に行わ
れる。これにより生成物と凝縮水とが分離され、凝縮水
を効率よく気液接触器に貯えることができる。また、冷
却器による過冷却が防止されるため、超臨界流体による
反応を適切に行うことができる。
The invention according to claim 6 is the invention according to claim 5, wherein, as shown in FIG.
1. A multi-tube or coil-type cooler disposed in the vertical direction, wherein the flow control valve 33 is provided in the refrigerant inflow pipe 29a of the cooler 29 and adjusts the flow rate of the refrigerant;
A temperature sensor 34 for detecting the temperature between the internal cooler 29 and the synthesizer 32, and a first controller 36 for controlling the flow regulating valve 33 based on the detection output of the temperature sensor 34
And a synthesizing device comprising: In the invention according to claim 6,
Since the first controller controls the flow control valve by the temperature sensor to keep the cooling capacity of the cooler constant, the condensation of the reaction product in the supercritical water state by the cooler is reliably performed. Thereby, the product and the condensed water are separated, and the condensed water can be efficiently stored in the gas-liquid contactor. Further, since supercooling by the cooler is prevented, the reaction with the supercritical fluid can be appropriately performed.

【0013】請求項7に係る発明は、請求項5又は6に
係る発明であって、図5に示すように、合成器32が反
応器11の縦方向に配設された多重管式又はコイル式冷
却手段を有し、冷却手段の冷媒流入管路32aに設けら
れ冷媒の流量を調整する流量調整バルブ48と、反応器
11の内頂部付近の温度を検出する温度センサ49と、
温度センサ49の検出出力に基づいて流量調整バルブ4
8を制御する第2コントローラ51とを備えた合成装置
である。請求項7に係る発明では、第2コントローラが
温度センサにより流量調整バルブを制御して冷却手段の
冷却能力を常に一定に保つため、合成器による含酸素化
合物の合成が確実に行われる。
The invention according to claim 7 is the invention according to claim 5 or 6, wherein, as shown in FIG. 5, a multi-tube type or coil in which a synthesizer 32 is disposed in the longitudinal direction of the reactor 11. A flow control valve 48 having a cooling means and provided in the refrigerant inflow pipe 32a of the cooling means for adjusting the flow rate of the refrigerant, a temperature sensor 49 for detecting a temperature near the inner top of the reactor 11,
Flow control valve 4 based on the detection output of temperature sensor 49
And a second controller 51 for controlling the control unit 8. In the invention according to claim 7, since the second controller controls the flow control valve by the temperature sensor to keep the cooling capacity of the cooling means constant at all times, the synthesis of the oxygen-containing compound by the synthesizer is reliably performed.

【0014】請求項8に係る発明は、請求項5ないし7
いずれかに係る発明であって、図5又は図6に示すよう
に、合成器32が縦方向に配列され触媒が充填された複
数の多重管式又は触媒が充填された流動層式合成器であ
る合成装置である。
The invention according to claim 8 is the invention according to claims 5 to 7
In the invention according to any of the above, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, the synthesizer 32 is a multiple tube type or a fluidized bed type synthesizer filled with a catalyst in which a plurality of the synthesizers 32 are vertically arranged and filled with a catalyst. There is a synthesizer.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明において、水の亜臨界又は
超臨界状態とは600〜1000℃の温度でかつ12〜
35MPaの圧力にある水の状態を意味する。また、本
発明の二酸化炭素の超臨界状態とは31〜1000℃の
温度でかつ12〜35MPaの圧力にある二酸化炭素の
状態を意味する。上記温度及び圧力条件の下限値未満で
あると転換反応が遅く、炭化水素資源の分解効率がよく
ない。上記温度及び圧力条件の上限値を越えると反応器
に負荷がかかり過ぎるため、効率的ではない。本発明に
おいて合成される含酸素化合物としては、メタノール、
DME等が挙げられる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the subcritical or supercritical state of water is defined as a temperature of 600 to 1000 ° C and a temperature of 12 to 12 ° C.
It means the state of water at a pressure of 35 MPa. The supercritical state of carbon dioxide of the present invention means a state of carbon dioxide at a temperature of 31 to 1000 ° C. and a pressure of 12 to 35 MPa. If the temperature and pressure conditions are below the lower limits, the conversion reaction is slow and the efficiency of hydrocarbon resource decomposition is poor. Exceeding the upper limits of the above temperature and pressure conditions is not efficient because the reactor is overloaded. As the oxygen-containing compound synthesized in the present invention, methanol,
DME and the like.

【0016】炭化水素資源としては、石炭、石油系炭化
水素、廃プラスチック、有機汚泥、有機廃棄物等が挙げ
られる。石炭としては、褐炭、亜瀝青炭、瀝青炭等が例
示される。石油系炭化水素には重質油、超重質油等が挙
げられ、重質油としては原油、A重油、B重油、C重
油、常圧蒸留残渣、減圧蒸留残渣等が、超重質油として
は天然ビチューメン、天然タール等がそれぞれ例示され
る。廃プラスチックには、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリエステル、塩
化ビニリデン等の熱可塑性樹脂が例示される。有機廃棄
物にはPCB等を含む廃油等が例示される。
The hydrocarbon resources include coal, petroleum hydrocarbons, waste plastics, organic sludge, and organic waste. Examples of coal include lignite, subbituminous coal, bituminous coal, and the like. Petroleum hydrocarbons include heavy oil, ultra-heavy oil, and the like. Examples of heavy oil include crude oil, heavy A oil, heavy B oil, heavy C oil, atmospheric distillation residue, and vacuum distillation residue. Examples include natural bitumen, natural tar, and the like. Examples of the waste plastic include thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polystyrene, polyester, and vinylidene chloride. Examples of the organic waste include waste oil containing PCB and the like.

【0017】炭化水素資源は、スラリー又はエマルジョ
ンの形態にすることがコーキング現象の抑制のため好ま
しい。炭化水素資源が石炭のような固体の場合には、粉
砕し水と混合したスラリーに調製され、炭化水素資源が
重質油のような液体の場合には、重質油と水とを混合し
たエマルジョンに調製される。スラリー中の水に対する
炭化水素資源の濃度は発熱量で1000〜6000kc
al/kgになるように調製される。1000kcal
/kg未満では反応温度の維持が難しく、6000kc
al/kgを越えると未分解割合が多くなる。
The hydrocarbon resources are preferably in the form of a slurry or an emulsion for suppressing the coking phenomenon. When the hydrocarbon resource is a solid such as coal, it is crushed and prepared into a slurry mixed with water, and when the hydrocarbon resource is a liquid such as heavy oil, the heavy oil and water are mixed. It is prepared into an emulsion. The concentration of hydrocarbon resources with respect to the water in the slurry is 1000 to 6000 kc in calorific value.
It is prepared to be al / kg. 1000kcal
/ Kg, it is difficult to maintain the reaction temperature.
If it exceeds al / kg, the undecomposed ratio increases.

【0018】また酸化剤には酸素、空気、過酸化水素等
が挙げられる。脱硫剤にはZnO、CuO、FeO等が
挙げられる。触媒には、CuO・ZnO・La23、Cu
・ZnO・Al23、Cu・ZnO・ZrO2、Cu・ZnO
・Cr23、Cu・ZnO・MnO、Cu・ZnO・Al2
3・ZrO2、Cu・ZnO・Al23・Cr23、Cu・P
d・ZnO・Al23等が挙げられる。
The oxidizing agent includes oxygen, air, hydrogen peroxide and the like. Examples of the desulfurizing agent include ZnO, CuO, and FeO. The catalyst includes CuO.ZnO.La 2 O 3 , Cu
· ZnO · Al 2 O 3, Cu · ZnO · ZrO 2, Cu · ZnO
· Cr 2 O 3, Cu · ZnO · MnO, Cu · ZnO · Al 2 O
3 · ZrO 2 , Cu · ZnO · Al 2 O 3 · Cr 2 O 3 , Cu · P
d.ZnO.Al 2 O 3 and the like.

【0019】次に本発明の実施の形態を図面に基づいて
説明する。図4に示すように、本発明の合成装置10は
反応器11と、第1分離器12と第2分離器13とを備
える。反応器11は縦型で両端を封止されかつ水の超臨
界状態を維持可能に構成される。反応器11の周囲には
図示しない保温材とともに保温及び予熱用のヒータが設
けられる。反応器11は、その側部に導入口14、頂部
にガス排出口16、底部に灰分取出口17をそれぞれ有
する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 4, the synthesis device 10 of the present invention includes a reactor 11, a first separator 12 and a second separator 13. The reactor 11 is a vertical type, both ends of which are sealed, and is configured to be able to maintain a supercritical state of water. Around the reactor 11, a heater for keeping heat and preheating together with a heat insulating material not shown are provided. The reactor 11 has an inlet 14 on the side, a gas outlet 16 on the top, and an ash outlet 17 on the bottom.

【0020】導入口14には混合器18により混合され
たスラリーがポンプ19及びプレヒータ21で昇圧昇温
されて供給される。また導入口14には水がタンク22
からポンプ23及びプレヒータ24で昇圧昇温されて亜
臨界又は超臨界水となって供給される。更に導入口14
には酸化剤がポンプ27及びプレヒータ28で昇圧昇温
されて供給される。更にこの場合、図示しないが、被処
理液と水、又は水と酸化剤を一緒に混合し、ポンプ及び
プレヒータで昇圧昇温して水の亜臨界又は超臨界状態と
なって導入口14に供給してもよい。
The slurry mixed by the mixer 18 is supplied to the inlet 14 after the temperature of the slurry is increased by a pump 19 and a preheater 21. Water is supplied to the inlet 14 from the tank 22.
From the pump 23 and the preheater 24 to supply subcritical or supercritical water. Further introduction port 14
The oxidizing agent is supplied at a high pressure by a pump 27 and a preheater 28. Further, in this case, although not shown, the liquid to be treated and water or the water and the oxidizing agent are mixed together, and the pressure is increased by a pump and a preheater to be in a subcritical or supercritical state of water and supplied to the inlet 14. May be.

【0021】図5に示すように、反応器11はその内部
に転換領域28、冷却器29、気液接触器31及び合成
器32をそれぞれ有する。転換領域28では水の亜臨界
又は超臨界状態で炭化水素資源を水素及び二酸化炭素を
含む反応生成物に転換する。
As shown in FIG. 5, the reactor 11 has therein a conversion area 28, a cooler 29, a gas-liquid contactor 31, and a synthesizer 32, respectively. In the conversion zone 28, hydrocarbon resources are converted to a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide in a subcritical or supercritical state of water.

【0022】冷却器29はこの転換領域28の上方の反
応器11内部に設けられ、転換領域28で転換した反応
生成物に含まれる水を凝縮して分離する。冷却器29は
反応器11の縦方向に配設された多重管式又はコイル式
冷却器である。冷却器29の部分を亜臨界又は超臨界状
態の反応生成物が通過し、この周囲には冷媒(例えば
水)が流れる。超臨界水状態の反応生成物はここで超臨
界水状態の温度未満に冷却される。冷却温度は150〜
360℃の範囲内に維持される。冷却器29の冷媒は上
部の流入管路29aから流入し、下部の流出管路29b
から流出するようになっている。冷媒流入管路29aに
は冷媒の流量を調整する流量調整バルブ33が設けられ
る。反応器11内部の冷却器29と合成器32との間に
は温度を検出する温度センサ34が設けられる。温度セ
ンサ34の検出出力は第1コントローラ36の制御入力
に接続され、その制御出力は流量調整バルブ33に接続
される。
A cooler 29 is provided inside the reactor 11 above the conversion region 28, and condenses and separates water contained in the reaction product converted in the conversion region 28. The cooler 29 is a multi-tube or coil-type cooler disposed in the longitudinal direction of the reactor 11. A reaction product in a subcritical or supercritical state passes through a portion of the cooler 29, and a coolant (for example, water) flows around this. The reaction product in the supercritical water state is cooled below the temperature in the supercritical water state. Cooling temperature is 150 ~
Maintained in the range of 360 ° C. The refrigerant in the cooler 29 flows in from the upper inflow line 29a, and flows into the lower outflow line 29b.
It comes out of the. A flow control valve 33 for adjusting the flow rate of the refrigerant is provided in the refrigerant inflow pipe 29a. A temperature sensor 34 for detecting a temperature is provided between the cooler 29 and the synthesizer 32 inside the reactor 11. The detection output of the temperature sensor 34 is connected to the control input of the first controller 36, and the control output is connected to the flow control valve 33.

【0023】気液接触器31は転換領域28と冷却器2
9との間の反応器11内部に設けられ、冷却器29で凝
縮した凝縮水を貯留するととともに凝縮水と転換領域2
8で転換した反応生成物とを接触させる。気液接触器3
1の上部には脱硫剤供給パイプ37の一端が設けられ、
この脱硫剤供給パイプ37の他端は反応器11側部に設
けられた脱硫剤供給口38に接続される。脱硫剤供給口
38には脱硫剤がポンプ59及びプレヒータ61で昇圧
昇温されて供給される。図7で拡大して示すように、気
液接触器31はバルブキャップトレイ型であり、上トレ
イ39及び下トレイ41が間隔をあけて設けられる。ト
レイ39,41にはそれぞれ複数の短管39a,41a
がトレイ39,41を貫通して立設され、これらの短管
39a,41aの上端には小キャップ39b,41bが
被さって設けられる。また反応器11の内壁11aに沿
って、トレイ39,41の各一端には長管42が、下ト
レイ41の他端には長管43が設けられる。長管42は
その上部が上トレイ39を貫通し、下端が下トレイ41
の上面近傍まで延びる。また長管43はその上部が下ト
レイ41を貫通し、その下端近傍には受け皿43aが設
けられる。長管42,43は各上端が小キャップ39
b,41bの上面と同位置に設けられる。受け皿43a
の上端より低位置の反応器側部には排液口44が設けら
れる。この排液口44には管路46、排液バルブ47が
接続される。
The gas-liquid contactor 31 includes a conversion area 28 and a cooler 2.
, The condensed water condensed in the cooler 29 is stored, and the condensed water and the conversion region 2 are condensed.
8. Contact with the reaction product converted in 8. Gas-liquid contactor 3
One end of a desulfurizing agent supply pipe 37 is provided on the upper part of 1.
The other end of the desulfurizing agent supply pipe 37 is connected to a desulfurizing agent supply port 38 provided on the side of the reactor 11. The desulfurizing agent is supplied to the desulfurizing agent supply port 38 by raising the temperature of the desulfurizing agent by the pump 59 and the preheater 61. As shown in an enlarged manner in FIG. 7, the gas-liquid contactor 31 is of a valve cap tray type, and an upper tray 39 and a lower tray 41 are provided at intervals. Each of the trays 39, 41 has a plurality of short tubes 39a, 41a.
Are erected through the trays 39, 41, and small caps 39b, 41b are provided on the upper ends of the short tubes 39a, 41a. Along the inner wall 11a of the reactor 11, a long tube 42 is provided at one end of each of the trays 39 and 41, and a long tube 43 is provided at the other end of the lower tray 41. The upper end of the long tube 42 penetrates the upper tray 39, and the lower end thereof is the lower tray 41.
To the vicinity of the upper surface of. The upper portion of the long tube 43 penetrates the lower tray 41, and a tray 43a is provided near the lower end thereof. The upper ends of the long tubes 42 and 43 are small caps 39.
b, 41b are provided at the same position as the upper surface. Saucer 43a
A drain port 44 is provided on the side of the reactor lower than the upper end of the reactor. A conduit 46 and a drain valve 47 are connected to the drain port 44.

【0024】図5に戻って、合成器32は冷却器29の
上方の反応器11内部に設けられ、水を分離した反応生
成物に含まれる水素及び二酸化炭素より含酸素化合物を
合成する。合成器32は縦方向に配列され触媒が充填さ
れた複数の多重管式か、または図6に示すように、触媒
が充填された流動層式合成器である。多重管式合成器3
2は縦方向に配列された複数の多重管、分散板及び冷却
手段から構成され、多重管内部に小円筒の形状に成形し
たペレット状の触媒が充填される。この充填部は水素及
び二酸化炭素を含む反応生成物が流通可能な気孔を有す
る。流動層式合成器は底部に形成された分散板上に粉状
の触媒が充填されて構成される。冷却手段は充填した粉
状の触媒に覆われる位置に配置される。この流動層式合
成器では粉流体を流動させる流動用ガスは転換領域、分
離領域を通過した反応生成物である。
Returning to FIG. 5, the synthesizer 32 is provided inside the reactor 11 above the cooler 29, and synthesizes an oxygen-containing compound from hydrogen and carbon dioxide contained in the reaction product from which water has been separated. The synthesizer 32 is a multi-tube type, which is arranged vertically and is filled with a catalyst, or a fluidized bed type synthesizer filled with a catalyst as shown in FIG. Multiple tube type synthesizer 3
Numeral 2 is composed of a plurality of multiple tubes arranged vertically, a dispersion plate and cooling means, and the inside of the multiple tubes is filled with a pellet-shaped catalyst formed into a small cylinder. This filling portion has pores through which a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide can flow. The fluidized bed type synthesizer is configured by filling a powdery catalyst on a dispersion plate formed at the bottom. The cooling means is arranged at a position where the cooling means is covered with the filled powdery catalyst. In this fluidized bed type synthesizer, the flowing gas for flowing the powder fluid is a reaction product that has passed through the conversion region and the separation region.

【0025】冷却手段は縦方向に配設された多重管式又
はコイル式であり、合成器の種類によって選択される。
この冷却手段の部分を反応生成物が通過し、この周囲に
は冷媒(例えば水)が流れる。反応生成物はここで含酸
素化合物の合成温度範囲である250℃〜450℃に維
持される。冷却手段の冷媒は上部の流入管路32aから
流入し、下部の流出管路32bから流出するようになっ
ている。冷媒流入管路32aには冷媒の流量を調整する
流量調整バルブ48が設けられる。反応器11内部の内
頂部付近の温度を検出する温度センサ49が設けられ
る。温度センサ49の検出出力は第2コントローラ51
の制御入力に接続され、その制御出力は流量調整バルブ
48に接続される。
The cooling means is of a multi-tube type or a coil type arranged in the vertical direction, and is selected according to the type of the synthesizer.
The reaction product passes through the portion of the cooling means, around which a coolant (eg, water) flows. The reaction product is maintained at 250 ° C. to 450 ° C., which is the synthesis temperature range of the oxygen-containing compound. The refrigerant of the cooling means flows in from the upper inflow line 32a and flows out from the lower outflow line 32b. A flow control valve 48 for controlling the flow rate of the refrigerant is provided in the refrigerant inflow pipe 32a. A temperature sensor 49 for detecting a temperature near the inner top inside the reactor 11 is provided. The detection output of the temperature sensor 49 is
, And its control output is connected to a flow control valve 48.

【0026】図4に示すように、反応器11と第1分離
器12とは、管路52を介して接続される。管路52の
途中にはクーラ53が設けられる。第1分離器12は頂
部にガス排出口12aを、底部に液体排出口12bをそ
れぞれ有する。第1分離器12と第2分離器13とは管
路54を介して接続される。管路54の途中にはクーラ
56が設けられる。第2分離器13は頂部にガス排出口
13aを、底部に液体排出口13bをそれぞれ有する。
第2分離器13と反応器11は管路57を介して接続さ
れる。管路57の途中にはポンプ62及びヒータ58が
設けられる。
As shown in FIG. 4, the reactor 11 and the first separator 12 are connected via a pipe 52. A cooler 53 is provided in the middle of the pipe 52. The first separator 12 has a gas outlet 12a at the top and a liquid outlet 12b at the bottom. The first separator 12 and the second separator 13 are connected via a pipe 54. A cooler 56 is provided in the middle of the pipe 54. The second separator 13 has a gas outlet 13a at the top and a liquid outlet 13b at the bottom.
The second separator 13 and the reactor 11 are connected via a line 57. A pump 62 and a heater 58 are provided in the middle of the pipe 57.

【0027】このように構成された合成装置10による
反応を炭化水素資源として石炭を用いた場合について図
1に基づいて説明する。 (a) 転換領域 石炭と水とを混合器に供給してスラリーを調製し、この
スラリーと酸化剤及び水からなる昇圧昇温された混合流
体を導入口14から内部が12〜35MPaの圧力に保
たれた反応器11の転換領域28に導入する。転換領域
28では温度600〜1000℃に維持され、ここで炭
化水素資源をメタン、水素及び二酸化炭素を含む反応生
成物に転換する。転換した反応生成物に含まれる成分の
うち、灰分は反応器11底部に重力沈降し、灰分取出口
17より抜き出される。
A description will be given of a case where coal is used as a hydrocarbon resource with reference to FIG. (a) Conversion area Coal and water are supplied to a mixer to prepare a slurry, and the mixed fluid comprising the slurry, the oxidizing agent, and water, which has been pressurized and heated, is supplied from the inlet 14 to a pressure of 12 to 35 MPa. It is introduced into the conversion zone 28 of the kept reactor 11. In the conversion zone 28, the temperature is maintained at 600-1000 ° C., where the hydrocarbon resources are converted to a reaction product containing methane, hydrogen and carbon dioxide. Of the components contained in the converted reaction product, the ash is gravity-sedimented at the bottom of the reactor 11 and is extracted from the ash outlet 17.

【0028】(b) 分離領域 反応により生成した超臨界水状態の反応生成物のうち、
固体を含まない成分は気液接触器31及び冷却器29か
ら構成される水分離領域30を通過し、更に合成器32
から構成される合成領域35を通って反応器11の内頂
部に向う。冷却器29で超臨界水状態の反応生成物は超
臨界水の温度未満の150〜360℃の範囲内まで冷却
され、その一部は亜臨界水状態となって凝縮水となり、
残部は含酸素化合物の合成ガスとして合成器32に至
る。これにより含酸素化合物の合成ガスと凝縮水とが分
離される。この冷却器29の冷却温度は温度センサ3
4、流量調整バルブ33及び第1コントローラ36によ
り所定温度に維持される。この制御により同時にガス排
出口16より超臨界水状態の反応生成物が排出されるの
が抑制される。
(B) Separation zone Of the reaction products in the supercritical water state generated by the reaction,
The solid-free components pass through a water separation zone 30 consisting of a gas-liquid contactor 31 and a cooler 29, and
To the inner top of the reactor 11. The reaction product in the supercritical water state is cooled in the cooler 29 to a temperature in the range of 150 to 360 ° C., which is lower than the temperature of the supercritical water, and a part of the reaction product becomes a subcritical water state and becomes condensed water.
The remainder reaches the synthesizer 32 as a synthesis gas of an oxygen-containing compound. Thereby, the synthesis gas of the oxygen-containing compound and the condensed water are separated. The cooling temperature of the cooler 29 is determined by the temperature sensor 3
4. The temperature is maintained at a predetermined temperature by the flow control valve 33 and the first controller 36. By this control, the reaction product in the supercritical water state is simultaneously prevented from being discharged from the gas discharge port 16.

【0029】図7に示した冷却器29から滴下する凝縮
水が先ず上トレイ39に落ち、上トレイ39上に貯えら
れる。次いで上トレイ39上の凝縮水の水位が上昇し、
この水位が長管42の上端を越えると、凝縮水は長管4
2を通って下トレイ41に至り、下トレイ41上に貯え
られる。次に下トレイ41上の凝縮水の水位が上昇し、
この水位が長管43の上端を越えると、凝縮水は長管4
3を通って受け皿43aに一端貯まった後、反応器11
の側部に設けた排出口44より排液バルブ47を通って
適宜系外へ抜き出される。上トレイ39には脱硫剤供給
パイプ37を介して脱硫剤が供給される。この状態で、
超臨界水による反応で生成した固体を除く反応生成物
は、最初に短管41aを通り、小キャップ41bを気圧
により押上げて、下トレイ41上の凝縮水中を通って、
下トレイ41と上トレイ39の間の領域40に達する。
この領域40に到達した反応生成物は、同様に短管39
aを通り、小キャップ39bを押上げて、上トレイ39
上の凝縮水中を通って冷却器29(図5)に向う。これ
により気液接触器31に一時的に貯留した凝縮水に転換
領域28から反応容器11の内頂部に向かう超臨界水状
態の反応生成物が接触するので、この反応生成物に同伴
しているH2Sガスを凝縮水に溶解するとともに脱硫剤
により脱硫して無機塩にすることができる。この分離領
域では転換領域で分離しきれなかった灰分も分離でき
る。
The condensed water dropped from the cooler 29 shown in FIG. 7 first falls on the upper tray 39 and is stored on the upper tray 39. Next, the level of condensed water on the upper tray 39 rises,
When this water level exceeds the upper end of the long pipe 42, the condensed water
2 to the lower tray 41 and is stored on the lower tray 41. Next, the level of condensed water on the lower tray 41 rises,
When this water level exceeds the upper end of the long pipe 43, the condensed water
3 and once stored in the tray 43a, the reactor 11
Through a drain valve 47 from a discharge port 44 provided on the side of the nozzle. A desulfurizing agent is supplied to the upper tray 39 via a desulfurizing agent supply pipe 37. In this state,
The reaction product excluding the solid generated by the reaction with the supercritical water first passes through the short pipe 41a, pushes up the small cap 41b by the atmospheric pressure, passes through the condensed water on the lower tray 41,
It reaches the area 40 between the lower tray 41 and the upper tray 39.
The reaction products reaching this region 40 are likewise short tubes 39
a, and push up the small cap 39b so that the upper tray 39
Through the above condensed water to cooler 29 (FIG. 5). As a result, the reaction product in the supercritical water state coming from the conversion region 28 toward the inner top of the reaction vessel 11 comes into contact with the condensed water temporarily stored in the gas-liquid contactor 31 and accompanies the reaction product. H 2 S gas can be dissolved in condensed water and desulfurized with a desulfurizing agent to form inorganic salts. In this separation region, ash that could not be separated in the conversion region can also be separated.

【0030】(c) 合成領域 分離領域で水を分離した反応生成物は温度250〜45
0℃に維持された合成領域に導入される。ここで反応生
成物に含まれる水素及び二酸化炭素は合成器に充填され
た触媒を通ることにより、主に下記式(2)に示す反応
が進行する。 CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O + 11.8kcal ……(2)
(C) Synthesis zone The reaction product from which water has been separated in the separation zone has a temperature of 250-45.
It is introduced into the synthesis zone maintained at 0 ° C. Here, hydrogen and carbon dioxide contained in the reaction product pass through the catalyst filled in the synthesizer, whereby the reaction mainly represented by the following formula (2) proceeds. CO 2 + 3H 2 → CH 3 OH + H 2 O + 11.8 kcal (2)

【0031】この反応は、従来のH2/CO組成におけ
るメタノールの合成反応に比べて発熱量が少なく、除熱
が容易である。この化学式(2)より反応前と反応後の
モル数の違いから圧力が高いほど反応が促進する。この
ため、圧力は高い方が好ましい。また、合成触媒中に脱
水触媒を添加した場合には得られたメタノールが圧力に
より下記反応式(3)に示す脱水反応を起こしDMEも
合成される。 2CH3OH → CH3OCH3 + H2O ……(3)
This reaction has a smaller calorific value and is easier to remove heat than a conventional methanol synthesis reaction with a H 2 / CO composition. According to the chemical formula (2), the higher the pressure, the more the reaction is promoted due to the difference in the number of moles before and after the reaction. For this reason, the pressure is preferably higher. When a dehydration catalyst is added to the synthesis catalyst, the obtained methanol causes a dehydration reaction represented by the following reaction formula (3) due to the pressure, and DME is also synthesized. 2CH 3 OH → CH 3 OCH 3 + H 2 O (3)

【0032】(d) 第1分離器 合成領域35で合成された含酸素化合物と水と未反応の
水素及び二酸化炭素は第1分離器で、100〜200℃
まで冷却されて含酸素化合物及び水と水素及び二酸化炭
素とに分離される。分離された含酸素化合物と水は、図
示しない蒸留装置により水が除去されて含酸素化合物を
精製物として得ることができる。
(D) First Separator The oxygen-containing compound synthesized in the synthesizing section 35, water and unreacted hydrogen and carbon dioxide are passed through the first separator at 100 to 200 ° C.
And separated into oxygenates and water, hydrogen and carbon dioxide. From the separated oxygen-containing compound and water, water is removed by a distillation device (not shown) to obtain the oxygen-containing compound as a purified product.

【0033】(e) 第2分離器 第1分離器で分離された水素及び二酸化炭素は第2分離
器に導入され、ここで−70〜20℃まで冷却されて水
素と二酸化炭素とに分離される。分離された水素は合成
領域35に導入され、二酸化炭素は回収される。冷却温
度を低くすることにより二酸化炭素の回収率を上げるこ
とができる。なお、本実施の形態では気液接触器にバル
ブキャップトレイ型を用いたが、その他に、デミスター
ブランケット型のものを用いてもよい。
(E) Second separator The hydrogen and carbon dioxide separated in the first separator are introduced into the second separator, where they are cooled to -70 to 20 ° C and separated into hydrogen and carbon dioxide. You. The separated hydrogen is introduced into the synthesis area 35, and the carbon dioxide is recovered. By lowering the cooling temperature, the recovery rate of carbon dioxide can be increased. In the present embodiment, a valve cap tray type is used for the gas-liquid contactor. Alternatively, a demister blanket type may be used.

【0034】[0034]

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。 <実施例1>炭化水素資源原料として直鎖系炭化水素で
あるウンデカン(C1124)を用意した。先ず、このウ
ンデカンに水と原料との比が水/原料比=2となるよう
に水を添加混合してスラリーを調製し、更に酸化剤とし
て過酸化水素水を酸素と原料に含まれる炭素とがO/C
比=0.8となるように混合した。次いでこの混合物を
図5に示す圧力25MPaに維持された反応器内部の温
度800℃に維持した転換領域に導入した。原料を転換
領域に導入し、水の超臨界状態で転換させて反応生成物
を得た。この反応生成物に含まれるガス組成をガス分析
装置により調べた。反応生成物のガス組成を表1に示
す。
Next, embodiments of the present invention will be described. Was prepared undecane (C 11 H 24) is a straight-chain hydrocarbons <Example 1> hydrocarbon resources feedstock. First, water is added to and mixed with the undecane so that the ratio of water to the raw material becomes water / raw material ratio = 2, and a slurry is prepared. Further, hydrogen peroxide is used as an oxidizing agent with oxygen and carbon contained in the raw material. Is O / C
Mixing was performed so that ratio = 0.8. This mixture was then introduced into the conversion zone maintained at a temperature of 800 ° C. inside the reactor maintained at a pressure of 25 MPa as shown in FIG. The raw material was introduced into the conversion zone and converted in a supercritical state of water to obtain a reaction product. The gas composition contained in the reaction product was examined with a gas analyzer. Table 1 shows the gas composition of the reaction product.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】次に、上記組成からなるガスを含む反応生
成物を温度100℃に維持した冷却器と気液接触器から
構成される分離領域に導入して水を反応生成物より分離
し、続いて反応生成物を温度250℃に維持した合成器
から構成される合成領域に導入してメタノールを合成し
た。触媒には硝酸銅、硝酸亜鉛及び硝酸アルミニウムの
混合液を調整し、共沈法により作成したものを用いた。
Next, the reaction product containing the gas having the above composition is introduced into a separation region comprising a cooler and a gas-liquid contactor maintained at a temperature of 100 ° C. to separate water from the reaction product. The reaction product was introduced into a synthesis zone composed of a synthesizer maintained at a temperature of 250 ° C. to synthesize methanol. As the catalyst, a mixture prepared by a coprecipitation method using a mixture of copper nitrate, zinc nitrate and aluminum nitrate was used.

【0037】<実施例2>反応器の圧力を20MPaに
設定した以外は、実施例1と同一の反応器を用い、実施
例1と同様の条件で合成した。 <実施例3>反応器の圧力を15MPaに設定した以外
は、実施例1と同一の反応器を用い、実施例1と同様の
条件で合成した。 <実施例4>合成器の温度を300℃に設定した以外
は、実施例1と同一の反応器を用い、実施例1と同様の
条件で合成した。
<Example 2> A reactor was synthesized under the same conditions as in Example 1 except that the pressure of the reactor was set to 20 MPa. <Example 3> Synthesis was performed under the same conditions as in Example 1 except that the pressure of the reactor was set to 15 MPa. <Example 4> A reactor was synthesized under the same conditions as in Example 1 except that the temperature of the synthesizer was set to 300 ° C.

【0038】<実施例5>合成器の温度を350℃に設
定した以外は、実施例1と同一の反応器を用い、実施例
1と同様の条件で合成した。 <実施例6>合成器の温度を450℃に設定した以外
は、実施例1と同一の反応器を用い、実施例1と同様の
条件で合成した。 <実施例7>反応器内の圧力を35MPaに、合成器の
温度を350℃にそれぞれ設定した以外は、実施例1と
同一の反応器を用い、実施例1と同様の条件で合成し
た。
Example 5 Synthesis was performed under the same conditions as in Example 1 using the same reactor as in Example 1 except that the temperature of the synthesizer was set at 350 ° C. <Example 6> A reactor was synthesized in the same manner as in Example 1 except that the temperature of the synthesizer was set at 450 ° C. <Example 7> A reactor was synthesized under the same conditions as in Example 1 except that the pressure in the reactor was set to 35 MPa and the temperature of the synthesizer was set to 350 ° C.

【0039】<評価1>実施例1〜7の合成器において
未反応だった水素をリサイクルしないで反応を終え、こ
の時に得られたエタノールを1サイクルとして、1サイ
クル当たりのエタノールの合成率を調べた。1サイクル
合成率を表2にそれぞれ示す。なお、メタノールの合成
率は生成した水素の転換率で表示している。
<Evaluation 1> In the synthesizers of Examples 1 to 7, the reaction was completed without recycling unreacted hydrogen, and the ethanol obtained at this time was regarded as one cycle, and the synthesis rate of ethanol per cycle was examined. Was. Table 2 shows the 1-cycle synthesis rates. In addition, the synthesis rate of methanol is shown by the conversion rate of the generated hydrogen.

【0040】[0040]

【表2】 表2より明らかなように、超臨界水中での炭化水素資源
を転換して得られた水素及び二酸化炭素を含む反応生成
物よりメタノールが製造できることが確認された。ま
た、少量のDMEも副産されていることがガス分析から
確認された。
[Table 2] As is clear from Table 2, it was confirmed that methanol could be produced from a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide obtained by converting hydrocarbon resources in supercritical water. Further, it was confirmed from gas analysis that a small amount of DME was also produced by-product.

【0041】<実施例8>炭化水素資源原料として直鎖
系炭化水素であるウンデカン(C1124)を用意した。
先ず、このウンデカンに水と原料との比が水/原料比=
1となるように水を添加混合してスラリーを調製し、更
に酸化剤として過酸化水素水を酸素と原料に含まれる炭
素とがO/C比=0.7となるように混合した。次いで
この混合物を二酸化炭素とともに図5に示す圧力25M
Paに維持された反応器内部の温度800℃に維持した
転換領域に導入した。原料を転換領域に導入し、二酸化
炭素の超臨界状態で転換させて反応生成物を得た。この
反応生成物に含まれるガス組成をガス分析装置により調
べた。反応生成物のガス組成を表3に示す。
Example 8 Undecane (C 11 H 24 ) which is a linear hydrocarbon was prepared as a hydrocarbon resource material.
First, in this undecane, the ratio of water and raw material is water / raw material ratio =
The slurry was prepared by adding and mixing water so as to be 1, and further, a hydrogen peroxide solution was mixed as an oxidizing agent so that oxygen and carbon contained in the raw material had an O / C ratio of 0.7. This mixture was then combined with carbon dioxide at a pressure of 25M as shown in FIG.
It was introduced into a conversion zone maintained at a temperature of 800 ° C. inside the reactor maintained at Pa. The raw material was introduced into the conversion zone and converted in a supercritical state of carbon dioxide to obtain a reaction product. The gas composition contained in the reaction product was examined with a gas analyzer. Table 3 shows the gas composition of the reaction product.

【0042】[0042]

【表3】 [Table 3]

【0043】次に、上記組成からなるガスを含む反応生
成物を温度250℃に維持した合成器から構成される合
成領域に導入してメタノールを合成した。触媒は実施例
1と同様のものを用いた。
Next, the reaction product containing the gas having the above composition was introduced into a synthesis zone composed of a synthesizer maintained at a temperature of 250 ° C. to synthesize methanol. The same catalyst as in Example 1 was used.

【0044】<実施例9>反応器の圧力を20MPaに
設定した以外は、実施例8と同一の反応器を用い、実施
例8と同様の条件で合成した。 <実施例10>反応器の圧力を15MPaに設定した以
外は、実施例8と同一の反応器を用い、実施例8と同様
の条件で合成した。 <実施例11>合成器の温度を300℃に設定した以外
は、実施例8と同一の反応器を用い、実施例8と同様の
条件で合成した。
Example 9 A reactor was synthesized under the same conditions as in Example 8 except that the pressure of the reactor was set to 20 MPa. <Example 10> A reactor was synthesized under the same conditions as in Example 8 except that the pressure of the reactor was set to 15 MPa. <Example 11> A reactor was synthesized under the same conditions as in Example 8, except that the temperature of the synthesizer was set to 300 ° C.

【0045】<実施例12>合成器の温度を350℃に
設定した以外は、実施例8と同一の反応器を用い、実施
例8と同様の条件で合成した。 <実施例13>合成器の温度を450℃に設定した以外
は、実施例8と同一の反応器を用い、実施例8と同様の
条件で合成した。 <実施例14>反応器内の圧力を35MPaに、合成器
の温度を350℃にそれぞれ設定した以外は、実施例8
と同一の反応器を用い、実施例8と同様の条件で合成し
た。
Example 12 A reactor was synthesized under the same conditions as in Example 8 except that the temperature of the synthesizer was set at 350 ° C. <Example 13> A reactor was synthesized in the same manner as in Example 8, except that the temperature of the synthesizer was set to 450 ° C. <Example 14> Example 8 except that the pressure in the reactor was set to 35 MPa and the temperature of the synthesizer was set to 350 ° C.
Using the same reactor as in Example 8, synthesis was performed under the same conditions as in Example 8.

【0046】<評価2>実施例8〜14の合成器におい
て未反応だった水素をリサイクルしないで反応を終え、
この時に得られたエタノールを1サイクルとして、1サ
イクル当たりのエタノールの合成率を調べた。1サイク
ル合成率を表2にそれぞれ示す。なお、メタノールの合
成率は生成した水素の転換率で表示している。
<Evaluation 2> The reaction was completed without recycling unreacted hydrogen in the synthesizers of Examples 8 to 14,
Using the ethanol obtained at this time as one cycle, the synthesis rate of ethanol per cycle was examined. Table 2 shows the 1-cycle synthesis rates. In addition, the synthesis rate of methanol is shown by the conversion rate of the generated hydrogen.

【0047】[0047]

【表4】 表4より明らかなように、超臨界水中での炭化水素資源
を転換して得られた水素及び二酸化炭素を含む反応生成
物よりメタノールが製造できることが確認された。ま
た、少量のDMEも副産されていることがガス分析から
確認された。
[Table 4] As is clear from Table 4, it was confirmed that methanol could be produced from a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide obtained by converting hydrocarbon resources in supercritical water. Further, it was confirmed from gas analysis that a small amount of DME was also produced by-product.

【0048】[0048]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、1
2〜35MPaに維持された反応器内部に形成され、そ
れぞれ温度範囲の異なる転換領域、水分離領域及び合成
領域において、炭化水素資源を転換して得られた水素及
び二酸化炭素より含酸素化合物を合成するため、有害な
一酸化炭素を使用しない含酸素化合物合成プロセスを構
築することができるとともに、含酸素化合物合成プロセ
スの合理化及び簡略化を図ることができる。
As described above, according to the present invention, 1
Oxygenated compounds are formed from hydrogen and carbon dioxide obtained by converting hydrocarbon resources in the conversion zone, water separation zone and synthesis zone, which are formed inside the reactor maintained at 2 to 35 MPa and have different temperature ranges respectively. Therefore, an oxygen-containing compound synthesis process that does not use harmful carbon monoxide can be constructed, and the oxygen-containing compound synthesis process can be rationalized and simplified.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の水の亜臨界又は超臨界状態を用いた含
酸素化合物の合成方法を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a method for synthesizing an oxygen-containing compound using a subcritical or supercritical state of water according to the present invention.

【図2】本発明の二酸化炭素の超臨界状態を用いた含酸
素化合物の合成方法を示す図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for synthesizing an oxygen-containing compound using a supercritical state of carbon dioxide according to the present invention.

【図3】従来のガス化炉を用いたメタノールの合成方法
を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a method for synthesizing methanol using a conventional gasification furnace.

【図4】本発明の合成装置の全体構成図。FIG. 4 is an overall configuration diagram of a synthesis device according to the present invention.

【図5】反応器の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a reactor.

【図6】反応器の別の構成図。FIG. 6 is another configuration diagram of a reactor.

【図7】気液接触器の拡大した構成図。FIG. 7 is an enlarged configuration diagram of a gas-liquid contactor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 反応器 12 第1分離器 13 第2分離器 14 導入口 16 ガス排出口 28 転換領域 29 冷却器 29a 冷媒流入管路 30 水分離領域 31 気液接触器 32 合成器 32a 冷媒流入管路 33 流量調整バルブ 34 温度センサ 35 合成領域 36 第1コントローラ 37 脱硫剤供給パイプ 47 排液バルブ 48 流量調整バルブ 49 温度センサ 51 第2コントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Reactor 12 1st separator 13 2nd separator 14 Inlet 16 Gas outlet 28 Conversion area 29 Cooler 29a Refrigerant inflow pipe 30 Water separation area 31 Gas-liquid contactor 32 Synthesizer 32a Refrigerant inflow pipe 33 Flow rate Adjusting valve 34 Temperature sensor 35 Synthesis area 36 First controller 37 Desulfurizing agent supply pipe 47 Drainage valve 48 Flow rate adjusting valve 49 Temperature sensor 51 Second controller

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07C 43/04 C07C 43/04 D // C07B 61/00 C07B 61/00 B 300 300 (72)発明者 田中 皓 東京都文京区小石川1丁目3番25号 三菱 マテリアル株式会社システム事業センター 内 Fターム(参考) 4G040 BA02 BB02 4G140 BA02 BB02 4H006 AA02 AC41 AC43 AD18 BA05 BA07 BA09 BA34 BB62 BC10 BC11 BC13 BC31 BC51 BC52 BD33 BD52 BD81 BD82 BE32 FE11 GN05 GP01 4H039 CA60 CC90 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) C07C 43/04 C07C 43/04 D // C07B 61/00 C07B 61/00 B 300 300 (72) Inventor Akira Tanaka Tokyo 1-3-25 Koishikawa, Bunkyo-ku, Tokyo Mitsubishi Materials Corporation System Business Center F-term (reference) 4G040 BA02 BB02 4G140 BA02 BB02 4H006 AA02 AC41 AC43 AD18 BA05 BA07 BA09 BA34 BB62 BC10 BC11 BC13 BC31 BC51 BC52 BD33 BD52 BD81 BD82 BE32 FE11 GN05 GP01 4H039 CA60 CC90

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反応器(11)内部を12〜35MPaの圧
力にするとともに前記反応器(11)内部の温度600〜1
000℃に維持した転換領域(28)に炭化水素資源を酸化
剤及び水とともに導入して前記炭化水素資源を水の亜臨
界又は超臨界状態で水素及び二酸化炭素を含む反応生成
物に転換する工程と、 前記転換領域(28)で転換した反応生成物を前記反応器(1
1)内部の温度150〜360℃に維持した水分離領域(3
0)に導入して前記反応生成物に含まれる水を液化して分
離する工程と、 前記反応生成物を前記反応器(11)内部の温度250〜4
50℃に維持した合成領域(35)に導入して前記反応生成
物に含まれる水素及び二酸化炭素より含酸素化合物と水
とを合成する工程と、 前記反応器(11)より含酸素化合物、水、水素及び二酸化
炭素を含むガスを排出する工程と、 前記反応器(11)から排出されるガスを温度100〜20
0℃、圧力12〜35MPaに維持した第1分離器(12)
に導入して含酸素化合物と未反応の水素及び二酸化炭素
を含むガスとに分離する工程と、 前記分離された水素及び二酸化炭素を含むガスを温度−
70〜20℃、圧力12〜35MPaに維持した第2分
離器(13)に導入して前記水素及び二酸化炭素を含むガス
から二酸化炭素を分離して、前記分離した水素を前記反
応器(11)内部の合成領域(35)に導入する工程とを含む含
酸素化合物の合成方法。
1. A pressure inside the reactor (11) of 12 to 35 MPa and a temperature inside the reactor (11) of 600 to 1 MPa.
A step of introducing a hydrocarbon resource together with an oxidizing agent and water into a conversion zone (28) maintained at 000 ° C. to convert the hydrocarbon resource into a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide in a subcritical or supercritical state of water And converting the reaction product converted in the conversion region (28) into the reactor (1).
1) The water separation area (3
0), liquefying and separating water contained in the reaction product, and separating the reaction product into a temperature of 250 to 4 inside the reactor (11).
A step of introducing an oxygen-containing compound and water from hydrogen and carbon dioxide contained in the reaction product by introducing the compound into the synthesis zone (35) maintained at 50 ° C .; Discharging a gas containing hydrogen and carbon dioxide; and discharging the gas discharged from the reactor (11) to a temperature of 100 to 20.
First separator (12) maintained at 0 ° C. and pressure of 12 to 35 MPa
And separating the oxygen-containing compound and a gas containing unreacted hydrogen and carbon dioxide into a gas containing hydrogen and carbon dioxide.
It is introduced into a second separator (13) maintained at 70 to 20 ° C. and a pressure of 12 to 35 MPa to separate carbon dioxide from the gas containing hydrogen and carbon dioxide, and the separated hydrogen is supplied to the reactor (11). Introducing an oxygen-containing compound into an internal synthesis region (35).
【請求項2】 反応器(11)内部の水分離領域(30)に脱硫
剤を添加する請求項1記載の合成方法。
2. The method according to claim 1, wherein a desulfurizing agent is added to the water separation zone (30) inside the reactor (11).
【請求項3】 反応器(11)内部を12〜35MPaの圧
力にするとともに前記反応器(11)内部の温度600〜1
000℃に維持した転換領域(28)に炭化水素資源を水、
酸化剤及び二酸化炭素とともに導入して前記炭化水素資
源を二酸化炭素の超臨界状態で水素及び二酸化炭素を含
む反応生成物に転換する工程と、 前記反応生成物を前記反応器(11)内部の温度250〜4
50℃に維持した合成領域(35)に導入して前記反応生成
物に含まれる水素及び二酸化炭素より含酸素化合物と水
とを合成する工程と、 前記反応器(11)より含酸素化合物、水、水素及び二酸化
炭素を含むガスを排出する工程と、 前記反応器(11)から排出されるガスを温度100〜20
0℃、圧力12〜35MPaに維持した第1分離器(12)
に導入して含酸素化合物及び水と未反応の水素及び二酸
化炭素を含むガスとに分離する工程と、 前記分離された水素及び二酸化炭素を含むガスを温度−
70〜20℃、圧力12〜35MPaに維持した第2分
離器(13)に導入して前記水素及び二酸化炭素を含むガス
から二酸化炭素を分離して、前記分離した水素を前記反
応器(11)内部の合成領域(35)に導入し、前記分離した二
酸化炭素を前記反応器(11)内部の転換領域(28)に導入す
る工程とを含む含酸素化合物の合成方法。
3. A pressure inside the reactor (11) of 12 to 35 MPa and a temperature inside the reactor (11) of 600 to 1 MPa.
Hydrocarbon resources in the conversion zone (28) maintained at
Converting the hydrocarbon resource into a reaction product containing hydrogen and carbon dioxide in a supercritical state of carbon dioxide by introducing together with an oxidizing agent and carbon dioxide, and converting the reaction product to a temperature inside the reactor (11). 250-4
A step of introducing an oxygen-containing compound and water from hydrogen and carbon dioxide contained in the reaction product by introducing the compound into the synthesis zone (35) maintained at 50 ° C .; Discharging a gas containing hydrogen and carbon dioxide; and discharging the gas discharged from the reactor (11) to a temperature of 100 to 20.
First separator (12) maintained at 0 ° C. and pressure of 12 to 35 MPa
And separating the oxygen-containing compound and water into a gas containing unreacted hydrogen and carbon dioxide, and separating the separated gas containing hydrogen and carbon dioxide into a temperature −
It is introduced into a second separator (13) maintained at 70 to 20 ° C. and a pressure of 12 to 35 MPa to separate carbon dioxide from the gas containing hydrogen and carbon dioxide, and the separated hydrogen is supplied to the reactor (11). Introducing the separated carbon dioxide into the conversion region (28) inside the reactor (11).
【請求項4】 反応器(11)内部の転換領域(28)と合成領
域(35)の間に位置する領域に脱硫剤を添加する請求項3
記載の合成方法。
4. A desulfurizing agent is added to a region located between the conversion region (28) and the synthesis region (35) inside the reactor (11).
The described synthesis method.
【請求項5】 両端が封止されかつ水の超臨界状態を維
持可能に構成された縦型の反応器(11)と、 前記反応器(11)から排出されるガスを含酸素化合物及び
水と水素及び二酸化炭素を含むガスとに分離する第1分
離器(12)と、 前記分離された水素及び二酸化炭素を含むガスから二酸
化炭素を分離する第2分離器(12)とを有し、 前記反応器(11)は、その一端に設けられ前記反応器(11)
内部に炭化水素資源と水と酸化剤とを導入するための導
入口(14)と、前記反応器(11)内部に設けられ前記炭化水
素資源を水の亜臨界又は超臨界状態で水素及び二酸化炭
素を含む反応生成物に転換させる転換領域(28)と、前記
転換領域(28)の上方の前記反応器(11)内部に設けられ転
換反応により生成した反応生成物を冷却して凝縮水を作
る冷却器(29)と、前記冷却器(29)と転換領域(28)の間の
前記反応器(11)内部に設けられ前記冷却器(29)から滴下
する凝縮水と前記転換反応により生成した反応生成物と
を接触させる気液接触器(31)と、前記気液接触器(31)に
脱硫剤を供給する脱硫剤供給パイプ(37)と、前記気液接
触器(31)に貯留する凝縮水を抜き出す排液バルブ(47)
と、前記冷却器(29)の上方の前記反応器(11)内部に設け
られ反応生成物に含まれる水素及び二酸化炭素から含酸
素化合物を合成する合成器(32)と、前記反応器(11)の頂
部に設けられ含酸素化合物、水、水素及び二酸化炭素を
含むガスを排出するガス排出口(16)とを備えた含酸素化
合物の合成装置。
5. A vertical reactor (11) having both ends sealed and capable of maintaining a supercritical state of water; and a gas discharged from the reactor (11) containing an oxygen-containing compound and water. And a first separator (12) for separating into a gas containing hydrogen and carbon dioxide, and a second separator (12) for separating carbon dioxide from the separated gas containing hydrogen and carbon dioxide, The reactor (11) is provided at one end of the reactor (11)
An inlet (14) for introducing a hydrocarbon resource, water and an oxidizing agent therein, and the hydrocarbon resource provided inside the reactor (11) and allowing the hydrocarbon and hydrogen to reach a subcritical or supercritical state of water. A conversion region (28) for converting into a reaction product containing carbon, and a reaction product formed by the conversion reaction provided in the reactor (11) above the conversion region (28) to cool condensed water. A cooler (29) to be produced, and condensed water dropped from the cooler (29) provided inside the reactor (11) between the cooler (29) and the conversion area (28) and formed by the conversion reaction. Gas-liquid contactor (31) for bringing the reaction product into contact with the reaction product, a desulfurizing agent supply pipe (37) for supplying a desulfurizing agent to the gas-liquid contactor (31), and stored in the gas-liquid contactor (31). Drain valve (47) for draining condensed water
A synthesizer (32) provided inside the reactor (11) above the cooler (29) to synthesize an oxygen-containing compound from hydrogen and carbon dioxide contained in a reaction product; and A) a gas outlet (16) for discharging a gas containing an oxygen-containing compound, water, hydrogen and carbon dioxide, provided at the top of the oxygen-containing compound.
【請求項6】 冷却器(29)が反応器(11)の縦方向に配設
された多重管式又はコイル式冷却器であって、前記冷却
器(29)の冷媒流入管路(29a)に設けられ冷媒の流量を調
整する流量調整バルブ(33)と、前記反応器(11)内部の前
記冷却器(29)と合成器(32)との間の温度を検出する温度
センサ(34)と、前記温度センサ(34)の検出出力に基づい
て前記流量調整バルブ(33)を制御する第1コントローラ
(36)とを備えた請求項5記載の含酸素化合物の合成装
置。
6. A cooler (29) is a multi-tube or coil-type cooler disposed in the longitudinal direction of the reactor (11), wherein the cooler (29) has a refrigerant inflow pipe (29a). A flow rate adjusting valve (33) provided in the reactor, and a temperature sensor (34) for detecting a temperature between the cooler (29) and the synthesizer (32) inside the reactor (11). And a first controller for controlling the flow rate regulating valve (33) based on a detection output of the temperature sensor (34).
The apparatus for synthesizing an oxygen-containing compound according to claim 5, comprising (36).
【請求項7】 合成器(32)が反応器(11)の縦方向に配設
された多重管式又はコイル式冷却手段を有し、前記冷却
手段の冷媒流入管路(32a)に設けられ冷媒の流量を調整
する流量調整バルブ(48)と、前記反応器(11)の内頂部付
近の温度を検出する温度センサ(49)と、前記温度センサ
(49)の検出出力に基づいて前記流量調整バルブ(48)を制
御する第2コントローラ(51)とを備えた請求項5又は6
記載の含酸素化合物の合成装置。
7. A synthesizer (32) has a multi-tube or coil-type cooling means arranged in the longitudinal direction of the reactor (11), and is provided in a refrigerant inflow line (32a) of the cooling means. A flow rate adjusting valve (48) for adjusting the flow rate of the refrigerant, a temperature sensor (49) for detecting a temperature near the inner top of the reactor (11), and the temperature sensor
A second controller (51) for controlling the flow regulating valve (48) based on the detection output of (49).
An apparatus for synthesizing the oxygen-containing compound according to the above.
【請求項8】 合成器(32)が縦方向に配列され触媒が充
填された複数の多重管式又は触媒が充填された流動層式
合成器である請求項5ないし7いずれか記載の含酸素化
合物の合成装置。
8. The oxygen-containing apparatus according to claim 5, wherein the synthesizer (32) is a plurality of multitubular or catalyst-filled fluidized bed synthesizers each of which is vertically arranged and filled with a catalyst. Compound synthesis equipment.
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