JP2003034660A - メタノールの製造方法 - Google Patents
メタノールの製造方法Info
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- JP2003034660A JP2003034660A JP2001219932A JP2001219932A JP2003034660A JP 2003034660 A JP2003034660 A JP 2003034660A JP 2001219932 A JP2001219932 A JP 2001219932A JP 2001219932 A JP2001219932 A JP 2001219932A JP 2003034660 A JP2003034660 A JP 2003034660A
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- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
- C07C29/1516—Multisteps
- C07C29/1518—Multisteps one step being the formation of initial mixture of carbon oxides and hydrogen for synthesis
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 必要燃料の増大を招くことなく、二酸化炭素
を回収する際の冷却熱量の低減を可能にしたメタノール
の製造方法を提供する。 【解決手段】 改質器で炭化水素を水蒸気と反応させて
水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含む合成ガスを生成
する工程と、この合成ガスから粗メタノールを生成し、
冷却後にガス成分と液状粗メタノールとに気液分離して
液状粗メタノールを得る工程と、液状粗メタノールを蒸
留して低沸点有機化合物及び高沸点有機化合物を含む廃
水と精製メタノールとに分離する工程とを含むメタノー
ルの製造方法であって、前記改質器から排出される燃焼
排ガス中の二酸化炭素を回収し、二酸化炭素を改質器の
上流側及び下流側のいずれか一方又は両者に供給する
際、前記メタノール合成工程からのパージガスの一部を
改質器の燃焼輻射部で燃料の一部として利用し、残部を
他の熱源の燃料として利用する。
を回収する際の冷却熱量の低減を可能にしたメタノール
の製造方法を提供する。 【解決手段】 改質器で炭化水素を水蒸気と反応させて
水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含む合成ガスを生成
する工程と、この合成ガスから粗メタノールを生成し、
冷却後にガス成分と液状粗メタノールとに気液分離して
液状粗メタノールを得る工程と、液状粗メタノールを蒸
留して低沸点有機化合物及び高沸点有機化合物を含む廃
水と精製メタノールとに分離する工程とを含むメタノー
ルの製造方法であって、前記改質器から排出される燃焼
排ガス中の二酸化炭素を回収し、二酸化炭素を改質器の
上流側及び下流側のいずれか一方又は両者に供給する
際、前記メタノール合成工程からのパージガスの一部を
改質器の燃焼輻射部で燃料の一部として利用し、残部を
他の熱源の燃料として利用する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メタノールの製造
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来天然ガス等の炭化水素からメタノー
ル（ＣＨ３ＯＨ）を製造する方法は、例えば特開平１−
１８０８４１号に示されているように、下記（１）〜
（３）の工程より行われることが知られている。
ル（ＣＨ３ＯＨ）を製造する方法は、例えば特開平１−
１８０８４１号に示されているように、下記（１）〜
（３）の工程より行われることが知られている。
【０００３】即ち、（１）ガス状の炭化水素又は液状の
炭化水素を気化したものと、水蒸気とを改質器でニッケ
ル触媒下、８００〜１０００℃にて反応させ、水素（Ｈ
2）、一酸化炭素（ＣＯ）及び二酸化炭素（ＣＯ2）を主
成分とする合成ガスを製造する合成ガス製造工程、
（２）銅系メタノール合成触媒上で、上記合成ガスを圧
力５０〜１５０気圧、温度２００〜３００℃で反応さ
せ、反応ガスから生成粗メタノールを液状で回収する合
成工程、及び（３）液状の粗メタノールを１塔又は２塔
以上の蒸留塔で蒸留して、メタノールよりも沸点の低い
有機化合物（以下、低沸点有機化合物という）、有機酸
及びメタノールよりも沸点の高い有機化合物（以下、高
沸点有機化合物という）を含む廃水と、精製メタノール
とに分離する蒸留工程である。
炭化水素を気化したものと、水蒸気とを改質器でニッケ
ル触媒下、８００〜１０００℃にて反応させ、水素（Ｈ
2）、一酸化炭素（ＣＯ）及び二酸化炭素（ＣＯ2）を主
成分とする合成ガスを製造する合成ガス製造工程、
（２）銅系メタノール合成触媒上で、上記合成ガスを圧
力５０〜１５０気圧、温度２００〜３００℃で反応さ
せ、反応ガスから生成粗メタノールを液状で回収する合
成工程、及び（３）液状の粗メタノールを１塔又は２塔
以上の蒸留塔で蒸留して、メタノールよりも沸点の低い
有機化合物（以下、低沸点有機化合物という）、有機酸
及びメタノールよりも沸点の高い有機化合物（以下、高
沸点有機化合物という）を含む廃水と、精製メタノール
とに分離する蒸留工程である。
【０００４】上記の合成ガス製造工程において，改質器
から排出される燃焼排ガスから、二酸化炭素回収装置を
用いて二酸化炭素を回収し，この二酸化炭素を前記改質
器の上流側、下流側の少なくとも一方に供給する事によ
りメタノール製造に適したＨ 2／（ＣＯ＋ＣＯ2）のモル
比の合成ガスを得る事ができる。
から排出される燃焼排ガスから、二酸化炭素回収装置を
用いて二酸化炭素を回収し，この二酸化炭素を前記改質
器の上流側、下流側の少なくとも一方に供給する事によ
りメタノール製造に適したＨ 2／（ＣＯ＋ＣＯ2）のモル
比の合成ガスを得る事ができる。
【０００５】また、上記の合成工程において粗メタノー
ルを合成する際に、前記粗メタノールを前記気液分離器
で液状粗メタノールと未反応ガスに分離するが、この未
反応ガスは、合成装置上流に所定量リサイクルし、余剰
分の未反応ガスはパージガスとして、全量を改質器の燃
焼輻射部に返送して燃料の一部として利用している。
ルを合成する際に、前記粗メタノールを前記気液分離器
で液状粗メタノールと未反応ガスに分離するが、この未
反応ガスは、合成装置上流に所定量リサイクルし、余剰
分の未反応ガスはパージガスとして、全量を改質器の燃
焼輻射部に返送して燃料の一部として利用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来のメタノールの製
造方法では水素リッチなパージガスの全量を改質器の燃
料として利用するため、この改質器の燃焼輻射部で発生
する燃焼排ガス中の水蒸気量が増大する。このような水
蒸気量の多い燃焼排ガスを二酸化炭素回収装置の冷却塔
に導入して冷却すると、多量の冷却熱量を必要とするた
め、メタノール製造における冷却水必要量の増大を招
く。
造方法では水素リッチなパージガスの全量を改質器の燃
料として利用するため、この改質器の燃焼輻射部で発生
する燃焼排ガス中の水蒸気量が増大する。このような水
蒸気量の多い燃焼排ガスを二酸化炭素回収装置の冷却塔
に導入して冷却すると、多量の冷却熱量を必要とするた
め、メタノール製造における冷却水必要量の増大を招
く。
【０００７】本発明は、必要燃料の増大を招くことな
く、二酸化炭素を回収する際の冷却熱量の低減を可能に
したメタノールの製造方法を提供しようとするものであ
る。
く、二酸化炭素を回収する際の冷却熱量の低減を可能に
したメタノールの製造方法を提供しようとするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係るメタノール
の製造方法は、改質器で炭化水素を水蒸気と反応させて
水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含む合成ガスを生成
する合成ガス製造工程と、前記合成ガスをメタノール合
成触媒上で反応させて粗メタノールを生成し、その粗メ
タノールを冷却後にガス成分と液状粗メタノールとに気
液分離して液状粗メタノールを得るメタノール合成工程
と、前記液状粗メタノールを蒸留して低沸点有機化合物
及び高沸点有機化合物を含む廃水と精製メタノールとに
分離する蒸留工程とを含むメタノールの製造方法であっ
て、前記改質器から排出される燃焼排ガス中の二酸化炭
素を二酸化炭素回収装置で回収し、回収した二酸化炭素
を改質器の上流側及び下流側のいずれか一方又は両者に
供給する際、前記メタノール合成工程からのパージガス
の一部は改質器の燃焼輻射部で燃料の一部として利用さ
れ、そのパージガスの残部は他の熱源の燃料として利用
されることを特徴とするものである。
の製造方法は、改質器で炭化水素を水蒸気と反応させて
水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含む合成ガスを生成
する合成ガス製造工程と、前記合成ガスをメタノール合
成触媒上で反応させて粗メタノールを生成し、その粗メ
タノールを冷却後にガス成分と液状粗メタノールとに気
液分離して液状粗メタノールを得るメタノール合成工程
と、前記液状粗メタノールを蒸留して低沸点有機化合物
及び高沸点有機化合物を含む廃水と精製メタノールとに
分離する蒸留工程とを含むメタノールの製造方法であっ
て、前記改質器から排出される燃焼排ガス中の二酸化炭
素を二酸化炭素回収装置で回収し、回収した二酸化炭素
を改質器の上流側及び下流側のいずれか一方又は両者に
供給する際、前記メタノール合成工程からのパージガス
の一部は改質器の燃焼輻射部で燃料の一部として利用さ
れ、そのパージガスの残部は他の熱源の燃料として利用
されることを特徴とするものである。
【０００９】本発明に係るメタノールの製造方法におい
て、前記メタノール合成工程からのパージガスの一部
を、前記改質器の燃焼輻射部で燃料の一部として利用
し、そのパージガスの残部を他の熱源の燃料及び／又は
原料ガスの脱硫用として利用することを許容する。
て、前記メタノール合成工程からのパージガスの一部
を、前記改質器の燃焼輻射部で燃料の一部として利用
し、そのパージガスの残部を他の熱源の燃料及び／又は
原料ガスの脱硫用として利用することを許容する。
【００１０】本発明に係るメタノールの製造方法におい
て、前記メタノール合成工程からのパージガスを、前記
改質器における燃焼輻射部の燃料以外の他の熱源の燃料
及び／又は原料ガスの脱硫用として利用することを許容
する。
て、前記メタノール合成工程からのパージガスを、前記
改質器における燃焼輻射部の燃料以外の他の熱源の燃料
及び／又は原料ガスの脱硫用として利用することを許容
する。
【００１１】本発明に係るメタノールの製造方法におい
て、前記他の熱源の少なくとも一つがボイラであること
を許容する。
て、前記他の熱源の少なくとも一つがボイラであること
を許容する。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係わるメタノール
の製造方法を図面を参照して詳細に説明する。
の製造方法を図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】（第１実施形態）図１は、この第１実施形
態に係るメタノールの製造に用いられるメタノール製造
プラントを示す概略図、図２は図１の二酸化炭素吸収液
を用いた二酸化炭素回収装置を示す概略図である。
態に係るメタノールの製造に用いられるメタノール製造
プラントを示す概略図、図２は図１の二酸化炭素吸収液
を用いた二酸化炭素回収装置を示す概略図である。
【００１４】改質器１０は、水蒸気改質用反応管１１
と、この反応管１１の周囲に配置され、燃料を燃焼させ
て前記反応管を加熱するための燃焼輻射部１２と、この
燃焼輻射部１２に対流部（廃熱回収部）１３を介して連
通された煙突１４とを備えている。前記反応管１１内に
は、例えばニッケル系触媒が充填されている。燃料導入
用流路２０1は、前記改質器１０の燃焼輻射部１２に接
続されている。
と、この反応管１１の周囲に配置され、燃料を燃焼させ
て前記反応管を加熱するための燃焼輻射部１２と、この
燃焼輻射部１２に対流部（廃熱回収部）１３を介して連
通された煙突１４とを備えている。前記反応管１１内に
は、例えばニッケル系触媒が充填されている。燃料導入
用流路２０1は、前記改質器１０の燃焼輻射部１２に接
続されている。
【００１５】原料ガス導入用流路２０2は、前記改質器
１０の対流部１３を経由して前記反応管１１の上端に接
続されている。この流路２０2には、流路２０17から水
素を豊富に含んだパージガスの一部を分岐し、原料天然
ガス中の硫黄成分を硫化水素の形として脱硫装置で吸着
除去するために、流路２０2の原料天然ガスと混合の
後、脱硫装置（図示せず）を介装してもよい。水蒸気
（スチーム）導入用流路２０3は、前記対流部１３の上
流側に位置する前記原料ガス導入用流路２０2に接続さ
れている。
１０の対流部１３を経由して前記反応管１１の上端に接
続されている。この流路２０2には、流路２０17から水
素を豊富に含んだパージガスの一部を分岐し、原料天然
ガス中の硫黄成分を硫化水素の形として脱硫装置で吸着
除去するために、流路２０2の原料天然ガスと混合の
後、脱硫装置（図示せず）を介装してもよい。水蒸気
（スチーム）導入用流路２０3は、前記対流部１３の上
流側に位置する前記原料ガス導入用流路２０2に接続さ
れている。
【００１６】二酸化炭素回収装置３０は、燃焼排ガス導
入用流路２０4を通して前記改質器１０の対流部１３に
接続されている。二酸化炭素回収装置３０は、図２に示
すように互いに隣接して配列された冷却塔３１、二酸化
炭素吸収塔３２および吸収液再生塔３３を備えている。
前記冷却塔３１には、気液接触部材３４が内蔵されてい
る。前記二酸化炭素吸収塔３２には、２つの上部側、下
部側の気液接触部材３５ａ，３５ｂが内蔵されている。
これら気液接触部材３５ａ,３５ｂ間には、再生された
吸収液のオーバーフロー部３６が配置されている。前記
吸収液再生塔３３には、２つの上部側、下部側の気液接
触部材３７ａ,３７ｂが内蔵されている。
入用流路２０4を通して前記改質器１０の対流部１３に
接続されている。二酸化炭素回収装置３０は、図２に示
すように互いに隣接して配列された冷却塔３１、二酸化
炭素吸収塔３２および吸収液再生塔３３を備えている。
前記冷却塔３１には、気液接触部材３４が内蔵されてい
る。前記二酸化炭素吸収塔３２には、２つの上部側、下
部側の気液接触部材３５ａ，３５ｂが内蔵されている。
これら気液接触部材３５ａ,３５ｂ間には、再生された
吸収液のオーバーフロー部３６が配置されている。前記
吸収液再生塔３３には、２つの上部側、下部側の気液接
触部材３７ａ,３７ｂが内蔵されている。
【００１７】前記冷却塔３１は、前記対流部１３に前記
燃焼排ガス導入用流路２０4を通して接続されている。
冷却水は、流路２０5を通して前記冷却塔３１の上部に
噴射され、前記燃焼排ガス導入用流路２０4を通して導
入された燃焼排ガスを前記気液接触部材３４で冷却して
いる。前記冷却塔３１の頂部は、流路２０6を通して前
記二酸化炭素吸収塔３２の下部付近と接続され、かつこ
の流路２０6にはブロワー３８が介装されている。前記
吸収塔３２の底部は、流路２０7を通して前記吸収液再
生塔３３の２つの上部側、下部側の気液接触部材３７
ａ,３７ｂ間に位置する上部に接続されている。ホンプ
３９および熱交換器４０は、前記流路２０ 7に前記吸収
塔３２側から順次介装されている。前記吸収液再生塔３
３の底部は、前記熱交換器４０を経由する流路２０8を
通して前記吸収塔３２のオーバーフロー部３６が位置す
る上部に接続されている。ポンプ４１は、前記吸収液再
生塔３３の底部と前記熱交換器４０の間に位置する前記
流路２０8に介装されている。流路２０9は、一端が前記
吸収塔３２の前記オーバーフロー部３６の個所に接続さ
れ、他端がポンプ４２を経由して前記吸収塔３２の上部
側の気液接触部材３５ａ上の個所に接続されている。排
出流路２０10は、前記吸収塔３２の頂部に接続されてい
る。流路２０11は、一端が前記吸収液再生塔３３の下部
付近に接続され、他端が例えばスチームと熱交換される
熱交換器４３を経由して前記気液接触部材３７ｂ直下に
位置する前記再生塔３３に接続されている。流路２０12
は、一端が前記再生塔３３の頂部に接続され、他端が冷
却用熱交換器４４を経由して後述する圧縮機に接続され
ている。この冷却用熱交換器４４より下流側の前記流路
２０12には、前記上部側の気液接触部材３７ａ直上の前
記再生塔３３に接続される流路２０13が分岐されてい
る。
燃焼排ガス導入用流路２０4を通して接続されている。
冷却水は、流路２０5を通して前記冷却塔３１の上部に
噴射され、前記燃焼排ガス導入用流路２０4を通して導
入された燃焼排ガスを前記気液接触部材３４で冷却して
いる。前記冷却塔３１の頂部は、流路２０6を通して前
記二酸化炭素吸収塔３２の下部付近と接続され、かつこ
の流路２０6にはブロワー３８が介装されている。前記
吸収塔３２の底部は、流路２０7を通して前記吸収液再
生塔３３の２つの上部側、下部側の気液接触部材３７
ａ,３７ｂ間に位置する上部に接続されている。ホンプ
３９および熱交換器４０は、前記流路２０ 7に前記吸収
塔３２側から順次介装されている。前記吸収液再生塔３
３の底部は、前記熱交換器４０を経由する流路２０8を
通して前記吸収塔３２のオーバーフロー部３６が位置す
る上部に接続されている。ポンプ４１は、前記吸収液再
生塔３３の底部と前記熱交換器４０の間に位置する前記
流路２０8に介装されている。流路２０9は、一端が前記
吸収塔３２の前記オーバーフロー部３６の個所に接続さ
れ、他端がポンプ４２を経由して前記吸収塔３２の上部
側の気液接触部材３５ａ上の個所に接続されている。排
出流路２０10は、前記吸収塔３２の頂部に接続されてい
る。流路２０11は、一端が前記吸収液再生塔３３の下部
付近に接続され、他端が例えばスチームと熱交換される
熱交換器４３を経由して前記気液接触部材３７ｂ直下に
位置する前記再生塔３３に接続されている。流路２０12
は、一端が前記再生塔３３の頂部に接続され、他端が冷
却用熱交換器４４を経由して後述する圧縮機に接続され
ている。この冷却用熱交換器４４より下流側の前記流路
２０12には、前記上部側の気液接触部材３７ａ直上の前
記再生塔３３に接続される流路２０13が分岐されてい
る。
【００１８】前記二酸化炭素回収装置３０は、前記流路
２０12を経由して圧縮機５１に接続されている。この圧
縮機５１は、流路２０14を経由して前記改質器１０の上
流側である前記原料ガス導入用流路２０2に接続されて
いる。
２０12を経由して圧縮機５１に接続されている。この圧
縮機５１は、流路２０14を経由して前記改質器１０の上
流側である前記原料ガス導入用流路２０2に接続されて
いる。
【００１９】前記改質器１０の反応管１１は、熱交換器
５２、熱回収器５３および圧縮機５４が介装された流路
２０15を通してメタノール合成用反応装置６０に接続さ
れている。この反応装置６０は、予熱器６１と、この予
熱器６１からの合成ガスが循環流路６２を通して供給さ
れるメタノール合成用反応器６３を備えている。この反
応器６３内には、メタノール合成触媒が充填されてい
る。
５２、熱回収器５３および圧縮機５４が介装された流路
２０15を通してメタノール合成用反応装置６０に接続さ
れている。この反応装置６０は、予熱器６１と、この予
熱器６１からの合成ガスが循環流路６２を通して供給さ
れるメタノール合成用反応器６３を備えている。この反
応器６３内には、メタノール合成触媒が充填されてい
る。
【００２０】前記メタノール合成用反応装置６０の反応
器６３は、前記予熱器６１を経由し気液分離器７１に流
路２０16を通して接続されている。この流路２０16に
は、冷却用熱交換器７２が介装されている。前記気液分
離器７１は、ガス循環流路７３を通して前記予熱器６１
入口の前記流路２０15に接続されている。ガス圧縮機７
４は、前記ガス循環流路７３に介装されている。パージ
ガス流路２０17は、前記気液分離器７１と前記ガス圧縮
機７４の間のガス循環流路７３から分岐され、前記改質
器１０の燃焼輻射部１２に接続されている。また、前記
パージガス流路２０17は途中で分岐され、この分岐パー
ジガス流路２０18はボイラ８０に接続されている。
器６３は、前記予熱器６１を経由し気液分離器７１に流
路２０16を通して接続されている。この流路２０16に
は、冷却用熱交換器７２が介装されている。前記気液分
離器７１は、ガス循環流路７３を通して前記予熱器６１
入口の前記流路２０15に接続されている。ガス圧縮機７
４は、前記ガス循環流路７３に介装されている。パージ
ガス流路２０17は、前記気液分離器７１と前記ガス圧縮
機７４の間のガス循環流路７３から分岐され、前記改質
器１０の燃焼輻射部１２に接続されている。また、前記
パージガス流路２０17は途中で分岐され、この分岐パー
ジガス流路２０18はボイラ８０に接続されている。
【００２１】前記気液分離器７１は、流路２０19を通し
て蒸留装置９０に接続されている。
て蒸留装置９０に接続されている。
【００２２】次に、前述した図１、２に示すメタノール
製造プラントを参照してメタノールの製造方法を説明す
る。
製造プラントを参照してメタノールの製造方法を説明す
る。
【００２３】１）合成ガス生成工程
まず、燃焼用燃料、例えば天然ガスは燃料導入用流路２
０1を通して改質器１０の燃焼輻射部１２に供給され、
かつ気液分離器７１で生成された後述する水素を主に含
む未反応ガスの一部（パージガス）はパージガス流路２
０17を通して改質器１０の燃焼輻射部１２に供給され、
ここで空気とともに燃焼されて反応管１１内を十分に高
い温度（例えば８５０〜９００℃）に加熱する。前記反
応管１１を加熱するのは、前記改質器１０での改質反応
が吸熱反応であるためである。前記燃焼輻射部１２で発
生した二酸化炭素を含む燃焼排ガスは、対流部１３を経
由して煙突１４に至る。前記燃焼排ガスは、前記対流部
１３を通過する間に原料ガス導入用流路２０2内を流通
する水蒸気等が添加された天然ガスおよび図示しないボ
イラ水とそれぞれ熱交換されて冷却される。
０1を通して改質器１０の燃焼輻射部１２に供給され、
かつ気液分離器７１で生成された後述する水素を主に含
む未反応ガスの一部（パージガス）はパージガス流路２
０17を通して改質器１０の燃焼輻射部１２に供給され、
ここで空気とともに燃焼されて反応管１１内を十分に高
い温度（例えば８５０〜９００℃）に加熱する。前記反
応管１１を加熱するのは、前記改質器１０での改質反応
が吸熱反応であるためである。前記燃焼輻射部１２で発
生した二酸化炭素を含む燃焼排ガスは、対流部１３を経
由して煙突１４に至る。前記燃焼排ガスは、前記対流部
１３を通過する間に原料ガス導入用流路２０2内を流通
する水蒸気等が添加された天然ガスおよび図示しないボ
イラ水とそれぞれ熱交換されて冷却される。
【００２４】冷却された燃焼排ガスは、燃焼排ガス導入
用流路２０4を通して図２に示す二酸化炭素回収装置３
０の冷却塔３１に供給され、この気液接触部材３４で流
路２０5を通して供給された冷却水により冷却される。
冷却された燃焼排ガスは、前記冷却塔３１の頂部からポ
ンプ３８の駆動により流路２０6を通して前記二酸化炭
素吸収塔３２の下部付近に供給され、その内部の下部側
気液接触部材３５ｂを上昇する間、吸収液再生塔３３か
ら熱交換器４０を経由する流路２０8を通して前記吸収
塔３２のオーバーフロー部３６に供給された再生吸収
液、例えば再生アミン液と接触してその燃焼排ガス中の
二酸化炭素がアミン液に吸収される。燃焼排ガスは、さ
らに前記オーバーフロー部３６を経由して上部側気液接
触部材３５ａを上昇する間、ポンプ４２の駆動により流
路２０9を通して前記吸収塔３２の頂部付近に供給され
た再生アミン液と接触してその燃焼排ガス中の未吸収二
酸化炭素がアミン液に吸収される。二酸化炭素が除去さ
れた燃焼排ガスは、排出流路２０10を通して外部に排出
される。この二酸化炭素吸収アミン液は、前記吸収塔３
２の底部に貯留され、ここからポンプ３９の駆動により
流路２０7を通して前記吸収液再生塔３３の２つの気液
接触部材３７ａ,３７ｂ間に位置する上部に供給され
る。このとき、前記二酸化炭素を吸収したアミン液は流
路２０7に介装された熱交換器４０を流通する間、前記
再生塔３３の底部に接続した流路２０8を流通する比較
的温度の高い再生アミン液と熱交換されて加熱されると
ともに、流路２０8を流通する比較的温度の高い再生ア
ミン液が冷却される。加熱された二酸化炭素吸収アミン
液は、加熱された前記再生塔３３の下部側気液接触部材
３７ｂを流下する間に二酸化炭素と再生アミン液に分離
される。このとき、前記再生塔３３の加熱は流路２０11
を通して循環され、例えばスチームと熱交換される熱交
換器４３により加熱される再生アミン液によりなされ
る。前記再生アミン液は、前記再生塔３３底部に貯留さ
れ、ポンプ４１の駆動により前記流路２０8を通して前
記吸収塔３２に供給される。前記二酸化炭素は、上部側
気液接触部材３７ａを上昇し、再生塔３３頂部から流路
２０12を通して排出される間、冷却用熱交換器４４で冷
却され、二酸化炭素と共に持ち運ばれるアミン水蒸気が
凝縮され、その凝縮アミン液は分岐された流路２０13を
通して前記再生塔３３に戻される。回収された二酸化炭
素は、前記流路２０12を通して圧縮機５１に供給され
る。
用流路２０4を通して図２に示す二酸化炭素回収装置３
０の冷却塔３１に供給され、この気液接触部材３４で流
路２０5を通して供給された冷却水により冷却される。
冷却された燃焼排ガスは、前記冷却塔３１の頂部からポ
ンプ３８の駆動により流路２０6を通して前記二酸化炭
素吸収塔３２の下部付近に供給され、その内部の下部側
気液接触部材３５ｂを上昇する間、吸収液再生塔３３か
ら熱交換器４０を経由する流路２０8を通して前記吸収
塔３２のオーバーフロー部３６に供給された再生吸収
液、例えば再生アミン液と接触してその燃焼排ガス中の
二酸化炭素がアミン液に吸収される。燃焼排ガスは、さ
らに前記オーバーフロー部３６を経由して上部側気液接
触部材３５ａを上昇する間、ポンプ４２の駆動により流
路２０9を通して前記吸収塔３２の頂部付近に供給され
た再生アミン液と接触してその燃焼排ガス中の未吸収二
酸化炭素がアミン液に吸収される。二酸化炭素が除去さ
れた燃焼排ガスは、排出流路２０10を通して外部に排出
される。この二酸化炭素吸収アミン液は、前記吸収塔３
２の底部に貯留され、ここからポンプ３９の駆動により
流路２０7を通して前記吸収液再生塔３３の２つの気液
接触部材３７ａ,３７ｂ間に位置する上部に供給され
る。このとき、前記二酸化炭素を吸収したアミン液は流
路２０7に介装された熱交換器４０を流通する間、前記
再生塔３３の底部に接続した流路２０8を流通する比較
的温度の高い再生アミン液と熱交換されて加熱されると
ともに、流路２０8を流通する比較的温度の高い再生ア
ミン液が冷却される。加熱された二酸化炭素吸収アミン
液は、加熱された前記再生塔３３の下部側気液接触部材
３７ｂを流下する間に二酸化炭素と再生アミン液に分離
される。このとき、前記再生塔３３の加熱は流路２０11
を通して循環され、例えばスチームと熱交換される熱交
換器４３により加熱される再生アミン液によりなされ
る。前記再生アミン液は、前記再生塔３３底部に貯留さ
れ、ポンプ４１の駆動により前記流路２０8を通して前
記吸収塔３２に供給される。前記二酸化炭素は、上部側
気液接触部材３７ａを上昇し、再生塔３３頂部から流路
２０12を通して排出される間、冷却用熱交換器４４で冷
却され、二酸化炭素と共に持ち運ばれるアミン水蒸気が
凝縮され、その凝縮アミン液は分岐された流路２０13を
通して前記再生塔３３に戻される。回収された二酸化炭
素は、前記流路２０12を通して圧縮機５１に供給され
る。
【００２５】炭化水素、例えばメタンを主成分とする天
然ガスは、原料ガス導入用流路２０ 2に供給される。こ
の時、前記圧縮機５１で昇圧された二酸化炭素が、流路
２０1 4を経由して例えば改質器１０の上流側の前記天然
ガスに所定量添加される。また、水蒸気（スチーム）は
水蒸気導入用流路２０3を通して二酸化炭素が添加され
た前記天然ガスに所定量添加される。
然ガスは、原料ガス導入用流路２０ 2に供給される。こ
の時、前記圧縮機５１で昇圧された二酸化炭素が、流路
２０1 4を経由して例えば改質器１０の上流側の前記天然
ガスに所定量添加される。また、水蒸気（スチーム）は
水蒸気導入用流路２０3を通して二酸化炭素が添加され
た前記天然ガスに所定量添加される。
【００２６】なお、前記天然ガスに二酸化炭素および水
蒸気を添加する際、モル比で前記天然ガス中のメタン
（ＣＨ4）：水蒸気（Ｈ2Ｏ）＝１：１．５〜１：５、メ
タン（ＣＨ4）：二酸化炭素（ＣＯ2）＝１：０．１〜
１：３に設定することが好ましい。
蒸気を添加する際、モル比で前記天然ガス中のメタン
（ＣＨ4）：水蒸気（Ｈ2Ｏ）＝１：１．５〜１：５、メ
タン（ＣＨ4）：二酸化炭素（ＣＯ2）＝１：０．１〜
１：３に設定することが好ましい。
【００２７】前記二酸化炭素および水蒸気が添加された
天然ガスは、前記原料ガス導入用流路２０2内を流通
し、前記改質器１０の対流部１３を通過する間に予熱さ
れた後、十分な温度まで加熱された前記反応管１１に供
給される。
天然ガスは、前記原料ガス導入用流路２０2内を流通
し、前記改質器１０の対流部１３を通過する間に予熱さ
れた後、十分な温度まで加熱された前記反応管１１に供
給される。
【００２８】前記改質器１０の反応管１１に供給された
メタン（ＣＨ4）を主成分とする天然ガス、水蒸気およ
び二酸化炭素は、その反応管１１内の触媒の存在下でメ
タンが主に水蒸気改質され、下記数１に示す式（１）、
（２）に従って水素、一酸化炭素および二酸化炭素を含
む合成ガスが生成される。
メタン（ＣＨ4）を主成分とする天然ガス、水蒸気およ
び二酸化炭素は、その反応管１１内の触媒の存在下でメ
タンが主に水蒸気改質され、下記数１に示す式（１）、
（２）に従って水素、一酸化炭素および二酸化炭素を含
む合成ガスが生成される。
【００２９】
【数１】
【００３０】前記改質反応の式（１），（２）におい
て、メタン１モルと水蒸気２モルの反応で水素４モル、
二酸化炭素１モルが生成される。ただし、実際の反応系
では反応管１１出口の温度、圧力から決まる化学反応平
衡組成に近い組成が得られる。
て、メタン１モルと水蒸気２モルの反応で水素４モル、
二酸化炭素１モルが生成される。ただし、実際の反応系
では反応管１１出口の温度、圧力から決まる化学反応平
衡組成に近い組成が得られる。
【００３１】２）粗メタノール合成工程
改質器１０で生成された合成ガスは、流路２０15を通し
て熱交換器５２に供給され、ここで例えばボイラ水を加
熱し、高圧の水蒸気を発生させるとともに、それ自体が
冷却された後、熱回収器５３に供給されて常温まで冷却
される。この時、前記合成ガス中に含まれる水蒸気は凝
縮水となり、流路２０20を通して例えばプロセス用水と
して利用される。
て熱交換器５２に供給され、ここで例えばボイラ水を加
熱し、高圧の水蒸気を発生させるとともに、それ自体が
冷却された後、熱回収器５３に供給されて常温まで冷却
される。この時、前記合成ガス中に含まれる水蒸気は凝
縮水となり、流路２０20を通して例えばプロセス用水と
して利用される。
【００３２】凝縮水を分離した合成ガスは、流路２０15
を通して圧縮機５４に供給され、ここでメタノール合成
反応に適した圧力（例えば５０〜１５０気圧）まで圧縮
される。昇圧された合成ガスは、流路２０15を通してメ
タノール合成用反応装置６０の予熱器６１に供給され、
ここでメタノール合成反応に適した温度（例えば２００
〜３００℃）まで予熱され、さらに循環流路６２を通し
てメタノール合成触媒が充填された反応器６３に供給さ
れる。なお、後述する気液分離器７１で分離された未反
応ガスはガス循環流路７３を通して前記予熱器６１手前
の流路２０15部分に供給され、前記合成ガスと混合され
る。前記反応器６３では、下記数２に示す式（３），
（４）に示す反応により合成されたメタノールを含む生
成物が得られる。
を通して圧縮機５４に供給され、ここでメタノール合成
反応に適した圧力（例えば５０〜１５０気圧）まで圧縮
される。昇圧された合成ガスは、流路２０15を通してメ
タノール合成用反応装置６０の予熱器６１に供給され、
ここでメタノール合成反応に適した温度（例えば２００
〜３００℃）まで予熱され、さらに循環流路６２を通し
てメタノール合成触媒が充填された反応器６３に供給さ
れる。なお、後述する気液分離器７１で分離された未反
応ガスはガス循環流路７３を通して前記予熱器６１手前
の流路２０15部分に供給され、前記合成ガスと混合され
る。前記反応器６３では、下記数２に示す式（３），
（４）に示す反応により合成されたメタノールを含む生
成物が得られる。
【００３３】
【数２】
【００３４】また、副反応によってジメチルエーテル及
びエタノール等の不純物を生成する。これらの不純物お
よび水は、前記生成物に含まれるメタノールと共に液状
の粗メタノールとして含有される。
びエタノール等の不純物を生成する。これらの不純物お
よび水は、前記生成物に含まれるメタノールと共に液状
の粗メタノールとして含有される。
【００３５】３）液状粗メタノールの回収工程
前記反応器６３からの生成物は、循環流路６２および流
路２０16を通して前記冷却用熱交換器７２に順次供給さ
れ、ほぼ常温まで冷却される。この時、前記生成物中の
メタノールと水はそのほとんどが凝縮し、液状となって
気液分離器７１に流入される。この気液分離器７１で
は、液状の粗メタノールと水素を主とする未反応ガス
（水素リッチ未反応ガス）とに分離される。
路２０16を通して前記冷却用熱交換器７２に順次供給さ
れ、ほぼ常温まで冷却される。この時、前記生成物中の
メタノールと水はそのほとんどが凝縮し、液状となって
気液分離器７１に流入される。この気液分離器７１で
は、液状の粗メタノールと水素を主とする未反応ガス
（水素リッチ未反応ガス）とに分離される。
【００３６】前記水素リッチ未反応ガスは、ガス循環流
路７３を通してガス圧縮機７４に送られ、ここで昇圧さ
れた後、ガス循環流路７３を通して前記予熱器６１入口
の前記流路２０15に循環され、合成ガスとともに前記反
応器６３に供給される。水素リッチ未反応ガスの一部
は、パージガスとしてパージガス流路２０17を経て、前
記改質器１０における燃焼輻射部１２の燃料の一部とし
て利用される。また、水素リッチ未反応ガスの一部はパ
ージガス流路２０17から分岐した分岐パージガス流路２
０18を経てボイラ８０の燃料として利用される。
路７３を通してガス圧縮機７４に送られ、ここで昇圧さ
れた後、ガス循環流路７３を通して前記予熱器６１入口
の前記流路２０15に循環され、合成ガスとともに前記反
応器６３に供給される。水素リッチ未反応ガスの一部
は、パージガスとしてパージガス流路２０17を経て、前
記改質器１０における燃焼輻射部１２の燃料の一部とし
て利用される。また、水素リッチ未反応ガスの一部はパ
ージガス流路２０17から分岐した分岐パージガス流路２
０18を経てボイラ８０の燃料として利用される。
【００３７】４）蒸留工程
前記気液分離器７１で分離された粗メタノールは、前記
流路２０19を経て蒸留装置９０に供給され、高純度の精
製メタノールと副生成物である低沸点有機化合物および
高沸点有機化合物を含む廃水に分離される。精製メタノ
ールは、流路２０21から製品として系外に抜き出され
る。廃水は、流路２０22から系外へ排出される。
流路２０19を経て蒸留装置９０に供給され、高純度の精
製メタノールと副生成物である低沸点有機化合物および
高沸点有機化合物を含む廃水に分離される。精製メタノ
ールは、流路２０21から製品として系外に抜き出され
る。廃水は、流路２０22から系外へ排出される。
【００３８】なお、二酸化炭素を流路２０14を経由して
改質器１０上流側の天然ガスに所定量添加したが、改質
器１０下流側の天然ガスに所定量添加しても、改質器１
０の上流側および下流側の天然ガスに所定量添加しても
よい。
改質器１０上流側の天然ガスに所定量添加したが、改質
器１０下流側の天然ガスに所定量添加しても、改質器１
０の上流側および下流側の天然ガスに所定量添加しても
よい。
【００３９】以上、第１実施形態によれば粗メタノール
を気液分離して得られた主に水素を含む未反応ガスのう
ち、一部（パージガス）を前記改質器１０における燃焼
輻射部１２の燃料の一部として利用し、かつ残りのパー
ジガスをボイラ８０の燃料として利用することによっ
て、前記パージガスの全量を前記燃焼輻射部に供給して
燃料の一部として利用する場合に比べて前記燃焼輻射部
１２で発生する燃焼排ガス中の水蒸気量を低減すること
ができる。その結果、この燃焼排ガスを二酸化炭素回収
装置３０の冷却塔３１に供給し、ここでその後段の二酸
化炭素吸収塔３２で用いる吸収液（例えばアミン液）で
の吸収に適した温度までに冷却する際の冷却熱量を低減
することができる。
を気液分離して得られた主に水素を含む未反応ガスのう
ち、一部（パージガス）を前記改質器１０における燃焼
輻射部１２の燃料の一部として利用し、かつ残りのパー
ジガスをボイラ８０の燃料として利用することによっ
て、前記パージガスの全量を前記燃焼輻射部に供給して
燃料の一部として利用する場合に比べて前記燃焼輻射部
１２で発生する燃焼排ガス中の水蒸気量を低減すること
ができる。その結果、この燃焼排ガスを二酸化炭素回収
装置３０の冷却塔３１に供給し、ここでその後段の二酸
化炭素吸収塔３２で用いる吸収液（例えばアミン液）で
の吸収に適した温度までに冷却する際の冷却熱量を低減
することができる。
【００４０】また、天然ガスに添加される二酸化炭素と
して、改質器の燃焼輻射部より排出された燃焼排ガス
（またはボイラで発生した燃焼排ガス）から回収された
二酸化炭素を利用することによって、メタノールの製造
により排出される二酸化炭素量を低減できる。その結
果、二酸化炭素排出税の導入や二酸化炭素の排出規制が
開始された場合、メタノール製造プラントの経済性を向
上できる。
して、改質器の燃焼輻射部より排出された燃焼排ガス
（またはボイラで発生した燃焼排ガス）から回収された
二酸化炭素を利用することによって、メタノールの製造
により排出される二酸化炭素量を低減できる。その結
果、二酸化炭素排出税の導入や二酸化炭素の排出規制が
開始された場合、メタノール製造プラントの経済性を向
上できる。
【００４１】（第２実施形態）図３は、この第２実施形
態に係るメタノールの製造に用いられるメタノール製造
プラントを示す概略図である。なお、前述した図１と同
様な部材は同符号を付して説明を省略する。
態に係るメタノールの製造に用いられるメタノール製造
プラントを示す概略図である。なお、前述した図１と同
様な部材は同符号を付して説明を省略する。
【００４２】このメタノール製造プラントは、パージガ
ス流路２０17が気液分離器７１とガス圧縮機７４の間の
ガス循環流路７３から分岐され、ボイラ８０に接続され
ている。また、前記パージガス流路２０17は途中で分岐
され、この分岐パージガス流路２０23は他のプラントに
接続されている。
ス流路２０17が気液分離器７１とガス圧縮機７４の間の
ガス循環流路７３から分岐され、ボイラ８０に接続され
ている。また、前記パージガス流路２０17は途中で分岐
され、この分岐パージガス流路２０23は他のプラントに
接続されている。
【００４３】図３に示すメタノールプラントによるメタ
ノールの製造は、実質的に前述した合成ガス生成工程、
粗メタノール合成工程、液状粗メタノールの回収工程お
よび蒸留工程を経て製造される。
ノールの製造は、実質的に前述した合成ガス生成工程、
粗メタノール合成工程、液状粗メタノールの回収工程お
よび蒸留工程を経て製造される。
【００４４】このようなメタノール製造において、天然
ガスは燃料導入用流路２０1を通して改質器１０の燃焼
輻射部１２に供給され、かつ他プラントからの燃料が流
路２０24から燃料導入用流路２０1を通して改質器１０
の燃焼輻射部１２に供給され、ここで空気とともに燃焼
され、反応管１１を加熱する。また、水素リッチ未反応
ガスの一部は、パージガスとしてパージガス流路２０17
を経て、前記改質器１０における燃焼輻射部１２の燃料
の一部として利用される。また、気液分離器７１で分離
された水素リッチ未反応ガスの一部はパージガス流路２
０17を通してボイラ８０に供給されて燃料として利用さ
れ、この残りのパージガスはパージガス流路２０17から
分岐した分岐パージガス流路２０23を経て他のプラント
に供給される。
ガスは燃料導入用流路２０1を通して改質器１０の燃焼
輻射部１２に供給され、かつ他プラントからの燃料が流
路２０24から燃料導入用流路２０1を通して改質器１０
の燃焼輻射部１２に供給され、ここで空気とともに燃焼
され、反応管１１を加熱する。また、水素リッチ未反応
ガスの一部は、パージガスとしてパージガス流路２０17
を経て、前記改質器１０における燃焼輻射部１２の燃料
の一部として利用される。また、気液分離器７１で分離
された水素リッチ未反応ガスの一部はパージガス流路２
０17を通してボイラ８０に供給されて燃料として利用さ
れ、この残りのパージガスはパージガス流路２０17から
分岐した分岐パージガス流路２０23を経て他のプラント
に供給される。
【００４５】以上、第２実施形態によれば粗メタノール
を気液分離して得られた主に水素を含む未反応ガスのう
ち、一部（パージガス）をボイラ８０の燃料の一部とし
て利用し、かつ残りのパージガスを他のプラントに利用
することによって、前記パージガスの全量を前記燃焼輻
射部に供給して燃料の一部として利用する場合に比べて
前記燃焼輻射部１２で発生する燃焼排ガス中の水蒸気量
を著しく低減することができる。その結果、この燃焼排
ガスを前述した図２に示すように二酸化炭素回収装置３
０の冷却塔３１に供給し、ここでその後段の二酸化炭素
吸収塔３２で用いる吸収液（例えばアミン液）での吸収
に適した温度までに冷却する際の冷却熱量を前述した第
１実施形態に比べてより一層低減することができる。
を気液分離して得られた主に水素を含む未反応ガスのう
ち、一部（パージガス）をボイラ８０の燃料の一部とし
て利用し、かつ残りのパージガスを他のプラントに利用
することによって、前記パージガスの全量を前記燃焼輻
射部に供給して燃料の一部として利用する場合に比べて
前記燃焼輻射部１２で発生する燃焼排ガス中の水蒸気量
を著しく低減することができる。その結果、この燃焼排
ガスを前述した図２に示すように二酸化炭素回収装置３
０の冷却塔３１に供給し、ここでその後段の二酸化炭素
吸収塔３２で用いる吸収液（例えばアミン液）での吸収
に適した温度までに冷却する際の冷却熱量を前述した第
１実施形態に比べてより一層低減することができる。
【００４６】なお、前述した第１、第２の実施形態にお
いてパージガスは利用形態が異なるものの、いずれも燃
料として利用しているため、総合的な熱収支は従来のよ
うなパージガスを改質器の燃焼輻射部に全量利用する場
合と変わることがない。
いてパージガスは利用形態が異なるものの、いずれも燃
料として利用しているため、総合的な熱収支は従来のよ
うなパージガスを改質器の燃焼輻射部に全量利用する場
合と変わることがない。
【００４７】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００４８】（実施例１）この実施例１では、前述した
第１実施形態のメタノールの製造を図１に示すメタノー
ル製造プラントを参照してより具体的に説明する。
第１実施形態のメタノールの製造を図１に示すメタノー
ル製造プラントを参照してより具体的に説明する。
【００４９】燃料（天然ガス）および気液分離器７１で
分離された水素リッチパージガスの一部を改質器１０の
燃焼輻射部１２に供給して前記燃焼輻射部１２で空気と
ともに燃焼させ、残りのパージガスをボイラ８０に供給
して燃料として利用した。また、天然ガス、水蒸気（ス
チーム）および二酸化炭素（前記改質器１０の燃焼排ガ
スから二酸化炭素回収装置３０で回収）を原料ガス導入
用流路２０2を通して改質器１０の反応管１１に供給
し、ここで水蒸気改質し、得られた合成ガスをメタノー
ル合成用反応装置６０で粗メタノールを生成し、気液分
離器７１で液状粗メタノールと水素リッチ未反応ガスに
分離し、この水素リッチ未反応ガスの一部をパージガス
として前記燃焼輻射部１２およびボイラ８０に返送し、
前記液状粗メタノールを蒸留装置９０に供給することに
よってメタノールを製造した。このようなメタノールの
製造における各種ガスの組成および流量を下記表１に示
す。
分離された水素リッチパージガスの一部を改質器１０の
燃焼輻射部１２に供給して前記燃焼輻射部１２で空気と
ともに燃焼させ、残りのパージガスをボイラ８０に供給
して燃料として利用した。また、天然ガス、水蒸気（ス
チーム）および二酸化炭素（前記改質器１０の燃焼排ガ
スから二酸化炭素回収装置３０で回収）を原料ガス導入
用流路２０2を通して改質器１０の反応管１１に供給
し、ここで水蒸気改質し、得られた合成ガスをメタノー
ル合成用反応装置６０で粗メタノールを生成し、気液分
離器７１で液状粗メタノールと水素リッチ未反応ガスに
分離し、この水素リッチ未反応ガスの一部をパージガス
として前記燃焼輻射部１２およびボイラ８０に返送し、
前記液状粗メタノールを蒸留装置９０に供給することに
よってメタノールを製造した。このようなメタノールの
製造における各種ガスの組成および流量を下記表１に示
す。
【００５０】なお、表１の項目（Ａ）は燃料導入用流路
２０1を通して改質器１０の燃焼輻射部１２に供給され
る天然ガス、項目（Ｂ）は全パージガス、項目（Ｃ）は
改質器１０の燃焼輻射部に供給されるパージガスの一
部、項目（Ｄ）はボイラ８０に供給されるパージガスの
残部、項目（Ｅ）は対流部１３から二酸化炭素回収装置
３０の冷却塔３１に供給される燃焼排ガス、項目（Ｆ）
は改質器１０の煙突１４から排出される余剰排ガスを表
す。なお、これらの項目（Ａ）〜（Ｆ）は図１に付記す
る。
２０1を通して改質器１０の燃焼輻射部１２に供給され
る天然ガス、項目（Ｂ）は全パージガス、項目（Ｃ）は
改質器１０の燃焼輻射部に供給されるパージガスの一
部、項目（Ｄ）はボイラ８０に供給されるパージガスの
残部、項目（Ｅ）は対流部１３から二酸化炭素回収装置
３０の冷却塔３１に供給される燃焼排ガス、項目（Ｆ）
は改質器１０の煙突１４から排出される余剰排ガスを表
す。なお、これらの項目（Ａ）〜（Ｆ）は図１に付記す
る。
【００５１】（実施例２）この実施例２では、前述した
第２実施形態のメタノールの製造を図３に示すメタノー
ル製造プラントを参照してより具体的に説明する。
第２実施形態のメタノールの製造を図３に示すメタノー
ル製造プラントを参照してより具体的に説明する。
【００５２】燃料（天然ガス）および気液分離器７１で
分離された水素リッチパージガスの一部をボイラ８０に
供給して燃料として利用し、残りのパージガスを他のプ
ラントの燃料として利用した。また、天然ガス、水蒸気
（スチーム）および二酸化炭素（前記改質器１０の燃焼
排ガスから二酸化炭素回収装置３０で回収）を原料ガス
導入用流路２０2を通して改質器１０の反応管１１に供
給し、ここで水蒸気改質し、得られた合成ガスをメタノ
ール合成用反応装置６０で粗メタノールを生成し、気液
分離器７１で液状粗メタノールと水素リッチ未反応ガス
に分離し、この水素リッチ未反応ガスの一部をパージガ
スとして前記燃焼輻射部１２およびボイラ８０に返送
し、前記液状粗メタノールを蒸留装置９０に供給するこ
とによってメタノールを製造した。このようなメタノー
ルの製造における各種ガスの組成および流量を下記表２
に示す。
分離された水素リッチパージガスの一部をボイラ８０に
供給して燃料として利用し、残りのパージガスを他のプ
ラントの燃料として利用した。また、天然ガス、水蒸気
（スチーム）および二酸化炭素（前記改質器１０の燃焼
排ガスから二酸化炭素回収装置３０で回収）を原料ガス
導入用流路２０2を通して改質器１０の反応管１１に供
給し、ここで水蒸気改質し、得られた合成ガスをメタノ
ール合成用反応装置６０で粗メタノールを生成し、気液
分離器７１で液状粗メタノールと水素リッチ未反応ガス
に分離し、この水素リッチ未反応ガスの一部をパージガ
スとして前記燃焼輻射部１２およびボイラ８０に返送
し、前記液状粗メタノールを蒸留装置９０に供給するこ
とによってメタノールを製造した。このようなメタノー
ルの製造における各種ガスの組成および流量を下記表２
に示す。
【００５３】なお、表２の項目（Ａ）は燃料導入用流路
２０1に導入される天然ガス、項目（Ｂ）は燃料導入用
流路２０1に導入される他のプラントからの燃料、項目
（Ｃ）は改質器１０の燃焼輻射部に供給される前記天然
ガスおよび燃料の合量、項目（Ｄ）はボイラ８０および
他のプラントに供給されるパージガス、項目（Ｅ）は対
流部１３から二酸化炭素回収装置３０の冷却塔３１に供
給される燃焼排ガス、項目（Ｆ）は改質器１０の煙突１
４から排出される余剰排ガスを表す。なお、これらの項
目（Ａ）〜（Ｆ）は図３に付記する。
２０1に導入される天然ガス、項目（Ｂ）は燃料導入用
流路２０1に導入される他のプラントからの燃料、項目
（Ｃ）は改質器１０の燃焼輻射部に供給される前記天然
ガスおよび燃料の合量、項目（Ｄ）はボイラ８０および
他のプラントに供給されるパージガス、項目（Ｅ）は対
流部１３から二酸化炭素回収装置３０の冷却塔３１に供
給される燃焼排ガス、項目（Ｆ）は改質器１０の煙突１
４から排出される余剰排ガスを表す。なお、これらの項
目（Ａ）〜（Ｆ）は図３に付記する。
【００５４】（比較例１）図４は、比較例１のメタノー
ルの製造に用いられるメタノール製造プラントを示す概
略図である。なお、前述した図１と同様な部材は同符号
を付して説明を省略する。このメタノール製造プラント
を用い、燃料（天然ガス）および気液分離器７１で分離
された水素リッチ未反応ガスの一部をパージガスとして
その全量を改質器１０の燃焼輻射部１２に供給して前記
燃焼輻射部１２で空気とともに燃焼させた。また、天然
ガス、水蒸気（スチーム）および二酸化炭素（前記改質
器１０の燃焼排ガスから二酸化炭素回収装置３０で回
収）を原料ガス導入用流路２０ 2を通して改質器１０の
反応管１１に供給し、ここで水蒸気改質し、得られた合
成ガスをメタノール合成用反応装置６０で粗メタノール
を生成し、気液分離器７１で液状粗メタノールと水素リ
ッチ未反応ガスに分離し、この水素リッチ未反応ガスの
一部をパージガスとして前記燃焼輻射部１２に全量返送
し、前記液状粗メタノールを蒸留装置９０に供給するこ
とによってメタノールを製造した。このようなメタノー
ルの製造における各種ガスの組成および流量を下記表３
に示す。
ルの製造に用いられるメタノール製造プラントを示す概
略図である。なお、前述した図１と同様な部材は同符号
を付して説明を省略する。このメタノール製造プラント
を用い、燃料（天然ガス）および気液分離器７１で分離
された水素リッチ未反応ガスの一部をパージガスとして
その全量を改質器１０の燃焼輻射部１２に供給して前記
燃焼輻射部１２で空気とともに燃焼させた。また、天然
ガス、水蒸気（スチーム）および二酸化炭素（前記改質
器１０の燃焼排ガスから二酸化炭素回収装置３０で回
収）を原料ガス導入用流路２０ 2を通して改質器１０の
反応管１１に供給し、ここで水蒸気改質し、得られた合
成ガスをメタノール合成用反応装置６０で粗メタノール
を生成し、気液分離器７１で液状粗メタノールと水素リ
ッチ未反応ガスに分離し、この水素リッチ未反応ガスの
一部をパージガスとして前記燃焼輻射部１２に全量返送
し、前記液状粗メタノールを蒸留装置９０に供給するこ
とによってメタノールを製造した。このようなメタノー
ルの製造における各種ガスの組成および流量を下記表３
に示す。
【００５５】なお、表３の項目（Ａ）は燃料導入用流路
２０1に供給される天然ガス、項目（Ｂ）はこの燃料導
入用流路２０1を通して改質器１０の燃焼輻射部１２に
供給される天然ガス、項目（Ｃ）は改質器１０の燃焼輻
射部に供給される全量のパージガス、項目（Ｄ）は燃料
導入用流路２０1から分岐された流路２０18を通してボ
イラ８０に供給される天然ガス、項目（Ｅ）は対流部１
３から二酸化炭素回収装置３０の冷却塔に供給される燃
焼排ガス、項目（Ｆ）は改質器１０の煙突１４から排出
される余剰排ガスを表す。なお、これらの項目（Ａ）〜
（Ｆ）は図４に付記する。
２０1に供給される天然ガス、項目（Ｂ）はこの燃料導
入用流路２０1を通して改質器１０の燃焼輻射部１２に
供給される天然ガス、項目（Ｃ）は改質器１０の燃焼輻
射部に供給される全量のパージガス、項目（Ｄ）は燃料
導入用流路２０1から分岐された流路２０18を通してボ
イラ８０に供給される天然ガス、項目（Ｅ）は対流部１
３から二酸化炭素回収装置３０の冷却塔に供給される燃
焼排ガス、項目（Ｆ）は改質器１０の煙突１４から排出
される余剰排ガスを表す。なお、これらの項目（Ａ）〜
（Ｆ）は図４に付記する。
【００５６】また、前記実施例１，２および比較例１の
メタノールの製造における回収された二酸化炭素（ＣＯ
2）１トンあたりの冷却熱量比を下記表４に示す。
メタノールの製造における回収された二酸化炭素（ＣＯ
2）１トンあたりの冷却熱量比を下記表４に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
【表３】
【００６０】
【表４】
【００６１】前記表１〜表４から明らかなように実施例
１のメタノールの製造方法において、改質器１０の対流
部１３から二酸化炭素回収装置３０に導入される燃焼排
ガス中の水蒸気量は、１０１９００ｍ3Ｎ／ｈであるの
に対し、比較例１のメタノールの製造方法において、改
質器１０の対流部１３から二酸化炭素回収装置３０に導
入される燃焼排ガス中の水蒸気量は１０９３００ｍ3Ｎ
／ｈと多いことがわかる。このため、表４に示すように
実施例１のメタノールの製造方法では比較例１のメタノ
ールの製造方法に比べて前記燃焼排ガスを二酸化炭素回
収装置３０の冷却塔で冷却するための冷却熱量を低減で
きることがわかる。
１のメタノールの製造方法において、改質器１０の対流
部１３から二酸化炭素回収装置３０に導入される燃焼排
ガス中の水蒸気量は、１０１９００ｍ3Ｎ／ｈであるの
に対し、比較例１のメタノールの製造方法において、改
質器１０の対流部１３から二酸化炭素回収装置３０に導
入される燃焼排ガス中の水蒸気量は１０９３００ｍ3Ｎ
／ｈと多いことがわかる。このため、表４に示すように
実施例１のメタノールの製造方法では比較例１のメタノ
ールの製造方法に比べて前記燃焼排ガスを二酸化炭素回
収装置３０の冷却塔で冷却するための冷却熱量を低減で
きることがわかる。
【００６２】また、実施例２のメタノールの製造方法に
おいて、改質器１０の対流部１３から二酸化炭素回収装
置３０に導入される燃焼排ガス中の水蒸気量は、４４８
００ｍ3Ｎ／ｈと実施例１のそれ（１０１９００ｍ3Ｎ／
ｈ）に比べてさらに削減することができることがわか
る。このため、表４に示すように実施例２のメタノール
の製造方法では実施例１のメタノールの製造方法に比べ
て前記燃焼排ガスを二酸化炭素回収装置３０の冷却塔で
冷却するための冷却熱量をさらに低減できることがわか
る。
おいて、改質器１０の対流部１３から二酸化炭素回収装
置３０に導入される燃焼排ガス中の水蒸気量は、４４８
００ｍ3Ｎ／ｈと実施例１のそれ（１０１９００ｍ3Ｎ／
ｈ）に比べてさらに削減することができることがわか
る。このため、表４に示すように実施例２のメタノール
の製造方法では実施例１のメタノールの製造方法に比べ
て前記燃焼排ガスを二酸化炭素回収装置３０の冷却塔で
冷却するための冷却熱量をさらに低減できることがわか
る。
【００６３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、加
熱熱量の増大を招くことなく、二酸化炭素を回収する際
の冷却熱量の低減を可能にしてランニングコストを減少
させることができるメタノールの製造方法を提供するこ
とができる。
熱熱量の増大を招くことなく、二酸化炭素を回収する際
の冷却熱量の低減を可能にしてランニングコストを減少
させることができるメタノールの製造方法を提供するこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施形態におけるメタノール製造
プラントの一例を示す概略図。
プラントの一例を示す概略図。
【図２】図１の二酸化炭素回収装置を示す概略図。
【図３】本発明の第２実施形態におけるメタノール製造
プラントの一例を示す概略図。
プラントの一例を示す概略図。
【図４】比較例１におけるメタノール製造プラントの一
例を示す概略図。
例を示す概略図。
１０…改質器、
１１…反応管、
１２…燃焼輻射部、
３０…二酸化炭素回収装置、
３１…冷却塔、
３２…二酸化炭素吸収塔、
３３…吸収液再生塔、
２０1…燃料導入用流路、
２０2…原料ガス導入用流路、
２０17…パージガス流路、
６０…メタノール合成用反応装置、
６３…反応器、
７１…気液分離器、
８０…ボイラ、
９０…蒸留装置。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 小林 一登
広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号
三菱重工業株式会社広島研究所内
(72)発明者 大空 弘幸
広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号
三菱重工業株式会社広島研究所内
(72)発明者 桑田 知江
広島県広島市西区観音新町四丁目６番22号
三菱重工業株式会社広島研究所内
(72)発明者 守田 和裕
東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三
菱重工業株式会社内
(72)発明者 宮本 修一
東京都千代田区丸の内二丁目５番１号 三
菱重工業株式会社内
Ｆターム(参考） 4H006 AA02 AC29 AC41 BD10 BD84
FE11
4H039 CA60 CL35
Claims (4)
- 【請求項１】 改質器で炭化水素を水蒸気と反応させて
水素、一酸化炭素及び二酸化炭素を含む合成ガスを生成
する合成ガス製造工程と、 前記合成ガスをメタノール合成触媒上で反応させて粗メ
タノールを生成し、その粗メタノールを冷却後にガス成
分と液状粗メタノールとに気液分離して液状粗メタノー
ルを得るメタノール合成工程と、 前記液状粗メタノールを蒸留して低沸点有機化合物及び
高沸点有機化合物を含む廃水と精製メタノールとに分離
する蒸留工程とを含むメタノールの製造方法であって、 前記改質器から排出される燃焼排ガス中の二酸化炭素を
二酸化炭素回収装置で回収し、回収した二酸化炭素を改
質器の上流側及び下流側のいずれか一方又は両者に供給
する際、前記メタノール合成工程からのパージガスの一
部は改質器の燃焼輻射部で燃料の一部として利用され、
そのパージガスの残部は他の熱源の燃料として利用され
ることを特徴とするメタノールの製造方法。 - 【請求項２】 前記メタノール合成工程からのパージガ
スの一部は、前記改質器の燃焼輻射部で燃料の一部とし
て利用され、そのパージガスの残部は他の熱源の燃料及
び／又は原料ガスの脱硫用として利用されることを特徴
とする請求項１記載のメタノールの製造方法。 - 【請求項３】 前記メタノール合成工程からのパージガ
スは、前記改質器における燃焼輻射部の燃料以外の他の
熱源の燃料及び／又は原料ガスの脱硫用として利用され
ることを特徴とする請求項１記載のメタノールの製造方
法。 - 【請求項４】 前記他の熱源の少なくとも一つがボイラ
であることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載
のメタノールの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001219932A JP4959074B2 (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | メタノールの製造方法 |
| US10/197,519 US6875794B2 (en) | 2001-07-19 | 2002-07-18 | Method of manufacturing methanol |
| EP02016113A EP1277721A3 (en) | 2001-07-19 | 2002-07-19 | Method of manufacturing methanol |
| AU2002300204A AU2002300204B2 (en) | 2001-07-19 | 2002-07-19 | Method of manufacturing methanol |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001219932A JP4959074B2 (ja) | 2001-07-19 | 2001-07-19 | メタノールの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003034660A true JP2003034660A (ja) | 2003-02-07 |
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Family
ID=19053838
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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|---|---|
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