JP2004285062A - ジメチルエーテルの製造方法及び装置 - Google Patents

ジメチルエーテルの製造方法及び装置 Download PDF

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【課題】 副産物として生成されるメタノールを有効利用し、ジメチルエーテルの収率を上昇させることができるジメチルエーテルの製造方法を提供する。
【解決手段】 一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを反応器に導入し、前記原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくともメタノールを副産物として生成するジメチルエーテルの製造方法において、生成されたメタノールを95質量%以上に純度を上昇させ、純度を上昇させた前記メタノールを前記反応器に戻す。
【選択図】 図1

Description

この発明は、一酸化炭素と水素とを主原料としてジメチルエーテルを製造する方法及び装置に関する。
一酸化炭素と水素とを主原料とする合成ガスから、ジメチルエーテル(DME)を直接製造する技術として、触媒微粒子を高沸点媒体油の中に懸濁させたスラリー反応器の中を原料ガスを通過させ反応させて、高収率でジメチルエーテルを合成させる技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
この一酸化炭素と水素とから直接ジメチルエーテルを合成する方法においては、下記(1)、(2)及び(3)の各式で表わされる、水素と一酸化炭素とから生成するメタノール合成、合成された上記メタノールからの脱水反応により生成するジメチルエーテル合成、及び上記ジメチルエーテル合成に伴って生成する水と一酸化炭素とが反応して水素を生成する3種類の反応が同時に進行する。
CO+2H2→CH3OH ----------(1)
2CH3OH→CH3OCH3+H2O ----------(2)
2O+CO→H2+CO2----------(3)
(1)〜(3)式を総括すると下記(4)式の反応式で表わされる通り、水素と一酸化炭素とからジメチルエーテルと二酸化炭素とが等量生成することになる。
3CO+3H2→CH3OCH3+CO2 ----------(4)
ところが、上記(1)〜(3)式の反応は平衡反応であり、また反応器内では投入した原料ガスが平衡に達するまでの充分な反応時間がとられないことが多いため、実際の合成プロセスにおいては、上記三つの反応が100%は進行しない。従って、上記三反応の総括である(4)式の反応は、100%は進行しない。従って、(4)式で表わされるような、原料の水素及び一酸化炭素が100%転化するということは起こらず、反応器から流出するガスには反応生成物であるDME及び二酸化炭素が生成される他に、反応中間生成物であるメタノール、水が副産物として生成される。また反応器から流出するガスには、未反応の水素及び一酸化炭素が含まれる。
従来、生成されるメタノールはジメチルエーテルと分離した後、製品としてさらに純化、または焼却処分していた。
しかし、少量生成されるメタノールを、天然ガスや石炭の生産地に建造したジメチルエーテル製造プラントから製品として出荷することは困難であり、ジメチルエーテルの収量の増大が望まれていた。
このため本出願人は、生成したメタノールを有効利用する方法として、反応器から流出するガスを冷却して得られるメタノールと水を主成分とした液体を反応器に戻し、ジメチルエーテルの収率を上昇させる方法を提案した(特許文献2参照)。
特開平10−182528号公報 特開平10−182529号公報
しかし、冷却温度制御によりメタノールを主成分とする液体を分離するのは難しく、冷却して得られる液体には、メタノールの他に必ずジメチルエーテル,水,二酸化炭素が含まれる。表1は、5MPaG、30℃での回収液中に移行するメタノール(MeOH)、ジメチルエーテル(DME),水(H2O),二酸化炭素(CO2)の各成分割合(冷却前ガス全量に対する比率)を示す。
Figure 2004285062
ジメチルエーテルは30℃で生成量の20〜30%もが液化してしまう。反応生成物であるジメチルエーテル、二酸化炭素、水をそのまま反応器に戻すと、反応を阻害する。メタノール以外の成分を分離・廃棄する場合、ジメチルエーテルと二酸化炭素のロスになる(水は系外に取り出してよい)。
また、液体中に含まれる水を反応器に戻した場合、反応を阻害するだけでなく、ジメチルエーテル合成触媒の劣化が生ずる。
本発明は、上記のような問題点を改善するためになされたもので、副産物として生成されるメタノールを有効利用し、ジメチルエーテルの収率を上昇させることができるジメチルエーテルの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを反応器に導入し、前記原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくともメタノールを副産物として生成するジメチルエーテルの製造方法において、生成されたメタノールを95%質量以上に純度を上昇させ、純度を上昇させた前記メタノールを前記反応器に戻すことを特徴とする。
請求項2の発明は、一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを反応器に導入し、前記原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくともメタノール及び水を副産物として生成するジメチルエーテルの製造方法において、反応器からの生成ガスを冷却して得られた、メタノール及び水を含む液体からメタノールを分離し、分離された前記メタノールを前記反応器に戻すことを特徴とする。
請求項3の発明は、一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを反応器に導入し、前記原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくとも二酸化炭素、メタノール及び水を副産物として生成するジメチルエーテルの製造方法において、反応器からの生成ガスを冷却して、ジメチルエーテル、二酸化炭素、メタノール及び水を含む液体(1)と、未反応ガス成分を含む気体とに分離し、得られた液体(1)から二酸化炭素を分離し、二酸化炭素が分離された液体(2)からジメチルエーテルを分離し、二酸化炭素及びジメチルエーテルが分離された液体(3)からメタノールを分離し、分離されたメタノールを前記反応器に戻すことを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項3に記載のジメチルエーテルの製造方法において、前記生成ガスを、二酸化炭素が分離された液体(2)、及び二酸化炭素及びジメチルエーテルが分離された液体(3)に、接触させることを特徴とする。
請求項5の発明は、一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくともメタノールを副産物として生成する反応器と、生成されたメタノールを95質量%以上に純度を上昇させるメタノール精製装置と、精製したメタノールを前記反応器に戻すリサイクルラインと、を備えることを特徴とする。
請求項6の発明は、一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくとも二酸化炭素、メタノール及び水を副産物として生成する反応器と、反応器からの生成ガスを冷却して得られた、メタノール及び水を含む液体からメタノールを分離するメタノール精製装置と、分離されたメタノールを反応器に戻すリサイクルラインと、を備えることを特徴とする。
請求項7の発明は、一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくとも二酸化炭素、メタノール及び水を副産物として生成する反応器と、反応器からの生成ガスを冷却して、二酸化炭素、ジメチルエーテル、メタノール及び水を含む液体(1)と、未反応ガス成分を含む気体とに分離する気液分離装置と、得られた液体(1)から二酸化炭素を分離するCO2精製装置と、二酸化炭素が分離された液体(2)からジメチルエーテルを分離するDME精製装置と、二酸化炭素及びジメチルエーテルが分離された液体(3)からメタノールを分離するメタノール精製装置と、分離されたメタノールを前記反応器に戻すリサイクルラインと、を備えることを特徴とする。
請求項8の発明は、請求項7に記載のジメチルエーテルの製造装置において、前記気液分離装置は、前記生成ガスを、前記CO2精製装置により二酸化炭素が分離された液体(2)、及び前記DME精製装置によりジメチルエーテルが分離された液体(3)に、接触させることを特徴とする。
本発明によれば、副生されるメタノールを有効利用し、ジメチルエーテルの収率を上昇させることができる。また、反応生成物であるジメチルエーテル、二酸化炭素及び水を反応器に戻すことが少なくなり、反応を阻害することもない。
また、請求項4又は請求項8の発明によれば、ジメチルエーテル及び二酸化炭素の回収率を上げることができる。
次にこの発明を、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明のジメチルエーテル(以下DMEという)製造装置の一実施形態(フロー図)を示す。図1において、1は天然ガスから一酸化炭素ガス(以下COという)及び水素ガス(以下H2という)を生成するリフォーマ、2はCO及びH2を含有する原料ガスからジメチルエーテルを生成するDME合成の反応器である。反応器2から流出する反応ガスを冷却して得られた液体からは、3つの分離塔3,4,5で順次、二酸化炭素(以下CO2という)、DME、メタノール(以下MeOHという)が分離・精製される。純化されたMeOHは、リサイクルライン6を介して反応器2に戻される。
以下、この装置を、リフォーマ1から反応器2を経て、精製・分離されたDMEが回収されるに至る流れに沿って説明する。
天然ガスはリフォーマ1でCO2、O2及びスチームと反応させられ、リフォーミング反応生成物が生成する。リフォーミング反応生成物は合成ガスコンプレッサ7の上流で冷却、脱水され(図では省略)、合成ガスコンプレッサ7から流出したリフォーミング反応生成物はCO2回収塔8で脱炭酸される。
リフォーマ1で生成された合成ガスは、脱水・脱炭酸されてDME合成反応原料ガス(DME合成のメイクアップガス)になる。次いで、DME合成のメイクアップガスは、リサイクルガスライン10を流れてくる未反応ガス(CO及びH2)主体のリサイクルガス、及びリサイクルライン6を流れてくるMeOHと混合されて、DMEの原料ガスになる。
原料ガスは、反応器2の底部から供給される。反応器2では、原料を触媒反応させてDMEの合成反応を行う。反応器から流出する媒体油は、回収され、ポンプ11によって反応器2に戻される。
以下、反応器2について詳述する。反応器2の方式は、固定床式、流動床式及びスラリー床式の内いずれであってもよい。特に、スラリー床式にあっては反応器内の温度が均一であり、副生物も少ないので望ましい。
触媒については、上記(1)〜(3)の各反応を進行させてDMEを合成するために、メタノール合成触媒及びメタノール脱水触媒を使用し、適宜、水性シフト反応触媒を付加する。これらの機能を持つ触媒を適宜複合して使用する。
メタノール合成触媒としては、通常、工業的に用いられる酸化銅−酸化亜鉛、酸化亜鉛−酸化クロム、酸化銅−酸化亜鉛/酸化クロム、及び酸化銅−酸化亜鉛/アルミナ等を用いる。メタノール脱水触媒としては、酸塩基触媒であるγ−アルミナ、シリカ、シリカ・アルミナ、及びゼオライト等を用いる。ここで、ゼオライトの金属酸化物成分としては、ナトリウム及びカリウム等のアルカリ金属の酸化物、並びにカリウム及びマグネシウム等のアルカリ土族の酸化物等を用いる。なお、メタノール合成触媒は、強いシフト触媒活性を有するので、水性ガスシフト触媒を兼ねることができる。このようにメタノール脱水触媒と水性ガスシフト触媒とを兼ねるものとして、アルミナ担持酸化銅触媒を用いることができる。
上記三触媒の混合割合は、特に限定する必要はなく、各成分の種類あるいは反応条件等に応じて適宜選定すればよい。但し、通常は重量比で、メタノール合成触媒に対してメタノール脱水触媒を0.1〜5程度、望ましくは0.2〜2程度と、水性ガス触媒を0.2〜5程度、望ましくは0.5〜3程度とを混合する。メタノール合成触媒と水性ガスシフト触媒とを同一物質とし、メタノール合成触媒に水性ガスシフト触媒を兼ねさせる場合には、両触媒を合算した量のメタノール合成触媒を用いるものとする。
触媒の形態について、スラリー床式反応器を用いる場合には、平均粒径:300μm以下、望ましくは1〜200μm、一層望ましくは10〜150μm程度に粉砕したものがよい。更に効果的に使用するために、適宜、上記混合粉体を圧密・成型し、再度粉砕し、上記粒度に調製したものを使用する。
スラリー床式反応器を用いる場合の媒体油としては、反応条件下において液体状態を安定して維持するものでなければならない。例えば、脂肪族、芳香族及び脂環族の炭化水素、アルコール、エーテル、エステル、ケトン及びハロゲン化物、並びにこれらの化合物の混合物等を使用する。溶媒中に存在させる触媒量は、溶媒の種類及び反応条件等によって適宜きめるが、通常、溶媒に対して1〜50重量%程度が望ましい。
スラリー床式反応器における反応条件として、反応温度は150〜400℃の範囲内が望ましく、特に、250〜350℃の範囲内が望ましい。反応温度が150℃より低くても、また400℃より高くても、原料ガス中のCOの転化率が低くなる。反応圧力は、10〜300kg/cm2 Gの範囲内、特に望ましくは20〜70kg/cm2 Gの範囲内がよい。反応圧力が10kg/cm2 Gよりも低いとCOの転化率が低く、一方300kg/cm2 Gよりも高いと、反応器が特殊のものとなる他、昇圧のために多大なエネルギーを要するので経済的でない。空間速度(触媒1kg当たりの標準状態における原料ガスの供給速度)は、100〜50000Nl/kg・hが望ましく、特に500〜7500Nl/kg・hが望ましい。空間速度が50000Nl/kg・hよりも大きいと、COの転化率が低くなり、一方、100Nl/kg・hよりも小さいと、反応器が極端に大きくなり経済的でない。
こうして、反応器2で得られる反応ガス中には、反応生成物であるDME及びCO2、反応中間生成物であるCH3OH及びH2O、未反応のH2及びCO、原料ガスに含まれていた不純物等が含まれる。反応ガスの成分組成は、通常、DME:3〜25%、CO2:3〜25%、CO:20〜50%、H2:20〜50%、CH3OH:0.5〜3%、H2O:0.1〜0.5%、及びその他:5%程度以下である。
次に、反応器2からの生成ガスを熱交換器12により冷却して、気液分離器13によりDME、CO2、MeOH及びH2Oを含む液体(1)と、未反応ガス成分を含む気体とに分離する。これら熱交換器12及び気液分離器13が、気液分離装置を構成する。この冷却によって、DME、MeOH及びH2Oを含む液体(1)が凝縮し、CO2は凝縮したDMEに溶解する。冷却温度は−10°〜−60℃程度、好ましくは−40℃〜−50℃程度が適当であり、その際の圧力は1〜30MPa程度、好ましくは1.5〜15MPa程度である。
図2は気液分離器13の詳細図を示す。冷却器である熱交換器12の出口側に気液分離器13が接続されている。気液分離器13は、内部にラシヒリング等の充填物層14,14が2段に配置されており、下部は液溜になっている。各充填物層14,14の上方の空間にはノズルが充填物層の上面に略均一に噴霧しうるように配置されている。気液分離器13の液溜と下段の充填物層14の間の空間には熱交換器で冷却された生成ガスの入口が設けられ、底部にはDME、CO2及びMeOHを含む液相の出口が、頂部には未反応ガスを含む気相の出口がそれぞれ設けられている。上段の充填物層14の上方の空間のノズルにはメタノール供給管が、そして、下段の充填物層14の上方の空間のノズルにはDME供給管が接続されている。
この気液分離器13のノズルからは、後述するCO2分離塔3の下部液(CO2分離塔によりCOが分離された液体(2)、すなわち粗DME)、及び後述するDME分離塔4の下部液(DMEが分離された液体(3)、すなわち粗MeOH)が噴出され、これらの吸収液を生成ガスに接触させる。粗DMEと粗MeOHの供給時期は、生成ガス中のDMEの凝縮前又は凝縮中でもよいが、凝縮後の生成ガス、すなわち未反応ガスを含む気相に接触するように供給するのが効率的である。DMEとMeOHはいずれを先に供給してもよく、あるいは同時であってもよい。さらに予め混合してその混合物を供給してもよい。しかし、図2のような吸収塔を用いてDME凝縮後の生成ガスを処理する場合は、先にDME、次にMeOHと接触させることが、排出ガス中のDME濃度を低下させることになり望ましい。
CO2分離塔下部液(粗DME)、DME分離塔下部液(粗MeOH)を気液分離器13のガスと接触させることにより、CO2、DMEの回収率が上がる。反応器2にリサイクルされるガス中のDME濃度を下げるためには、CO2、DMEを含まないMeOHが必要である。DME分離塔4があると、MeOH吸収液の供給と、CO2、DMEを含まないMeOHの反応器への供給が可能となり、DMEの回収量、生成量が増加する。
分離されたCOとH2を主成分とする未反応ガス、及び少量の不純物ガスを含むガスは、リサイクルガスとなる。リサイクルガスの大部分はリサイクルガスライン10を通って、DME合成のメイクアップガスと混合される。こうして混合された原料ガスが反応器2の底部から供給される。
MeOH,H2O,CO2及びDMEを主成分とする液体(1)は、CO2分離塔3(CO2精製装置)に投入され、まずCO2が分離される。CO2分離塔3では、例えば蒸留により、CO2を分離・精製する。
CO2分離塔3でCO2が分離された液体(2)は、DME分離塔4(DME精製装置)に投入され、DMEが分離される。DME分離塔4は、例えば蒸留により、DMEを分離・精製する。精製された高純度のDMEは、DMEラインを通って成品として回収される。
CO2及びDMEが分離された液体(3)は、MeOH及びH2Oを主成分とする。この液体は、メタノール分離塔5(メタノール精製装置)に投入され、MeOHが分離される。メタノール分離塔5は、例えば蒸留により、95質量%以上の純度のMeOHを分離・精製する。
分離された高純度のMeOHは、リサイクルライン6を通って、DME合成のメイクアップガス中に投入され、気化される。こうしてMeOHが混合された原料ガスが反応器2の底部から供給される。
本実施形態によれば、MeOHが精製され、H2Oが反応器2に投入されないため、触媒の劣化がない。また、H2O、CO2及びDMEが反応器に投入されないため、DMEの生成反応が阻害されない、という利点がある。また気液分離器13に粗MeOH(3)を循環させ、かつ反応器に高純度MeOHを供給し、MeOHを系外に排出しないという効率的なプロセスが成立する。
図3は、MeOHを反応器に戻したときの生成物の組成を調べるための実験装置を示す。実験装置は、実際のDMEの製造装置よりも小規模のものになっている。
反応器には、原料ガスとしてCO及びH2が供給される。反応器内のスラリーは、下記の表2に示されるとおり、触媒388g、媒体油1552gから構成される。
Figure 2004285062
反応器2での反応条件は、下記の表3に示されるとおり、温度260℃、圧力5MPaGである。
Figure 2004285062
反応器からの生成ガスは、熱交換器で30℃に冷却され、気液分離器でMeOH及びH2Oを主成分とする液体と、未反応ガス成分、CO2、DMEを含む気体とに分離される。気液分離器で回収した液体は、気液分離器から減圧弁を通して抜出し、常圧にして、CO2、DMEを揮発させ、MeOH及びH2Oを液体として得た。減圧時に発生したガスは、ガスメータを用いて流量を測定した後、ガスクロマトグラフで組成を分析した。得られた液体は、重量測定の後、ガスクロマトグラフで組成を分析した。気液分離器で分離した気体は、ガスメータを用いて流量を測定した後、ガスクロマトグラフで組成を分析した。
この実験では、気液分離器から得られる気体と液体中に含まれるMeOH総量に相当する量を反応器に戻す。ここで、原料ガスは110℃に予熱し、MeOHは120℃に予熱している。この実験条件で原料ガス中に噴霧されたMeOHは完全に気化した。
なお、原料ガスとして反応器に供給されるCO及びH2の流量は各々18NL/min程度であり、生成物が蒸留塔を安定して運転できるだけの量にならないため、蒸留塔までは設けられていない。
表4は、MeOHを反応器に入れない場合(比較例)と、MeOHを反応器に入れた場合(実施例)とでの生成物の組成の比較を示す。
Figure 2004285062
原料H2、CO流量はマスフローメータで測定した。MeOHはマイクロポンプで投入した重量速度からガス流量に換算した。生成物は、ガス流量測定とガスクロマトグラフ分析の結果、および回収液の重量測定とガスクロマトグラフ分析の結果より算出した。「水冷回収液MeOH濃度」は、生成ガスを30℃に冷却して回収した液体を常圧としてDME・CO2を揮発させ、残ったH2O・MeOHをガスクロマトグラフで分析したMeOH濃度である。回収した液中には、生成DMEも20〜25%が溶解する。
比較例、実施例とも原料のCOとH2の流量が同じになっている。実施例では、MeOHを入れた分、触媒の負荷が上がるので、原料のCOとHの流量を減らすことも考えられるが、比較例の流量を保ったままにした。実施例で生成物中のCOとH2の流量が増えていれば、DMEに変わらなかった原料があることになるが、生成物中のCOとH2の流量はほとんど変わらなかった。むしろMeOHを入れた方が、生成物中のCOとHの流量の合算は減っていた。また、生成物中のDMEの量は、MeOHを入れた分増えており、生成物中のMeOHの量は、増えていなかった。この実験では、反応器に入れたメタノールは全て反応器の中で処理されている。この実験から、投入する原料のCOとHの流量を減らすことなく、また生成物中のCOとH2の流量が増えることもないので、廃棄するパージガスを増加させる必要がないことがわかった。
すなわち実験によると、反応器2から排出される量すべてのMeOHを投入しても、COとH2の転化率はほとんど変化せず、投入したMeOHに相当する分に相当するDMEが増産された。一方、反応器2から排出されるMeOH量は殆ど変わらない。さらに、排出される量以上のMeOHを投入しても、投入したMeOHに相当する分のDMEが増産された。このように余剰にMeOHを処理できるから、系外から搬入されるMeOHを処理することも可能である。
MeOHは、DME合成反応の中間生成物であり、これを投入することは反応を阻害してDME収量を増加させないことも考えられた。つまり、反応器がDMEを生成できる量が限られていて、MeOHを投入した分、COとH2が反応せずに未反応ガスとして残ってしまうのではないかと考えられた。しかし、反応器入口からMeOHを投入すると、同一の触媒量であってもDME製造量が増加している。
これは、反応器2の下部ではメタノール脱水触媒の能力に余裕があるため、この部分を有効に利用しているためと思われる。スラリー反応床の反応器2は、縦長の構造になっていて、上の方と下の方とで上記(1)〜(3)式を進行させる部分がある。反応器2の下の方では、上記(1)式により、HとCOとからMeOHが生成されるが、(2)式を進行させる脱水触媒、及び上記(3)式を進行させるシフト触媒が遊んでいる可能性がある。反応器2の下の方にMeOHが投入されると、脱水触媒及びシフト触媒により、上記(2)及び(3)式が進行し、DME製造量が増大するものと思われる。
図4は、反応器2に投入するMeOHのMeOH純度を変化させた場合のCO転化率の経時変化を示す。MeOHに蒸留水(H2O)を混合して、所定純度のMeOHとした。原料投入量は実施例と同じである。ただし、MeOH量はH2O+MeOH中のMeOH成分の量とした。原料投入量は実施例と同じである。MeOH純度が下がると、H2・CO・MeOHの流量は変化しないが、H2O量が増加することになる。CO転化率は、原料のCOがどれだけ生成物に変わったかを示す値である。MeOH純度が95質量%だとCO転化率がほとんど落ちないのに対し、MeOH純度が80質量%だとCO転化率が若干低下するのがわかった。すなわち、MeOH純度95質量%では経時変化が無視できるが、MeOH純度95質量%では経時劣化が無視できない。
なお本発明は、上記実施形態に限られず、種々変更可能である。例えば、本発明は、DMEとCO2とが等量生成される上記(4)式の総括反応を利用した製造方法に限られることはなく、DMEの合成に伴ってMeOHを副産物として生成する製造方法一般に適用することができる。
また、上記実施形態では、一段階の気液分離装置で、DME、CO2、MeOH及びHを含む液体と、未反応ガス成分を含む気体とに分離しているが、二段階の気液分離装置で分離してもよい。この場合、まず一段目の気液分離装置で生成ガスを例えば30℃程度に冷却してMeOH及びH2Oを主成分とする液体を得る。次に、二段目の気液分離装置で生成ガスを例えば−30〜−50℃程度に冷却してCO2が溶け込んだDMEの液体を得る。そして、一段目の気液分離装置で分離したMeOH及びH2Oを主成分とする液体から、MeOHを精製し、該MeOHを反応器に戻してもよい。
DME製造装置の一例のフロー図。 気液分離器を示す詳細図。 MeOHを反応器に戻したときの生成物の組成を調べるための実験装置。 MeOH純度を変化させた場合のCO転化率の経時変化を示すグラフ。
符号の説明
2…反応器
3…CO2分離塔(CO2精製装置)
4…DME分離塔(DME精製装置)
5…メタノール分離塔(メタノール精製装置)
6…リサイクルライン

Claims (8)

  1. 一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを反応器に導入し、前記原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくともメタノールを副産物として生成するジメチルエーテルの製造方法において、
    生成されたメタノールを95質量%以上に純度を上昇させ、純度を上昇させた前記メタノールを前記反応器に戻すことを特徴とするジメチルエーテルの製造方法。
  2. 一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを反応器に導入し、前記原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくともメタノール及び水を副産物として生成するジメチルエーテルの製造方法において、
    反応器からの生成ガスを冷却して得られた、メタノール及び水を含む液体からメタノールを分離し、
    分離された前記メタノールを前記反応器に戻すことを特徴とするジメチルエーテルの製造方法。
  3. 一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを反応器に導入し、前記原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくとも二酸化炭素、メタノール及び水を副産物として生成するジメチルエーテルの製造方法において、
    反応器からの生成ガスを冷却して、ジメチルエーテル、二酸化炭素、メタノール及び水を含む液体(1)と、未反応ガス成分を含む気体とに分離し、
    得られた液体(1)から二酸化炭素を分離し、二酸化炭素が分離された液体(2)からジメチルエーテルを分離し、二酸化炭素及びジメチルエーテルが分離された液体(3)からメタノールを分離し、
    分離された前記メタノールを前記反応器に戻すことを特徴とするジメチルエーテルの製造方法。
  4. 前記生成ガスを、二酸化炭素が分離された液体(2)、及び二酸化炭素及びジメチルエーテルが分離された液体(3)に、接触させることを特徴とする請求項3に記載のジメチルエーテルの製造方法。
  5. 一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくともメタノールを副産物として生成する反応器と、
    生成されたメタノールを95質量%以上に純度を上昇させるメタノール精製装置と、
    精製したメタノールを前記反応器に戻すリサイクルラインと、
    を備えることを特徴とするジメチルエーテルの製造装置。
  6. 一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくとも二酸化炭素、メタノール及び水を副産物として生成する反応器と、
    反応器からの生成ガスを冷却して得られた、メタノール及び水を含む液体からメタノールを分離するメタノール精製装置と、
    分離されたメタノールを反応器に戻すリサイクルラインと、
    を備えることを特徴とするジメチルエーテルの製造装置。
  7. 一酸化炭素及び水素を含有する原料ガスを触媒反応させて、ジメチルエーテルを生成すると共に少なくとも二酸化炭素、メタノール及び水を副産物として生成する反応器と、
    反応器からの生成ガスを冷却して、二酸化炭素、ジメチルエーテル、メタノール及び水を含む液体(1)と、未反応ガス成分を含む気体とに分離する気液分離装置と、
    得られた液体(1)から二酸化炭素を分離するCO2精製装置と、
    二酸化炭素が分離された液体(2)からジメチルエーテルを分離するDME精製装置と、
    二酸化炭素及びジメチルエーテルが分離された液体(3)からメタノールを分離するメタノール精製装置と、
    分離されたメタノールを前記反応器に戻すリサイクルラインと、
    を備えることを特徴とするジメチルエーテルの製造装置。
  8. 前記気液分離装置は、前記生成ガスを、前記CO2精製装置により二酸化炭素が分離された液体(2)、及び前記DME精製装置によりジメチルエーテルが分離された液体(3)に、接触させることを特徴とする請求項7に記載のジメチルエーテルの製造装置。
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