JP2004307435A - Method for preparing dimethyl ether and apparatus for carrying out synthetic reaction of dimethyl ether - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料ガスと懸濁した触媒溶液との接触面積を大きくすることにより、ジメチルエーテルを製造するジメチルエーテル作製方法およびジメチルエーテル合成反応装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3は従来例におけるジメチルエーテルの作製システムを説明するための図である。図3において、たとえば、炭層メタン、プロパンガス、酸素、スチーム等からなる原料30は、生成塔31に入れられ、この内部において反応する。生成された合成ガスの内、二酸化炭素ガスは、一部が外部に、残りが一酸化炭素ガスと水素ガスとともに、圧縮器32によって圧縮される。
【0003】
前記圧縮された合成ガスは、吸収塔33に入れられ、二酸化炭素ガスが吸収されて外部に放出される。その後、反応塔34において、前記合成ガスは、触媒と接触させ、250℃ないし480℃の温度等による反応条件とすることにより、反応した液体および未反応のガスになる。
【0004】
次に、気液分離塔35は、前記未反応のガスと反応した液体とに分離する。未反応のガスは、吸引器36により吸引された後、反応塔34に戻り、原料ガスとの反応を再度行う。前記反応塔34により反応した液体は、さらに、次の分離塔37によって、二酸化炭素ガスが分離される。その後、前記二酸化炭素ガスは、パージされる。
【0005】
前記分離塔37によって分離された液体は、蒸留塔38によって蒸留されて気体は、ジメチルエーテル(DME)39として採集し、残りがメタノール40となる。
【0006】
特開2002−263504に記載されているジメチルエーテル水蒸気改質触媒は、金属アルコキシドに酸を加え、ゾルを生成し、当該ゾルを蒸発乾燥しゲル物質を焼成し、その後、前記焼成されたゲルを還元処理することにより作製していた。
【0007】
【特許文献1】
特開2002−263504
【0008】
特開2002−155004に記載されているジメチルエーテルの製造方法は、水素ガスとメタンガスを含有するガスAと、一酸化炭素ガスを含有するガスBを混合したガスを、溶媒にスラリー状に懸濁させた触媒を接触させたジメチルエーテルの製造方法において、前記ガスAを予め炭酸ガスまたは水蒸気で改質して水素ガス濃度を高めるとともにメタンガス濃度を低下させていた。
【0009】
【特許文献2】
特開2002−155004
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
図3に示すジメチルエーテルの作製システムは、原料ガスと触媒との間において、反応し易い温度等にするだけで、両者の接触面積を強制的に増加するための工夫はなされていなかった。特許文献1および特許文献2の例は、同じく、原料ガスと触媒との接触面積を強制的に増加するものではない。
【0011】
以上の課題を解決するために、本発明は、前記懸濁した触媒溶液中の連続相の下方から、分散相である原料ガスを供給し、前記原料ガスの浮力によって、前記懸濁した触媒溶液相中を上昇して、原料ガスと懸濁した触媒液の界面張力に基づく気泡の大きさを大きくしている。
【0012】
本発明は、ジメチルエーテル作製方法において、原料ガスと懸濁した触媒溶液の反応速度を増大させるために、前記原料ガスと前記懸濁した触媒溶液の界面積を増大させ、前記原料ガスと前記懸濁した触媒溶液における界面の物質移動係数を増大させるものである。
【0013】
本発明は、懸濁した触媒溶液の懸濁液接触反応装置における異相界面の物質移動速度を増加させるために、連続相である懸濁した触媒溶液側に脈動や振動を重畳して、前記脈動等により、懸濁した触媒溶液の分散による界面積を大きくし、原料ガスとの反応速度の増大を企図したジメチルエーテル作製方法およびジメチルエーテル合成反応装置を提供することを目的とする。
【0014】
本発明は、ガス気泡の分散と異相界面の物質移動係数の増大の二つの課題を解決するための手段として、反応器の連続相側に脈動等を重畳することによって達成されるジメチルエーテル作製方法およびジメチルエーテル合成反応装置を提供することを目的とする。
【0015】
本発明は、反応塔中の原料ガスを懸濁した触媒溶液の気泡を強制的に分散させることにより、異相界面の面積を増大せしめ、さらに、原料ガスと触媒溶液界面の物質移動係数を大きくするジメチルエーテルの作製方法およびジメチルエーテル合成反応装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
(第1発明)
第1発明のジメチルエーテル作製方法は、原料ガスと懸濁した触媒溶液とを直接接触させてジメチルエーテルを作製するものであり、原料ガスと懸濁した触媒溶液が反応する反応塔内で、懸濁した触媒溶液の連続相に脈動、マイクロ波振動、超音波振動の少なくとも一つを重畳して分散相気体の泡沫分散を促進させることにより、原料ガスと触媒溶液界面積を増大させることにより、反応速度を増加させてジメチルエーテルを作製することを特徴とする。
【0017】
(第2発明)
第2発明のジメチルエーテル作製方法は、原料ガスと懸濁した触媒溶液とを直接接触させてジメチルエーテルを作製するものであり、原料ガスと懸濁した触媒溶液が反応する反応塔内で、懸濁した触媒溶液の連続相に脈動、マイクロ波振動、超音波振動の少なくとも一つを重畳して異相界面の物質移動係数を増大させることにより、反応速度を増加させてジメチルエーテルを作製することを特徴とする。
【0018】
(第3発明)
第3発明のジメチルエーテル合成反応装置は、原料ガスと懸濁した触媒溶液とが接触する反応塔と、前記反応塔内における触媒溶液懸濁部と、前記懸濁された触媒溶液の連続相に脈動を与える脈動発生手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【0019】
(第4発明)
第4発明のジメチルエーテル合成反応装置は、原料ガスと懸濁した触媒溶液とが接触する反応塔と、前記反応塔内における触媒溶液懸濁部と、前記懸濁された触媒溶液の連続相に振動を与えるマイクロ波発生手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【0020】
(第5発明)
第5発明のジメチルエーテル合成反応装置は、原料ガスと懸濁した触媒溶液とが接触する反応塔と、前記反応塔内における触媒溶液懸濁部と、前記懸濁された触媒溶液の連続相に振動を与える超音波発生手段と、を少なくとも備えていることを特徴とする。
【0021】
(第6発明)
第6発明のジメチルエーテル合成反応装置において、反応塔には、懸濁した触媒溶液の連続相中に目皿板を設置したことを特徴とする。
【0022】
【発明の実施の形態】
(第1発明)
第1発明のジメチルエーテル作製方法は、反応塔内において、炭層メタンガス、プロパンガス、酸素、スチーム等からなる原料ガスと、懸濁した触媒溶液とを直接接触させて反応させている。前記反応条件は、たとえば、250℃ないし480℃である。前記反応塔内における懸濁した触媒溶液は、その連続相に脈動、マイクロ波振動、超音波振動の少なくとも一つが重畳され、分散相気体の泡沫分散を促進させる。
【0023】
原料ガスは、懸濁した触媒溶液が反応する反応塔内で、分散相気体の泡沫と接触し、気−液界面積を増大させて、反応を促進させる。第1発明のジメチルエーテル作製方法は、気−液界面積を増大させて、反応を促進させているため、効率良くジメチルエーテルを作製することができる。
【0024】
(第2発明)
第2発明のジメチルエーテルの作製方法は、懸濁した触媒溶液の連続相に脈動、マイクロ波振動、超音波振動の少なくとも一つを重畳して異相界面の物質移動係数を増大させている点で、第1発明と異なっている。第2発明のジメチルエーテル作製方法は、気−液界面積を増大させて、反応を促進させているため、効率良くジメチルエーテルを作製することができる点で、第1発明と同様である。
【0025】
第2発明は、懸濁した触媒溶液が泡沫状にならなくても、原料ガスと懸濁した触媒溶液の異相界面において、物質の移動係数が大きければよい。
【0026】
(第3発明)
第3発明のジメチルエーテル合成反応装置は、反応塔において、原料ガスと懸濁した触媒溶液とが接触し、所定の反応温度によって、反応が促進される。前記反応塔内における触媒は、溶液とともに懸濁化されて触媒溶液懸濁部となる。前記懸濁した触媒溶液の連続相には、たとえば、ピストンとシリンダー等のポンプからなる脈動発生手段により脈動が与えられる。前記脈動発生手段は、懸濁した触媒溶液に脈動を与えることができる手段であれば、前記形状・構造に限定されるものではない。
【0027】
(第4発明)
第4発明は、懸濁された触媒溶液の連続相に振動を与える手段がマイクロ波発生手段である点で、第3発明と異なっている。前記マイクロ波発生手段は、300MHzないし30GHzが望ましい。特に、2450MHzは、電子レンジに使用されるもので、既成品で達成することができる。
【0028】
(第5発明)
第5発明は、懸濁された触媒溶液の連続相に振動を与える手段が超音波発生手段である点で、第3発明および第4発明と異なっている。
【0029】
(第6発明)
第6発明は、懸濁した触媒溶液の連続相中に目皿板が設置されている。前記目皿板は、懸濁した触媒溶液の連続相に与えられる振動と相まって、気−液界面積を増大させて、反応を促進させることができる。
【0030】
【実施例】
図1は本発明の第一実施例で、懸濁した触媒溶液と原料ガスとを反応させる反応塔を説明するための概略誇張模式図である。図1において、反応塔11は、下部に原料ガス搬送パイプ12を、上部に反応物質搬送パイプ13が設けられている。また、前記反応塔11は、その下方に触媒溶液挿入口141が設けられており、内部に懸濁した触媒溶液を満たしている。
【0031】
前記反応塔11の内部には、反応熱を冷却する冷却水151が流通する冷却パイプ15が設けられている。前記反応塔11の上方には、前記触媒溶液のオーバーフロータンク16が設けられており、オーバーフローした前記触媒溶液がオーバーフロー溶液出口161から外部に出る。
【0032】
さらに、反応塔11の下方には、前記触媒溶液を脈動させる脈動装置17が設けられている。前記脈動装置17は、たとえば、シリンダー171とピストン172とから構成されており、前記ピストン172の上下動により、前記反応塔11内にある懸濁した触媒溶液14が攪拌される。また、前記脈動装置17は、シリンダーとピストン型以外に、ベローズ式やその他公知または周知の技術と置き換えることができる。
【0033】
同時に、連続相である前記懸濁した触媒溶液14は、反応塔11の下方から、分散相である原料ガス142が供給されると、前記原料ガス142の浮力によって、前記懸濁した触媒溶液14相中を上昇して、原料ガス142と懸濁した触媒溶液14の界面張力に基づく気泡の大きさを大きくしている。
【0034】
本発明は、連続相である懸濁した触媒溶液側に脈動や振動を重畳して、懸濁した触媒溶液に気泡を入れたり、あるいは異相界面の物質移動速度を増加させているために、前記脈動等により、懸濁した触媒溶液の分散による界面積を大きくし、原料ガスとの反応速度を増大させている。
【0035】
図2は本発明の第二実施例で、懸濁した触媒溶液と原料ガスとを反応させる他の反応塔を説明するための概略誇張模式図である。図2において、反応塔11は、懸濁した触媒溶液に振動を与える振動子18と、前記振動子18を振動させる前記反応塔11の外部に設けられた励起回路181と、前記反応塔11の中央よりやや下方に設けられた目皿19とが設けられている点で、第一実施例と異なっている。
【0036】
すなわち、第二実施例は、図2において、オーバーフロータンク16の記載が省略されている。また、振動がマイクロ波である場合、励起回路181は、マグネトロンやその周辺回路である。さらに、図2に示された振動子18は、マイクロ波の場合、図示されていない導波管を通じて接続されているアンテナになる。原料ガス側にマイクロ波振動を与えることは、原料ガスの極性分子を励起し、合成反応を促進する。
【0037】
振動が超音波の場合、振動子18は、超音波振動子あるいはホーンである。また、脈動、マイクロ波、超音波振動は、少なくとも一つによって前記懸濁した触媒溶液を攪拌することができる。さらに、その際、目皿の有無は、任意であるが、設けた方が反応速度を向上させることができる。
【0038】
本実施例によって使用される触媒は、その種類が限定されるものではなく、たとえば、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、カリウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、金、カドミウム、インジウム、錫、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、プラチナ、銀、水銀、テルリウム、鉛、ビスマス、タリウム、ウラニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ホウ素、アルミニウム、スカンジウム、トリウム、鉛およびランタノイド銅の金属、酸化物等を用いることができる。
【0039】
前記触媒に使用される溶媒は、たとえば、脂肪族、芳香族、および脂環族の炭化水素、アルコール、エーテル、ケトン、およびハロゲン化合物、これらの化合物の混合物等を使用できる。また、前記溶媒は、硫黄分を除去した軽油、減圧軽油、水素化処理したコールタールの高沸点留分等も使用できる。
【0040】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。たとえば、反応塔、触媒、脈動手段、振動手段の取付および大きさは、任意に設計変更が可能である。
【0041】
本発明の実施例において、反応塔のみを説明しているが、その他説明されていないところは、公知または周知の技術を使用できる。脈動手段および/または振動手段は、同様に、公知または周知のものを使用して、低周波振動からマイクロ波のような高周波振動とすることにより、反応速度を上げることができる。
【0042】
【発明の効果】
本発明によれば、懸濁した触媒溶液の連続相に脈動等を重畳して、分散相気体の泡沫分散を促進して、原料ガスと懸濁した触媒溶液との界面積を増大させることにより、反応速度を増加することができた。
【0043】
本発明によれば、懸濁した触媒溶液の連続相に脈動等を重畳して、異相界面の物質移動係数を増大させることにより、反応速度を増加することができた。
【0044】
本発明によれば、原料ガスと懸濁した触媒溶液との界面積を増大させるために、脈動、マイクロ波、超音波振動の内の少なくとも一つを重畳させることにより、さらに、前記界面積を増大させて反応速度を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例で、懸濁した触媒溶液と原料ガスとを反応させる反応塔を説明するための概略誇張模式図である。
【図2】本発明の第二実施例で、懸濁した触媒溶液と原料ガスとを反応させる他の反応塔を説明するための概略誇張模式図である。
【図3】従来例におけるジメチルエーテルの作製システムを説明するための図である。
【符号の説明】
11・・・反応塔
12・・・原料ガス搬送パイプ
13・・・反応物質搬送パイプ
131・・・反応物質
14・・・懸濁した触媒溶液
141・・・触媒溶液挿入口
142・・・原料ガス
15・・・冷却パイプ
151・・・冷却水
16・・・オーバーフロータンク
161・・・オーバーフロー溶液出口
17・・・脈動装置
171・・・シリンダー
172・・・ピストン
18・・・振動子
181・・・励起回路
19・・・目皿[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing dimethyl ether and a dimethyl ether synthesis reaction apparatus for producing dimethyl ether by increasing the contact area between a raw material gas and a suspended catalyst solution.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional dimethyl ether production system. In FIG. 3, the
[0003]
The compressed synthesis gas is put into an
[0004]
Next, the gas-
[0005]
The liquid separated by the
[0006]
The dimethyl ether steam reforming catalyst described in JP-A-2002-263504 is a method in which an acid is added to a metal alkoxide to form a sol, the sol is evaporated to dryness, a gel material is fired, and then the fired gel is reduced. It was produced by processing.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2002-263504 A
[0008]
In the method for producing dimethyl ether described in JP-A-2002-155004, a gas obtained by mixing a gas A containing hydrogen gas and methane gas and a gas B containing carbon monoxide gas is suspended in a slurry in a solvent. In the method for producing dimethyl ether in contact with the catalyst, the gas A was previously reformed with carbon dioxide or steam to increase the hydrogen gas concentration and reduce the methane gas concentration.
[0009]
[Patent Document 2]
JP2002-155004
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The dimethyl ether production system shown in FIG. 3 has not been devised to forcibly increase the contact area between the raw material gas and the catalyst only by setting the temperature at which reaction is easy. Similarly, the examples of Patent Document 1 and Patent Document 2 do not forcibly increase the contact area between the source gas and the catalyst.
[0011]
In order to solve the above problems, the present invention supplies a raw material gas that is a dispersed phase from below the continuous phase in the suspended catalyst solution, and the suspended catalyst solution is buoyant by the buoyancy of the raw material gas. Ascending in the phase, the size of bubbles is increased based on the interfacial tension between the raw material gas and the suspended catalyst solution.
[0012]
The present invention provides a method for producing dimethyl ether, in order to increase a reaction rate of a raw material gas and a suspended catalyst solution, by increasing an interface area between the raw material gas and the suspended catalyst solution, This increases the mass transfer coefficient of the interface in the catalyst solution.
[0013]
In order to increase the mass transfer rate at the heterogeneous interface in the suspension contact reaction apparatus of the suspended catalyst solution, the present invention superimposes the pulsation or vibration on the suspended catalyst solution side which is a continuous phase. It is an object of the present invention to provide a dimethyl ether production method and a dimethyl ether synthesis reaction apparatus that increase the interfacial area due to dispersion of a suspended catalyst solution and increase the reaction rate with a raw material gas.
[0014]
The present invention provides a method for producing dimethyl ether, which is achieved by superimposing pulsation or the like on the continuous phase side of a reactor as a means for solving two problems of dispersion of gas bubbles and an increase in mass transfer coefficient of a heterogeneous interface, and An object is to provide a dimethyl ether synthesis reactor.
[0015]
The present invention forcibly disperses the bubbles of the catalyst solution in which the raw material gas is suspended in the reaction tower, thereby increasing the area of the heterophase interface and further increasing the mass transfer coefficient between the raw material gas and the catalyst solution interface. It is an object of the present invention to provide a method for producing dimethyl ether and a dimethyl ether synthesis reaction apparatus.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
(First invention)
The dimethyl ether production method of the first invention is to produce dimethyl ether by directly contacting a raw material gas and a suspended catalyst solution, and suspended in a reaction tower where the raw material gas and the suspended catalyst solution react. The reaction rate is increased by increasing the interfacial area of the raw material gas and the catalyst solution by superimposing at least one of pulsation, microwave vibration, and ultrasonic vibration on the continuous phase of the catalyst solution to promote foam dispersion of the dispersed phase gas. Is characterized in that dimethyl ether is produced.
[0017]
(Second invention)
The dimethyl ether production method of the second invention is to produce dimethyl ether by directly contacting a raw material gas and a suspended catalyst solution, and suspended in a reaction tower where the raw material gas and the suspended catalyst solution react. It is characterized in that dimethyl ether is produced by increasing the reaction rate by superimposing at least one of pulsation, microwave vibration and ultrasonic vibration on the continuous phase of the catalyst solution to increase the mass transfer coefficient of the heterogeneous interface. .
[0018]
(Third invention)
The dimethyl ether synthesis reactor according to the third aspect of the present invention is a pulsation in a reaction tower in which a raw material gas and a suspended catalyst solution are in contact, a catalyst solution suspension in the reaction tower, and a continuous phase of the suspended catalyst solution. And at least pulsation generating means for imparting.
[0019]
(Fourth invention)
A dimethyl ether synthesis reaction apparatus according to a fourth aspect of the invention is a reaction tower in which a raw material gas and a suspended catalyst solution are in contact with each other, a catalyst solution suspension in the reaction tower, and a continuous phase of the suspended catalyst solution. And at least microwave generation means for providing
[0020]
(Fifth invention)
A dimethyl ether synthesis reaction apparatus according to a fifth aspect of the present invention includes a reaction tower in which a raw material gas and a suspended catalyst solution are in contact with each other, a catalyst solution suspension in the reaction tower, and a continuous phase of the suspended catalyst solution. And at least an ultrasonic wave generating means for providing the above.
[0021]
(Sixth invention)
In the dimethyl ether synthesis reactor according to the sixth aspect of the invention, the reaction tower is characterized in that a countersink is installed in the continuous phase of the suspended catalyst solution.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First invention)
In the dimethyl ether production method of the first invention, in a reaction tower, a raw material gas composed of coal bed methane gas, propane gas, oxygen, steam and the like is brought into direct contact with a suspended catalyst solution to cause a reaction. The reaction conditions are, for example, 250 ° C. to 480 ° C. In the suspended catalyst solution in the reaction tower, at least one of pulsation, microwave vibration, and ultrasonic vibration is superimposed on the continuous phase to promote foam dispersion of the dispersed phase gas.
[0023]
In the reaction tower where the suspended catalyst solution reacts, the source gas comes into contact with the foam of the dispersed phase gas, increases the gas-liquid interface area, and promotes the reaction. Since the dimethyl ether production method of the first invention increases the gas-liquid interface area and promotes the reaction, dimethyl ether can be produced efficiently.
[0024]
(Second invention)
The method for producing dimethyl ether of the second invention is that the mass transfer coefficient of the heterogeneous interface is increased by superimposing at least one of pulsation, microwave vibration, and ultrasonic vibration on the continuous phase of the suspended catalyst solution. Different from the first invention. The dimethyl ether production method of the second invention is the same as the first invention in that dimethyl ether can be produced efficiently because the reaction is promoted by increasing the gas-liquid interface area.
[0025]
In the second invention, even if the suspended catalyst solution does not become foamy, it is sufficient that the mass transfer coefficient of the substance is large at the heterogeneous interface between the raw material gas and the suspended catalyst solution.
[0026]
(Third invention)
In the dimethyl ether synthesis reactor of the third invention, in the reaction tower, the raw material gas and the suspended catalyst solution are in contact with each other, and the reaction is accelerated by a predetermined reaction temperature. The catalyst in the reaction tower is suspended together with the solution to become a catalyst solution suspension. The continuous phase of the suspended catalyst solution is given pulsation by means of pulsation generating means including a pump such as a piston and a cylinder. The pulsation generating means is not limited to the shape and structure as long as it can give pulsation to the suspended catalyst solution.
[0027]
(Fourth invention)
The fourth invention is different from the third invention in that the means for applying vibration to the continuous phase of the suspended catalyst solution is a microwave generating means. The microwave generating means is preferably 300 MHz to 30 GHz. In particular, 2450 MHz is used for microwave ovens and can be achieved with off-the-shelf products.
[0028]
(Fifth invention)
The fifth invention is different from the third and fourth inventions in that the means for applying vibration to the continuous phase of the suspended catalyst solution is an ultrasonic wave generating means.
[0029]
(Sixth invention)
According to the sixth aspect of the present invention, a countersink is installed in the continuous phase of the suspended catalyst solution. The plate can increase the gas-liquid interface area and promote the reaction in combination with the vibration applied to the continuous phase of the suspended catalyst solution.
[0030]
【Example】
FIG. 1 is a schematic exaggerated schematic diagram for explaining a reaction tower for reacting a suspended catalyst solution and a raw material gas in the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
[0031]
Inside the
[0032]
Furthermore, a
[0033]
At the same time, when the
[0034]
The present invention superimposes pulsation and vibration on the side of the suspended catalyst solution that is a continuous phase, and bubbles are introduced into the suspended catalyst solution, or the mass transfer rate at the heterogeneous interface is increased. Due to pulsation or the like, the interfacial area due to the dispersion of the suspended catalyst solution is increased to increase the reaction rate with the raw material gas.
[0035]
FIG. 2 is a schematic exaggerated schematic diagram for explaining another reaction tower for reacting a suspended catalyst solution and a raw material gas in the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the
[0036]
That is, in the second embodiment, the description of the
[0037]
When the vibration is ultrasonic, the
[0038]
The type of the catalyst used in this example is not limited. For example, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, potassium, yttrium, zirconium, niobium, molybdenum, Ruthenium, rhodium, palladium, gold, cadmium, indium, tin, hafnium, tantalum, tungsten, rhenium, osmium, iridium, platinum, silver, mercury, tellurium, lead, bismuth, thallium, uranium, lithium, sodium, potassium, rubidium, Cesium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, boron, aluminum, scandium, thorium, lead, lanthanoid copper metals, oxides, and the like can be used.
[0039]
Examples of the solvent used for the catalyst include aliphatic, aromatic, and alicyclic hydrocarbons, alcohols, ethers, ketones, and halogen compounds, and mixtures of these compounds. The solvent may be a light oil from which sulfur has been removed, a vacuum gas oil, a high-boiling fraction of hydrogenated coal tar, or the like.
[0040]
As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example. The present invention can be modified in various ways without departing from the scope of the claims. For example, the design and installation of the reaction tower, catalyst, pulsation means, and vibration means can be arbitrarily changed.
[0041]
In the examples of the present invention, only the reaction tower is described, but a publicly known or well-known technique can be used where no other description is given. Similarly, the pulsation means and / or the vibration means can be known or known, and the reaction speed can be increased by changing the low frequency vibration to the high frequency vibration such as microwave.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, pulsation or the like is superimposed on the continuous phase of the suspended catalyst solution to promote the foam dispersion of the dispersed phase gas, thereby increasing the interfacial area between the raw material gas and the suspended catalyst solution. The reaction rate could be increased.
[0043]
According to the present invention, the reaction rate can be increased by superimposing pulsation or the like on the continuous phase of the suspended catalyst solution to increase the mass transfer coefficient of the heterophase interface.
[0044]
According to the present invention, in order to increase the interfacial area between the raw material gas and the suspended catalyst solution, the interfacial area is further reduced by superimposing at least one of pulsation, microwave, and ultrasonic vibration. It can be increased to increase the reaction rate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic exaggerated schematic diagram for explaining a reaction tower for reacting a suspended catalyst solution and a raw material gas in the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic exaggerated schematic diagram for explaining another reaction tower for reacting a suspended catalyst solution and a raw material gas in the second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining a dimethyl ether production system in a conventional example.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (6)
原料ガスと懸濁した触媒溶液が反応する反応塔内で、懸濁した触媒溶液の連続相に脈動、マイクロ波振動、超音波振動の少なくとも一つを重畳して分散相気体の泡沫分散を促進させることにより、原料ガスと触媒溶液界面積を増大させることにより、反応速度を増加させてジメチルエーテルを作製することを特徴とするジメチルエーテルの作製方法。In the dimethyl ether production method in which dimethyl ether is produced by directly contacting the source gas and the suspended catalyst solution,
In the reaction tower where the source gas reacts with the suspended catalyst solution, at least one of pulsation, microwave vibration, and ultrasonic vibration is superimposed on the continuous phase of the suspended catalyst solution to promote foam dispersion of the dispersed phase gas. A method for producing dimethyl ether, characterized in that dimethyl ether is produced by increasing the reaction rate by increasing the interface area between the raw material gas and the catalyst solution.
原料ガスと懸濁した触媒溶液が反応する反応塔内で、懸濁した触媒溶液の連続相に脈動、マイクロ波振動、超音波振動の少なくとも一つを重畳して異相界面の物質移動係数を増大させることにより、反応速度を増加させてジメチルエーテルを作製することを特徴とするジメチルエーテル作製方法。In the dimethyl ether production method in which dimethyl ether is produced by directly contacting the source gas and the suspended catalyst solution,
In the reaction tower where the raw material gas reacts with the suspended catalyst solution, the mass transfer coefficient at the heterogeneous interface is increased by superimposing at least one of pulsation, microwave vibration, and ultrasonic vibration on the continuous phase of the suspended catalyst solution. To increase the reaction rate to prepare dimethyl ether.
前記反応塔内における触媒溶液懸濁部と、
前記懸濁された触媒溶液の連続相に脈動を与える脈動発生手段と、
を少なくとも備えていることを特徴とするジメチルエーテル合成反応装置。A reaction tower in which the source gas and the suspended catalyst solution are in contact;
A catalyst solution suspension in the reaction tower;
Pulsation generating means for pulsating the continuous phase of the suspended catalyst solution;
A dimethyl ether synthesis reaction apparatus comprising at least
前記反応塔内における触媒溶液懸濁部と、
前記懸濁された触媒溶液の連続相に振動を与えるマイクロ波発生手段と、
を少なくとも備えていることを特徴とするジメチルエーテル合成反応装置。A reaction tower in which the source gas and the suspended catalyst solution are in contact;
A catalyst solution suspension in the reaction tower;
Microwave generation means for vibrating the continuous phase of the suspended catalyst solution;
A dimethyl ether synthesis reaction apparatus comprising at least
前記反応塔内における触媒溶液懸濁部と、
前記懸濁された触媒溶液の連続相に振動を与える超音波発生手段と、
を少なくとも備えていることを特徴とするジメチルエーテル合成反応装置。A reaction tower in which the source gas and the suspended catalyst solution are in contact;
A catalyst solution suspension in the reaction tower;
Ultrasonic generating means for applying vibration to the continuous phase of the suspended catalyst solution;
A dimethyl ether synthesis reaction apparatus comprising at least
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JP2008133250A (en) * | 2006-02-24 | 2008-06-12 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Method for producing alkyl ether by microwave |
JP2007277179A (en) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Method for synthesizing dimethyl ether using microwave |
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