JPH0597732A - メタノールの製造方法及びそのリアクター装置 - Google Patents
メタノールの製造方法及びそのリアクター装置Info
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- JPH0597732A JPH0597732A JP4075513A JP7551392A JPH0597732A JP H0597732 A JPH0597732 A JP H0597732A JP 4075513 A JP4075513 A JP 4075513A JP 7551392 A JP7551392 A JP 7551392A JP H0597732 A JPH0597732 A JP H0597732A
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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- 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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- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 メタノールは、２段階液相リアクター装置に
おいて、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる合
成ガスから製造される。各リアクターは、最適温度範囲
にて運転し、メタノールの最大の生産性が得られるし、
理想的な触媒の利用により、合成ガス１００モル当り最
大９．１モルメタノールの一過性生成物転化が達成され
る。全体的な触媒の利用は逆流触媒移送により増加す
る。運転の別の相においては、液相リアクター装置が、
未反応ガスがガスタービン駆動電力発生装置における燃
料として使用される石炭気化複合サイクル（ＣＧＣＣ）
電力発生方法と一体化されている。 【効果】 該最適温度範囲で各液相リアクターを運転す
ると、蒸気として回収される利用可能な反応熱は最大限
になる。この蒸気はガスタービン燃焼器又はＣＧＣＣ蒸
気タービンにおいて利用される。液相リアクター装置か
ら得たメタノールは、ガスタービン用のピークシェービ
ング燃料として使用することができる。
おいて、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる合
成ガスから製造される。各リアクターは、最適温度範囲
にて運転し、メタノールの最大の生産性が得られるし、
理想的な触媒の利用により、合成ガス１００モル当り最
大９．１モルメタノールの一過性生成物転化が達成され
る。全体的な触媒の利用は逆流触媒移送により増加す
る。運転の別の相においては、液相リアクター装置が、
未反応ガスがガスタービン駆動電力発生装置における燃
料として使用される石炭気化複合サイクル（ＣＧＣＣ）
電力発生方法と一体化されている。 【効果】 該最適温度範囲で各液相リアクターを運転す
ると、蒸気として回収される利用可能な反応熱は最大限
になる。この蒸気はガスタービン燃焼器又はＣＧＣＣ蒸
気タービンにおいて利用される。液相リアクター装置か
ら得たメタノールは、ガスタービン用のピークシェービ
ング燃料として使用することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、合成ガスからのメタノ
ールの製造、特に、多段階液相リアクター装置における
メタノールの製造に関する。
ールの製造、特に、多段階液相リアクター装置における
メタノールの製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】メタノールは商業的な目的により、１基
以上の気相合成リアクターにおいて合成ガスを固形メタ
ノール合成触媒と接触させることにより、水素、一酸化
炭素、及び二酸化炭素からなる合成ガスから製造されて
いる。世界のメタノールの大半は、広く知られたＬｕｒ
ｇｉ及びＩＣＩメタノール合成方法を利用したこのリア
クター経路により製造される。液相メタノール方法とし
て知られる、不活性液体と混合された粉末触媒を利用す
る改良されたメタノール合成方法が、米国特許第３，８
８８，８９６号、第４，０３１，１２３号、第４，５６
７，２０４号に開示されている。この方法は、反応の熱
を不活性液体に吸収させることにより、リアクターにお
けるより厳密な温度制御を許容しているため、気相方法
よりも効率的である。熱は別々の冷却工程において不活
性液体から除去される。より厳密な温度制御の結果、液
相方法では従来の気相リアクター装置よりもメタノール
に対するパス当りの転化率を高くすることができる。液
相メタノール方法は気相方法よりも広範な合成ガス組成
物を利用することができ、石炭ガス化方法により製造さ
れるようなＣＯリッチの合成ガスに特に有用である。液
相における運転効率及びメタノール製造量における更な
る改良は、参考のために明細書及び図面を本明細書に含
めた米国特許第４，７６６，１５４号に開示された多段
階を使用することにより実現することができる。この方
法は特定の反応機構が各リアクターにおいて発生するよ
うに運転される２段階スラリーリアクター装置を利用し
ている。第１段階リアクターにおいて、運転は一酸化炭
素が水素化し得るように制御される一方、第２段階リア
クターにおいて、運転は二酸化炭素が水素化し得るよう
に制御される。この多段階方法により、１段階液相方法
と比し、メタノール産出量がかなり増加する。多段階方
法は、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素を含有する合
成ガスの第１段階リアクターへの供給、メタノール及
び、未反応合成ガス成分を含有する蒸気の回収、蒸気の
冷却及び蒸気からのメタノール製造物の再生、未反応合
成ガス成分の第２段階リアクターへの移動、及び、第２
段階排出流から得た付加メタノール製造物の再生工程か
ら構成される。未反応合成ガス成分は、第２段階リアク
ターの入口に再循環される。熱は不活性液体の一部をス
ラリーとして回収し、外部熱交換器においてスラリーを
冷却し、冷却されたスラリーをリアクターにポンプで戻
すことにより各リアクターの不活性液体から除去され
る。
以上の気相合成リアクターにおいて合成ガスを固形メタ
ノール合成触媒と接触させることにより、水素、一酸化
炭素、及び二酸化炭素からなる合成ガスから製造されて
いる。世界のメタノールの大半は、広く知られたＬｕｒ
ｇｉ及びＩＣＩメタノール合成方法を利用したこのリア
クター経路により製造される。液相メタノール方法とし
て知られる、不活性液体と混合された粉末触媒を利用す
る改良されたメタノール合成方法が、米国特許第３，８
８８，８９６号、第４，０３１，１２３号、第４，５６
７，２０４号に開示されている。この方法は、反応の熱
を不活性液体に吸収させることにより、リアクターにお
けるより厳密な温度制御を許容しているため、気相方法
よりも効率的である。熱は別々の冷却工程において不活
性液体から除去される。より厳密な温度制御の結果、液
相方法では従来の気相リアクター装置よりもメタノール
に対するパス当りの転化率を高くすることができる。液
相メタノール方法は気相方法よりも広範な合成ガス組成
物を利用することができ、石炭ガス化方法により製造さ
れるようなＣＯリッチの合成ガスに特に有用である。液
相における運転効率及びメタノール製造量における更な
る改良は、参考のために明細書及び図面を本明細書に含
めた米国特許第４，７６６，１５４号に開示された多段
階を使用することにより実現することができる。この方
法は特定の反応機構が各リアクターにおいて発生するよ
うに運転される２段階スラリーリアクター装置を利用し
ている。第１段階リアクターにおいて、運転は一酸化炭
素が水素化し得るように制御される一方、第２段階リア
クターにおいて、運転は二酸化炭素が水素化し得るよう
に制御される。この多段階方法により、１段階液相方法
と比し、メタノール産出量がかなり増加する。多段階方
法は、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素を含有する合
成ガスの第１段階リアクターへの供給、メタノール及
び、未反応合成ガス成分を含有する蒸気の回収、蒸気の
冷却及び蒸気からのメタノール製造物の再生、未反応合
成ガス成分の第２段階リアクターへの移動、及び、第２
段階排出流から得た付加メタノール製造物の再生工程か
ら構成される。未反応合成ガス成分は、第２段階リアク
ターの入口に再循環される。熱は不活性液体の一部をス
ラリーとして回収し、外部熱交換器においてスラリーを
冷却し、冷却されたスラリーをリアクターにポンプで戻
すことにより各リアクターの不活性液体から除去され
る。
【０００３】米国特許第２，４６７，８０２号は、水素
及び酸化炭素を含有する合成ガスを炭化水酸及び水素化
された有機成分に転化し得る多段階気相流動床方法を開
示している。この方法は、合成ガスの一連の流動触媒床
を通った上方への移動、床の各々における製造物成分の
形成、及び最終段階リアクターから得た製造物及び未反
応合成ガスの回収から構成される。各リアクターの容積
及び直径は、ガス流の方向において減少する。新鮮な触
媒が最終段階リアクターに導入され、リアクター内部で
部分的に使用される。触媒は次に、合成ガス流と逆方向
に一連の１つ以上の付加床を通って流れ、最終的に使用
された触媒は第１段階リアクターから除去される。望ま
しくは、反応製造物が各工程の間にガス流から除去さ
れ、未反応合成ガスが次の段階に送られる。熱は、各リ
アクターに設置された冷却コイルにより各工程から除去
される。ガス及び触媒の逆流及びガス流の方向における
リアクター段階の規模を変更した結果、圧力、温度、ガ
ス速度の最適条件を全てのリアクター段階において略同
一にすることができるようになっている。
及び酸化炭素を含有する合成ガスを炭化水酸及び水素化
された有機成分に転化し得る多段階気相流動床方法を開
示している。この方法は、合成ガスの一連の流動触媒床
を通った上方への移動、床の各々における製造物成分の
形成、及び最終段階リアクターから得た製造物及び未反
応合成ガスの回収から構成される。各リアクターの容積
及び直径は、ガス流の方向において減少する。新鮮な触
媒が最終段階リアクターに導入され、リアクター内部で
部分的に使用される。触媒は次に、合成ガス流と逆方向
に一連の１つ以上の付加床を通って流れ、最終的に使用
された触媒は第１段階リアクターから除去される。望ま
しくは、反応製造物が各工程の間にガス流から除去さ
れ、未反応合成ガスが次の段階に送られる。熱は、各リ
アクターに設置された冷却コイルにより各工程から除去
される。ガス及び触媒の逆流及びガス流の方向における
リアクター段階の規模を変更した結果、圧力、温度、ガ
ス速度の最適条件を全てのリアクター段階において略同
一にすることができるようになっている。
【０００４】米国特許第２，８５２，３５０号は、フィ
ッシャートロプシュ方法に従いスラリーリアクターにお
いて水素及び一酸化炭素から炭化水素を製造し得るリア
クターを開示している。リアクターは、管の有効数、従
って効果的な熱伝導表面領域がガス流の方向において減
少するように束が配列された冷却管の複数の内部垂直束
を備えた圧力槽から構成されている。ガスは、管のシェ
ル側面上の触媒スラリーを通って上方に流動する一方、
冷却水が管内を流れる。
ッシャートロプシュ方法に従いスラリーリアクターにお
いて水素及び一酸化炭素から炭化水素を製造し得るリア
クターを開示している。リアクターは、管の有効数、従
って効果的な熱伝導表面領域がガス流の方向において減
少するように束が配列された冷却管の複数の内部垂直束
を備えた圧力槽から構成されている。ガスは、管のシェ
ル側面上の触媒スラリーを通って上方に流動する一方、
冷却水が管内を流れる。
【０００５】一体化石炭ガス化プラントを備えた中規模
負荷電力を製造するプラントが米国特許第４，６０８，
８１８号に開示されている。低電力要件の期間中、余剰
合成ガスは並列気相メタノール合成リアクターにおいて
メタノールに転化される。これらのメタノール合成リア
クターの１つは、一過相で運転され、未反応合成ガスは
プラント合成ガス処理システムに戻される。残りのメタ
ノール合成リアクターにおいて、未処理合成ガスはリア
クター供給物として再循環される。
負荷電力を製造するプラントが米国特許第４，６０８，
８１８号に開示されている。低電力要件の期間中、余剰
合成ガスは並列気相メタノール合成リアクターにおいて
メタノールに転化される。これらのメタノール合成リア
クターの１つは、一過相で運転され、未反応合成ガスは
プラント合成ガス処理システムに戻される。残りのメタ
ノール合成リアクターにおいて、未処理合成ガスはリア
クター供給物として再循環される。
【０００６】米国特許第４，６６５，６８８号は、合成
ガスを製造し、その一部がガスタービン電力製造システ
ムにおいて燃焼され、残りの部分が、メタノール及び酢
酸のような他の化学製造物を製造するのに使用される一
体化石炭ガス化プラントを備えた電力製造プラントを開
示している。メタノール及び酢酸リアクターからの未反
応合成ガスがガスタービン燃料に利用されている。
ガスを製造し、その一部がガスタービン電力製造システ
ムにおいて燃焼され、残りの部分が、メタノール及び酢
酸のような他の化学製造物を製造するのに使用される一
体化石炭ガス化プラントを備えた電力製造プラントを開
示している。メタノール及び酢酸リアクターからの未反
応合成ガスがガスタービン燃料に利用されている。
【０００７】米国特許第４，９４６，４７７号は、明細
書及び図面を参考の目的で本明細書に含めてあり、ガス
化装置により提供される合成ガスからの一過メタノール
製造を含む、改良された一体化石炭ガス化複合サイクル
発電方法を開示している。未反応合成ガスは、ガスター
ビン発電装置で発電するために利用されている。改良方
法は、製造される未反応合成ガスの一部を、水素を多量
に含有する流れと、ＣＯを多量に含有する流れに分離す
る液相メタノール合成反応システムを備えている。ＣＯ
を多量に含有する流れはガスタービン、燃料として使用
される。未反応合成ガスの残留物は水素を多量に含有す
る流れと混合され、混合された流れからＣＯ２が除去さ
れると共に、製造される流れが気相メタノールリアクタ
ーに流入し、更にメタノールを製造する。このリアクタ
ーからの未反応合成ガスがガスタービン燃料として使用
される。
書及び図面を参考の目的で本明細書に含めてあり、ガス
化装置により提供される合成ガスからの一過メタノール
製造を含む、改良された一体化石炭ガス化複合サイクル
発電方法を開示している。未反応合成ガスは、ガスター
ビン発電装置で発電するために利用されている。改良方
法は、製造される未反応合成ガスの一部を、水素を多量
に含有する流れと、ＣＯを多量に含有する流れに分離す
る液相メタノール合成反応システムを備えている。ＣＯ
を多量に含有する流れはガスタービン、燃料として使用
される。未反応合成ガスの残留物は水素を多量に含有す
る流れと混合され、混合された流れからＣＯ２が除去さ
れると共に、製造される流れが気相メタノールリアクタ
ーに流入し、更にメタノールを製造する。このリアクタ
ーからの未反応合成ガスがガスタービン燃料として使用
される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】液相反応方法は、合成
ガス、特にＣＯを多量に含有する合成ガスからメタノー
ルを製造し得る効率的な方法である。しかし石炭を気化
して合成ガスを製造するとき、ガスの組成は、石炭の原
料特性及び気化装置運転条件における変化により時の経
過と共に変化する。特に触媒の活性を制限する一定の化
合物の濃度が時と共に変化することがあるため、方法の
最適な運用が影響を受ける。合成ガスにおける水素と酸
化炭素の相対量の変化は方法の最適な運転に更に影響を
及ぼす。
ガス、特にＣＯを多量に含有する合成ガスからメタノー
ルを製造し得る効率的な方法である。しかし石炭を気化
して合成ガスを製造するとき、ガスの組成は、石炭の原
料特性及び気化装置運転条件における変化により時の経
過と共に変化する。特に触媒の活性を制限する一定の化
合物の濃度が時と共に変化することがあるため、方法の
最適な運用が影響を受ける。合成ガスにおける水素と酸
化炭素の相対量の変化は方法の最適な運転に更に影響を
及ぼす。
【０００９】本発明は、これらの問題を取り上げ、か
つ、液相メタノールリアクターを運転し、リアクターを
石炭気化複合サイクル電力製造装置と一体化する改良さ
れた方法を提供することを目的とする。
つ、液相メタノールリアクターを運転し、リアクターを
石炭気化複合サイクル電力製造装置と一体化する改良さ
れた方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、一連の少くと
も２つの液相メタノールリアクターにおける反応によ
り、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる合成ガ
スからメタノールを製造する方法であって、合成ガス
は、不活性液体内に固形メタノール合成触媒を含有する
第１液相リアクターに導入され、リアクター内でメタノ
ールが製造される。メタノール、水素、一酸化炭素、二
酸化炭素からなる排出ガス流は第１リアクターから回収
され、同一の種類の不活性液体内に同一の種類のメタノ
ール合成触媒を含有する第２液相リアクター内に導入さ
れ、更に、メタノールが製造され、第２リアクターから
混合製造物流が回収される。第１及び第２液相リアクタ
ーから熱が除去され、リアクターにおけるそれぞれの温
度を調節することにより、混合ガス供給物の一定の組成
及びリアクターの各々における触媒の一定の活性に対し
てメタノール生産性が最大になるようにされている。こ
の熱は、それぞれ第１及び第２リアクター内に位置決め
された第１及び第２熱交換器における合成ガス供給、合
成ガス流、又はボイラー給水との間接的な熱交換により
除去される。
も２つの液相メタノールリアクターにおける反応によ
り、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる合成ガ
スからメタノールを製造する方法であって、合成ガス
は、不活性液体内に固形メタノール合成触媒を含有する
第１液相リアクターに導入され、リアクター内でメタノ
ールが製造される。メタノール、水素、一酸化炭素、二
酸化炭素からなる排出ガス流は第１リアクターから回収
され、同一の種類の不活性液体内に同一の種類のメタノ
ール合成触媒を含有する第２液相リアクター内に導入さ
れ、更に、メタノールが製造され、第２リアクターから
混合製造物流が回収される。第１及び第２液相リアクタ
ーから熱が除去され、リアクターにおけるそれぞれの温
度を調節することにより、混合ガス供給物の一定の組成
及びリアクターの各々における触媒の一定の活性に対し
てメタノール生産性が最大になるようにされている。こ
の熱は、それぞれ第１及び第２リアクター内に位置決め
された第１及び第２熱交換器における合成ガス供給、合
成ガス流、又はボイラー給水との間接的な熱交換により
除去される。
【００１１】触媒の貯留及び活性は、第１液相リアクタ
ーから使用済み触媒を回収し、一部使用済みの触媒を第
２液相リアクターから第１液相リアクターに移送するこ
とによってリアクター内で維持される。又、新鮮な触媒
を一定のリアクター内に個々に導入することができ、か
つ、使用済み触媒を一定のリアクターから個々に回収す
ることができる。
ーから使用済み触媒を回収し、一部使用済みの触媒を第
２液相リアクターから第１液相リアクターに移送するこ
とによってリアクター内で維持される。又、新鮮な触媒
を一定のリアクター内に個々に導入することができ、か
つ、使用済み触媒を一定のリアクターから個々に回収す
ることができる。
【００１２】混合された製造物流における蒸発済み不活
性液体は、圧縮、分離され、第１及び第２のリアクター
に再循環される。本来蒸発済み不活性液体のない混合製
造物流は更に分離され、粗メタノール製造物と、水素、
一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる未反応合成ガス成
分に分解される。
性液体は、圧縮、分離され、第１及び第２のリアクター
に再循環される。本来蒸発済み不活性液体のない混合製
造物流は更に分離され、粗メタノール製造物と、水素、
一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる未反応合成ガス成
分に分解される。
【００１３】本発明の別の特徴は、石炭気化複合サイク
ル装置におけるメタノールと電力を同時に発生させる一
体化方法である。この方法は、石炭が気化され、水素、
一酸化炭素、二酸化炭素、硫黄含有の不純物、及び微粒
子からなる粗合成ガスを製造する。硫黄含有不純物及び
微粒子は除去され、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素
からなる合成ガス供給物を製造する。合成ガス供給物の
第１の部分は不活性液体内に固形メタノール合成触媒を
含有する第１液相リアクター内に導入され、合成ガス供
給物の第１の部分はリアクターにおいて触媒が存在する
ことによって反応しメタノールを製造する。第１液相リ
アクターから十分な量の熱が除去され、リアクターにお
ける温度を制御することにより、合成ガス供給物におけ
る一定の組成及び、触媒の一定の活性に対してメタノー
ル生産性が最大になるようになっている。ボイラー給水
と不活性液体間の間接的熱交換によりこの十分な量の熱
が除去され、それにより蒸気の第１の流れが製造され
る。メタノール、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素か
らなる排出ガス流は、第１液相リアクターから回収さ
れ、第１リアクターと同一の種類のメタノール合成触媒
及び不活性液体を備えた第２液相リアクターに導入され
る。十分な量の熱が除去され温度を制御することにより
排出ガス流の一定の組成及び触媒の一定の活性に対して
メタノールの生産性が最大になるようになっている。ボ
イラー給水と不活性液体間の間接的熱交換によりこの十
分な量の熱が除去されそれにより蒸気の第２の流れが製
造される。
ル装置におけるメタノールと電力を同時に発生させる一
体化方法である。この方法は、石炭が気化され、水素、
一酸化炭素、二酸化炭素、硫黄含有の不純物、及び微粒
子からなる粗合成ガスを製造する。硫黄含有不純物及び
微粒子は除去され、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素
からなる合成ガス供給物を製造する。合成ガス供給物の
第１の部分は不活性液体内に固形メタノール合成触媒を
含有する第１液相リアクター内に導入され、合成ガス供
給物の第１の部分はリアクターにおいて触媒が存在する
ことによって反応しメタノールを製造する。第１液相リ
アクターから十分な量の熱が除去され、リアクターにお
ける温度を制御することにより、合成ガス供給物におけ
る一定の組成及び、触媒の一定の活性に対してメタノー
ル生産性が最大になるようになっている。ボイラー給水
と不活性液体間の間接的熱交換によりこの十分な量の熱
が除去され、それにより蒸気の第１の流れが製造され
る。メタノール、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素か
らなる排出ガス流は、第１液相リアクターから回収さ
れ、第１リアクターと同一の種類のメタノール合成触媒
及び不活性液体を備えた第２液相リアクターに導入され
る。十分な量の熱が除去され温度を制御することにより
排出ガス流の一定の組成及び触媒の一定の活性に対して
メタノールの生産性が最大になるようになっている。ボ
イラー給水と不活性液体間の間接的熱交換によりこの十
分な量の熱が除去されそれにより蒸気の第２の流れが製
造される。
【００１４】メタノール、水素、一酸化炭素、及び二酸
化炭素からなる混合製造物流が第２液相リアクターから
回収され、粗メタノール製造物と、水素、一酸化炭素、
及び二酸化炭素からなる未反応合成ガスの流れに分離さ
れる。合成ガス供給物の第２の部分が未反応合成ガスの
少くとも一部と混合され、混合流が、石炭気化複合サイ
クル装置の一部であるガスタービン駆動発電装置の燃焼
機内に導入され、それにより発電を行う。上記の第１及
び第２の流れによるエネルギーは、石炭気化複合サイク
ル装置の１つ以上の副装置、即ちガスタービン燃焼機、
蒸気タービン、及びユーティリティスチーム装置に蒸気
を注入することにより回収される。粗メタノール製造物
の少くとも一部がガスタービン燃焼機における燃料とし
て利用される。
化炭素からなる混合製造物流が第２液相リアクターから
回収され、粗メタノール製造物と、水素、一酸化炭素、
及び二酸化炭素からなる未反応合成ガスの流れに分離さ
れる。合成ガス供給物の第２の部分が未反応合成ガスの
少くとも一部と混合され、混合流が、石炭気化複合サイ
クル装置の一部であるガスタービン駆動発電装置の燃焼
機内に導入され、それにより発電を行う。上記の第１及
び第２の流れによるエネルギーは、石炭気化複合サイク
ル装置の１つ以上の副装置、即ちガスタービン燃焼機、
蒸気タービン、及びユーティリティスチーム装置に蒸気
を注入することにより回収される。粗メタノール製造物
の少くとも一部がガスタービン燃焼機における燃料とし
て利用される。
【００１５】本発明は又、不活性液体内に固形メタノー
ル合成触媒を含有する第１の槽を備えた第１のリアクタ
ーと、第１の槽内に合成ガス供給物流を導入し得る手段
と、固形メタノール合成触媒及び不活性液体を第１の槽
内に導入する手段と、第１の槽から排出ガス流を回収す
る手段と、第１の槽から固形メタノール合成触媒及び不
活性液体の少くとも一部を回収する手段と、第１の槽の
内容物から熱を除去し得る第１の熱交換器手段と、第１
の槽の内容物から除去された熱の量を調節することによ
り第１の槽における温度を予め決定された温度に調節す
る第１の制御手段とを備える、水素、一酸化炭素、及び
二酸化炭素を含有する合成ガス供給物からメタノールを
製造し得るリアクター装置である。リアクター装置は、
更に、同一の不活性液体内に同一の固形メタノール合成
触媒を含有する第２の槽と、第１の槽から第２の槽に排
出ガス流を移動し得る手段と、固形メタノール合成触媒
及び不活性液体を第２の槽内に導入し得る手段と、第２
の槽から混合製造物ガス流を回収し得る手段と、第２の
槽から固形メタノール合成触媒及び不活性液体の少くと
も一部を回収し得る手段と、固形メタノール合成触媒及
び不活性液体の少くとも一部を第２の槽から第１の槽ま
で移動し得る手段と、第２の槽の内容物から熱を除去し
得る第２の熱交換手段と、第２の槽の内容物から除去さ
れる熱の量を調節することにより第２の槽における温度
を予め決定された値に調整する第２の制御手段とを備え
る第２のリアクターを備えている。
ル合成触媒を含有する第１の槽を備えた第１のリアクタ
ーと、第１の槽内に合成ガス供給物流を導入し得る手段
と、固形メタノール合成触媒及び不活性液体を第１の槽
内に導入する手段と、第１の槽から排出ガス流を回収す
る手段と、第１の槽から固形メタノール合成触媒及び不
活性液体の少くとも一部を回収する手段と、第１の槽の
内容物から熱を除去し得る第１の熱交換器手段と、第１
の槽の内容物から除去された熱の量を調節することによ
り第１の槽における温度を予め決定された温度に調節す
る第１の制御手段とを備える、水素、一酸化炭素、及び
二酸化炭素を含有する合成ガス供給物からメタノールを
製造し得るリアクター装置である。リアクター装置は、
更に、同一の不活性液体内に同一の固形メタノール合成
触媒を含有する第２の槽と、第１の槽から第２の槽に排
出ガス流を移動し得る手段と、固形メタノール合成触媒
及び不活性液体を第２の槽内に導入し得る手段と、第２
の槽から混合製造物ガス流を回収し得る手段と、第２の
槽から固形メタノール合成触媒及び不活性液体の少くと
も一部を回収し得る手段と、固形メタノール合成触媒及
び不活性液体の少くとも一部を第２の槽から第１の槽ま
で移動し得る手段と、第２の槽の内容物から熱を除去し
得る第２の熱交換手段と、第２の槽の内容物から除去さ
れる熱の量を調節することにより第２の槽における温度
を予め決定された値に調整する第２の制御手段とを備え
る第２のリアクターを備えている。
【００１６】
【作用】本発明においては、従来の液相メタノール方法
と比較し、幾つかの利点が実現されている。第１に、多
段階運転が効率的なため、合成ガス供給物の１単位当り
のメタノール製造量が大幅に増加する。第２に、触媒の
利用が改良されているため、１段階リアクター装置と比
べ、触媒消費量の１単位当りに製造されるメタノールの
量が増加している。更に、未反応合成ガス（図１の流れ
７７又は図３の流れ５１４）においては、ガス流の流量
が１段階装置における対応する流れよりも少いため、メ
タノールの損失が軽減されている。更に、最終リアクタ
ー排出（図３の流れ５０５）におけるメタノール濃度
が、１段階操作よりも２段階操作の方が高いので、最大
の製造物回収率が実現されている。本発明の別の特徴に
おいては、石炭気化複合サイクル装置に利用し得る、第
１及び第２液相リアクターから回収される利用可能なエ
ネルギーの総量は、液相リアクターの各々をメタノール
の生産性を最大にする温度の範囲内で運転することによ
り最大になる。
と比較し、幾つかの利点が実現されている。第１に、多
段階運転が効率的なため、合成ガス供給物の１単位当り
のメタノール製造量が大幅に増加する。第２に、触媒の
利用が改良されているため、１段階リアクター装置と比
べ、触媒消費量の１単位当りに製造されるメタノールの
量が増加している。更に、未反応合成ガス（図１の流れ
７７又は図３の流れ５１４）においては、ガス流の流量
が１段階装置における対応する流れよりも少いため、メ
タノールの損失が軽減されている。更に、最終リアクタ
ー排出（図３の流れ５０５）におけるメタノール濃度
が、１段階操作よりも２段階操作の方が高いので、最大
の製造物回収率が実現されている。本発明の別の特徴に
おいては、石炭気化複合サイクル装置に利用し得る、第
１及び第２液相リアクターから回収される利用可能なエ
ネルギーの総量は、液相リアクターの各々をメタノール
の生産性を最大にする温度の範囲内で運転することによ
り最大になる。
【００１７】水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素を含有
する合成ガスは、石炭の気化、炭化水素の部分的酸化、
又は軽気体炭化水素の水蒸気改質により製造することが
できる。本発明の方法は、かかる方法に典型的な広範な
合成ガス供給物組成において正常に運用することがで
き、テクサコ社、シェル社、及びその他などにより開発
された石炭気化方法によって得られる高ＣＯ濃度を有す
る合成ガスからメタノールを製造するのに特に適してい
る。
する合成ガスは、石炭の気化、炭化水素の部分的酸化、
又は軽気体炭化水素の水蒸気改質により製造することが
できる。本発明の方法は、かかる方法に典型的な広範な
合成ガス供給物組成において正常に運用することがで
き、テクサコ社、シェル社、及びその他などにより開発
された石炭気化方法によって得られる高ＣＯ濃度を有す
る合成ガスからメタノールを製造するのに特に適してい
る。
【００１８】本発明の方法用の概略流れ図を図１に示
す。本来固形粒子及び硫黄含有化合物のない水素、一酸
化炭素、及び二酸化炭素からなるガス供給物が管路１及
び２を流れ、圧縮器１０２において約３００ｐｓｉｇ乃
至５００ｐｓｉｇに圧縮され、冷却器１０４において８
０乃至１２０°Ｆに冷却される。圧縮されたガスが管路
６を通ってカルボニル保護床１０６に流入し、床におい
て、メタノール合成触媒に毒性を付与する鉄及びニッケ
ルカルボニル化合物が除去される。合成ガスは次に管路
８を通って流動し、第２段階圧縮器１０８において、更
に約５００乃至１５００ｐｓｉｇまで圧縮される。現
在、約２５０乃至３５０°Ｆの圧縮済み合成ガス流１０
の少くとも一部が、流れ１１として熱交換器１１０まで
任意選択的に流れ、熱交換器において合成ガス流の一部
は、分離器１２６からの高温の排出流との間接的熱交換
により更に加熱される。交換器１１０からの蒸気１２は
蒸気１０の残留物と混合され、混合流１３を形成し、混
合流は熱交換器１１２において更に加熱される。現在温
度が約３２５乃至４３０°Ｆの合成ガス供給物は管路１
４を通過し、硫黄保護床１１４に流入し、床において硫
化水素及び硫化カルボニルが吸収される。合成ガス供給
物は最終的に管路１６を通過し、第１段階液相メタノー
ルリアクター１１６に流入する。管路１８を介してリア
クター供給物に水が任意選択的に付加されるが、これは
合成ガスがＣＯを多量に含有するとき特に有用である。
管路４を介して供給ガスにＣＯ２が任意選択的に付加さ
れるが、これは、合成ガスのＣＯ２含有量が少いときに
特に有用である。液相メタノールリアクター１１６は、
不活性液体内に浮遊する粉末メタノール合成触媒のスラ
リーを備えている。アルミナ上に酸化銅及び、酸化亜鉛
を含有するＢＡＳＦ Ｓ３−８６のような商業的触媒を
使用することができる。不活性液体は、特にパラフィン
性及び／又はナフテン性の含有物を含む、多数の商業的
に利用可能な有機液体及び、炭化水素鉱油から選択する
ことができる。好適な商業製品は、Ｐｅｎｒｅｃｏ社が
販売するＤｒａｋｏｅｌ−１０及びＷｉｔｃｏ社が販売
するＦｒｅｅｚｅｎｅ１００を包含する。又、触媒をペ
レットとして使用し、各リアクターを沸騰床として運転
することができるが粉末触媒を備えた流動床相での操作
が望ましい。
す。本来固形粒子及び硫黄含有化合物のない水素、一酸
化炭素、及び二酸化炭素からなるガス供給物が管路１及
び２を流れ、圧縮器１０２において約３００ｐｓｉｇ乃
至５００ｐｓｉｇに圧縮され、冷却器１０４において８
０乃至１２０°Ｆに冷却される。圧縮されたガスが管路
６を通ってカルボニル保護床１０６に流入し、床におい
て、メタノール合成触媒に毒性を付与する鉄及びニッケ
ルカルボニル化合物が除去される。合成ガスは次に管路
８を通って流動し、第２段階圧縮器１０８において、更
に約５００乃至１５００ｐｓｉｇまで圧縮される。現
在、約２５０乃至３５０°Ｆの圧縮済み合成ガス流１０
の少くとも一部が、流れ１１として熱交換器１１０まで
任意選択的に流れ、熱交換器において合成ガス流の一部
は、分離器１２６からの高温の排出流との間接的熱交換
により更に加熱される。交換器１１０からの蒸気１２は
蒸気１０の残留物と混合され、混合流１３を形成し、混
合流は熱交換器１１２において更に加熱される。現在温
度が約３２５乃至４３０°Ｆの合成ガス供給物は管路１
４を通過し、硫黄保護床１１４に流入し、床において硫
化水素及び硫化カルボニルが吸収される。合成ガス供給
物は最終的に管路１６を通過し、第１段階液相メタノー
ルリアクター１１６に流入する。管路１８を介してリア
クター供給物に水が任意選択的に付加されるが、これは
合成ガスがＣＯを多量に含有するとき特に有用である。
管路４を介して供給ガスにＣＯ２が任意選択的に付加さ
れるが、これは、合成ガスのＣＯ２含有量が少いときに
特に有用である。液相メタノールリアクター１１６は、
不活性液体内に浮遊する粉末メタノール合成触媒のスラ
リーを備えている。アルミナ上に酸化銅及び、酸化亜鉛
を含有するＢＡＳＦ Ｓ３−８６のような商業的触媒を
使用することができる。不活性液体は、特にパラフィン
性及び／又はナフテン性の含有物を含む、多数の商業的
に利用可能な有機液体及び、炭化水素鉱油から選択する
ことができる。好適な商業製品は、Ｐｅｎｒｅｃｏ社が
販売するＤｒａｋｏｅｌ−１０及びＷｉｔｃｏ社が販売
するＦｒｅｅｚｅｎｅ１００を包含する。又、触媒をペ
レットとして使用し、各リアクターを沸騰床として運転
することができるが粉末触媒を備えた流動床相での操作
が望ましい。
【００１９】合成ガス供給物は、触媒スラリーを上方に
通過し、発熱反応してメタノールを製造する。反応の熱
は不活性液体により吸収され熱交換器１１８により除去
されて、第１段階リアクター内の温度を約４５５°Ｆ乃
至５３５°Ｆ、望ましくは４７５°Ｆ乃至５１５°Ｆに
調節する。冷却流体流２０は、熱交換器１１８における
間接的熱交換によりスラリーから熱を吸収し、高温の流
体は流れ２２としてリアクターから流出する。冷却用流
体は、低温合成ガス供給物、蒸気、ボイラー給水、又
は、別の方法の流れとすることができる。リアクター１
１６における温度は、触媒スラリーの平均温度を決定
し、この温度を選択された設定点と比較しかつ、この設
定点からの偏差を利用して流れ２０か２２のいずれかの
流量を調整する流量調整弁（図示せず）を駆動する典型
的なフィードバック制御装置により制御される。従来技
術で公知の他の制御方法もリアクターの温度の制御に使
用することができる。現在、メタノール、未反応合成ガ
ス成分、少量の蒸発済み不活性液体、及び少量の取り込
まれたスラリーを含有する排出ガス流２４は、略全ての
取り込まれたスラリーが流れ２６として除去される分離
器１１９内に流入し、流れ２６は分離器１２０に流入す
る。流れ２８における残留成分は熱交換器１１２を通過
して流れ、合成ガス供給流１３との間接的熱交換により
冷却され、元は流れ２８に存在した蒸発済み不活性液体
の留分を凝縮する。熱は任意選択的に、リアクターの蒸
気スペース（図３に示す）における熱交換器により未反
応合成ガスから除去することができる。冷却された流れ
３０は、分離器１２０に流入し、分離器において凝縮さ
れた不活性液体及び、以前に取り込まれた触媒スラリー
が除去され、ポンプ１２２を介してリアクター１１６及
び分離器１１９に戻される。スラリー流３２の一部は流
れ３４としてリアクター１１６に戻され、流れ３６とし
ての残留物は分離器１１９まで流れ、流れ２４に取り込
まれた触媒スラリーの分離を支援する。従来技術で公知
のその他の制御方法もリアクターの温度の調節に使用す
ることができる。
通過し、発熱反応してメタノールを製造する。反応の熱
は不活性液体により吸収され熱交換器１１８により除去
されて、第１段階リアクター内の温度を約４５５°Ｆ乃
至５３５°Ｆ、望ましくは４７５°Ｆ乃至５１５°Ｆに
調節する。冷却流体流２０は、熱交換器１１８における
間接的熱交換によりスラリーから熱を吸収し、高温の流
体は流れ２２としてリアクターから流出する。冷却用流
体は、低温合成ガス供給物、蒸気、ボイラー給水、又
は、別の方法の流れとすることができる。リアクター１
１６における温度は、触媒スラリーの平均温度を決定
し、この温度を選択された設定点と比較しかつ、この設
定点からの偏差を利用して流れ２０か２２のいずれかの
流量を調整する流量調整弁（図示せず）を駆動する典型
的なフィードバック制御装置により制御される。従来技
術で公知の他の制御方法もリアクターの温度の制御に使
用することができる。現在、メタノール、未反応合成ガ
ス成分、少量の蒸発済み不活性液体、及び少量の取り込
まれたスラリーを含有する排出ガス流２４は、略全ての
取り込まれたスラリーが流れ２６として除去される分離
器１１９内に流入し、流れ２６は分離器１２０に流入す
る。流れ２８における残留成分は熱交換器１１２を通過
して流れ、合成ガス供給流１３との間接的熱交換により
冷却され、元は流れ２８に存在した蒸発済み不活性液体
の留分を凝縮する。熱は任意選択的に、リアクターの蒸
気スペース（図３に示す）における熱交換器により未反
応合成ガスから除去することができる。冷却された流れ
３０は、分離器１２０に流入し、分離器において凝縮さ
れた不活性液体及び、以前に取り込まれた触媒スラリー
が除去され、ポンプ１２２を介してリアクター１１６及
び分離器１１９に戻される。スラリー流３２の一部は流
れ３４としてリアクター１１６に戻され、流れ３６とし
ての残留物は分離器１１９まで流れ、流れ２４に取り込
まれた触媒スラリーの分離を支援する。従来技術で公知
のその他の制御方法もリアクターの温度の調節に使用す
ることができる。
【００２０】未反応合成ガス成分及び気体メタノールは
流れ３８として、リアクター１１６に関して説明したも
のと同様な、不活性液体内に浮遊する粉末メタノール合
成触媒のスラリーを含有する第２段階液相メタノールリ
アクター１２２に流入する。未反応合成ガス成分は、触
媒スラリーを上方に通過し、発熱反応してメタノールを
製造する。反応の熱は不活性液体により吸収され熱交換
器１２４により除去されて、第２段階リアクター内の温
度を約４１５°Ｆ乃至４７５°Ｆ、望ましくは４２５°
Ｆ乃至４６５°Ｆに調節する。冷却流体流４０は、熱交
換器１２４における間接的熱交換によりスラリーから熱
を吸収し、高温の流体は流れ４２としてリアクターから
流出する。冷却用流体は、低温合成ガス供給物、蒸気、
ボイラー給水、又は別の工程の流れとすることができ
る。水は管路４０を通じてリアクターの供給流３８に任
意選択的に追加される。リアクター１２２における温度
は、触媒スラリーの平均温度を決定し、この温度を選択
された設定温度と比較し、かつ、この設定温度からの偏
差を利用して、流れ４０か４２のいずれかの流量を調整
する流量調整弁（図示せず）を駆動する典型的なフィー
ドバック制御装置により制御される。
流れ３８として、リアクター１１６に関して説明したも
のと同様な、不活性液体内に浮遊する粉末メタノール合
成触媒のスラリーを含有する第２段階液相メタノールリ
アクター１２２に流入する。未反応合成ガス成分は、触
媒スラリーを上方に通過し、発熱反応してメタノールを
製造する。反応の熱は不活性液体により吸収され熱交換
器１２４により除去されて、第２段階リアクター内の温
度を約４１５°Ｆ乃至４７５°Ｆ、望ましくは４２５°
Ｆ乃至４６５°Ｆに調節する。冷却流体流４０は、熱交
換器１２４における間接的熱交換によりスラリーから熱
を吸収し、高温の流体は流れ４２としてリアクターから
流出する。冷却用流体は、低温合成ガス供給物、蒸気、
ボイラー給水、又は別の工程の流れとすることができ
る。水は管路４０を通じてリアクターの供給流３８に任
意選択的に追加される。リアクター１２２における温度
は、触媒スラリーの平均温度を決定し、この温度を選択
された設定温度と比較し、かつ、この設定温度からの偏
差を利用して、流れ４０か４２のいずれかの流量を調整
する流量調整弁（図示せず）を駆動する典型的なフィー
ドバック制御装置により制御される。
【００２１】現在、メタノール、未反応合成ガス成分、
少量の蒸発済み不活性液体、及び少量の取り込まれたス
ラリーを含有する排出ガス流４４は、略全ての取り込ま
れたスラリーが流れ４６として除去される分離器１２６
内に流入し、流れ４６６は分離器１２８に流入する。
少量の蒸発済み不活性液体、及び少量の取り込まれたス
ラリーを含有する排出ガス流４４は、略全ての取り込ま
れたスラリーが流れ４６として除去される分離器１２６
内に流入し、流れ４６６は分離器１２８に流入する。
【００２２】流れ４８中の残留成分は熱交換器１１０を
通過して流れ、合成ガス供給流１０の少くとも一部１１
との間接的熱交換により冷却される。冷却された流れ５
０は熱交換器１１１を通過し、熱交換器において、流れ
５２との間接的熱交換により更に冷却され、残留する蒸
発済み不活性液体の略全てを凝縮させ、かつ、冷却され
た流れ５４は分離器１２８に流入し、分離器において、
凝縮された不活性液体及び以前に取り込まれた触媒スラ
リーが回収される。付加不活性液体補給水が必要に応じ
て流れ５６を介して導入される。不活性液体補給水を含
む回収されたスラリーは、分離器１２８の底から除去さ
れ、ポンプ１３０によって流れ５８としてリアクター装
置に戻される。典型的には０．５乃至２．０重量％の触
媒を含有する、流れ５８におけるスラリーは、次の１つ
以上の位置に戻される。即ち、流れ６０として分離器１
２６に、流れ６２としてリアクター１２２に、又は流れ
６４として分離器１２０に戻される。粗製造物流６８
は、熱交換器１３２における未反応合成ガス流７４の一
部及び熱交換器１３４における冷却水との間接的熱交換
により冷却され、部分的に凝縮する。又、一定の工程条
件の下では、流れ６８を第３段階液相リアクター装置
（図示せず）として利用し、更に、メタノールに転化す
ると有益な場合がある。冷却され部分的に凝縮された粗
製造物流７０は分離器１３６に流入し、粗メタノール流
７２は分離器の底から回収される。未反応合成ガス成分
を含有する蒸気流７４は分離器１３６の上部から回収さ
れ、流れ７４の少くとも一部は交換器１３２において加
熱される。製造される加熱流５２は交換器１１１におい
て更に加熱され、流れ７７を産出する。分離器１３６は
任意選択的に、短い充填区間１３７、再循環ループ８
４、及びポンプ１３９を備えることにより、蒸気流７４
における不活性液体の液滴のキャリオーバを最低限に抑
えることができる。
通過して流れ、合成ガス供給流１０の少くとも一部１１
との間接的熱交換により冷却される。冷却された流れ５
０は熱交換器１１１を通過し、熱交換器において、流れ
５２との間接的熱交換により更に冷却され、残留する蒸
発済み不活性液体の略全てを凝縮させ、かつ、冷却され
た流れ５４は分離器１２８に流入し、分離器において、
凝縮された不活性液体及び以前に取り込まれた触媒スラ
リーが回収される。付加不活性液体補給水が必要に応じ
て流れ５６を介して導入される。不活性液体補給水を含
む回収されたスラリーは、分離器１２８の底から除去さ
れ、ポンプ１３０によって流れ５８としてリアクター装
置に戻される。典型的には０．５乃至２．０重量％の触
媒を含有する、流れ５８におけるスラリーは、次の１つ
以上の位置に戻される。即ち、流れ６０として分離器１
２６に、流れ６２としてリアクター１２２に、又は流れ
６４として分離器１２０に戻される。粗製造物流６８
は、熱交換器１３２における未反応合成ガス流７４の一
部及び熱交換器１３４における冷却水との間接的熱交換
により冷却され、部分的に凝縮する。又、一定の工程条
件の下では、流れ６８を第３段階液相リアクター装置
（図示せず）として利用し、更に、メタノールに転化す
ると有益な場合がある。冷却され部分的に凝縮された粗
製造物流７０は分離器１３６に流入し、粗メタノール流
７２は分離器の底から回収される。未反応合成ガス成分
を含有する蒸気流７４は分離器１３６の上部から回収さ
れ、流れ７４の少くとも一部は交換器１３２において加
熱される。製造される加熱流５２は交換器１１１におい
て更に加熱され、流れ７７を産出する。分離器１３６は
任意選択的に、短い充填区間１３７、再循環ループ８
４、及びポンプ１３９を備えることにより、蒸気流７４
における不活性液体の液滴のキャリオーバを最低限に抑
えることができる。
【００２３】通常温度が８０乃至１２０°Ｆで圧力が４
５０乃至１，４５０ｐｓｉａである粗メタノール流７２
は、溶剤未反応合成成分を含有している。これらの成分
を除去するため、流れ７２が５０乃至１００ｐｓｉａの
圧力にて弁１４４を介してフラッシュされ、分離器１４
６に流入し、分離器が中間粗メタノール液体流７６及び
燃料として適切なガス流７５を発生させる。流れ７６は
次に大気圧付近の圧力にて弁１４８を介してフラッシン
グされ、貯留タンク１５０に流入し、貯留タンクにおい
て、最終ガス流７８が燃料用に回収される。粗メタノー
ル製造物は、タンク１５０にて貯留され、必要時に流れ
８０として回収される。ポンプ１５２は、流れ８２とし
て最終粗メタノール製造物を供給する。
５０乃至１，４５０ｐｓｉａである粗メタノール流７２
は、溶剤未反応合成成分を含有している。これらの成分
を除去するため、流れ７２が５０乃至１００ｐｓｉａの
圧力にて弁１４４を介してフラッシュされ、分離器１４
６に流入し、分離器が中間粗メタノール液体流７６及び
燃料として適切なガス流７５を発生させる。流れ７６は
次に大気圧付近の圧力にて弁１４８を介してフラッシン
グされ、貯留タンク１５０に流入し、貯留タンクにおい
て、最終ガス流７８が燃料用に回収される。粗メタノー
ル製造物は、タンク１５０にて貯留され、必要時に流れ
８０として回収される。ポンプ１５２は、流れ８２とし
て最終粗メタノール製造物を供給する。
【００２４】本発明の方法は、未反応合成ガス流７７が
エキスパンダー１４０において膨脹され合成ガス供給流
１の部分３と混合される石炭気化複合サイクル（ＣＧＣ
Ｃ）電力発生装置と一体化することができる。混合され
た流れ５は、電気発生装置を駆動するガスタービンにお
いて燃焼される。エキスパンダ１４０において回収され
た仕事はモータ１４２にて、圧縮器１０２及び１０８を
駆動するのに利用することができる。パージ流７５及び
７８は又、ガスタービンにおける燃料として使用するこ
とができる。本発明の方法は、リアクター１１６及び１
２２における反応の熱により蒸気を発生させ、この蒸気
をＣＧＣＣ蒸気タービン又は、ＣＧＣＣガスタービン燃
焼器に送ることによりＣＧＣＣシステムと熱統合するこ
とができる。この蒸気は、管路２０及び４０によりボイ
ラー給水をそれぞれ熱交換器１１８及び１２４に導入
し、蒸気を熱交換器から流れ２２及び４２として回収す
ることにより得られる。粗メタノール製造物流８２の少
くとも一部は、高電力需要時にＣＧＣＣガスタービン用
のピークシェービング燃料として利用することができ
る。
エキスパンダー１４０において膨脹され合成ガス供給流
１の部分３と混合される石炭気化複合サイクル（ＣＧＣ
Ｃ）電力発生装置と一体化することができる。混合され
た流れ５は、電気発生装置を駆動するガスタービンにお
いて燃焼される。エキスパンダ１４０において回収され
た仕事はモータ１４２にて、圧縮器１０２及び１０８を
駆動するのに利用することができる。パージ流７５及び
７８は又、ガスタービンにおける燃料として使用するこ
とができる。本発明の方法は、リアクター１１６及び１
２２における反応の熱により蒸気を発生させ、この蒸気
をＣＧＣＣ蒸気タービン又は、ＣＧＣＣガスタービン燃
焼器に送ることによりＣＧＣＣシステムと熱統合するこ
とができる。この蒸気は、管路２０及び４０によりボイ
ラー給水をそれぞれ熱交換器１１８及び１２４に導入
し、蒸気を熱交換器から流れ２２及び４２として回収す
ることにより得られる。粗メタノール製造物流８２の少
くとも一部は、高電力需要時にＣＧＣＣガスタービン用
のピークシェービング燃料として利用することができ
る。
【００２５】触媒リアクター１１６及び１２２における
触媒の貯留及び活性の管理は、数種の方法で行うことが
できる。第１の方法では、各リアクターから使用済み触
媒を個別に除去し、次に各リアクターに十分な量の新鮮
な触媒を付加して、平均的な触媒の活性を各リアクター
における希望のレベルに調節する必要がある。この運転
相では、使用済み触媒がリアクターの各々からそれぞれ
管路８５及び８６を介して直接除去され、新鮮な触媒が
リアクターの各々にそれぞれ管路８８及び９０を介して
導入される。触媒は、選択された不活性液体を含有する
スラリーとして好都合に処理される。触媒の貯留及び活
性のレベルを管理する別の及び好適な方法は、管路８５
を介して使用済み触媒を第１段階リアクター１１６から
除去し、管路９２を介して一部使用済みの触媒を第２段
階リアクター１２２からリアクター１１６まで送り、か
つ、管路９０を介して新鮮な触媒を第２リアクター１２
２に付加することである。触媒の付加、移送、及び回収
は連続的又は間欠的に行うことができ、１日に各リアク
ターにおいて交換される触媒の量は、リアクターにおけ
る総触媒の約０．２乃至１．５ｗｔ％である。リアクタ
ーにおける総触媒充填量は、約６，０００乃至１７，０
００ｋｇの範囲で変化する。触媒の追加、移送、及び回
収の実量は、リアクターの運転条件及び合成供給ガスに
おける触媒汚染のレベルに依存する。
触媒の貯留及び活性の管理は、数種の方法で行うことが
できる。第１の方法では、各リアクターから使用済み触
媒を個別に除去し、次に各リアクターに十分な量の新鮮
な触媒を付加して、平均的な触媒の活性を各リアクター
における希望のレベルに調節する必要がある。この運転
相では、使用済み触媒がリアクターの各々からそれぞれ
管路８５及び８６を介して直接除去され、新鮮な触媒が
リアクターの各々にそれぞれ管路８８及び９０を介して
導入される。触媒は、選択された不活性液体を含有する
スラリーとして好都合に処理される。触媒の貯留及び活
性のレベルを管理する別の及び好適な方法は、管路８５
を介して使用済み触媒を第１段階リアクター１１６から
除去し、管路９２を介して一部使用済みの触媒を第２段
階リアクター１２２からリアクター１１６まで送り、か
つ、管路９０を介して新鮮な触媒を第２リアクター１２
２に付加することである。触媒の付加、移送、及び回収
は連続的又は間欠的に行うことができ、１日に各リアク
ターにおいて交換される触媒の量は、リアクターにおけ
る総触媒の約０．２乃至１．５ｗｔ％である。リアクタ
ーにおける総触媒充填量は、約６，０００乃至１７，０
００ｋｇの範囲で変化する。触媒の追加、移送、及び回
収の実量は、リアクターの運転条件及び合成供給ガスに
おける触媒汚染のレベルに依存する。
【００２６】液相メタノールリアクターの最適温度は、
運動反応速度、触媒失活速度、及び熱力学的平衡の均衡
により決定される。温度が高いほど運動反応速度が速く
なる一方、温度が低いほど、リアクター製造物における
高メタノール濃度を好気する熱力学的反応をもたらす。
温度が高いほど、焼結のため失活速度が速くなり、合成
ガス供給物における不純物との表面反応により失活が促
進されるため、触媒の寿命も又最適温度を決定する際に
重要である。触媒を失活させる特定の汚染物質は、鉄カ
ルボニル化合物、硫黄化合物、塩化物、及び各種金属を
包含する。メタノールの生産性に平衡を保つには、触媒
の活性が低いほど温度を高くする必要があり、触媒の活
性が高いほど温度を低くする必要があるので、リアクタ
ー触媒の活性も又、最適温度の選択に影響を及ぼす。本
発明に従い合成ガスのメタノールへの最大転化をもたら
す最適リアクター温度は従って、数種の運転パラメータ
の複雑な関数であり、従来技術から演繹的に予測するこ
とはできない。
運動反応速度、触媒失活速度、及び熱力学的平衡の均衡
により決定される。温度が高いほど運動反応速度が速く
なる一方、温度が低いほど、リアクター製造物における
高メタノール濃度を好気する熱力学的反応をもたらす。
温度が高いほど、焼結のため失活速度が速くなり、合成
ガス供給物における不純物との表面反応により失活が促
進されるため、触媒の寿命も又最適温度を決定する際に
重要である。触媒を失活させる特定の汚染物質は、鉄カ
ルボニル化合物、硫黄化合物、塩化物、及び各種金属を
包含する。メタノールの生産性に平衡を保つには、触媒
の活性が低いほど温度を高くする必要があり、触媒の活
性が高いほど温度を低くする必要があるので、リアクタ
ー触媒の活性も又、最適温度の選択に影響を及ぼす。本
発明に従い合成ガスのメタノールへの最大転化をもたら
す最適リアクター温度は従って、数種の運転パラメータ
の複雑な関数であり、従来技術から演繹的に予測するこ
とはできない。
【００２７】上述のような本発明の多段階液相リアクタ
ー装置は、従来技術の方法に比べ合成ガスのメタノール
への転化率が大きく、触媒の消費量が少ない。以下の例
は、本発明の多段階方法の典型的な運転条件を説明し、
多段階方法の運転を１段階液相メタノール方法と比較
し、かつ、多段階リアクターにおける温度の最適化の効
果を以下の実施例により示す。
ー装置は、従来技術の方法に比べ合成ガスのメタノール
への転化率が大きく、触媒の消費量が少ない。以下の例
は、本発明の多段階方法の典型的な運転条件を説明し、
多段階方法の運転を１段階液相メタノール方法と比較
し、かつ、多段階リアクターにおける温度の最適化の効
果を以下の実施例により示す。
【００２８】
実施例１ 図２に概略的に示す１段階液相メタノール方法につい
て、工程シミュレーションを実施した。硫黄化合物を冷
却及び除去した後テキサコ社の石炭気化により得られた
合成ガスに典型的な合成ガス供給物４９９は、水素が３
６．５モル％、一酸化炭素が５３．６モル％、二酸化炭
素が８．９モル％、窒素が１．０モル％、並びにメタン
及び水が０．１モル％未満という組成を有している。初
期には７４°Ｆ及び７５０ｐｓｉａである供給物の流れ
４９９は、熱交換器２００及び２０２において、リアク
ター２０４からの高温のガス流５０５及び５０６に当て
て加熱される。加熱された流れ５０２は、リアクター２
０４における不活性液体内に浮遊する粉末メタノール合
成触媒と接触する。初期の実験室のオートクレーブ及び
パイロットプラントの実験の結果に基づく運動モデル
が、アルミナ上に酸化銅及び酸化亜鉛を含有する商業的
メタノール合成触媒ＢＡＳＦ Ｓ３−８６を利用した反
応及びメタノール製造の程度を予測するために使用し
た。これらの実験において、該触媒は約２０乃至５０ｗ
ｔ％の濃度にてＤｒａｋｏｅｌ−１０（パラフィンを６
５ｗｔ％及び芳香族を３５ｗｔ％含有する不活性炭化水
素油）に浮遊する１乃至１０ミクロンの粒径範囲を有す
る粉末であった。メタノール、水素、一酸化炭素、二酸
化炭素及び少量の蒸発済み不活性液体からなるリアクタ
ー製造物の流れ５０５は交換器２０２において冷却さ
れ、不活性液体を凝縮した後、分離器２１０内にフラッ
シングされる。製造される冷却流は分離器２１０におい
て分離され、リアクターに再循環される不活性液体流５
０７、及び交換器２００において更に冷却されメタノー
ル製造物を凝縮する粗気体製造物の流れ５０６となる。
不活性液体補給水が必要に応じて、分離器２１０に付加
される。冷却された粗製造物流５１０は分離器２１２内
にフラッシングされ、該蒸気流５１１は交換器２１４に
おける冷却水に当てて冷却されかつ分離器２１６内にフ
ラッシングされ、パージガス流５１４及びメタノール液
体流５１３を発生させる。分離器２１２からの粗液体メ
タノール流５１２及び粗液体メタノール流５１３は分離
器２１８内にフラッシングされ、燃料及び最終粗メタノ
ール流５５１として使用されるパージ流５５０を発生す
る。
て、工程シミュレーションを実施した。硫黄化合物を冷
却及び除去した後テキサコ社の石炭気化により得られた
合成ガスに典型的な合成ガス供給物４９９は、水素が３
６．５モル％、一酸化炭素が５３．６モル％、二酸化炭
素が８．９モル％、窒素が１．０モル％、並びにメタン
及び水が０．１モル％未満という組成を有している。初
期には７４°Ｆ及び７５０ｐｓｉａである供給物の流れ
４９９は、熱交換器２００及び２０２において、リアク
ター２０４からの高温のガス流５０５及び５０６に当て
て加熱される。加熱された流れ５０２は、リアクター２
０４における不活性液体内に浮遊する粉末メタノール合
成触媒と接触する。初期の実験室のオートクレーブ及び
パイロットプラントの実験の結果に基づく運動モデル
が、アルミナ上に酸化銅及び酸化亜鉛を含有する商業的
メタノール合成触媒ＢＡＳＦ Ｓ３−８６を利用した反
応及びメタノール製造の程度を予測するために使用し
た。これらの実験において、該触媒は約２０乃至５０ｗ
ｔ％の濃度にてＤｒａｋｏｅｌ−１０（パラフィンを６
５ｗｔ％及び芳香族を３５ｗｔ％含有する不活性炭化水
素油）に浮遊する１乃至１０ミクロンの粒径範囲を有す
る粉末であった。メタノール、水素、一酸化炭素、二酸
化炭素及び少量の蒸発済み不活性液体からなるリアクタ
ー製造物の流れ５０５は交換器２０２において冷却さ
れ、不活性液体を凝縮した後、分離器２１０内にフラッ
シングされる。製造される冷却流は分離器２１０におい
て分離され、リアクターに再循環される不活性液体流５
０７、及び交換器２００において更に冷却されメタノー
ル製造物を凝縮する粗気体製造物の流れ５０６となる。
不活性液体補給水が必要に応じて、分離器２１０に付加
される。冷却された粗製造物流５１０は分離器２１２内
にフラッシングされ、該蒸気流５１１は交換器２１４に
おける冷却水に当てて冷却されかつ分離器２１６内にフ
ラッシングされ、パージガス流５１４及びメタノール液
体流５１３を発生させる。分離器２１２からの粗液体メ
タノール流５１２及び粗液体メタノール流５１３は分離
器２１８内にフラッシングされ、燃料及び最終粗メタノ
ール流５５１として使用されるパージ流５５０を発生す
る。
【００２９】リアクター２０４における触媒の活性は、
使用済み触媒を除去し、リアクターにおける平均触媒の
活性が、新鮮な触媒活性の５０％となるような十分な比
率にて新鮮な触媒を付加することにより制御される（触
媒供給及び回収管路は図示せず）。触媒の活性は又、平
均触媒活性と新鮮な触媒活性の比率であるｎと定義され
る。この場合ｎ＝０．５である。１日当たり０．５％の
触媒交換率が選択されたが、これは、総触媒貯留の０．
５ｗｔ％を毎日交換することを意味する。該運転パラメ
ータは８，０００（ｓｔｄｌ）のスペース速度（Ｓ
Ｖ）、２３，０００ポンドモル／時の供給速度、７５０
ｐｓｉｇのリアクター圧力を包含する。これらの運転条
件、供給物消費量、及び平均リアクター触媒活性につい
ては、メタノール生産量を最大化する最適リアクター温
度は約４８２°Ｆであることがわかった。従って、反応
の発熱は、リアクター温度を４８２°Ｆに調節するのに
十分な量の冷却コイル２０６により除去される。このシ
ミュレーション用の熱と材料の平衡について表１及び表
２に示し、リアクター性能パラメータについては、１段
階リアクター基本事例を代表する表３における事例１と
して簡単に説明する。
使用済み触媒を除去し、リアクターにおける平均触媒の
活性が、新鮮な触媒活性の５０％となるような十分な比
率にて新鮮な触媒を付加することにより制御される（触
媒供給及び回収管路は図示せず）。触媒の活性は又、平
均触媒活性と新鮮な触媒活性の比率であるｎと定義され
る。この場合ｎ＝０．５である。１日当たり０．５％の
触媒交換率が選択されたが、これは、総触媒貯留の０．
５ｗｔ％を毎日交換することを意味する。該運転パラメ
ータは８，０００（ｓｔｄｌ）のスペース速度（Ｓ
Ｖ）、２３，０００ポンドモル／時の供給速度、７５０
ｐｓｉｇのリアクター圧力を包含する。これらの運転条
件、供給物消費量、及び平均リアクター触媒活性につい
ては、メタノール生産量を最大化する最適リアクター温
度は約４８２°Ｆであることがわかった。従って、反応
の発熱は、リアクター温度を４８２°Ｆに調節するのに
十分な量の冷却コイル２０６により除去される。このシ
ミュレーション用の熱と材料の平衡について表１及び表
２に示し、リアクター性能パラメータについては、１段
階リアクター基本事例を代表する表３における事例１と
して簡単に説明する。
【００３０】
【表１】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 熱と材料の均衡の要約 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 単一リアクター設計（事例１） ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 流れ番号 499 502 505 510 514 550 551 圧力(psia) 800 790 765 752 742 44 44 温度（°Ｆ） 74 380 482 182 100 107 107 組成(mol %) 水素 35.00 35.00 26.93 26.94 28.53 5.09 0.00 一酸化炭素 51.00 51.00 51.21 51.24 54.22 20.79 0.02 二酸化炭素 13.00 13.00 14.46 14.46 15.07 60.65 1.24 窒素 1.00 1.00 1.12 1.12 1.19 0.61 0.00 水 0.00 0.00 0.12 0.12 0.01 0.10 2.19 メタノール 0.00 0.00 6.11 6.11 0.99 12.76 96.53 鉱油 0.00 0.00 0.06 0.00 0.00 0.00 0.01 総流量 23000 23000 20513 20498 19351 57.77 1089.40 (mol/hr) ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
【００３１】
【表２】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 熱と材料の均衡の要約 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 多段階リアクター設計（事例２） ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 流れ 499 501 502 504 505 510 514 550 551 番号 圧力 800 790 790 765 745 732 723 44 44 (psia) 温度 74 350 380 450 452 203 100 120 120 （°Ｆ） 組成(mol%) 水素 35.00 35.00 35.00 28.02 21.06 21.07 23.50 3.74 0.00 一酸化 51.00 51.00 51.00 51.23 51.27 51.29 57.12 19.80 0.03 炭 素 二酸化 13.00 13.00 13.00 14.25 15.68 15.69 16.99 57.63 1.12 炭 素 窒 素 1.00 1.00 1.00 1.11 1.21 1.21 1.35 0.67 0.00 水 0.00 0.00 0.00 0.12 0.08 0.08 0.00 0.05 0.80 メタ 0.00 0.00 0.00 5.27 10.66 10.66 1.04 18.09 98.05 ノール 鉱 油 0.00 0.00 0.00 0.00 0.04 0.00 0.00 0.00 0.01 総流量 23000 23000 23000 20806 18972 18963 16986 118.19 1858.37 ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
【００３２】
【表３】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 運転相の比較 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― （ＣＯの豊富なガス、７５０ｐｓｉｇ） ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 空間速度 温 度 製造物転化 相 対 触媒消費量 (std 1/hr-kg cat) （°Ｆ） （100 モル供給物当り のメタノールモル） ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 事例 １段階 ２段階 １段階 ２段階 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― １ 8000 -- 482 -- 5.3 2 ２ 8000 〜 7000 482 452 8.6 1 ３ 4000 -- 482 -- 6.6 1 ４ 4000 -- 482 -- 7.1 2 ５ 8000 〜 7000 482 482 7.3 1 ６ 8000 〜 7000 482 482 7.9 2 ７ 8000 〜 7000 482 452 9.1 2 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 図３に概略的に示す２段階液相リアクター装置につい
て、２回目のシミュレーションを実施した。この装置
は、冷却コイル２０７を備えた２段階リアクター２０８
を追加し、リアクター２０４のフリーボードに位置決め
された供給ガス予熱交換器２０５を追加し、触媒付加／
回収手順を用いた点を除き図２の１段階システムと同一
である。合成ガス供給物組成、圧力、及び温度は１段階
方法に使用したものと同一である。第１段階リアクター
圧力は７５０ｐｓｉｇであり、第２段階リアクター圧力
は７３０ｐｓｉｇである。熱は交換器２０５及び冷却コ
イル２０６によりかなりの量を除去し、例１のように第
１段階リアクター２０４の温度を４８２°Ｆに調節して
いる。更に、第１段階リアクターにおける供給速度及び
空間速度は、図２の１段階リアクターのものと同一であ
る。第２段階リアクターにおける空間速度は、第１段階
リアクターにおける転化の程度に依存し研究された各種
のシミュレーションの事例においては７，０００乃至
７，４００ｓｔｄ．ｌの範囲で変化する。新鮮な触媒を
第２段階リアクターに付加し、該リアクターから使用済
み触媒を回収して、平均リアクター触媒活性を新鮮な触
媒の活性の８０％、即ち、ｎ＝０．８に維持している。
第２リアクターから得た一部使用済み触媒を第１段階リ
アクターに移送し、使用済み触媒を第１段階リアクター
から回収している（触媒付加及び回収管路は図示せ
ず）。０．５％／日の触媒交換率を選択したが、これ
は、各リアクターにおける総触媒貯留の０．５ｗｔ％を
毎日交換することを意味する。前述のようにリアクター
温度及び供給ガス組成の関数である触媒失活速度は、平
均リアクター触媒活性が新鮮な触媒の活性の４０％、即
ち、ｎ＝０．４になるようにしている。第２段階リアク
ター２０８における運転条件、供給物組成、及び平均リ
アクター触媒活生については、メタノール生産性を最大
限にするための最適リアクター温度は、略４５２°Ｆで
あることが分かった。反対の発熱は冷却コイル２０７に
よりかなりの量を除去し、リアクターの温度を４５２°
Ｆに調節している。このシミュレーション用の熱と材料
の平衡については表１に示しており、リアクター性能パ
ラメータについては、表２の事例２に簡単に示してあ
る。これは、本発明の好適な相を表している。
て、２回目のシミュレーションを実施した。この装置
は、冷却コイル２０７を備えた２段階リアクター２０８
を追加し、リアクター２０４のフリーボードに位置決め
された供給ガス予熱交換器２０５を追加し、触媒付加／
回収手順を用いた点を除き図２の１段階システムと同一
である。合成ガス供給物組成、圧力、及び温度は１段階
方法に使用したものと同一である。第１段階リアクター
圧力は７５０ｐｓｉｇであり、第２段階リアクター圧力
は７３０ｐｓｉｇである。熱は交換器２０５及び冷却コ
イル２０６によりかなりの量を除去し、例１のように第
１段階リアクター２０４の温度を４８２°Ｆに調節して
いる。更に、第１段階リアクターにおける供給速度及び
空間速度は、図２の１段階リアクターのものと同一であ
る。第２段階リアクターにおける空間速度は、第１段階
リアクターにおける転化の程度に依存し研究された各種
のシミュレーションの事例においては７，０００乃至
７，４００ｓｔｄ．ｌの範囲で変化する。新鮮な触媒を
第２段階リアクターに付加し、該リアクターから使用済
み触媒を回収して、平均リアクター触媒活性を新鮮な触
媒の活性の８０％、即ち、ｎ＝０．８に維持している。
第２リアクターから得た一部使用済み触媒を第１段階リ
アクターに移送し、使用済み触媒を第１段階リアクター
から回収している（触媒付加及び回収管路は図示せ
ず）。０．５％／日の触媒交換率を選択したが、これ
は、各リアクターにおける総触媒貯留の０．５ｗｔ％を
毎日交換することを意味する。前述のようにリアクター
温度及び供給ガス組成の関数である触媒失活速度は、平
均リアクター触媒活性が新鮮な触媒の活性の４０％、即
ち、ｎ＝０．４になるようにしている。第２段階リアク
ター２０８における運転条件、供給物組成、及び平均リ
アクター触媒活生については、メタノール生産性を最大
限にするための最適リアクター温度は、略４５２°Ｆで
あることが分かった。反対の発熱は冷却コイル２０７に
よりかなりの量を除去し、リアクターの温度を４５２°
Ｆに調節している。このシミュレーション用の熱と材料
の平衡については表１に示しており、リアクター性能パ
ラメータについては、表２の事例２に簡単に示してあ
る。これは、本発明の好適な相を表している。
【００３３】該基本事例（事例１）及び該好適な相（事
例２）と比較するため、他の方法条件において数種の別
のシミュレーションを行った。これらの別のシミュレー
ションの方法条件を以下に簡単に示す。 事例３ 事例１の２倍の触媒貯留量で運転した一段階リ
アクター。 事例４ 事例３の２倍の触媒交換率で運転した一段階リ
アクター。 事例５ 事例２と同様の２段階装置だが、第２段階では
４８２°Ｆで運転した。 事例６ 事例５の２倍の触媒交換率で運転した２段階装
置。 事例７ 事例２の２倍の触媒交換率で運転した２段階装
置。
例２）と比較するため、他の方法条件において数種の別
のシミュレーションを行った。これらの別のシミュレー
ションの方法条件を以下に簡単に示す。 事例３ 事例１の２倍の触媒貯留量で運転した一段階リ
アクター。 事例４ 事例３の２倍の触媒交換率で運転した一段階リ
アクター。 事例５ 事例２と同様の２段階装置だが、第２段階では
４８２°Ｆで運転した。 事例６ 事例５の２倍の触媒交換率で運転した２段階装
置。 事例７ 事例２の２倍の触媒交換率で運転した２段階装
置。
【００３４】これらのシミュレーションの結果を表２に
簡単に示し、本発明の好適な相に関する数種の重要な結
果を導く（事例２）。まず、事例２を事例１と比較する
と、多段階運転の重要な効果、即ち、半分の触媒消費量
において製造物転化が６２％増加することが分かる。第
２に、事例２を事例５と比較すると、最適な第２段階温
度の効果、具体的に言うと、同一の触媒消費量において
事例２では製造物転化が事例５より１８％向上している
ことが分かる。第３に、事例６を事例５と比較すると、
触媒消費量が２倍になると、製造物の転化は増加率が
７．６％と比較的少ないことが分かる。最後に、事例７
を事例２と比較すると、触媒消費量が２倍になると、最
適第２段階温度でも、製造物の転化は増加率が５．８％
と少いことがわかる。 実施例２ 上記事例２の好適な相の場合と同一の触媒、不活性液
体、触媒スラリー濃度、供給ガス組成、圧力、及びリア
クター空間速度を使用して更にシミュレーションを実施
した。メタノールの生産性は、実施例１の運動モデルを
第１及び第２段階における典型的な触媒の活動における
温度の関数として利用し予測したが、その結果を図４に
示す。第１段階リアクターについては相対触媒活性、ｎ
を０．５に設定し、第２段階リアクターについては０．
８乃至０．９に設定した。図４は、本発明の主要な特
徴、即ち、温度とメタノール生産性の関数は各リアクタ
ー段階において明確に異なるということを示している。
結果的に、メタノール生産性を最大限にする最適温度範
囲は各リアクター段階において明確に異なっている。各
最適温度は相対触媒活性、合成ガス供給物組成、段階間
ガス組成、及び温度の複雑な関数である。これらのシミ
ュレーションの特定の条件については、第１段階におけ
る最適温度は略４９５°Ｆであり第２段階において略４
５０°Ｆである。ｎ＝０．９４における第２段階曲線を
ｎ＝０．８における該曲線と比較して示したように、触
媒の活性が高いほど、最適第２段階温度は低くなる。 実施例３ 別のシミュレーションを実施して、１段階及び２段階リ
アクター装置におけるメタノールの生産量に対する圧力
及び供給ガス組成の効果を求めた。他の運転パラメータ
は実施例１と同一であった。３種の供給ガス組成を使用
した。即ち、例１及び２のＣＯを多量に含有するガス、
ＣＯ及び水素の化学量濃度を有する蒸気−メタン改質装
置から得た平衡状態のガス、交換及びＣＯ２除去を受け
たＬｕｒｇｉ気化装置から得た合成ガスである。これら
の３種の供給ガスの成分を表４に示す。
簡単に示し、本発明の好適な相に関する数種の重要な結
果を導く（事例２）。まず、事例２を事例１と比較する
と、多段階運転の重要な効果、即ち、半分の触媒消費量
において製造物転化が６２％増加することが分かる。第
２に、事例２を事例５と比較すると、最適な第２段階温
度の効果、具体的に言うと、同一の触媒消費量において
事例２では製造物転化が事例５より１８％向上している
ことが分かる。第３に、事例６を事例５と比較すると、
触媒消費量が２倍になると、製造物の転化は増加率が
７．６％と比較的少ないことが分かる。最後に、事例７
を事例２と比較すると、触媒消費量が２倍になると、最
適第２段階温度でも、製造物の転化は増加率が５．８％
と少いことがわかる。 実施例２ 上記事例２の好適な相の場合と同一の触媒、不活性液
体、触媒スラリー濃度、供給ガス組成、圧力、及びリア
クター空間速度を使用して更にシミュレーションを実施
した。メタノールの生産性は、実施例１の運動モデルを
第１及び第２段階における典型的な触媒の活動における
温度の関数として利用し予測したが、その結果を図４に
示す。第１段階リアクターについては相対触媒活性、ｎ
を０．５に設定し、第２段階リアクターについては０．
８乃至０．９に設定した。図４は、本発明の主要な特
徴、即ち、温度とメタノール生産性の関数は各リアクタ
ー段階において明確に異なるということを示している。
結果的に、メタノール生産性を最大限にする最適温度範
囲は各リアクター段階において明確に異なっている。各
最適温度は相対触媒活性、合成ガス供給物組成、段階間
ガス組成、及び温度の複雑な関数である。これらのシミ
ュレーションの特定の条件については、第１段階におけ
る最適温度は略４９５°Ｆであり第２段階において略４
５０°Ｆである。ｎ＝０．９４における第２段階曲線を
ｎ＝０．８における該曲線と比較して示したように、触
媒の活性が高いほど、最適第２段階温度は低くなる。 実施例３ 別のシミュレーションを実施して、１段階及び２段階リ
アクター装置におけるメタノールの生産量に対する圧力
及び供給ガス組成の効果を求めた。他の運転パラメータ
は実施例１と同一であった。３種の供給ガス組成を使用
した。即ち、例１及び２のＣＯを多量に含有するガス、
ＣＯ及び水素の化学量濃度を有する蒸気−メタン改質装
置から得た平衡状態のガス、交換及びＣＯ２除去を受け
たＬｕｒｇｉ気化装置から得た合成ガスである。これら
の３種の供給ガスの成分を表４に示す。
【００３５】
【表４】 ――――――――――――――――――――――――――――――――――― 供給ガス成分 （モル％） ――――――――――――――――――――――――――――――――――― ＣＯ豊富 ＳＭＲ平衡 交換されたＬｕｒｇｉ （ＣＯ２除去） ――――――――――――――――――――――――――――――――――― 水素 ３５ ５４ ６０ ＣＯ ５１ ２３ ２１ ＣＯ２ １３ ２ １ Ｎ２ １ ２１ １ メタン ０ ０ １７ ――――――――――――――――――――――――――――――――――― 別のシミュレーションの結果を表５に示す。メタノール
生産量は、最終リアクター排出及び最終メタノール製造
物流（図２及び３においてそれぞれ流れ５０５及び５５
１）におけるトン／日で示してある。回収率は、最終製
造物流５５１において回収されたリアクター排出流５０
５におけるメタノールの割合と定義してある。
生産量は、最終リアクター排出及び最終メタノール製造
物流（図２及び３においてそれぞれ流れ５０５及び５５
１）におけるトン／日で示してある。回収率は、最終製
造物流５５１において回収されたリアクター排出流５０
５におけるメタノールの割合と定義してある。
【００３６】
【表５】 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― 供給ガス組成及び圧力のリアクター性能に対する効果 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― ガ ス 第１段階圧力 段階の メタノール生産量 メタノール回収率 (psig) 番 号 （トン／日） （％） リアクター 最 終 生産量 生産量 ―――――――――――――――――――――――――――――――――――― coリッチ ７５０ １ ４６８ ４０４ ８６ ２ ７５９ ６８１ ９０ 増加 ６２％ ６９％ １０００ １ ６１１ ５４０ ８７ ２ ９４６ ８６９ ９２ 増加 ５５％ ６１％ 平衡 ７５０ １ ４６９ ４１２ ８８ ２ ７９４ ７３９ ９２ 増加 ６９％ ８０％ １０００ １ ６２５ ５７７ ８８ ２ １０２３ ９６８ ９３ 増加 ６４％ ６８％ 交換された ７５０ １ ４２７ ３５８ ８４ Ｌｕｒｇｉ ２ ７３７ ６７１ ９１ ＣＯ２除去 増加 ７３％ ８８％ １０００ １ ５７１ ５１３ ９０ ２ ９６２ ９０２ ９４ 増加 ６８％ ７６％ ――――――――――――――――――――――――――――――――――――
【００３７】これらのシミュレーションの結果は、２段
階運転は１段階運転と比較すると、使用した全ての供給
ガス成分及び圧力においてメタノールの生産性が改善さ
れていることが分かる。又、２段階運転は全ての事例に
おいて、製造物の回収率が増加していることが分かる
が、これは２つの理由による。第１に、流れ５１４の流
量が１段階装置における該当する流れ５１４より１３％
少いので、２段階装置についての未反応合成ガス流５１
４におけるメタノール損失は少い。第２に、最終リアク
ター排出流５０５におけるメタノール濃度は、１段階運
転よりも２段階運転の方が高く、これにより製造物回収
率が高くなっている。
階運転は１段階運転と比較すると、使用した全ての供給
ガス成分及び圧力においてメタノールの生産性が改善さ
れていることが分かる。又、２段階運転は全ての事例に
おいて、製造物の回収率が増加していることが分かる
が、これは２つの理由による。第１に、流れ５１４の流
量が１段階装置における該当する流れ５１４より１３％
少いので、２段階装置についての未反応合成ガス流５１
４におけるメタノール損失は少い。第２に、最終リアク
ター排出流５０５におけるメタノール濃度は、１段階運
転よりも２段階運転の方が高く、これにより製造物回収
率が高くなっている。
【００３８】前述の本発明の別の相において、液相メタ
ノール方法は、石炭気化複合サイクル（ＣＧＣＣ）電力
発生装置と一体化されている。水素、一酸化炭素、二酸
化炭素、及び各種不純物を含有する粗合成ガスは、テキ
サコ社の方法のような公知の石炭気化方法により製造さ
れている。微粒子を含む不純物及び、硫黄含有化合物
は、各種の公知のガス浄化方法のいずれかを使用して粗
合成ガスから除去され、清澄な合成ガス供給物を製造し
ている。浄化された合成ガス供給物の一部は、前述のよ
うに一過性に稼動される２段階液相メタノール工程まで
流れる。未反応合成ガス及び粗メタノールは該第２段階
リアクター排出ガスから回収される。該未反応合成ガス
及び浄化された合成ガス供給物の残留部分は、ＣＧＣＣ
電力発生装置の一部であるガスタービン駆動電気発生装
置用の燃料として使用される。粗メタノールは貯留さ
れ、少くとも一部がガスタービン用のピークシェービン
グ燃料として使用される。該２段階メタノール合成工程
とＣＧＣＣシステム間の熱統合は、メタノール合成反応
の熱を利用して該リアクター段階の各々に蒸気を発生さ
せることにより行っている。該蒸気は該ガスタービン駆
動電気発生装置の燃焼器に送られる。又、該蒸気は、該
プラントにおける各種の位置及び別の電気発生装置を駆
動する上記タービンへ、ユーティリティスチームを提供
するＣＧＣＣ蒸気システムの１つに送ることができる。
メタノール合成反応における反応の発熱は水とガスの交
換のような競争反応における反応の熱よりも高いので、
メタノール生産性を最大限にすると又、図１における該
２基のリアクター冷却交換器１１８及び、１２４からの
蒸気として回収される熱エネルギーの量も最大限にな
る。更に、メタノールの燃焼のモル比熱は水素又はＣＯ
のモル比熱の略３倍なので、未反応合成ガス（図１にお
ける流れ７５、７８及び８１）の燃焼及び総粗メタノー
ルの燃焼により利用可能なエネルギーの量は、リアクタ
ーを最適温度にて運転すると最大になる。
ノール方法は、石炭気化複合サイクル（ＣＧＣＣ）電力
発生装置と一体化されている。水素、一酸化炭素、二酸
化炭素、及び各種不純物を含有する粗合成ガスは、テキ
サコ社の方法のような公知の石炭気化方法により製造さ
れている。微粒子を含む不純物及び、硫黄含有化合物
は、各種の公知のガス浄化方法のいずれかを使用して粗
合成ガスから除去され、清澄な合成ガス供給物を製造し
ている。浄化された合成ガス供給物の一部は、前述のよ
うに一過性に稼動される２段階液相メタノール工程まで
流れる。未反応合成ガス及び粗メタノールは該第２段階
リアクター排出ガスから回収される。該未反応合成ガス
及び浄化された合成ガス供給物の残留部分は、ＣＧＣＣ
電力発生装置の一部であるガスタービン駆動電気発生装
置用の燃料として使用される。粗メタノールは貯留さ
れ、少くとも一部がガスタービン用のピークシェービン
グ燃料として使用される。該２段階メタノール合成工程
とＣＧＣＣシステム間の熱統合は、メタノール合成反応
の熱を利用して該リアクター段階の各々に蒸気を発生さ
せることにより行っている。該蒸気は該ガスタービン駆
動電気発生装置の燃焼器に送られる。又、該蒸気は、該
プラントにおける各種の位置及び別の電気発生装置を駆
動する上記タービンへ、ユーティリティスチームを提供
するＣＧＣＣ蒸気システムの１つに送ることができる。
メタノール合成反応における反応の発熱は水とガスの交
換のような競争反応における反応の熱よりも高いので、
メタノール生産性を最大限にすると又、図１における該
２基のリアクター冷却交換器１１８及び、１２４からの
蒸気として回収される熱エネルギーの量も最大限にな
る。更に、メタノールの燃焼のモル比熱は水素又はＣＯ
のモル比熱の略３倍なので、未反応合成ガス（図１にお
ける流れ７５、７８及び８１）の燃焼及び総粗メタノー
ルの燃焼により利用可能なエネルギーの量は、リアクタ
ーを最適温度にて運転すると最大になる。
【００３９】触媒の利用は、新鮮な触媒が該第２段階リ
アクターに付加され、一部使用済み触媒が該第２段階リ
アクターから該第１段階リアクターに送られ、使用済み
触媒が該第１リアクターから除去される多段階運転によ
り改善される。該第１段階リアクターは該供給合成ガス
に存在する触媒毒の大半を除去するので、該第２段階リ
アクターにおいて該平均触媒を高レベルに維持すること
ができ、この高触媒活性により、該第２段階リアクター
を、焼結による触媒失活の程度を削減する低温にて運転
することができる。更に、該第２段階リアクターを、低
温にて運転すると、該メタノール製造物における不活性
油の損失が削減されるため、補給油の費用が削減され、
より高純度のメタノール製造物が得られる。従来の多段
階メタノール合成方法に対する本発明の明確な特徴は、
該第１段階リアクター排出が該第２段階リアクターに直
接流入するため、その間に製造物を回収する必要がない
ことである。これは、メタノール製造物が該第１段階排
出から回収され、該残留未反応合成ガスが該第２段階リ
アクターに供給される、すでに引用した米国特許第４，
７６６，１５４号の多段階リアクター装置とは異なるも
のである。
アクターに付加され、一部使用済み触媒が該第２段階リ
アクターから該第１段階リアクターに送られ、使用済み
触媒が該第１リアクターから除去される多段階運転によ
り改善される。該第１段階リアクターは該供給合成ガス
に存在する触媒毒の大半を除去するので、該第２段階リ
アクターにおいて該平均触媒を高レベルに維持すること
ができ、この高触媒活性により、該第２段階リアクター
を、焼結による触媒失活の程度を削減する低温にて運転
することができる。更に、該第２段階リアクターを、低
温にて運転すると、該メタノール製造物における不活性
油の損失が削減されるため、補給油の費用が削減され、
より高純度のメタノール製造物が得られる。従来の多段
階メタノール合成方法に対する本発明の明確な特徴は、
該第１段階リアクター排出が該第２段階リアクターに直
接流入するため、その間に製造物を回収する必要がない
ことである。これは、メタノール製造物が該第１段階排
出から回収され、該残留未反応合成ガスが該第２段階リ
アクターに供給される、すでに引用した米国特許第４，
７６６，１５４号の多段階リアクター装置とは異なるも
のである。
【００４０】
【発明の効果】従って、本発明は、メタノール生産性、
メタノール回収率、及び触媒利用が従来の方法よりもか
なり高い、広範な合成ガス成分からメタノールを製造す
ることができる２段階液相方法である。各段階における
最適温度は、一定の供給ガス組成、触媒の種類、平均触
媒活性、リアクター空間速度、及びリアクター圧力につ
いてメタノール生産性が最大限になるように選択され
る。これらの最適温度でリアクターを運転すると又（一
過相で稼動する）該２段階リアクター装置により他の場
所、望ましくは前述のようなＣＧＣＣ電力発生システム
で製造される利用可能なエネルギーの総量も最大限にな
る。
メタノール回収率、及び触媒利用が従来の方法よりもか
なり高い、広範な合成ガス成分からメタノールを製造す
ることができる２段階液相方法である。各段階における
最適温度は、一定の供給ガス組成、触媒の種類、平均触
媒活性、リアクター空間速度、及びリアクター圧力につ
いてメタノール生産性が最大限になるように選択され
る。これらの最適温度でリアクターを運転すると又（一
過相で稼動する）該２段階リアクター装置により他の場
所、望ましくは前述のようなＣＧＣＣ電力発生システム
で製造される利用可能なエネルギーの総量も最大限にな
る。
【図１】本発明の方法のフローチャート図である。
【図２】１段階液相メタノール方法の単純なフローチャ
ート図である。
ート図である。
【図３】本発明の方法の単純なフローチャート図であ
る。
る。
【図４】本発明のリアクター装置の各段階におけるメタ
ノールの生産性とリアクター温度をプロットした図であ
る。
ノールの生産性とリアクター温度をプロットした図であ
る。
１ 管路 ２ 管路 ３ ガス供給流の一部 ４ 管路 ５ 混合流 ６ 管路 ８ 管路 １０ 圧縮合成ガス流 １１ 流れ １２ 蒸気 １３ 混合流 １４ 管路 １６ 管路 １８ 管路 ２０ 冷却流体流 ２２ 流れ ２４ 排出ガス流 ２６ 流れ ２８ 流れ ３０ 流れ ３２ スラリー流 ３４ 流れ ３６ 流れ ３８ リアクター供給流 ４０ 冷却流体流 ４２ 流れ ４４ 製造物流 ４６ 流れ ４８ 排出流 ５０ 冷却された流れ ５２ 加熱された流れ ５４ 冷却された流れ ５６ 流れ ５８ 流れ ６０ 流れ ６８ 粗製造物流 ７２ 粗メタノール流 ７４ 未反応合成ガス流 ７５ ガス流 ７６ 粗メタノール液体流 ７７ 未反応合成ガス流 ７８ 最終ガス流 ８０ 流れ ８１ 流れ ８２ 粗メタノール製造物流 ８５ 管路 ８６ 再循環ループ ８８ 管路 ９０ 管路 ９２ 管路 １０２ 圧縮器 １０４ 冷却器 １０６ カルボニル保護床 １０８ 圧縮器 １１０ 交換器 １１１ 熱交換器 １１２ 熱交換器 １１４ 硫黄保護床 １１６ 第１段階液相メタノールリアクター １１８ 熱交換器 １１９ 分離器 １２０ 分離器 １２２ リアクター １２４ 熱交換器 １２６ 分離器 １２８ 分離器 １３０ ポンプ １３２ 熱交換器 １３４ 熱交換器 １３６ 分離器 １３７ 短い充填区間 １３９ ポンプ １４０ エキスパンダ １４２ モータ １４４ 弁 １４６ 分離器 １４８ 弁 １５０ 貯留タンク １５２ ポンプ ２００ 熱交換器 ２０２ 熱交換器 ２０４ リアクター ２０５ 予熱交換器 ２０６ 冷却コイル ２０７ 冷却コイル ２０８ 第２段階リアクター ２１０ 分離器 ２１２ 分離器 ２１４ 交換器 ２１６ 分離器 ４９９ 合成ガス供給物 ５０２ 加熱された流れ ５０５ 高温排出ガス流 ５０６ 高温排出ガス流 ５０７ 不活性液体流 ５１０ 冷却された粗製造物流 ５１１ 蒸気流 ５１２ 粗液体メタノール流 ５１３ 粗メタノール液体流 ５１４ パージガス流 ５５１ 最終粗メタノール流
Claims (29)
- 【請求項１】 水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素を含
有する合成ガスからメタノールを製造する方法にして、 (a) 不活性液体内に固形メタノール合成触媒を含有する
第１の液相リアクター内に前記合成ガス供給物を導入す
る工程と、 (b) 前記第１の液相リアクター内に前記触媒を存在させ
ることにより前記合成ガスを反応させてメタノールを製
造する工程と、 (c) 前記第１の液相リアクターからメタノール、水素、
一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる排出ガス流を回収
し、かつ前記不活性液体内に前記固形メタノール合成触
媒を含有する第２の液相リアクターに、前記排出ガス流
を導入する工程と、 (d) 前記第２の液相リアクター内に前記触媒を存在させ
ることにより前記合成ガスを反応させてメタノールを製
造する工程と、 (e) メタノールの生産性が前記液相リアクターの各々に
おける前記合成ガス供給物の一定の組成及び前記触媒の
一定の活動に対して最大になるように、前記第１及び第
２の液相リアクターから相当な量の熱を除去してそれぞ
れの温度を調節する工程と、 (f) メタノール、水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素か
らなる混合生成物流を前記第２の液相リアクターから回
収する工程と、を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法にして、前記第１
の液相リアクターから使用済み触媒を回収し、前記第２
の液相リアクターから前記第１の液相リアクターまで一
部使用済み触媒を移送し、かつ、前記第２の液相リアク
ターに新鮮な触媒を導入する工程を更に備えることを特
徴とする方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の方法にして、前記第１
の液相リアクターから使用済み触媒を回収し、前記第１
の液相リアクターに新鮮な触媒を導入する工程を更に備
えることを特徴とする方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の方法にして、前記第２
の液相リアクターから使用済み触媒を回収し、前記第２
の液相リアクターに新鮮な触媒を導入する工程を更に備
えることを特徴とする方法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の方法にして、前記第２
の液相リアクターから使用済み触媒を回収し、前記第２
の液相リアクターに新鮮な触媒を導入する工程を更に備
えることを特徴とする方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の方法にして、前記混合
生成物流との間接的熱交換により前記合成ガス供給物を
加熱する工程を更に備えることを特徴とする方法。 - 【請求項７】 請求項６に記載の方法にして、前記排出
ガスとの間接的熱交換により前記合成ガス供給物を更に
加熱する工程を更に備えることを特徴とする方法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の方法にして、前記生成
物流が前記不活性液体の蒸発した部分を含有し、かつ、
前記混合生成物流が冷却され、前記第１及び第２の液相
リアクターに再循環される凝縮不活性液体流（１）と、
本来前記不活性液体のない最終混合生成物流とに分離さ
れることを特徴とする方法。 - 【請求項９】 請求項１に記載の方法にして、前記混合
生成物流を冷却し、部分的に凝縮し、製造される一部凝
縮された流れを粗メタノール液体生成物と、水素、一酸
化炭素、及び二酸化炭素からなる未反応合成ガス成分の
流れとに分離する工程を更に備えることを特徴とする方
法。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の方法にして、前記熱
が、前記リアクターの各々の中に位置決めされた個々の
交換器を介して流れる冷却流体との間接的熱交換によ
り、前記第１及び第２の液相リアクターから除去される
ことを特徴とする方法。 - 【請求項１１】 請求項１０に記載の方法にして、前記
冷却流体が、前記合成ガス供給物、蒸気、及びボイラー
供給水からなる群から選択されることを特徴とする方
法。 - 【請求項１２】 請求項１に記載の方法にして、前記第
１の液相リアクターが、略４５５°Ｆ乃至５３５°Ｆに
て運転されることを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 請求項１２に記載の方法にして、前記
第１の液相リアクターが、略４７５°Ｆ乃至５１５°Ｆ
にて運転されることを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 請求項１２に記載の方法にして、前記
第２の液相リアクターが、略４１５°Ｆ乃至４７５°Ｆ
にて運転されることを特徴とする方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法にして、前記
第２の液相リアクターが、略４２５°Ｆ乃至４６５°Ｆ
にて運転されることを特徴とする方法。 - 【請求項１６】 請求項１に記載の方法にして、水が、
前記第１の液相リアクターより前に前記合成ガス供給物
に付加されることを特徴とする方法。 - 【請求項１７】 請求項１に記載の方法にして、二酸化
炭素が前記第１の液相リアクターより前に前記合成ガス
供給物に付加されることを特徴とする方法。 - 【請求項１８】 請求項１に記載の方法にして、水が、
前記第２の液相リアクターより前に前記排出ガス流に付
加されることを特徴とする方法。 - 【請求項１９】 石炭気化複合サイクルシステムにおい
てメタノール及び電力を同時に製造する方法にして、 (a) 石炭を気化して、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、
硫黄含有不純物、及び微粒子からなる粗合成ガスを製造
する工程と、 (b) 前記粗合成ガスから前記硫黄含有不純物及び微粒子
を除去して水素、一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる
合成ガス供給物を製造する工程と、 (c) 不活性液体内に固形メタノール合成ガスを含有する
第１の液相リアクターに前記合成ガス供給物の第１の部
分を導入する工程と、 (d) 前記第１の液相リアクターにおいて前記触媒の存在
により合成ガス供給物の前記第１の部分を反応させてメ
タノールを製造する工程と、 (e) 前記第１の液相リアクターから十分な量の熱を除去
し、メタノールの生産性が、前記合成ガス供給物の一定
の組成及び前記触媒の一定の活性において最大となるよ
うに該第１の液相リアクターにおける温度を調節する工
程であって、前記量の熱がボイラー給水と前記不活性液
体間の間接的熱交換により除去されることにより第１の
蒸気の流れを発生させる工程と、 (f) 前記第１の液相リアクターからメタノール、水素、
一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる排出ガスを回収
し、前記不活性液体内に前記固形メタノールを含有する
第２の液相リアクターに前記排出ガス流を導入する工程
と、 (g) 前記第２の液相リアクター内の前記不活性液体にお
ける前記固形メタノール合成触媒の存在により前記排出
ガス流を反応させて付加メタノールを製造する工程と、 (h) 前記第２の液相リアクターから十分な量の熱を除去
し、メタノールの生産性が、前記合成ガス供給物の一定
の組成及び前記触媒の一定の活性度において最大となる
ように該第２の液相リアクターにおける温度を調節する
工程であって、前記量の熱がボイラー給水と前記不活性
液体間の間接的熱交換により除去されることにより第２
の蒸気の流れを発生させる工程と、 (i) 前記第２の液相リアクターからメタノール、水素、
一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる混合生成物流を回
収する工程と、 (j) 前記混合生成物流を粗メタノール生成物と、水素、
一酸化炭素、及び二酸化炭素からなる混合生成物流とに
分離する工程と、 (k) 前記合成ガス供給物の第２の部分を前記未反応合成
ガスの少くとも一部と混合し、生成される混合ガス流
を、前記石炭気化複合サイクル流の部分であるガスター
ビン駆動電気発生装置の燃焼器に導入することにより電
力を発生させる工程と、 (l) 前記燃焼器、蒸気タービン、及びユーティリティス
チーム装置からなる群から選択された前記石炭気化複合
サイクル装置の１つ以上の副装置に前記蒸気の第１及び
第２の流れを注入することにより、該流れからエネルギ
ーを回収する工程と、 (m) 前記粗メタノール生成物の少くとも一部を前記燃焼
器における燃料として利用する工程とを備え、 前記気化複合サイクル装置において利用し得るように前
記第１及び第２の液相リアクターから回収された利用可
能なエネルギーの総量が、メタノールの生産性を最大に
する温度の範囲において前記液相リアクターの各々を運
転することにより最大になることを特徴とする方法。 - 【請求項２０】 請求項１９に記載の方法にして、前記
第１の液相リアクターが、略４５５°Ｆ乃至５３５°Ｆ
の間の温度で運転されることを特徴とする方法。 - 【請求項２１】 請求項２０に記載の方法にして、前記
第１の液相リアクターが略、４７５°Ｆ乃至５１５°Ｆ
の間の温度で運転されることを特徴とする方法。 - 【請求項２２】 請求項１９に記載の方法にして、前記
第２の液相リアクターが、略４１５°Ｆ乃至４７５°Ｆ
の間の温度で運転されることを特徴とする方法。 - 【請求項２３】 請求項２２に記載の方法にして、前記
第２の液相リアクターが、略４２５°Ｆ乃至４６５°Ｆ
の間の温度で運転されることを特徴とする方法。 - 【請求項２４】 水素、一酸化炭素、二酸化炭素を含有
する合成ガス供給物からメタノールを製造するリアクタ
ー装置にして、 (a) 不活性液体内に固形メタノール合成触媒を含有する
第１の槽と、前記第１の槽に合成ガス供給物を導入する
手段と、前記固形メタノール合成触媒及び前記不活性液
体を前記第１の槽に導入する手段と、前記第１の槽から
排出ガス流を回収する手段と、前記固形メタノール合成
触媒及び前記不活性液体の少くとも一部を前記第１の槽
から回収する手段と、前記第１の槽の内容物から熱を除
去する第１熱交換器手段と、前記第１の槽の中身から除
去された熱の量を調節することにより、該槽における温
度を予め決定された値に調節する第１の制御手段とを有
する第１のリアクターと、 (b) 固形メタノール合成触媒を含有する第２の槽と、不
活性液体内に前記第１の槽から得た前記排出ガス流を移
送する手段と、前記固形メタノール合成触媒及び前記不
活性液体を前記第２の槽に導入する手段と、前記第１の
槽から混合生成物ガス流を回収する手段と、前記固形メ
タノール合成触媒及び前記不活性液体の少くとも一部を
前記第２の槽から回収する手段と、前記固形メタノール
合成触媒及び前記不活性液体の少くとも一部を前記第２
の槽から前記第１の槽へ移送する手段と、前記第２の槽
の中身から熱を除去する第２の熱交換器手段と、前記第
２の槽の中身から除去された熱の量を調節することによ
り、該槽における温度を予め決定された値に調節する第
２の制御手段とを有する第２のリアクターと、を備える
ことを特徴とするリアクター装置。 - 【請求項２５】 請求項２４に記載のリアクター装置に
して、前記第１の熱交換手段が前記第１の槽内に位置決
めされた熱交換器を備え、前記熱交換器を通って流れる
冷却流体との間接的な熱交換により、前記槽の中身から
熱を除去するように作動することを特徴とするリアクタ
ー装置。 - 【請求項２６】 請求項２４に記載のリアクター装置に
して、前記第２の熱交換器手段が前記第２の槽内に位置
決めされた熱交換器を備え、前記熱交換器を通って流れ
る冷却流体との間接的な熱交換により、前記槽の中身か
ら熱を除去するように作動することを特徴とするリアク
ター装置。 - 【請求項２７】 請求項２４に記載のリアクター装置に
して、前記混合生成物の流れを粗メタノール生成物、前
記不活性液体の一部、及び未反応ガス成分の流れに分離
する分離器手段を備えることを特徴とするリアクター装
置。 - 【請求項２８】 請求項２７に記載のリアクター装置に
して、前記不活性液体を前記第１及び第２槽に再循環す
る液体再循環手段を備えることを特徴とするリアクター
装置。 - 【請求項２９】 請求項２４に記載のリアクター装置に
して、前記合成ガス供給物に水を導入する注入手段を更
に備えることを特徴とするリアクター装置。
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