JPH06256239A - Production of methanol - Google Patents

Production of methanol

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JPH06256239A
JPH06256239A JP5039932A JP3993293A JPH06256239A JP H06256239 A JPH06256239 A JP H06256239A JP 5039932 A JP5039932 A JP 5039932A JP 3993293 A JP3993293 A JP 3993293A JP H06256239 A JPH06256239 A JP H06256239A
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JP
Japan
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gas
reaction
methanol
reactor
steam
Prior art date
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Pending
Application number
JP5039932A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatoshi Yamaguchi
正俊 山口
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Publication of JPH06256239A publication Critical patent/JPH06256239A/en
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  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a methanol production apparatus having high energy efficiency and advantageous for scaling-up. CONSTITUTION:Methanol is produced from a hydrocarbon by using a fluidized layer catalytic reactor 19 containing heat-transfer tubes 20 as the methanol synthesis reactor, recovering the high-pressure steam obtained from the reactor and using the steam as a power for compressors 32,51 of the methanol production apparatus or as a power for a gas turbine or an oxygen separator.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は炭化水素からのメタノー
ル製造法に関し、詳しくは流動層触媒反応器を用いてメ
タノールを合成する炭化水素からのメタノールの製造法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing methanol from hydrocarbons, and more particularly to a method for producing methanol from hydrocarbons which synthesizes methanol using a fluidized bed catalytic reactor.

【0002】[0002]

【従来の技術】メタノールは低公害で輸送が容易な安価
な燃料として大量に使用するために、5000T/D 或いは10
000T/D以上の能力を持つ超大型装置の開発が要請されて
いる。近年、このような燃料用メタノールを製造するた
めの超大型装置への対応としての流動層触媒反応器の開
発が行われている。たとえば特開昭60-84142号、特開昭
60-122040 号および特開昭60-106534 号にはメタノール
合成用流動触媒の製造法が記載されており、また特開昭
63-211246 号には流動層触媒を用いてメタノール合成を
行う場合の触媒および反応の条件が記載されている。
2. Description of the Prior Art Methanol is used in large quantities as an inexpensive fuel that is low in pollution and easy to transport.
The development of ultra-large equipment with a capacity of over 000T / D is required. In recent years, a fluidized bed catalytic reactor has been developed as a response to an ultra-large-sized apparatus for producing such fuel methanol. For example, JP-A-60-84142 and JP-A-60-84142
60-122040 and JP-A-60-106534 describe a method for producing a fluidized catalyst for methanol synthesis.
No. 63-211246 describes the catalyst and reaction conditions when carrying out methanol synthesis using a fluidized bed catalyst.

【0003】このような大型のメタノール製造装置の開
発において最も問題となるのは炭化水素より合成ガスを
製造するためのガス改質装置の大型化であり、従来の水
蒸気改質装置では改質炉で反応管を外熱する方式である
ため、メタノール製造装置は1500〜2000T/D が大型化の
限界となっている。大型装置におけるガス改質装置とし
て、水蒸気改質と部分酸化を組み合わせる方式が最近注
目されている。これは炭化水素と水蒸気を混合して一次
改質反応を行った後、酸素を加えて部分酸化と二次改質
反応を行い、得られた高温のガスを一次改質反応の加熱
源とするものである。この方式は他から熱を供給するこ
となく反応管を外熱する改質炉を用いる必要が無いこ
と、従って高圧の合成ガスを得ることができるので合成
ガスの圧縮機を用いて昇圧せずに合成反応を直接に行う
こともできること等の利点があり、高圧下で改質反応が
行われるので装置の大型化が容易である。このように一
次改質反応と二次改質反応を行う自己熱交換型反応器に
ついては、特開昭60-186401 号、特開平1-261201号、特
開平2-18303 号等に具体的な構造が示されいる。
The biggest problem in the development of such a large-sized methanol production apparatus is the increase in the size of a gas reforming apparatus for producing synthesis gas from hydrocarbons. In the conventional steam reforming apparatus, a reforming furnace is used. Since it is a method of externally heating the reaction tube at 1,500 to 2000 T / D is the limit for increasing the size of the methanol production equipment. As a gas reforming apparatus in a large-scale apparatus, a system combining steam reforming and partial oxidation has recently attracted attention. This is because hydrocarbon and steam are mixed to carry out a primary reforming reaction, then oxygen is added to carry out a partial oxidation and a secondary reforming reaction, and the obtained high temperature gas is used as a heating source for the primary reforming reaction. It is a thing. This method does not require the use of a reforming furnace that heats the reaction tube externally without supplying heat from the other side. Therefore, since high-pressure synthesis gas can be obtained, there is no need to raise the pressure using a synthesis gas compressor. There is an advantage that the synthesis reaction can be carried out directly, and since the reforming reaction is carried out under high pressure, it is easy to increase the size of the apparatus. As for the self-heat exchange type reactor for carrying out the primary reforming reaction and the secondary reforming reaction in this way, it is described in JP-A-60-186401, JP-A-1-261201, JP-A-2-18303, etc. The structure is shown.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】大型のメタノール製造
装置の開発におけるエネルギー効率の向上が求められて
おり、ガス改質装置においては上記の如く一次改質反応
と二次改質反応を行う自己熱交換型反応器の開発が進め
られているが、メタノール合成装置では従来、固定触媒
反応器において反応熱を有効に回収してプロセスで使用
する方法の開発が行われている。しかしながら固定触媒
反応器では反応部と熱回収部の温度差が有することから
反応熱の回収に限界があり、また反応器における反応率
を高めることが困難である。従って反応器からの反応ガ
スからメタノールを分離した後、大量のガスを反応器に
循環せねばならず、その圧縮動力を要すると共に反応器
が大きくなることからメタノール合成装置の大型化が限
定されることになる。本発明の目的は、高いエネルギー
効率を有し、より大型化することができるメタノールの
製造法を開発することである。
There is a demand for improvement in energy efficiency in the development of a large-scale methanol production apparatus, and in the gas reforming apparatus, the self-heating for performing the primary reforming reaction and the secondary reforming reaction as described above is required. Although an exchange type reactor is being developed, a method for effectively recovering reaction heat in a fixed catalyst reactor and using it in a process has been developed in a methanol synthesizer. However, in the fixed catalyst reactor, the temperature difference between the reaction section and the heat recovery section has a limit, so that there is a limit to the recovery of reaction heat, and it is difficult to increase the reaction rate in the reactor. Therefore, after separating methanol from the reaction gas from the reactor, a large amount of gas must be circulated to the reactor, which requires compression power and enlarges the reactor, which limits the upsizing of the methanol synthesizer. It will be. An object of the present invention is to develop a method for producing methanol that has high energy efficiency and can be made larger.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者は上記の如き課
題を有するメタノールの製造法について鋭意検討した結
果、メタノール合成装置において流動層触媒反応器を用
いることにより、反応熱が高圧蒸気としてより効率良く
回収され、これをプロセスにおいて有効に使用すること
により、高いエネルギー効率を有し、より大型化できる
メタノールの製造法が得られることを見出し、本発明に
到達した。
Means for Solving the Problems As a result of diligent studies on the method for producing methanol having the above-mentioned problems, the present inventor has found that by using a fluidized bed catalytic reactor in a methanol synthesizer, the heat of reaction can be improved as high-pressure steam. The present inventors have found that a method for producing methanol which has high energy efficiency and can be made larger can be obtained by efficiently collecting and effectively using this in the process, and arrived at the present invention.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】即ち本発明は、炭化水素
からメタノールを製造する方法において、(1) 炭化水素
と水蒸気の混合ガスを間接加熱して接触反応を行い、水
素、一酸化炭素および二酸化炭素を有効成分とする合成
ガスを製造する工程と、(2) 内部に伝熱管を有する流動
層触媒反応器を用いて、60〜120 気圧でメタノール合成
反応を行うと共に、反応熱を該伝熱管を介して飽和水に
伝達して40〜60気圧の高圧水蒸気を発生させる工程を有
し、工程(2) で得られた高圧蒸気から動力を回収するこ
とを特徴とするメタノールの製造法である。
Means for Solving the Problems That is, the present invention provides a method for producing methanol from a hydrocarbon, which comprises (1) indirectly heating a mixed gas of a hydrocarbon and steam to carry out a catalytic reaction to produce hydrogen, carbon monoxide and The process of producing a synthesis gas containing carbon dioxide as an active ingredient, and (2) using a fluidized bed catalytic reactor having a heat transfer tube inside, perform a methanol synthesis reaction at 60 to 120 atm and transfer the heat of reaction to the reaction. A method for producing methanol characterized in that it has a step of generating high-pressure steam of 40 to 60 atm by transmitting it to saturated water via a heat pipe, and recovering power from the high-pressure steam obtained in step (2). is there.

【0007】流動層触媒反応器は従来の固定触媒層反応
器と比較して、反応ガスの伝熱効率が高いので、より
高圧の水蒸気が多く回収できること、触媒層内の温度
分布が均一であるため高い反応率が得られ反応ガスの循
環量が削減されること、副反応生成量が減少し蒸留精
製が容易となること、及び触媒層における圧損失が小
さいこと等の特性があるが、本発明の方法は、流動層触
媒反応器を用いることにより熱回収の高度化とプロセス
の消費エネルギーが削減が図られることを利用して、メ
タノール製造装置全体のエネルギー効率を高めるもので
ある。本発明における合成ガス発生装置には、特に前述
の一次改質反応と二次改質反応を行う自己熱交換型反応
器を用いることにより、更に高いエネルギー効率を有し
た大型メタノール製造装置を得ることができる。以下、
本発明の方法について詳細に説明する。
The fluidized bed catalytic reactor has a higher heat transfer efficiency of the reaction gas as compared with the conventional fixed catalytic bed reactor, so that more high-pressure steam can be recovered and the temperature distribution in the catalytic bed is uniform. The present invention has characteristics such that a high reaction rate can be obtained and a circulation amount of a reaction gas can be reduced, a side reaction product amount can be reduced, distillation purification can be easily performed, and a pressure loss in a catalyst layer can be small. The method of (1) above enhances the energy efficiency of the entire methanol production apparatus by utilizing the fact that the heat recovery is enhanced and the energy consumption of the process is reduced by using a fluidized bed catalytic reactor. In the synthesis gas generator of the present invention, a large-scale methanol production apparatus having higher energy efficiency can be obtained by using the self-heat exchange type reactor that performs the above-mentioned primary reforming reaction and secondary reforming reaction. You can Less than,
The method of the present invention will be described in detail.

【0008】工程(1) における原料の炭化水素には通常
メタンを主成分とする天然ガスが用いられるが、立地条
件によりLPGやナフサ等も用いられる。また原料の原
単位を改善するために炭化水素と共に合成系よりのパー
ジガスを混合することが行われる。水蒸気改質触媒には
通常ニッケル系触媒が用いられるが、改質触媒の活性低
下を避けるために原料の炭化水素は予め脱硫しておく必
要がある。炭化水素とスチームの混合ガスのスチーム/
カーボン比が通常 2.0〜3.5 程度となるように水蒸気が
使用され、 400〜550 ℃に予熱して反応器に供給され
る。
Although natural gas containing methane as a main component is usually used as the raw material hydrocarbon in the step (1), LPG, naphtha, etc. are also used depending on the site conditions. Further, in order to improve the basic unit of the raw material, a purge gas from the synthesis system is mixed with the hydrocarbon. Although a nickel-based catalyst is usually used as the steam reforming catalyst, it is necessary to desulfurize the hydrocarbon as a raw material in advance in order to avoid a decrease in the activity of the reforming catalyst. Steam of mixed gas of hydrocarbon and steam /
Steam is used so that the carbon ratio is usually about 2.0 to 3.5, preheated to 400 to 550 ° C and supplied to the reactor.

【0009】水蒸気改質反応は炭化水素と水蒸気の混合
ガスを間接加熱して接触反応を行い、 700〜900 ℃の改
質ガスが得られる。この高温の改質ガスは種々の熱回収
が行われた後、冷却されて水素、一酸化炭素および炭酸
ガスを有効成分とする合成ガスとなる。なお後述するよ
うに間接加熱して接触反応を行った後、酸素を加えて部
分酸化を行い、更に改質触媒を用いて二次改質反応を行
うことも行われる。一次改質反応のみの場合の改質ガス
温度は 850〜900 ℃であり、目的とする反応率を得るた
めに圧力は10〜25気圧程度が限界となるが、部分酸化と
二次改質反応を行う場合には 930〜1000℃の二次改質ガ
スが得られるので一次改質ガス温度を 750〜800 ℃と
し、圧力を30〜45気圧程度に上げることができる。また
上記の如く二次改質ガスを一次改質反応の熱源に用いる
場合には酸素量を増加して 980〜1080℃の二次改質ガス
を得るようにすれば、一次改質ガスの温度を 700〜800
℃、圧力を60〜120 気圧として、合成ガス圧縮機を使用
しないプロセスとすることができる。
In the steam reforming reaction, a mixed gas of hydrocarbon and steam is indirectly heated to carry out a contact reaction to obtain a reformed gas at 700 to 900 ° C. This high-temperature reformed gas is subjected to various heat recovery and then cooled to be a synthesis gas containing hydrogen, carbon monoxide, and carbon dioxide as effective components. As will be described later, after indirect heating to carry out a contact reaction, oxygen is added to carry out a partial oxidation, and a secondary reforming reaction is further carried out using a reforming catalyst. The reformed gas temperature in the case of only the primary reforming reaction is 850 to 900 ℃, and the pressure is limited to about 10 to 25 atm in order to obtain the desired reaction rate, but partial oxidation and secondary reforming reaction In this case, since the secondary reformed gas of 930 to 1000 ° C is obtained, the temperature of the primary reformed gas can be set to 750 to 800 ° C and the pressure can be increased to about 30 to 45 atm. When the secondary reformed gas is used as the heat source for the primary reforming reaction as described above, the temperature of the primary reformed gas can be increased by increasing the oxygen content to obtain the secondary reformed gas at 980 to 1080 ° C. 700 to 800
The process can be carried out at a temperature of 60 ° C. and a pressure of 60 to 120 atm without using a syngas compressor.

【0010】すなわち一次改質ガスを部分酸化した後二
次改質反応を行う場合には、ガス改質装置の圧力を上げ
ることができ、合成ガス圧縮機の動力が削減されるの
で、メタノールプロセスのエネルギー効率を高めること
ができ、またガス改質装置が高圧化により小型化される
ので大型メタノール装置に有利となるが、酸素ガスが必
要なので別に酸素分離装置が必要となる。また二次改質
ガスを一次改質反応の熱源に用いるようにすれば、一次
改質反応管内と加熱ガスの圧力差が小さくなるので熱交
換式の反応器を用いることができ、外熱式の改質炉が不
要となるので、更にガス改質装置が高圧化できるように
なると共に大型化への対応が容易となる。ガス改質装置
の圧力をメタノール合成装置の圧力と同等とすれば合成
ガス圧縮機を無くすことができる。
That is, when the secondary reforming reaction is carried out after the primary reformed gas is partially oxidized, the pressure of the gas reforming apparatus can be increased and the power of the syngas compressor is reduced. The energy efficiency can be increased, and the gas reforming apparatus can be downsized by increasing the pressure, which is advantageous for a large-sized methanol apparatus, but an oxygen gas is required, so an oxygen separation apparatus is additionally required. Also, if the secondary reformed gas is used as the heat source for the primary reforming reaction, the pressure difference between the inside of the primary reforming reaction tube and the heating gas becomes small, so a heat exchange type reactor can be used, and an external heat type reactor can be used. Since the reforming furnace of No. 1 is not required, the gas reforming apparatus can be operated at a higher pressure and it is easy to cope with an increase in size. If the pressure of the gas reformer is made equal to the pressure of the methanol synthesizer, the syngas compressor can be eliminated.

【0011】工程(2) では流動層触媒反応器が用いら
れ、水素、一酸化炭素および炭酸ガスから次の反応式に
よるメタノール合成反応が行われる。 CO + 2H2 → CH3 OH + 21.6 kcal/mol CO2 + H2 → CO + H2 O − 9.8 kcal/
mol CO2 + 3H2 → CH3 OH + H2 O + 11.
8 kcal/mol メタノール合成反応には通常、銅系触媒が用いられ、温
度 200〜300 ℃、圧力60〜120 気圧で反応が行われる。
メタノール合成反応のための流動触媒には通常、シリ
カ、アルミナ、ジルコニウム等の強固な担体に触媒成分
を担持した触媒が用いられ、触媒の粒子径は 1〜250 μ
m である。
In step (2), a fluidized bed catalytic reactor is used to carry out a methanol synthesis reaction from hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide according to the following reaction formula. CO + 2H 2 → CH 3 OH + 21.6 kcal / mol CO 2 + H 2 → CO + H 2 O − 9.8 kcal /
mol CO 2 + 3H 2 → CH 3 OH + H 2 O + 11.
A copper-based catalyst is usually used in the 8 kcal / mol methanol synthesis reaction, and the reaction is carried out at a temperature of 200 to 300 ° C and a pressure of 60 to 120 atm.
As a fluidized catalyst for the methanol synthesis reaction, a catalyst in which a catalyst component is supported on a strong carrier such as silica, alumina or zirconium is usually used, and the particle size of the catalyst is 1 to 250 μm.
m.

【0012】メタノール合成反応は内部に伝熱管を有す
る流動層触媒反応器を用られ、反応熱は該伝熱管を介し
て飽和水に伝達して40〜60気圧、好ましくは45〜55気圧
の高圧蒸気が回収される。得られた高圧蒸気は工程(1)
の原料水蒸気に用いられる場合もあるが、この蒸気より
合成ガス圧縮機、合成ガス循環機又は原料炭化水素ガス
圧縮機等の動力源として用いることによりメタノール製
造装置のエネルギー効率を高めることができる。またメ
タノール合成装置のパージガス等を用いてガスタービン
による動力回収が行われるが、このガスタービンの燃焼
室に燃料と共に高圧水蒸気を導入することにより、水蒸
気から動力が回収されると共に排気中の NOxが低下す
る。
For the methanol synthesis reaction, a fluidized bed catalytic reactor having a heat transfer tube inside is used, and the reaction heat is transferred to saturated water through the heat transfer tube to a high pressure of 40 to 60 atm, preferably 45 to 55 atm. Steam is recovered. The obtained high-pressure steam is processed in step (1)
In some cases, the steam is used as the raw material steam, but by using this steam as a power source for the synthesis gas compressor, the synthesis gas circulator, the raw hydrocarbon gas compressor, etc., the energy efficiency of the methanol production apparatus can be increased. Power is also recovered by the gas turbine using the purge gas of the methanol synthesizer.By introducing high-pressure steam with fuel into the combustion chamber of this gas turbine, power is recovered from the steam and NOx in the exhaust gas is removed. descend.

【0013】なお部分酸化を行う場合の酸素分離装置は
一般に深冷分離法やPSA法が用いられ、部分酸化に用
いる酸素ガスは通常、純度 98%以上である。流動層触媒
反応器より回収された高圧蒸気は酸素分離のための空気
圧縮機や深冷分離の冷凍機の動力源としても用いられ、
上記の如きガスタービンを用いることができる。また部
分酸化を行う場合にその酸素ガスと共に原料炭化水素の
一部を混入して部分酸化を行うことができ、更に原料水
蒸気の一部を混入することもできる。このように部分酸
化時に原料炭化水素と原料水蒸気の一部を混入すること
により、一次改質反応管における負荷が削減される。
When performing partial oxidation, a cryogenic separation method or a PSA method is generally used as an oxygen separator, and the oxygen gas used for partial oxidation is usually 98% or more in purity. The high-pressure steam recovered from the fluidized bed catalytic reactor is also used as a power source for an air compressor for oxygen separation and a refrigerator for deep-chill separation,
A gas turbine as described above can be used. Further, when performing partial oxidation, it is possible to mix a part of the raw material hydrocarbon with the oxygen gas to carry out the partial oxidation, and it is also possible to mix a part of the raw material steam. By mixing a part of the raw material hydrocarbon and the part of the raw material steam during the partial oxidation, the load on the primary reforming reaction tube is reduced.

【0014】次に図面を用いて本発明の実施態様を説明
する。上記の如く本発明における工程(1) のガス改質装
置は (a)一次改質のみの場合、 (b)一次改質ガスを部分
酸化して更に二次改質を行う場合、 (c)高温の二次改質
ガスを一次改質反応の熱源に用い、改質圧力を更に高く
する場合があり、各々の場合について説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As described above, the gas reforming apparatus of the step (1) in the present invention is (a) in the case of only the primary reforming, (b) in the case of performing the secondary reforming by partially oxidizing the primary reformed gas, (c) A high-temperature secondary reformed gas may be used as a heat source for the primary reforming reaction to further raise the reforming pressure. Each case will be described.

【0015】図1は (a)のガス改質装置が一次改質のみ
の場合の一例の系統図であり、一般的な水蒸気改質装置
と合成ガス圧縮機および流動層触媒反応器を組み合わせ
たメタノール製造装置である。原料炭化水素は脱硫処理
後、流路1 より導入され、流路2 からの原料水蒸気と混
合される。該混合ガスは流路3 を経て混合ガス加熱器4
で 400〜550 ℃に加熱され、流路5 を経て一次改質反応
管6 へ導入される。一次改質反応管にはNi系触媒が充填
されており、一次改質炉7 において流路8 からの燃料の
燃焼より一次改質反応管6 を加熱し、水蒸気改質反応が
行われる。改質炉7 の燃焼廃ガス対流部 9には混合ガス
加熱器4 の他に高圧蒸気加熱器I10等が設置されて熱回
収が行われ、燃焼廃ガスは最終的に 150〜170 ℃となっ
て大気に放出される。
FIG. 1 (a) is a system diagram of an example in which the gas reformer of FIG. 1 (a) is a primary reformer only, in which a general steam reformer, a synthesis gas compressor and a fluidized bed catalytic reactor are combined. It is a methanol production device. After the desulfurization treatment, the raw material hydrocarbons are introduced from the flow channel 1 and mixed with the raw material steam from the flow channel 2. The mixed gas passes through the flow path 3 and the mixed gas heater 4
Is heated to 400 to 550 ° C. and introduced into the primary reforming reaction tube 6 through the flow path 5. The primary reforming reaction tube is filled with a Ni-based catalyst, and the primary reforming reaction tube 6 is heated in the primary reforming furnace 7 by combustion of the fuel from the flow path 8 to perform the steam reforming reaction. In the combustion waste gas convection section 9 of the reforming furnace 7, a high pressure steam heater I10, etc. is installed in addition to the mixed gas heater 4 to recover heat, and the combustion waste gas finally reaches 150 to 170 ° C. Released into the atmosphere.

【0016】一次改質反応管6 を出るガスは、圧力10〜
25気圧、温度 850〜900 ℃であり、原料炭化水素の約90
% 以上が改質され、メタノール合成に必要な H2 、CO、
CO2と未反応の水蒸気が含まれおり、流路11から合成ガ
ス圧縮機の吸入12に至る間に、高圧蒸気加熱器II13等の
幾つかの熱回収と冷却が行われ、凝縮水が分離されて30
〜40℃で合成ガス圧縮機14に導入される。この合成ガス
圧縮機14では合成ガスを60〜120 気圧に圧縮し、流路15
を経て合成系に送られる。この合成ガスは流路16よりの
循環ガスと合流して流路17を経て、合成ガス加熱器18で
180〜230 ℃に加熱されてメタノール合成反応器19に導
入される。該反応器19には流動触媒が充填されており、
240〜280 ℃でメタノール合成反応が行われる。
The gas leaving the primary reforming reaction tube 6 has a pressure of 10 to 10
25 atm, temperature 850-900 ℃, about 90% of raw hydrocarbons
% Is reformed, and H 2 , CO, and
CO 2 and unreacted water vapor are contained, and some heat recovery and cooling of the high pressure steam heater II 13 etc. is performed between the flow path 11 and the suction 12 of the syngas compressor, and condensed water is separated. Been 30
Introduced into the syngas compressor 14 at ~ 40 ° C. This synthesis gas compressor 14 compresses the synthesis gas to 60 to 120 atm, and
Sent to the synthetic system via. This syngas merges with the circulating gas from the flow path 16 and passes through the flow path 17, and then in the syngas heater 18.
It is heated to 180 to 230 ° C. and introduced into the methanol synthesis reactor 19. The reactor 19 is filled with a fluid catalyst,
The methanol synthesis reaction is carried out at 240 to 280 ° C.

【0017】メタノール合成反応器内には多数の伝熱管
20が設置されており、流路21からのボイラ水が加熱され
て沸騰し、流路22を経て気水分離器23において高圧蒸気
とボイラ水が分離される。また気水分離器23には流路24
から高圧蒸気発生量に見合うボイラ給水が供給される。
該反応器19には流動触媒が充填されて高い伝熱効率が得
られることから、40〜60気圧程度の高圧蒸気が回収され
る。
A large number of heat transfer tubes are provided in the methanol synthesis reactor.
20 is installed, the boiler water from the flow path 21 is heated and boils, and the high-pressure steam and the boiler water are separated in the steam separator 23 through the flow path 22. In addition, the water / water separator 23 has a flow path 24.
The boiler supply water is supplied from the boiler in proportion to the amount of high-pressure steam generated.
Since the reactor 19 is filled with a fluidized catalyst to obtain high heat transfer efficiency, high pressure steam of about 40 to 60 atm is recovered.

【0018】メタノール合成反応器19からの反応ガスは
流路26と流路27の間で合成ガス加熱器18等の幾つかの熱
回収と冷却が行われ、メタノール分離器28で粗メタノー
ルが分離されて流路29から蒸留工程に送られる。メタノ
ール分離器28からの未反応ガスは循環ガスとして流路30
および流路31を経て合成循環ガス圧縮機32に導入され
る。なお一部の未反応ガスはパージガスとして流路33か
ら抜出されて、主に改質炉の燃料として流路8 に混合さ
れる。合成循環ガス圧縮機32では 4〜6 気圧程度昇圧さ
れて流路16を経て合成ガスと合流される。
The reaction gas from the methanol synthesis reactor 19 undergoes some heat recovery and cooling of the synthesis gas heater 18 and the like between the flow paths 26 and 27, and the methanol separator 28 separates crude methanol. Then, it is sent from the flow path 29 to the distillation step. The unreacted gas from the methanol separator 28 is used as a circulating gas in the flow path 30.
And is introduced into the synthetic circulating gas compressor 32 via the flow path 31. It should be noted that a part of the unreacted gas is extracted as a purge gas from the flow path 33 and is mainly mixed with the flow path 8 as a fuel for the reforming furnace. In the synthetic circulating gas compressor 32, the pressure is increased by about 4 to 6 atm and the synthetic gas is merged through the flow path 16.

【0019】メタノール合成反応器から回収された高圧
蒸気は流路34からA点において分割されて一部は流路35
を経て原料水蒸気に使用される (なお点線は回収された
高圧蒸気の流路を示す) 。また他の回収高圧蒸気は流路
36および流路37を経て高圧蒸気加熱器I10および高圧蒸
気加熱器II13に送られて過熱蒸気となり、流路38と流路
39が集合したB点を経て流路40より合成ガス圧縮機ター
ビン41を駆動し、また流路42より合成循環ガス圧縮機タ
ービン43を駆動する。なお各タービンの排気は流路44お
よび流路45を経て冷却・凝縮系に送られる。
The high-pressure vapor recovered from the methanol synthesis reactor is split from the flow path 34 at point A, and a part of it is flow path 35.
After that, it is used for the raw material steam (the dotted line shows the flow path of the recovered high-pressure steam). In addition, other recovered high-pressure steam is in the flow path.
It is sent to the high-pressure steam heater I10 and the high-pressure steam heater II13 via 36 and the flow path 37 to become superheated steam, and the flow path 38 and the flow path
The synthetic gas compressor turbine 41 is driven from the flow path 40 via the point B where 39 is gathered, and the synthetic circulating gas compressor turbine 43 is driven from the flow path 42. The exhaust gas from each turbine is sent to the cooling / condensing system via the flow paths 44 and 45.

【0020】図2は (b)一次改質ガスを部分酸化して更
に二次改質を行う場合の一例を示す系統図であり、一次
改質反応管6 を出るまでのフローは図1と同様である。
但し(b)の場合は一次改質反応の後に部分酸化と二次改
質反応が行われることから高い圧力でガス改質が行われ
るようになり、一次改質反応管6 からの反応ガスは圧力
30〜45気圧、温度 750〜800 ℃である。従って一次改質
反応管6 からの反応ガスの改質率は30〜50% となり、流
路46より二次改質炉47に導入される。
FIG. 2 (b) is a system diagram showing an example of the case where the primary reformed gas is partially oxidized for further secondary reforming, and the flow until it exits the primary reforming reaction tube 6 is as shown in FIG. It is the same.
However, in the case of (b), since partial oxidation and secondary reforming reaction are performed after the primary reforming reaction, gas reforming is performed at high pressure, and the reaction gas from the primary reforming reaction tube 6 becomes pressure
The temperature is 30 to 45 atm and the temperature is 750 to 800 ℃. Therefore, the reforming rate of the reaction gas from the primary reforming reaction tube 6 becomes 30 to 50% and is introduced into the secondary reforming furnace 47 through the flow path 46.

【0021】部分酸化に用いられる酸素ガスは酸素分離
装置48において製造される。この酸素ガスは流路49より
二次改質反応器47に導入され、部分酸化が行われた後、
改質触媒により二次改質反応が行われる。二次改質後の
フローは図1の流路11以降のフローと同様である。但し
(b)の場合は改質圧力が高くなるので、合成ガス圧縮機
14の所要動力が削減され、またガス改質装置が小型化さ
れるので大型装置に有利となる。メタノール合成反応器
から回収された高圧蒸気は流路50から空気分離装置48に
おける空気圧縮機や冷凍機等の動力源にも用いられる。
The oxygen gas used for the partial oxidation is produced in the oxygen separator 48. This oxygen gas is introduced into the secondary reforming reactor 47 from the flow path 49, and after partial oxidation is performed,
The secondary reforming reaction is performed by the reforming catalyst. The flow after the secondary reforming is the same as the flow after the flow path 11 in FIG. However
In the case of (b), the reforming pressure becomes high, so the syngas compressor
The required power of 14 is reduced and the gas reformer is downsized, which is advantageous for large-scale equipment. The high-pressure steam recovered from the methanol synthesis reactor is also used as a power source for the air compressor and the refrigerator in the air separation device 48 from the flow path 50.

【0022】図3は (c)高温の二次改質ガスを一次改質
反応の熱源に用い、改質圧力を更に高くする場合一例を
示す系統図である。この場合には改質圧力を60〜120 気
圧と高くするので、原料炭化水素は流路1 より先ず原料
炭化水素圧縮機51に導入してて昇圧した後、流路52を経
て、流路2 からの原料水蒸気と混合される。該混合ガス
は流路3 を経て混合ガス加熱器4 で 400〜550 ℃に加熱
され、流路5 を経て一次改質反応器53へ導入される。一
次改質反応器は多数の反応管を有し図1および図2と同
等なNi系触媒が充填されている。この反応管は外部より
高温の二次改質ガスにより加熱され、温度 700〜800 ℃
となり、炭化水素の約25〜35% が改質される。
FIG. 3 (c) is a system diagram showing an example of the case where a high-temperature secondary reformed gas is used as a heat source for the primary reforming reaction and the reforming pressure is further increased. In this case, since the reforming pressure is increased to 60 to 120 atm, the raw material hydrocarbons are first introduced into the raw material hydrocarbon compressor 51 from the flow passage 1 and boosted in pressure, and then the flow passage 52 is passed through the flow passage 52. The raw material from is mixed with steam. The mixed gas is heated to 400 to 550 ° C. by the mixed gas heater 4 via the flow path 3 and introduced into the primary reforming reactor 53 via the flow path 5. The primary reforming reactor has a large number of reaction tubes and is filled with a Ni-based catalyst equivalent to that shown in FIGS. This reaction tube is heated from the outside by a high temperature secondary reformed gas, and the temperature is 700 to 800 ℃.
And about 25-35% of the hydrocarbons are reformed.

【0023】得られた一次改質ガスは流路54より二次改
質反応器47に導入される。部分酸化に用いられる酸素ガ
スは酸素分離装置48において製造され、流路49より二次
改質反応器47に導入され、部分酸化が行われた後、改質
触媒により二次改質反応が行われる。二次改質触媒層か
らの反応ガスの温度は 980〜1080℃であり、炭化水素の
約 90%以上が改質される。得られた高温の二次改質ガス
は流路55から一次改質反応器53へ導入され内部反応管を
加熱する。前述の如く部分酸化に用いられる酸素ガスに
原料炭化水素の一部を混入すれば一次改質反応器の負荷
が削減される。また一次改質反応器53と二次改質反応器
47は一体化することもでき、種々の構造が提案されてい
る。二次改質ガスは一次改質反応器内の反応管を加熱し
た後、流路56から流路57の間において図1と同様に熱回
収と冷却が行われ、凝縮水が分離された後、合成ガス圧
縮機を用いずに合成循環ガス圧縮機32に導入される。流
路17以降のメタノール合成装置のフローは図1と同様で
ある。
The obtained primary reformed gas is introduced into the secondary reforming reactor 47 through the flow path 54. Oxygen gas used for partial oxidation is produced in the oxygen separation device 48, introduced into the secondary reforming reactor 47 from the flow path 49, and after partial oxidation is performed, the secondary reforming reaction is performed by the reforming catalyst. Be seen. The temperature of the reaction gas from the secondary reforming catalyst layer is 980 to 1080 ° C, and about 90% or more of hydrocarbons are reformed. The obtained high temperature secondary reformed gas is introduced into the primary reforming reactor 53 from the flow path 55 to heat the internal reaction tube. As described above, if a part of the raw material hydrocarbon is mixed into the oxygen gas used for the partial oxidation, the load on the primary reforming reactor can be reduced. In addition, the primary reforming reactor 53 and the secondary reforming reactor
47 can be integrated, and various structures have been proposed. After the secondary reformed gas heats the reaction tube in the primary reforming reactor, heat recovery and cooling are performed between the channel 56 and the channel 57 in the same manner as in FIG. 1, and the condensed water is separated. Introduced into the synthesis circulation gas compressor 32 without using the synthesis gas compressor. The flow of the methanol synthesizer after the flow path 17 is the same as that in FIG.

【0024】図3においてはメタノール合成装置のパー
ジガスを流路58から抜出し、流路59を経てガスタービン
エンジン60に導入して動力回収を行う場合である。ガス
タービンエンジン60にはパージガスと共に他の燃料が流
路61から供給され、更に流路62からはメタノール合成器
で回収された高圧蒸気も供給される。このようにガスタ
ービンエンジン60に燃料と共に高圧水蒸気を導入するこ
とにより、水蒸気から動力が回収されると共に排気中の
NOxが低下する効果が得られる。なおこのガスタービン
は空気圧縮機62に直結されており、流路63よりの空気は
圧縮されて流路64を経て酸素分離装置48に導入される。
高圧蒸気の加熱は図1および図2で示したものの他に、
ガスタービンの排気ダクト65に設置した高圧蒸気加熱器
III 66においても行われ、流路67からメタノール反応器
よりの高圧蒸気が供給される。また過熱高圧蒸気は流路
68から原料炭化水素圧縮機タービン69にも送られ、動力
回収が行われる。
In FIG. 3, the purge gas of the methanol synthesizer is extracted from the flow path 58 and is introduced into the gas turbine engine 60 via the flow path 59 to recover the power. The gas turbine engine 60 is supplied with other fuel together with the purge gas from the flow path 61, and further from the flow path 62 is also supplied with the high-pressure steam recovered by the methanol synthesizer. By thus introducing high-pressure steam together with fuel into the gas turbine engine 60, power is recovered from the steam and
The effect of reducing NOx is obtained. This gas turbine is directly connected to the air compressor 62, and the air from the flow passage 63 is compressed and introduced into the oxygen separation device 48 via the flow passage 64.
In addition to the heating of high-pressure steam shown in FIGS. 1 and 2,
High-pressure steam heater installed in the exhaust duct 65 of the gas turbine
This is also performed in III 66, and high-pressure steam from the methanol reactor is supplied from the flow path 67. In addition, the superheated high-pressure steam is
It is also sent to the raw material hydrocarbon compressor turbine 69 from 68, and power recovery is performed.

【0025】[0025]

【実施例】次に実施例により本発明を更に具体的に説明
する。上記の如く本発明の概略フローとしては図1〜3
が考えられるが、プロセスの熱効率と大型化の面で図3
のフローが最も有利と見られることから、図3のフロー
におけるプロセス計算結果の一例を実施例に示す。
EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically by way of examples. As described above, the schematic flow of the present invention is shown in FIGS.
However, in terms of process thermal efficiency and upsizing, Fig. 3
Since the above flow is considered to be the most advantageous, an example of the process calculation result in the flow of FIG. 3 is shown in the embodiment.

【0026】図3において流路1 より原料炭化水素を25
気圧26℃で供給し、原料炭化水素圧縮機51で87気圧に昇
圧した。なおフローには示されていないが、メタノール
合成装置のパージガスの一部を脱硫のために原料炭化水
素に混合した。この原料炭化水素を二つに分流し、分流
は流路2 からの原料水蒸気と共に一次改質反応器53
に、分流は流路49からの酸素ガスと共に二次改質反応
器47に導入した。流路2 からの原料水蒸気は85気圧 400
℃であり、分流の原料炭化水素との混合ガスを混合ガ
ス加熱器4 で 500℃に加熱して一次改質反応器53に導入
した。また酸素ガスは86気圧、 250℃で分流の原料炭
化水素と共に二次改質反応器47に導入した。各フローの
流量と組成は次の通りである。なお、以下の表中のCH
3 OHはジメチルエーテル等の副成物を含む数値であ
る。
As shown in FIG.
It was supplied at an atmospheric pressure of 26 ° C. and the raw material hydrocarbon compressor 51 boosted the pressure to 87 atmospheric pressure. Although not shown in the flow, a part of the purge gas of the methanol synthesizer was mixed with the raw material hydrocarbon for desulfurization. This raw material hydrocarbon is split into two, and the split stream is combined with the raw material steam from the flow path 2 in the primary reforming reactor 53.
Then, the split stream was introduced into the secondary reforming reactor 47 together with the oxygen gas from the flow path 49. Raw water vapor from channel 2 is 85 atm 400
The temperature was 0 ° C., and the mixed gas of the split-flow raw material hydrocarbon was heated to 500 ° C. by the mixed gas heater 4 and introduced into the primary reforming reactor 53. Oxygen gas was introduced into the secondary reforming reactor 47 together with the raw material hydrocarbons which were split at 86 at 250 ° C. The flow rate and composition of each flow are as follows. In addition, CH in the table below
3 OH is a numerical value including by-products such as dimethyl ether.

【0027】[0027]

【化1】 原料炭化水素 分流 (流路1) 分流 組成 CH4 3380.6 kg-mol/h 2253.5 kg-mol/h 78.67 mol% C2 6 277.4 184.9 6.45 C3 8 107.4 71.9 2.51 C4 10 49.3 32.9 1.15 C5 12 16.8 11.2 0.39 C6 14 5.9 3.9 0.14 CO 26.9 18.0 0.63 CO2 66.6 44.5 1.55 H2 343.6 229.0 8.00 N2 18.4 12.2 0.43 H2 O 0.1 0.1 0.00 CH3 OH 3.6 2.4 0.08 合計 4297.0 2864.5 100.00 原料水蒸気 (流路2) 13726.1 kg-mol/h 酸素ガス (流路49) O2 3068.4 kg-mol/h 99.50 mol% 2 15.4 0.50 合計 3083.8 100.00 [Chemical formula 1] Raw hydrocarbon split stream (flow path 1) Split composition CH 4 3380.6 kg-mol / h 2253.5 kg-mol / h 78.67 mol% C 2 H 6 277.4 184.9 6.45 C 3 H 8 107.4 71.9 2.51 C 4 H 10 49.3 32.9 1.15 C 5 H 12 16.8 11.2 0.39 C 6 H 14 5.9 3.9 0.14 CO 26.9 18.0 0.63 CO 2 66.6 44.5 1.55 H 2 343.6 229.0 8.00 N 2 18.4 12.2 0.43 H 2 O 0.1 0.1 0.00 CH 3 OH 3.6 2.4 0.08 Total 4297.0 2864.5 100.00 Raw water vapor (flow path 2) 13726.1 kg-mol / h Oxygen gas (flow path 49) O 2 3068.4 kg-mol / h 99.50 mol% N 2 15.4 0.50 Total 3083.8 100.00

【0028】二次改質出口(流路55)の温度は約1030℃
であり、一次改質反応器における熱交換後(流路56) は
約 570℃であった。その流量と組成は次の通りである。
The temperature of the secondary reforming outlet (flow passage 55) is about 1030 ° C.
After the heat exchange in the primary reforming reactor (flow path 56), the temperature was about 570 ° C. The flow rate and composition are as follows.

【0029】この合成ガスの熱回収と冷却を行い凝縮水
を分離した後、メタノール合成装置のパージガスをPS
A分離して得られた水素ガス 458.1 kg-mol/h と流路31
からの合成循環ガスを混合して75.5気圧で合成循環ガス
圧縮機32に導入した。該圧縮機により昇圧されたガス
は、合成ガス加熱器18を経て 198℃、80気圧でメタノー
ル合成反応器19に導入した。メタノール合成反応器では
流動触媒によるメタノール合成反応が行われ、47気圧の
飽和水蒸気(260℃) 185.2 T/H を発生した。メタノール
合成反応器の出口反応ガスは圧力78気圧、温度 264℃で
あり、メタノール合成反応器の入口および出口ガス量と
その組成は次の通りである。
After the heat of the synthesis gas is recovered and cooled, the condensed water is separated, and then the purge gas of the methanol synthesis apparatus is changed to PS.
A hydrogen gas obtained by separation 458.1 kg-mol / h and flow path 31
The synthetic recycle gas from was mixed and introduced into the synthetic recycle gas compressor 32 at 75.5 atm. The gas pressurized by the compressor was introduced into the methanol synthesis reactor 19 at 198 ° C. and 80 atm via the synthesis gas heater 18. In the methanol synthesis reactor, a methanol synthesis reaction with a fluidized catalyst was performed, and 185.2 T / H of saturated steam (260 ° C) at 47 atm was generated. The reaction gas at the outlet of the methanol synthesis reactor has a pressure of 78 atm and a temperature of 264 ° C. The amount of gas at the inlet and the outlet of the methanol synthesis reactor and the composition thereof are as follows.

【0030】[0030]

【化3】 入口ガス (流路17) 出口ガス (流路26) kg-mol/h mol% kg-mol/h mol% CH4 29325.1 25.93 29325.1 29.37 CO2 8760.3 7.74 7115.5 7.12 CO 8806.3 7.79 3831.0 3.84 H2 63774.6 56.39 48889.1 48.96 N2 1888.0 1.67 1888.0 1.89 H2 O 41.7 0.04 1699.9 1.70 CH3 OH 497.0 0.44 7103.9 7.12 合計 113093.0 100.00 99852.5 100.00Chemical formula 3 Inlet gas (flow path 17) Outlet gas (flow path 26) kg-mol / h mol% kg-mol / h mol% CH 4 29325.1 25.93 29325.1 29.37 CO 2 8760.3 7.74 7115.5 7.12 CO 8806.3 7.79 3831.0 3.84 H 2 63774.6 56.39 48889.1 48.96 N 2 1888.0 1.67 1888.0 1.89 H 2 O 41.7 0.04 1699.9 1.70 CH 3 OH 497.0 0.44 7103.9 7.12 Total 113093.0 100.00 99852.5 100.00

【0031】メタノール合成反応器の出口反応ガスは熱
回収と冷却を行い、メタノール分離器28において40℃で
凝縮した粗メタノールを分離した。分離されたガスと粗
メタノールの量と組成は次の通りである。
The reaction gas at the outlet of the methanol synthesis reactor was subjected to heat recovery and cooling, and crude methanol condensed at 40 ° C. in the methanol separator 28 was separated. The amounts and compositions of the separated gas and crude methanol are as follows.

【化4】 分離ガス (流路30) 粗メタノール (流路29) kg-mol/h mol% kg-mol/h mol% CH4 29243.4 32.03 81.7 0.96 CO2 6980.2 7.64 135.2 1.58 CO 3825.9 4.19 5.1 0.06 H2 48848.5 53.49 40.7 0.48 N2 1886.5 2.07 1.8 0.02 H2 O 20.3 0.02 1679.4 19.67 CH3 OH 509.0 0.56 6585.3 77.23 合計 91313.8 100.00 8539.2 100.00Separation gas (flow path 30) Crude methanol (flow path 29) kg-mol / h mol% kg-mol / h mol% CH 4 29243.4 32.03 81.7 0.96 CO 2 6980.2 7.64 135.2 1.58 CO 3825.9 4.19 5.1 0.06 H 2 48848.5 53.49 40.7 0.48 N 2 1886.5 2.07 1.8 0.02 H 2 O 20.3 0.02 1679.4 19.67 CH 3 OH 509.0 0.56 6585.3 77.23 Total 91313.8 100.00 8539.2 100.00

【0032】この分離ガスの一部 (2140.8 kg-mol/h)は
パージガスとして流路58より抜出し原料炭化水素の脱
硫、PSA装置および動力回収用ガスタービンに使用し
た。メタノール合成反応器より回収された 185.2 T/Hの
高圧蒸気の内、19.2 T/Hは上記パージガスおよび他の燃
料を用いた出力 21000 KW/H のガスタービンエンジンの
燃焼室に導入して NOxの低下と動力回収を行った。残る
166 T/Hの高圧蒸気は、高圧蒸気加熱器I10、高圧蒸気
加熱器II13および高圧蒸気加熱器III 66において 350℃
に加熱し、原料炭化水素圧縮機タービン69において 43.
5 T/H(出力 8370 KW/H) 、合成循環ガス圧縮機タービン
43において43.6 T/H(出力 8390 KW/H) 及び酸素分離装
置48で 78.9 T/H 使用した。なお各タービンの背圧は絶
対圧 0.135気圧とした。
A part (2140.8 kg-mol / h) of this separated gas was withdrawn from the channel 58 as a purge gas and used for desulfurization of the raw material hydrocarbons, the PSA unit and the power recovery gas turbine. Of the 185.2 T / H high-pressure steam recovered from the methanol synthesis reactor, 19.2 T / H was introduced into the combustion chamber of a gas turbine engine with an output of 21000 KW / H using the above-mentioned purge gas and other fuels, and NOx Lowered and recovered power. Remain
High-pressure steam of 166 T / H was heated to 350 ° C in the high-pressure steam heater I10, high-pressure steam heater II13 and high-pressure steam heater III66.
The hydrocarbon feedstock compressor turbine 69 is heated to 43.
5 T / H (output 8370 KW / H), synthetic circulating gas compressor turbine
It used 43.6 T / H (output 8390 KW / H) at 43 and 78.9 T / H at the oxygen separator 48. The back pressure of each turbine was 0.135 atm absolute.

【0033】[0033]

【発明の効果】流動層触媒反応器は、反応器内の伝熱
管に対しガスの接触のみでなく、触媒粒子自身の接触が
寄与するので伝熱効率が高いこと、触媒層における熱
拡散が良いので反応温度が均一であり、局部的な温度上
昇部が無いので、反応率を高めることができ、活性成分
(CO,CO2 ) の濃度を高めることができるから、循環ガス
量を減少できること、均一な温度分布と高い伝熱効率
から回収する高圧蒸気の圧力を高めることができるこ
と、反応器における圧力損失が固定触媒層の多管式反
応器と比較して著しく小さいこと、反応温度が均一で
あり、局部的な温度上昇部が無いことから副反応生成量
が削減され、蒸留精製工程における熱効率を高めること
ができること等の利点がある。
EFFECT OF THE INVENTION In the fluidized bed catalytic reactor, not only the contact of gas with the heat transfer tube in the reactor but also the contact of catalyst particles themselves contributes to high heat transfer efficiency and good heat diffusion in the catalyst layer. Since the reaction temperature is uniform and there is no local temperature rise, the reaction rate can be increased and the active ingredient
Since the concentration of (CO, CO 2 ) can be increased, the amount of circulating gas can be reduced, the pressure of high-pressure steam recovered from uniform temperature distribution and high heat transfer efficiency can be increased, and the pressure loss in the reactor is fixed. Compared with the multi-tube reactor with a catalyst layer, the reaction temperature is uniform, and there is no local temperature rise part, so the amount of side reaction products is reduced and the thermal efficiency in the distillation purification process can be improved. There are advantages such as what can be done.

【0034】従って本発明の方法により流動層触媒反応
器を使用することにより、より高圧の水蒸気が得られて
圧縮機等における蒸気タービンの効率を高めることがで
きること、合成循環ガス圧縮機の動力が削減されるこ
と、および精製蒸留工程における熱効率の向上等があ
り、メタノール製造装置におけるエネルギー効率をより
高めることができる。またメタノール製造装置の大型化
にも有利である。本発明の方法は、特に一次改質ガスを
部分酸化して更に二次改質を行い、この高温の二次改質
ガスを一次改質反応の熱源に用いるガス改質装置と組合
わせることにより、より高いエネルギー効率で大型のメ
タノール製造装置を得ることができる。
Therefore, by using the fluidized bed catalytic reactor according to the method of the present invention, higher pressure steam can be obtained and the efficiency of the steam turbine in the compressor or the like can be increased, and the power of the synthetic circulating gas compressor can be increased. There are reductions and improvements in thermal efficiency in the purification distillation step, etc., and energy efficiency in the methanol production device can be further increased. In addition, it is also advantageous for increasing the size of the methanol production device. The method of the present invention is particularly carried out by partially oxidizing the primary reformed gas for further secondary reforming, and combining this high-temperature secondary reformed gas with a gas reformer used as a heat source for the primary reforming reaction. Therefore, a large-sized methanol production apparatus can be obtained with higher energy efficiency.

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

【図1】系統図図1は、本発明においてガス改質装置が
一次改質のみの場合の一例を示す。
FIG. 1 is a system diagram showing an example of a case where a gas reforming apparatus according to the present invention is a primary reformer only.

【図2】系統図図2は、本発明において一次改質ガスを
部分酸化して更に二次改質を行う場合の一例を示す。
FIG. 2 is a system diagram showing an example of a case where the primary reformed gas is partially oxidized and further secondary reforming is performed in the present invention.

【図3】系統図図3は、本発明において一次改質ガスを
部分酸化して更に二次改質を行い、得られた高温の二次
改質ガスを一次改質反応の熱源に用いる場合一例を示
す。
FIG. 3 is a system diagram showing a case where the primary reformed gas is partially oxidized and further secondary reformed in the present invention, and the obtained high temperature secondary reformed gas is used as a heat source for the primary reforming reaction. An example is shown.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 原料炭化水素流路 2 原料水蒸気流路 6 一次改質反応管 14 合成ガス圧縮機 19 メタノール合成反応器 (流動層触媒反応器) 23 気水分離器 28 メタノール分離器 32 合成循環ガス圧縮機 47 二次改質反応器 48 酸素分離器 51 原料炭化水素圧縮機 53 一次改質反応器 60 ガスタービンエンジン 1 Raw material hydrocarbon flow path 2 Raw material steam flow path 6 Primary reforming reaction tube 14 Syngas compressor 19 Methanol synthesis reactor (fluidized bed catalytic reactor) 23 Steam separator 28 Methanol separator 32 Synthetic circulation gas compressor 47 Secondary reforming reactor 48 Oxygen separator 51 Raw hydrocarbon compressor 53 Primary reforming reactor 60 Gas turbine engine

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】炭化水素からメタノールを製造する方法に
おいて、(1) 炭化水素と水蒸気の混合ガスを間接加熱に
よる接触反応を行い、水素、一酸化炭素および二酸化炭
素を有効成分とする合成ガスを製造する工程と、(2) 内
部に伝熱管を有する流動層触媒反応器を用いて、60〜12
0 気圧でメタノール合成反応を行うと共に、反応熱を該
伝熱管を介して飽和水に伝達して40〜60気圧の高圧蒸気
を発生させる工程を有し、工程(2) で得られた高圧蒸気
から動力を回収することを特徴とするメタノールの製造
法。
1. A method for producing methanol from a hydrocarbon, comprising: (1) performing a catalytic reaction by indirectly heating a mixed gas of hydrocarbon and steam to produce a synthetic gas containing hydrogen, carbon monoxide and carbon dioxide as active ingredients. The manufacturing process and (2) using a fluidized bed catalytic reactor with a heat transfer tube inside, 60 ~ 12
It has a step of performing a methanol synthesis reaction at 0 atm and transferring reaction heat to saturated water through the heat transfer tube to generate high pressure steam at 40 to 60 atm, and the high pressure steam obtained in step (2). A method for producing methanol, characterized in that power is recovered from the fuel.
【請求項2】工程(1) において間接加熱による接触反応
により10〜25気圧 850〜900 ℃の合成ガスを得る請求項
1のメタノールの製造法。
2. The process for producing methanol according to claim 1, wherein in the step (1), a synthesis gas having a pressure of 10 to 25 atmospheres and a temperature of 850 to 900 ° C. is obtained by a catalytic reaction by indirect heating.
【請求項3】工程(1) において間接加熱による接触反応
により30〜45気圧 750〜800 ℃の一次改質ガスを得た
後、酸素ガスを加えて部分酸化反応を行い、更に断熱接
触反応によって 930〜1000℃の二次改質ガスを得る請求
項1のメタノールの製造法。
3. In step (1), after a primary reformed gas of 30 to 45 atm 750 to 800 ° C. is obtained by a catalytic reaction by indirect heating, oxygen gas is added to carry out a partial oxidation reaction, and further by an adiabatic catalytic reaction. The method for producing methanol according to claim 1, wherein a secondary reformed gas of 930 to 1000 ° C. is obtained.
【請求項4】工程(1) において間接加熱による接触反応
により60〜120 気圧 700〜800 ℃の一次改質ガスを得た
後、酸素ガスを加えて部分酸化反応を行い、更に断熱接
触反応によって 980〜1080℃の二次改質ガスを得、該二
次改質ガスを間接加熱による接触反応の熱源に用いる請
求項1のメタノールの製造法。
4. In the step (1), after a primary reformed gas of 60 to 120 atm 700 to 800 ° C. is obtained by a catalytic reaction by indirect heating, oxygen gas is added to carry out a partial oxidation reaction, and further by an adiabatic catalytic reaction. The method for producing methanol according to claim 1, wherein a secondary reformed gas of 980 to 1080 ° C. is obtained, and the secondary reformed gas is used as a heat source for a catalytic reaction by indirect heating.
【請求項5】高圧蒸気から回収した動力を合成ガス圧縮
機、合成ガス循環機又は原料炭化水素ガス圧縮機に用い
る請求項1のメタノールの製造法。
5. The method for producing methanol according to claim 1, wherein the power recovered from the high-pressure steam is used in a syngas compressor, a syngas circulator or a raw hydrocarbon gas compressor.
【請求項6】高圧蒸気をガスタービンエンジンに導入し
て動力を回収する請求項1のメタノールの製造法。
6. The method for producing methanol according to claim 1, wherein high-pressure steam is introduced into a gas turbine engine to recover power.
【請求項7】高圧蒸気から回収した動力を酸素製造のた
めに用いる請求項2又は請求項3のメタノールの製造法
7. The method for producing methanol according to claim 2, wherein the power recovered from the high-pressure steam is used for oxygen production.
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