JPH0660112B2 - Ｃｏに富む合成ガス原料からメタノールを製造する方法 - Google Patents
Ｃｏに富む合成ガス原料からメタノールを製造する方法Info
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- JPH0660112B2 JPH0660112B2 JP5017164A JP1716493A JPH0660112B2 JP H0660112 B2 JPH0660112 B2 JP H0660112B2 JP 5017164 A JP5017164 A JP 5017164A JP 1716493 A JP1716493 A JP 1716493A JP H0660112 B2 JPH0660112 B2 JP H0660112B2
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C29/00—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring
- C07C29/15—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively
- C07C29/151—Preparation of compounds having hydroxy or O-metal groups bound to a carbon atom not belonging to a six-membered aromatic ring by reduction of oxides of carbon exclusively with hydrogen or hydrogen-containing gases
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
- Y02E20/16—Combined cycle power plant [CCPP], or combined cycle gas turbine [CCGT]
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液相反応器装置におい
て合成ガスからメタノールを製造するための方法に関
し、詳しく言えばＣＯに富む合成ガス原料を利用してメ
タノールと燃料ガスを製造する液相反応器装置の操作に
関する。
て合成ガスからメタノールを製造するための方法に関
し、詳しく言えばＣＯに富む合成ガス原料を利用してメ
タノールと燃料ガスを製造する液相反応器装置の操作に
関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】メタノ
ールは、非常に発熱性のメタノール合成反応から熱を除
去するための手段を用いて気相で運転される充填床触媒
反応器で水素に富む合成ガスから商業的に製造される。
合成ガスは必要な時に転化されるため、反応器原料は水
素に富み、酸化炭素類は希薄であって、典型的に一酸化
炭素濃度は６〜９体積％以下である。水素に富む未反応
の合成ガスは、反応器温度を適度にし且つメタノールへ
の全体の転化率を上昇させるため反応器へ再循環して戻
される。工場の燃料系用に必要とされるよりも多くの未
反応合成ガスが生成される時には、未反応合成ガスは場
合により再循環の前に水素が多くなる。
ールは、非常に発熱性のメタノール合成反応から熱を除
去するための手段を用いて気相で運転される充填床触媒
反応器で水素に富む合成ガスから商業的に製造される。
合成ガスは必要な時に転化されるため、反応器原料は水
素に富み、酸化炭素類は希薄であって、典型的に一酸化
炭素濃度は６〜９体積％以下である。水素に富む未反応
の合成ガスは、反応器温度を適度にし且つメタノールへ
の全体の転化率を上昇させるため反応器へ再循環して戻
される。工場の燃料系用に必要とされるよりも多くの未
反応合成ガスが生成される時には、未反応合成ガスは場
合により再循環の前に水素が多くなる。
【０００３】あるいはまた、メタノール合成は、合成ガ
スを不活性の液に懸濁された粉末触媒の存在下で反応さ
せる液相反応器装置で行うことができ、これは気相反応
器装置と比べてはるかに高いパーパス（per pass) 転化
率とより効果的な反応熱の除去及び触媒温度の制御を可
能にする。液相メタノール法は、米国特許第４０３１１
２３号及び第４５６７２０４号明細書に詳しく記載され
ており、これらの明細書は参照によってここに組み入れ
られる。
スを不活性の液に懸濁された粉末触媒の存在下で反応さ
せる液相反応器装置で行うことができ、これは気相反応
器装置と比べてはるかに高いパーパス（per pass) 転化
率とより効果的な反応熱の除去及び触媒温度の制御を可
能にする。液相メタノール法は、米国特許第４０３１１
２３号及び第４５６７２０４号明細書に詳しく記載され
ており、これらの明細書は参照によってここに組み入れ
られる。
【０００４】液相メタノール法は、特定の用途に応じて
いろいろな様式で運転することができる。Conference o
n Coal Gasification and Synthetic Fuels for Power
Generation, サンフランシスコ，１９８５年４月１４−
１８日に提出された G.W.Robertsらによる論文“The Li
quid Phase Methanol Proces - an Efficient Routeto
Methanol from Coal ”は、ＣＯに富む未転化の合成ガ
スを使ってワンススルーで液相メタノール法を運転する
ことを記載しており、このプロセスは石炭のガス化を組
み合わせたサイクルの発電装置における石炭ガス化装置
と結合されている。未転化の合成ガスはガスタービン燃
料として利用され、メタノールは電力需要がピークの時
にガスタービン燃料として使用するために貯蔵される。
液相メタノール法はまた、メタノールの生産高を最大限
にするために独立して運転することもできる。この場
合、ＣＯに富む合成ガス原料を利用するならば、メタノ
ール合成のための必要な論理Ｈ2 ／ＣＯモル比２：１を
得るため反応器に供給する前にガスを転化させなくては
ならず、また未転化のガスは全体のメタノール収率を上
昇させるため反応器へ直接再循環させる。更に別のワン
ススルー液相メタノール装置が、Studerらによって Pro
ceedings of the 14th Annual EPRI Conference on Fue
l Science, GS-6827 (1990年５月）p.16−1 以下に発表
された論文“Status Report on the Liquid Phase Meth
anol Project”と、１９９０年７月にElectric Power R
esearch Institute のために作成された最終報告書ＧＳ
−６８６９の“Optimization of Electricity-Methanol
Production ”という題の ChemSystems, Inc. による
報告に記載されている。
いろいろな様式で運転することができる。Conference o
n Coal Gasification and Synthetic Fuels for Power
Generation, サンフランシスコ，１９８５年４月１４−
１８日に提出された G.W.Robertsらによる論文“The Li
quid Phase Methanol Proces - an Efficient Routeto
Methanol from Coal ”は、ＣＯに富む未転化の合成ガ
スを使ってワンススルーで液相メタノール法を運転する
ことを記載しており、このプロセスは石炭のガス化を組
み合わせたサイクルの発電装置における石炭ガス化装置
と結合されている。未転化の合成ガスはガスタービン燃
料として利用され、メタノールは電力需要がピークの時
にガスタービン燃料として使用するために貯蔵される。
液相メタノール法はまた、メタノールの生産高を最大限
にするために独立して運転することもできる。この場
合、ＣＯに富む合成ガス原料を利用するならば、メタノ
ール合成のための必要な論理Ｈ2 ／ＣＯモル比２：１を
得るため反応器に供給する前にガスを転化させなくては
ならず、また未転化のガスは全体のメタノール収率を上
昇させるため反応器へ直接再循環させる。更に別のワン
ススルー液相メタノール装置が、Studerらによって Pro
ceedings of the 14th Annual EPRI Conference on Fue
l Science, GS-6827 (1990年５月）p.16−1 以下に発表
された論文“Status Report on the Liquid Phase Meth
anol Project”と、１９９０年７月にElectric Power R
esearch Institute のために作成された最終報告書ＧＳ
−６８６９の“Optimization of Electricity-Methanol
Production ”という題の ChemSystems, Inc. による
報告に記載されている。
【０００５】高転化率を達成するために未反応ガスを再
循環させて行う液相メタノール反応器装置の運転は、１
９９０年６月の米国エネルギー省への最終報告書ＤＯＥ
／ＰＣ／８９８６７−Ｔ２の２４ページの Bechtelグル
ープによる報告“Slurry Reactor Design Studies:Slur
ry vs Fixed-Bed Reactors for Fischer-Tropsch andMe
thanol ”で指摘されているように、化学量論的な供給
原料を必要とし、未反応の合成ガスは、１８８ページの
図Ｅ−１に示されたように、反応器へ直接再循環され
る。液相メタノール反応器を再循環様式で運転するため
にこのように化学量論的な又は転化された原料ガスを必
要とすることは、A.B.Walters と S.S.Tamによる報告
“Methanol Coproduction with a Baseload IGCC Plan
t”，9th EPRIConference on Coal Gasification Power
Plants,米国カリフォルニア州 PaloAlto, １９９０年
１０月，３−４ページ及びスライド＃８にも記載されて
いる。この必要条件は、１９７９年１２月の Electric
Power Research Instituteへの最終報告書ＡＦ−１２９
１，p.３−７の M.Sherwinと D.Blum の報告“Liquid P
hase Methanol ”でも検討されている。Koppers-Totzek
合成ガスは３−５ページの表３−３に示されたようにＣ
Ｏに富むものである。
循環させて行う液相メタノール反応器装置の運転は、１
９９０年６月の米国エネルギー省への最終報告書ＤＯＥ
／ＰＣ／８９８６７−Ｔ２の２４ページの Bechtelグル
ープによる報告“Slurry Reactor Design Studies:Slur
ry vs Fixed-Bed Reactors for Fischer-Tropsch andMe
thanol ”で指摘されているように、化学量論的な供給
原料を必要とし、未反応の合成ガスは、１８８ページの
図Ｅ−１に示されたように、反応器へ直接再循環され
る。液相メタノール反応器を再循環様式で運転するため
にこのように化学量論的な又は転化された原料ガスを必
要とすることは、A.B.Walters と S.S.Tamによる報告
“Methanol Coproduction with a Baseload IGCC Plan
t”，9th EPRIConference on Coal Gasification Power
Plants,米国カリフォルニア州 PaloAlto, １９９０年
１０月，３−４ページ及びスライド＃８にも記載されて
いる。この必要条件は、１９７９年１２月の Electric
Power Research Instituteへの最終報告書ＡＦ−１２９
１，p.３−７の M.Sherwinと D.Blum の報告“Liquid P
hase Methanol ”でも検討されている。Koppers-Totzek
合成ガスは３−５ページの表３−３に示されたようにＣ
Ｏに富むものである。
【０００６】液相メタノール反応器を再循環で運転する
ための別法が米国特許第４９４６４７７号明細書に記載
されており、この方法では反応器にＣＯに富む合成ガス
が供給され、未反応の合成ガスは水素に富む流れとＣＯ
に富む流れとに分けられ、そして水素に富む流れは反応
器の供給原料に再循環される（図７）。あるいはまた、
原料合成ガスに水を加えて液相メタノール反応器内での
ＣＯ転化を促進することができる（図８）。ＣＯに富む
原料合成ガスに水を加えることは、１９７８年５月の E
lectric Power Research Instituteへの暫定報告書ＡＦ
−６９３，Ｐ．２−２の M.Sherwinと、D.Blumの報告
“Liquid Phase Methanol ”でも検討されている。ＣＯ
に富む原料合成ガスに水を加えることで水素に富む未転
化の反応器流出ガスを得ることができること、また水を
共に供給することはメタノールへの完全な転化が要求さ
れ且つ反応器流出ガスが再循環される場合に関心のある
ことかもしれないことが述べられている。
ための別法が米国特許第４９４６４７７号明細書に記載
されており、この方法では反応器にＣＯに富む合成ガス
が供給され、未反応の合成ガスは水素に富む流れとＣＯ
に富む流れとに分けられ、そして水素に富む流れは反応
器の供給原料に再循環される（図７）。あるいはまた、
原料合成ガスに水を加えて液相メタノール反応器内での
ＣＯ転化を促進することができる（図８）。ＣＯに富む
原料合成ガスに水を加えることは、１９７８年５月の E
lectric Power Research Instituteへの暫定報告書ＡＦ
−６９３，Ｐ．２−２の M.Sherwinと、D.Blumの報告
“Liquid Phase Methanol ”でも検討されている。ＣＯ
に富む原料合成ガスに水を加えることで水素に富む未転
化の反応器流出ガスを得ることができること、また水を
共に供給することはメタノールへの完全な転化が要求さ
れ且つ反応器流出ガスが再循環される場合に関心のある
ことかもしれないことが述べられている。
【０００７】米国特許第４７６６１５４号明細書は、水
素に富む合成ガス原料を使って直列に運転される二段階
式液相メタノール反応器装置を開示している。第一段階
の反応器からの未反応合成ガスは第二段階の反応器へ進
み、第二段階の反応器からの未反応合成ガスは第二段階
の反応器の供給原料に再循環される。合成ガス原料、第
一段階の反応器からの未反応合成ガス、及び第二段階の
反応器からの未反応合成ガスは、表１に示されたように
全て水素に富む流れである。
素に富む合成ガス原料を使って直列に運転される二段階
式液相メタノール反応器装置を開示している。第一段階
の反応器からの未反応合成ガスは第二段階の反応器へ進
み、第二段階の反応器からの未反応合成ガスは第二段階
の反応器の供給原料に再循環される。合成ガス原料、第
一段階の反応器からの未反応合成ガス、及び第二段階の
反応器からの未反応合成ガスは、表１に示されたように
全て水素に富む流れである。
【０００８】化学量論的なあるいは水素に富む合成ガス
原料を使って液相メタノール反応器を運転することから
は、当該技術分野で知られているように化学量論的なあ
るいは水素に富む反応器流出流が得られる。そのような
液相メタノール反応器を再循環様式で運転する場合、再
循環流はこのように水素に富むものである。先に言及し
たように、水を加えてＣＯに富む合成ガス原料を用いて
運転する液相メタノール反応器は水素に富む流出ガスを
製造することができ、これは合成ガスのメタノールへの
完全な転化が所望される場合に再循環運転に好都合であ
る。先に説明した従来技術に開示された再循環様式での
液相メタノール反応器の運転は、このように、化学量論
的なあるいは水素に富む流れを反応器への供給原料に再
循環することをもっぱら必要とする。
原料を使って液相メタノール反応器を運転することから
は、当該技術分野で知られているように化学量論的なあ
るいは水素に富む反応器流出流が得られる。そのような
液相メタノール反応器を再循環様式で運転する場合、再
循環流はこのように水素に富むものである。先に言及し
たように、水を加えてＣＯに富む合成ガス原料を用いて
運転する液相メタノール反応器は水素に富む流出ガスを
製造することができ、これは合成ガスのメタノールへの
完全な転化が所望される場合に再循環運転に好都合であ
る。先に説明した従来技術に開示された再循環様式での
液相メタノール反応器の運転は、このように、化学量論
的なあるいは水素に富む流れを反応器への供給原料に再
循環することをもっぱら必要とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段及び作用効果】本発明は、
不活性な液に懸濁されたメタノール合成触媒が入った液
相反応器でＣＯに富む合成ガス原料からメタノールと燃
料ガスを製造するための方法であって、この方法ではＣ
Ｏに富む未反応の合成ガスの一部を反応器原料へ直接再
循環させる。この再循環操作はメタノールの生産量を増
加させ、またメタノールの生産に必要とされる比動力を
低下させる。新たな供給原料に対する再循環の好ましい
比率は約０．１と２．０の間である。任意的に、液相メ
タノール反応器は、メタノールを生産し同時に発電を行
うために石炭ガス化発電装置と組み合わせることができ
る。
不活性な液に懸濁されたメタノール合成触媒が入った液
相反応器でＣＯに富む合成ガス原料からメタノールと燃
料ガスを製造するための方法であって、この方法ではＣ
Ｏに富む未反応の合成ガスの一部を反応器原料へ直接再
循環させる。この再循環操作はメタノールの生産量を増
加させ、またメタノールの生産に必要とされる比動力を
低下させる。新たな供給原料に対する再循環の好ましい
比率は約０．１と２．０の間である。任意的に、液相メ
タノール反応器は、メタノールを生産し同時に発電を行
うために石炭ガス化発電装置と組み合わせることができ
る。
【００１０】次に本発明を詳しく説明する。本発明は、
不活性の液に懸濁されたメタノール合成触媒の存在下で
ＣＯに富む合成ガスを反応させてメタノールと燃料ガス
を製造する方法であって、この方法においてはＣＯに富
む未反応の合成ガスの一部が反応器へ再循環させられ
る。この再循環工程はより多くのメタノールの製造を可
能にし、またメタノールを製造するための比動力を減少
させる。再循環させるガスが常に化学量論的であるかあ
るいは水素に富む再循環様式で液相メタノール反応器を
運転するのに関する従来技術の教示と対照的に、本発明
は、ＣＯに富む新たな合成ガス原料の使用と、結果とし
て得られたＣＯに富む未反応の合成ガスを反応器へ直接
再循環することを教示する。このＣＯに富むガスの、Ｃ
Ｏに富む新たな供給原料を利用する反応器への再循環
は、従来技術において教示されたように反応器原料の全
体組成（新たな供給原料と再循環とを合わせたもの）を
化学量論上のＨ2 ／ＣＯ比である２に向けて変えるため
反応器原料を水−ガス転化反応にかけ及び／又は再循環
ガスを処理すると言うよりもむしろ、反応器原料の全体
組成を化学量論上のＨ2 ／ＣＯ比である２から更に変化
させるので、従来のものでなく且つ独特なものである。
不活性の液に懸濁されたメタノール合成触媒の存在下で
ＣＯに富む合成ガスを反応させてメタノールと燃料ガス
を製造する方法であって、この方法においてはＣＯに富
む未反応の合成ガスの一部が反応器へ再循環させられ
る。この再循環工程はより多くのメタノールの製造を可
能にし、またメタノールを製造するための比動力を減少
させる。再循環させるガスが常に化学量論的であるかあ
るいは水素に富む再循環様式で液相メタノール反応器を
運転するのに関する従来技術の教示と対照的に、本発明
は、ＣＯに富む新たな合成ガス原料の使用と、結果とし
て得られたＣＯに富む未反応の合成ガスを反応器へ直接
再循環することを教示する。このＣＯに富むガスの、Ｃ
Ｏに富む新たな供給原料を利用する反応器への再循環
は、従来技術において教示されたように反応器原料の全
体組成（新たな供給原料と再循環とを合わせたもの）を
化学量論上のＨ2 ／ＣＯ比である２に向けて変えるため
反応器原料を水−ガス転化反応にかけ及び／又は再循環
ガスを処理すると言うよりもむしろ、反応器原料の全体
組成を化学量論上のＨ2 ／ＣＯ比である２から更に変化
させるので、従来のものでなく且つ独特なものである。
【００１１】ＣＯに富むという用語は、この明細書で
は、メタノールを製造するため合成ガス中に水素との理
論反応のために必要とされる濃度を上回る濃度の一酸化
炭素を含有する合成ガスを定義するために使用される。
水素に富むという用語は、メタノールを製造するため合
成ガス中に一酸化炭素との理論反応のために必要とされ
る濃度を上回る濃度の水素を含有する合成ガスを定義す
るために使用される。このように、Ｈ2 ／ＣＯモル比が
２より大きい合成ガスは水素に富み、２より小さいガス
はＣＯに富む。合成ガス中にＣＯ2 が存在している場合
これも水素と反応してメタノールを生成するので、合成
ガスは、あるいはまた（Ｈ2 −ＣＯ2 ）／（ＣＯ＋ＣＯ
2 ）のモル比で表すこともできる。本発明では、この
（Ｈ2 −ＣＯ 2 ）／（ＣＯ＋ＣＯ2 ）比は好ましくは、
新たな合成ガス原料については約０．３と２．０の間で
あり、未反応の合成ガスについては約０．１と２．０の
間である。
は、メタノールを製造するため合成ガス中に水素との理
論反応のために必要とされる濃度を上回る濃度の一酸化
炭素を含有する合成ガスを定義するために使用される。
水素に富むという用語は、メタノールを製造するため合
成ガス中に一酸化炭素との理論反応のために必要とされ
る濃度を上回る濃度の水素を含有する合成ガスを定義す
るために使用される。このように、Ｈ2 ／ＣＯモル比が
２より大きい合成ガスは水素に富み、２より小さいガス
はＣＯに富む。合成ガス中にＣＯ2 が存在している場合
これも水素と反応してメタノールを生成するので、合成
ガスは、あるいはまた（Ｈ2 −ＣＯ2 ）／（ＣＯ＋ＣＯ
2 ）のモル比で表すこともできる。本発明では、この
（Ｈ2 −ＣＯ 2 ）／（ＣＯ＋ＣＯ2 ）比は好ましくは、
新たな合成ガス原料については約０．３と２．０の間で
あり、未反応の合成ガスについては約０．１と２．０の
間である。
【００１２】ＣＯに富む新たな供給原料で運転する液相
メタノール反応器におけるＣＯに富む再循環未反応合成
ガスは、メタノールの生産速度を上昇させ、そしてメタ
ノールの製造のために必要とされる比動力を減少させ
る、ということが分かった。この結果は主として、先に
説明した従来技術に基づくと必要とされるであろう、再
循環流を水素に富むものにするのに要する動力消費が、
本発明においては必要ないためである。更に、未反応の
合成ガスの圧力は反応器供給原料の圧力により近く、反
応器での圧力損失（典型的に５０〜１５０psi （３．５
〜１０．５kg／cm 2 ）の範囲）のみを被っていて、従っ
て更に反応させるため新たな合成ガス原料と一緒にする
ために要する再圧縮は最小である。比動力のこの低減
は、電力が高くつく地区で殊に魅力的であり、そしてま
た液相メタノール装置が石炭ガス化発電装置と組み合わ
される場合に効率的にメタノールを一緒に製造するのを
可能にする。とは言うものの、この動力の低減は、同じ
空間速度で増加したガス流量のために必要とされるメタ
ノール反応器の寸法の増大によって相殺される。下記の
例において例示されるように、動力費と反応器の資本費
との交換が全体のメタノール製造費を最小限にすること
になる再循環比の最適範囲がある。この好ましい範囲は
約０．１と２．０の間の再循環比（再循環モル流量を新
たな供給原料のモル流量で割ったもの）で定められ、増
加した再循環の利益は再循環比が約１．０より大きく増
大するにつれて縮小し始める。実際の最適な再循環比は
相対的な資本費と動力費とに依存し、それゆえに工場の
場所に従って変わる。最適な再循環比は、液相メタノー
ル反応器装置と石炭ガス化発電装置とを組み合わせる度
合いにも依存しよう。
メタノール反応器におけるＣＯに富む再循環未反応合成
ガスは、メタノールの生産速度を上昇させ、そしてメタ
ノールの製造のために必要とされる比動力を減少させ
る、ということが分かった。この結果は主として、先に
説明した従来技術に基づくと必要とされるであろう、再
循環流を水素に富むものにするのに要する動力消費が、
本発明においては必要ないためである。更に、未反応の
合成ガスの圧力は反応器供給原料の圧力により近く、反
応器での圧力損失（典型的に５０〜１５０psi （３．５
〜１０．５kg／cm 2 ）の範囲）のみを被っていて、従っ
て更に反応させるため新たな合成ガス原料と一緒にする
ために要する再圧縮は最小である。比動力のこの低減
は、電力が高くつく地区で殊に魅力的であり、そしてま
た液相メタノール装置が石炭ガス化発電装置と組み合わ
される場合に効率的にメタノールを一緒に製造するのを
可能にする。とは言うものの、この動力の低減は、同じ
空間速度で増加したガス流量のために必要とされるメタ
ノール反応器の寸法の増大によって相殺される。下記の
例において例示されるように、動力費と反応器の資本費
との交換が全体のメタノール製造費を最小限にすること
になる再循環比の最適範囲がある。この好ましい範囲は
約０．１と２．０の間の再循環比（再循環モル流量を新
たな供給原料のモル流量で割ったもの）で定められ、増
加した再循環の利益は再循環比が約１．０より大きく増
大するにつれて縮小し始める。実際の最適な再循環比は
相対的な資本費と動力費とに依存し、それゆえに工場の
場所に従って変わる。最適な再循環比は、液相メタノー
ル反応器装置と石炭ガス化発電装置とを組み合わせる度
合いにも依存しよう。
【００１３】石炭ガス化装置は、発電用の燃料ガスとし
て有用な申し分のない合成ガスを提供する任意の石炭ガ
ス化プロセスを利用することができる。シェル社、テキ
サコ社及びダウ社によって提案された商業的な石炭ガス
化プロセスは、そのような燃料ガスを生成するための好
ましい方法である。この燃料ガスは、石炭のガス化と発
電とが単一の発電装置に組み合わされる、石炭ガス化を
組み合わせたサイクルの発電装置でガスタービンの燃料
にするために使用することができる。本発明の方法によ
るメタノールの製造はこの石炭ガス化を組み合わせたサ
イクルの装置と組み合わせることができる。あるいはま
た、この燃料ガスは、当該技術分野で知られているよう
に水素とＣＯとが電気化学的な酸化を受けて直接電力を
発生させる燃料電池で利用してもよい。石炭のガス化、
本発明の方法によるメタノールの製造、そして燃料電池
は、単一の発電装置に組み入れることができる。
て有用な申し分のない合成ガスを提供する任意の石炭ガ
ス化プロセスを利用することができる。シェル社、テキ
サコ社及びダウ社によって提案された商業的な石炭ガス
化プロセスは、そのような燃料ガスを生成するための好
ましい方法である。この燃料ガスは、石炭のガス化と発
電とが単一の発電装置に組み合わされる、石炭ガス化を
組み合わせたサイクルの発電装置でガスタービンの燃料
にするために使用することができる。本発明の方法によ
るメタノールの製造はこの石炭ガス化を組み合わせたサ
イクルの装置と組み合わせることができる。あるいはま
た、この燃料ガスは、当該技術分野で知られているよう
に水素とＣＯとが電気化学的な酸化を受けて直接電力を
発生させる燃料電池で利用してもよい。石炭のガス化、
本発明の方法によるメタノールの製造、そして燃料電池
は、単一の発電装置に組み入れることができる。
【００１４】本発明の方法を例示するプロセスフローシ
ートを図１に示す。前もって処理して同伴汚染物を除去
しそして含有されている硫黄化合物を任意的に除去し
た、例えばテキサコ社又はシェル社の石炭ガス化プロセ
スによって製造されたＣＯに富む合成ガス流１を、燃料
ガス流３と、これから処理する液相メタノール原料流５
とに分割する。原料流５は、必要ならば硫化水素、硫化
カルボニル、シアン化水素、そして任意的に二酸化炭素
を除去するため当該技術分野で知られているように酸性
ガス除去装置１０１で更に処理され、第一段目の圧縮機
１０３で圧縮され、そして任意的に鉄及びニッケルのカ
ルボニル化合物を除去するため吸収剤のガード床１０５
で処理される。汚染物のない合成ガス７は、第二段目の
圧縮機１０６で圧縮され、再循環流９と一緒にされて第
三段目の圧縮機１０７で更に圧縮されて５００〜１５０
０psig（３５．２〜１０５．５kg／cm2-G ）の圧力の反
応器原料ガス流１１にされる。この流れは熱交換器１０
９での反応器の生成ガスとの熱交換で任意的に予熱さ
れ、加熱された原料流１３は最終的な硫黄除去のために
ガード床１１１を通り抜け、そして最終的な原料流１５
が液相メタノール反応器１１３に流入する。粉末形態の
メタノール合成触媒は反応器１１３内の不活性な液に、
典型的には約２５〜５０％の濃度で懸濁される。任意の
メタノール合成触媒を使用することができ、アルミナ上
に銅と亜鉛を含んでなる周知の商業的に入手の可能な触
媒はこの方法にとって満足なものである。不活性な液
は、炭化水素油、酸素処理された液等を含めた広範囲の
物質から選ぶことができる。この液は、合成ガス成分と
の反応に関しても触媒との反応に関しても不活性でなけ
ればならない。この液の蒸気圧は、反応器から蒸発する
液の損失を合理的に抑制するのを可能にするのに十分低
いものであるべきである。そのような用役に有効な液に
は、 Witco社製の Freezene 100 や Witco４0 のような
パラフィン系の油、そしてPenreco 社製の Drakeol 7や
Drakeol 1０のようなパラフィン−ナフテン系の油が含
められる。反応熱の大部分は、反応器１１３の温度を約
４４０〜６００°Ｆ（約２２６．７〜３１５．６℃）
に、好ましくは約４６５〜５００°Ｆ（約２４０．６〜
２６０℃）に制御するため、熱交換器１１５によって、
典型的にはボイラー給水を蒸気に変えることで、取除か
れる。反応器は、典型的には約５００〜１５００psig
（約３５．２〜１０５．５kg／cm2-G ）の圧力で運転さ
れる。メタノールと、ＣＯに富む合成ガス原料よりも常
にＣＯに富む未転化の合成ガスとを含んでいる反応器流
出流１７は、同伴触媒サイクロン１１６を通り抜け、反
応器供給原料との熱交換で任意的に冷却されて、そして
熱交換器１１７で未反応合成ガスと熱交換して更に冷却
される。
ートを図１に示す。前もって処理して同伴汚染物を除去
しそして含有されている硫黄化合物を任意的に除去し
た、例えばテキサコ社又はシェル社の石炭ガス化プロセ
スによって製造されたＣＯに富む合成ガス流１を、燃料
ガス流３と、これから処理する液相メタノール原料流５
とに分割する。原料流５は、必要ならば硫化水素、硫化
カルボニル、シアン化水素、そして任意的に二酸化炭素
を除去するため当該技術分野で知られているように酸性
ガス除去装置１０１で更に処理され、第一段目の圧縮機
１０３で圧縮され、そして任意的に鉄及びニッケルのカ
ルボニル化合物を除去するため吸収剤のガード床１０５
で処理される。汚染物のない合成ガス７は、第二段目の
圧縮機１０６で圧縮され、再循環流９と一緒にされて第
三段目の圧縮機１０７で更に圧縮されて５００〜１５０
０psig（３５．２〜１０５．５kg／cm2-G ）の圧力の反
応器原料ガス流１１にされる。この流れは熱交換器１０
９での反応器の生成ガスとの熱交換で任意的に予熱さ
れ、加熱された原料流１３は最終的な硫黄除去のために
ガード床１１１を通り抜け、そして最終的な原料流１５
が液相メタノール反応器１１３に流入する。粉末形態の
メタノール合成触媒は反応器１１３内の不活性な液に、
典型的には約２５〜５０％の濃度で懸濁される。任意の
メタノール合成触媒を使用することができ、アルミナ上
に銅と亜鉛を含んでなる周知の商業的に入手の可能な触
媒はこの方法にとって満足なものである。不活性な液
は、炭化水素油、酸素処理された液等を含めた広範囲の
物質から選ぶことができる。この液は、合成ガス成分と
の反応に関しても触媒との反応に関しても不活性でなけ
ればならない。この液の蒸気圧は、反応器から蒸発する
液の損失を合理的に抑制するのを可能にするのに十分低
いものであるべきである。そのような用役に有効な液に
は、 Witco社製の Freezene 100 や Witco４0 のような
パラフィン系の油、そしてPenreco 社製の Drakeol 7や
Drakeol 1０のようなパラフィン−ナフテン系の油が含
められる。反応熱の大部分は、反応器１１３の温度を約
４４０〜６００°Ｆ（約２２６．７〜３１５．６℃）
に、好ましくは約４６５〜５００°Ｆ（約２４０．６〜
２６０℃）に制御するため、熱交換器１１５によって、
典型的にはボイラー給水を蒸気に変えることで、取除か
れる。反応器は、典型的には約５００〜１５００psig
（約３５．２〜１０５．５kg／cm2-G ）の圧力で運転さ
れる。メタノールと、ＣＯに富む合成ガス原料よりも常
にＣＯに富む未転化の合成ガスとを含んでいる反応器流
出流１７は、同伴触媒サイクロン１１６を通り抜け、反
応器供給原料との熱交換で任意的に冷却されて、そして
熱交換器１１７で未反応合成ガスと熱交換して更に冷却
される。
【００１５】冷却された未精製の生成物流１９は分離器
１１９に進み、ここで凝縮プロセス液体成分と同伴触媒
とが回収される。分離器１１９からの液体流２０は、追
加の補給油４０と、同伴触媒及び凝縮プロセス液１９
と、そしてサイクロン１１６からのプロセス液とからな
る。流れ２０のうちの一部分２１は液相メタノール反応
器１１３に戻され、そして残り２２はサイクロン１１６
に戻される。メタノールと未反応合成ガスの流れ２３は
冷却器１２１、１２３、及び１２５で冷却され、そして
冷却器１２１、分離器１２７、及び分離器１２９からの
凝縮メタノール流は一緒にされてメタノール流２４にな
る。メタノール流２４は弁１３１を通過してフラッシュ
され、分離器１３３に進み、ここから燃料ガス流２５と
メタノール流２７が抜き出される。メタノール流２７は
弁１３５を通過して圧力を更に下げられて、最終メタノ
ール製品タンク１３７に入れられる。タンク１３７から
は追加の燃料ガス２９が抜き出される。メタノール製品
流３１は必要とされる時に抜き出され、そしてこれはピ
ーク需要期に増大する発電用の追加の燃料として利用し
てもよく、あるいはまたこのメタノールのうちの一部を
個別の化学製品又は燃料製品として利用してもよい。
１１９に進み、ここで凝縮プロセス液体成分と同伴触媒
とが回収される。分離器１１９からの液体流２０は、追
加の補給油４０と、同伴触媒及び凝縮プロセス液１９
と、そしてサイクロン１１６からのプロセス液とからな
る。流れ２０のうちの一部分２１は液相メタノール反応
器１１３に戻され、そして残り２２はサイクロン１１６
に戻される。メタノールと未反応合成ガスの流れ２３は
冷却器１２１、１２３、及び１２５で冷却され、そして
冷却器１２１、分離器１２７、及び分離器１２９からの
凝縮メタノール流は一緒にされてメタノール流２４にな
る。メタノール流２４は弁１３１を通過してフラッシュ
され、分離器１３３に進み、ここから燃料ガス流２５と
メタノール流２７が抜き出される。メタノール流２７は
弁１３５を通過して圧力を更に下げられて、最終メタノ
ール製品タンク１３７に入れられる。タンク１３７から
は追加の燃料ガス２９が抜き出される。メタノール製品
流３１は必要とされる時に抜き出され、そしてこれはピ
ーク需要期に増大する発電用の追加の燃料として利用し
てもよく、あるいはまたこのメタノールのうちの一部を
個別の化学製品又は燃料製品として利用してもよい。
【００１６】ＣＯに富む未反応合成ガス流３３は分離器
１２９から抜き出され、熱交換器１２１で加熱されて、
３５と３７の流れに分割される。パージ流３５は熱交換
器１１７で加熱され、弁１３９を通過して減圧され、合
成ガス流３と一緒になって燃料ガス流３９となり、そし
てこれは石炭のガス化を組み合わせたサイクルの発電装
置のガスタービンの燃料として使用することができる。
あるいはまた、この燃料ガスは、水素とＣＯとが電気化
学的な酸化を受けて直接電力を発生させる燃料電池で利
用することもできる。ＣＯに富む未反応合成ガス流３７
は冷却器１４１で冷却され、液相メタノール反応器再循
環流９になる。再循環流９の圧力は合成ガス供給流１１
より反応系での圧力損失分だけ低いだけであるから、再
循環流９は多段式原料圧縮機の中間で、部分的に圧縮さ
れている新たな合成ガス流と一緒にすることができる。
図１では、これらの流れは最終段の圧縮機１０７の吸込
み側で一緒にされる。
１２９から抜き出され、熱交換器１２１で加熱されて、
３５と３７の流れに分割される。パージ流３５は熱交換
器１１７で加熱され、弁１３９を通過して減圧され、合
成ガス流３と一緒になって燃料ガス流３９となり、そし
てこれは石炭のガス化を組み合わせたサイクルの発電装
置のガスタービンの燃料として使用することができる。
あるいはまた、この燃料ガスは、水素とＣＯとが電気化
学的な酸化を受けて直接電力を発生させる燃料電池で利
用することもできる。ＣＯに富む未反応合成ガス流３７
は冷却器１４１で冷却され、液相メタノール反応器再循
環流９になる。再循環流９の圧力は合成ガス供給流１１
より反応系での圧力損失分だけ低いだけであるから、再
循環流９は多段式原料圧縮機の中間で、部分的に圧縮さ
れている新たな合成ガス流と一緒にすることができる。
図１では、これらの流れは最終段の圧縮機１０７の吸込
み側で一緒にされる。
【００１７】流れ３、５、３５、及び３７の流量は、メ
タノール製品の必要量と液相メタノール反応器装置を運
転するための所望の再循環比とによって決められる。典
型的には、合成ガス流１の約２５〜１００％を液相メタ
ノール反応器装置のための新たな供給原料５として抜き
出し、未反応合成ガス流３３のうちの１０〜３０％をパ
ージ流３５として抜き出す。好ましくは、流れ３５の流
量は、再循環ガス中に特定の成分が望ましくなく蓄積す
るのを抑制するためパージとして必要とされる量に制限
される。
タノール製品の必要量と液相メタノール反応器装置を運
転するための所望の再循環比とによって決められる。典
型的には、合成ガス流１の約２５〜１００％を液相メタ
ノール反応器装置のための新たな供給原料５として抜き
出し、未反応合成ガス流３３のうちの１０〜３０％をパ
ージ流３５として抜き出す。好ましくは、流れ３５の流
量は、再循環ガス中に特定の成分が望ましくなく蓄積す
るのを抑制するためパージとして必要とされる量に制限
される。
【００１８】
【実施例】例１ ＣＯに富む合成ガスで運転する液相反応器での反応速
度、熱移動及び物質移動についてのパイロットプラント
データに基づいて、反応器モデルを使って図１のフロー
シートについて熱収支と物質収支を作成した。この例の
ための原料ガスは３９５psia（２７．８kg／cm2-A ）で
供給され、３９．４モル％のＨ2 、３９．９モル％のＣ
Ｏ、１９．９モル％のＣＯ2 、０．７モル％のＮ2 、及
び０．１モル％のメタンを含有していた。反応器の運転
条件は、圧力が１１７２psia（８２．４kg／cm2-A ）、
温度が４８２°Ｆ（２５０℃）、原料流量が４５９３ポ
ンドモル／ｈ（２０８３kgモル／ｈ）、そして空間速度
が１０，０００ stdリットル／ｈ・ｋg であった。触媒
活性は新触媒の活性の５０％と仮定した。再循環比（新
たな合成ガス原料モル流量に対する再循環モル流量の
比）を０から２．５まで変え、そしてメタノール生産
量、圧縮動力、比圧縮動力、及び反応器の寸法を表１に
要約して示すように計算した。
度、熱移動及び物質移動についてのパイロットプラント
データに基づいて、反応器モデルを使って図１のフロー
シートについて熱収支と物質収支を作成した。この例の
ための原料ガスは３９５psia（２７．８kg／cm2-A ）で
供給され、３９．４モル％のＨ2 、３９．９モル％のＣ
Ｏ、１９．９モル％のＣＯ2 、０．７モル％のＮ2 、及
び０．１モル％のメタンを含有していた。反応器の運転
条件は、圧力が１１７２psia（８２．４kg／cm2-A ）、
温度が４８２°Ｆ（２５０℃）、原料流量が４５９３ポ
ンドモル／ｈ（２０８３kgモル／ｈ）、そして空間速度
が１０，０００ stdリットル／ｈ・ｋg であった。触媒
活性は新触媒の活性の５０％と仮定した。再循環比（新
たな合成ガス原料モル流量に対する再循環モル流量の
比）を０から２．５まで変え、そしてメタノール生産
量、圧縮動力、比圧縮動力、及び反応器の寸法を表１に
要約して示すように計算した。
【００１９】 表 １ プロセス性能に対する再循環比の効果 メタノール 圧縮 比圧縮 反応器 反応器 反応器 生産量 動力 動 力 直 径 高 さ 重 量再循環比 (t/d) (kW) (kWh/t) (ft(m)) (ft(m)) （ｔ） 0.0 118 2910 593 5.7(1.7) 39.8(12.1) 90 0.5 169 3002 426 6.9(2.1) 41.0(12.5) 138 1.0 200 3094 371 8.0(2.4) 42.1(12.8) 191 1.5 217 3185 352 8.9(2.7) 43.0(13.1) 241 2.0 227 3277 346 9.7(3.0) 43.8(13.4) 293 2.5 234 3369 346 10.5(3.2) 44.6(13.6) 350
【００２０】メタノール生産量を再循環比に対してプロ
ットしたグラフを図２に、また比圧縮動力及び反応器重
量を再循環比に対してプロットしたグラフを図３に示
す。再循環比が０．０から１．０まで増大するとメタノ
ール生産量はかなり増加し、比圧縮動力は低下する、と
いうことが分かる。とは言うものの、再循環比が約１．
０を越えると、再循環比の増加がこれら二つのパラメー
ターに及ぼす影響は縮小する。反応器の資本費に一般に
比例する反応器の総重量は、再循環比に関しほぼ線形に
増加する。メタノール原価を最小にする最適な再循環比
は相対的な資本費と動力費とに依存し、従って工場の場
所に応じていろいろであろう。典型的には、メタノール
原価を最小にする好ましい再循環比は約０．５〜１．５
の範囲内にあろう。
ットしたグラフを図２に、また比圧縮動力及び反応器重
量を再循環比に対してプロットしたグラフを図３に示
す。再循環比が０．０から１．０まで増大するとメタノ
ール生産量はかなり増加し、比圧縮動力は低下する、と
いうことが分かる。とは言うものの、再循環比が約１．
０を越えると、再循環比の増加がこれら二つのパラメー
ターに及ぼす影響は縮小する。反応器の資本費に一般に
比例する反応器の総重量は、再循環比に関しほぼ線形に
増加する。メタノール原価を最小にする最適な再循環比
は相対的な資本費と動力費とに依存し、従って工場の場
所に応じていろいろであろう。典型的には、メタノール
原価を最小にする好ましい再循環比は約０．５〜１．５
の範囲内にあろう。
【００２１】例２ ワンススルーの液相メタノール反応器（ケース１−表１
の再循環比０．０）及びＣＯに富む好ましい再循環ケー
ス（ケース４−表１の再循環比１．０）との比較のため
に、例１の条件を使って追加の別の熱及び物質収支を作
成した。これらの追加の収支のうちの第一のもの、すな
わちケース２は、もっと高い１４７２psia（１０３．５
kg／cm2-A ）の圧力で運転することを除いてワンススル
ーの場合と同じプロセス条件でのものである。もう一つ
の追加の収支、すなわちケース３は、未反応の合成ガス
を膜分離器を用いて分けて水素に富む流れとよりＣＯに
富む流れとにし、そしてその水素に富む流れを圧縮して
反応器に再循環させたことを除いて、ＣＯに富む再循環
の場合と同じプロセス条件でのものである。これらの条
件と計算された反応器の性能とを要約して表２に示す。
の再循環比０．０）及びＣＯに富む好ましい再循環ケー
ス（ケース４−表１の再循環比１．０）との比較のため
に、例１の条件を使って追加の別の熱及び物質収支を作
成した。これらの追加の収支のうちの第一のもの、すな
わちケース２は、もっと高い１４７２psia（１０３．５
kg／cm2-A ）の圧力で運転することを除いてワンススル
ーの場合と同じプロセス条件でのものである。もう一つ
の追加の収支、すなわちケース３は、未反応の合成ガス
を膜分離器を用いて分けて水素に富む流れとよりＣＯに
富む流れとにし、そしてその水素に富む流れを圧縮して
反応器に再循環させたことを除いて、ＣＯに富む再循環
の場合と同じプロセス条件でのものである。これらの条
件と計算された反応器の性能とを要約して表２に示す。
【００２２】 表 ２ 種々の反応器運転条件についてのプロセス性能 ケース１ ケース２ ケース３ ケース４ ワンス ワンス 水素に富む ＣＯに富む スルー スルー 再循環 再循環 反応器供給原料 圧力(psia(kg／cm2-A)) 1172(82.4) 1472(103.5) 1172(82.4) 1172(82.4) H2/CO モル比 0.99 0.99 1.26 0.74 (H2-CO2)/(CO+CO2) 0.33 0.33 0.37 0.11 反応器の性能 生産性(gmol/h-kg) 33.0 40.4 33.6 26.9 ＣＯ転化率（％／パス） 17.9 22.1 20.9 13.7 MeOH生産速度(t/d) 118 148 154 200 圧縮機動力(kW) 2910 3292 3556 3094 比動力(kWh/t-MeOH) 593 592 555 371
【００２３】表２の結果は、反応器圧力の上昇（ケース
２）と水素再循環の使用（ケース３）が両方とも反応器
の性能を基準ケース（ケース１）以上に向上させること
を示している。予期されるように、ケース２と３での変
更は、メタノールの反応速度と平衡を、ケース１と比べ
てより高い反応器の生産性、ＣＯ転化率及びメタノール
生産速度に反映されるように向上させる。比動力もケー
ス３で約６％まで低下している。本発明の重要な特徴で
ある、ケース４で例示されるＣＯに富む未反応合成ガス
の直接の再循環は、反応器への総供給原料組成を化学量
論上のＨ2 ／ＣＯモル比の２からなお一層動かすので、
反応速度と平衡転化の両方を低落させると予想されよ
う。実際のところ、ケース４の場合にケース１〜３と比
べて反応器の生産性とパス当たりのＣＯ転化率とが低下
することに見られるように、これは起こっている。とこ
ろが、これらの不利な変化にもかかわらず、ケース４の
ＣＯに富む未反応合成ガスの再循環は総メタノール生産
速度を増加させ、且つ比動力をケース１〜３と比較して
有意に低下させることになる。ケース２〜４はおのお
の、追加の資本費を支出して基本ケース１以上の改良を
もたらす。ケース２は、圧縮機運転圧力の上昇と圧力レ
ーティングのより高い反応器を必要とし、ケース３は、
膜分離モジュールと追加の全圧縮機を必要とし、ケース
４は、比較的小さな圧縮比での圧縮容量の増加（反応器
での圧力損失を補償するため）と大きな反応器を必要と
する。ケース４で例示される本発明は、このように、ケ
ース２と３で実現されるよりもメタノール生産速度をケ
ース１以上に有意によりたくさん増加させ、且つ比動力
をケース１以上に有意によりたくさん低下させるが、こ
れらの有意の改良は、反応器供給原料へ再循環するＣＯ
に富むガスの反応工学及び熱力学上の見掛けの不利益の
ために思いも寄らないことであった。
２）と水素再循環の使用（ケース３）が両方とも反応器
の性能を基準ケース（ケース１）以上に向上させること
を示している。予期されるように、ケース２と３での変
更は、メタノールの反応速度と平衡を、ケース１と比べ
てより高い反応器の生産性、ＣＯ転化率及びメタノール
生産速度に反映されるように向上させる。比動力もケー
ス３で約６％まで低下している。本発明の重要な特徴で
ある、ケース４で例示されるＣＯに富む未反応合成ガス
の直接の再循環は、反応器への総供給原料組成を化学量
論上のＨ2 ／ＣＯモル比の２からなお一層動かすので、
反応速度と平衡転化の両方を低落させると予想されよ
う。実際のところ、ケース４の場合にケース１〜３と比
べて反応器の生産性とパス当たりのＣＯ転化率とが低下
することに見られるように、これは起こっている。とこ
ろが、これらの不利な変化にもかかわらず、ケース４の
ＣＯに富む未反応合成ガスの再循環は総メタノール生産
速度を増加させ、且つ比動力をケース１〜３と比較して
有意に低下させることになる。ケース２〜４はおのお
の、追加の資本費を支出して基本ケース１以上の改良を
もたらす。ケース２は、圧縮機運転圧力の上昇と圧力レ
ーティングのより高い反応器を必要とし、ケース３は、
膜分離モジュールと追加の全圧縮機を必要とし、ケース
４は、比較的小さな圧縮比での圧縮容量の増加（反応器
での圧力損失を補償するため）と大きな反応器を必要と
する。ケース４で例示される本発明は、このように、ケ
ース２と３で実現されるよりもメタノール生産速度をケ
ース１以上に有意によりたくさん増加させ、且つ比動力
をケース１以上に有意によりたくさん低下させるが、こ
れらの有意の改良は、反応器供給原料へ再循環するＣＯ
に富むガスの反応工学及び熱力学上の見掛けの不利益の
ために思いも寄らないことであった。
【００２４】このように、本発明は、メタノールの生産
量を増加させ且つＣＯに富む合成ガス原料で運転する液
相反応装置でこの生産のために必要とされる比動力を低
下させるための新しい方法を提供し、そして反応装置が
石炭ガス化発電装置と組み合わされる場合に特に有効で
ある。ＣＯに富む未反応合成ガス原料をＣＯに富む反応
器供給原料に再循環することである本発明の重要な特徴
は、再循環ガスが新たな合成ガス供給原料組成に関係な
く常に化学量論的であるかあるいは水素に富む従来技術
の教示とは著しく異なる。本発明によって達成される改
良は、一緒にされる再循環流と新たな供給原料流の組成
を化学量論上のＨ2 ／ＣＯモル比の２により近くする組
成でガスを再循環する従来の慣例を考えると思いも寄ら
ないことである。
量を増加させ且つＣＯに富む合成ガス原料で運転する液
相反応装置でこの生産のために必要とされる比動力を低
下させるための新しい方法を提供し、そして反応装置が
石炭ガス化発電装置と組み合わされる場合に特に有効で
ある。ＣＯに富む未反応合成ガス原料をＣＯに富む反応
器供給原料に再循環することである本発明の重要な特徴
は、再循環ガスが新たな合成ガス供給原料組成に関係な
く常に化学量論的であるかあるいは水素に富む従来技術
の教示とは著しく異なる。本発明によって達成される改
良は、一緒にされる再循環流と新たな供給原料流の組成
を化学量論上のＨ2 ／ＣＯモル比の２により近くする組
成でガスを再循環する従来の慣例を考えると思いも寄ら
ないことである。
【００２５】本発明の本質的な特徴は前述の開示に十分
に記載されている。当業者は本発明を理解し、そしてそ
の基本的精神から逸脱することなく、且つ特許請求の範
囲の記載に相当する範囲から逸脱することなしに、本発
明に対していろいろな改変を行うことができる。
に記載されている。当業者は本発明を理解し、そしてそ
の基本的精神から逸脱することなく、且つ特許請求の範
囲の記載に相当する範囲から逸脱することなしに、本発
明に対していろいろな改変を行うことができる。
【図１】図１は、本発明の方法を説明する液相メタノー
ル装置のプロセスフローシートである。
ル装置のプロセスフローシートである。
【図２】図２は、本発明によるメタノール生産量対再循
環比をプロットしたグラフである。
環比をプロットしたグラフである。
【図３】図３は、本発明により再循環比が比圧縮比とメ
タノール反応器の重量とに及ぼす効果を示すグラフであ
る。
タノール反応器の重量とに及ぼす効果を示すグラフであ
る。
【符号の説明】 １０１…酸性ガス除去装置 １０３…圧縮機 １０５…ガード床 １０６…圧縮機 １０７…圧縮機 １０９…熱交換器 １１１…ガード床 １１３…液相メタノール反応器 １１５…熱交換器 １１６…サイクロン １１７…熱交換器 １１９…分離器 １２１…熱交換器 １２３…冷却器 １２５…冷却器 １２７…分離器 １２９…分離器 １３３…分離器 １３７…製品タンク １４１…冷却器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エリザベス スーザン シャウブ アメリカ合衆国，ペンシルバニア 18104, アレンタウン，タマラック ドライブ 425
Claims (11)
- 【請求項１】 次の工程（ａ）〜（ｄ）含むメタノール
及び燃料の製造方法。 （ａ）水素と酸化炭素類とを含んでなり、メタノールを
生成するための水素との理論反応に必要とされるよりも
多くの一酸化炭素を含有している合成ガス原料を、不活
性の液に懸濁されたメタノール合成触媒の入った液相反
応器装置において高圧で反応させて、メタノールと未反
応の合成ガスとを得る工程 （ｂ）この未反応合成ガスからメタノールを分離する工
程 （ｃ）該未反応合成ガスのうちの一部を燃料ガス製品と
して抜き出す工程 （ｄ）未反応合成ガスの残りの分をメタノールを生成す
るための水素との理論反応に必要とされるよりも多くの
一酸化炭素を含有している新たな合成ガス原料と一緒に
して上記の合成ガス原料とすることによって、該未反応
合成ガスの残りの分を上記の反応器に再循環させる工程 - 【請求項２】 前記新たな合成ガス中の（Ｈ2 −Ｃ
Ｏ2 ）／（ＣＯ＋ＣＯ2）として定義されるモル比が約
０．３〜２．０である、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 前記未反応合成ガス中の（Ｈ2 −Ｃ
Ｏ2 ）／（ＣＯ＋ＣＯ2）として定義されるモル比が約
０．１〜２．０である、請求項２記載の方法。 - 【請求項４】 前記未反応合成ガスの残りの分のモル流
量を前記新たな合成ガス原料のモル流量で除したものと
して定義される再循環比が約０．１〜２．０である、請
求項１記載の方法。 - 【請求項５】 前記液相反応器装置が石炭ガス化発電装
置と組み合わされ、該発電装置において前記燃料ガス製
品が発電用に利用され、そして前記メタノールのうちの
少なくとも一部が貯蔵されてピーク電力需要期に発電の
ための追加の燃料として使用される、請求項１記載の方
法。 - 【請求項６】 前記電力が１又は２基以上のガスタービ
ン駆動発電機により発生される、請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 前記電力が１又は２以上の燃料電池によ
り発生される、請求項５記載の方法。 - 【請求項８】 前記メタノール合成触媒が銅を含んでな
る、請求項１記載の方法。 - 【請求項９】 前記液相メタノール反応器が約５００〜
１５００psig（約３５．２〜１０５．５kg／cm2-G ）の
圧力範囲で運転される、請求項１記載の方法。 - 【請求項１０】 前記液相メタノール反応器が約４４０
〜６００°Ｆ（約２２６．７〜３１５．６℃）の温度範
囲で運転される、請求項１記載の方法。 - 【請求項１１】 前記液相メタノール反応器が約４６５
〜５００°Ｆ（約２４０．６〜２６０℃）の温度範囲で
運転される、請求項１０記載の方法。
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