JPH0899921A - メタノール製造装置 - Google Patents
メタノール製造装置Info
- Publication number
- JPH0899921A JPH0899921A JP6236394A JP23639494A JPH0899921A JP H0899921 A JPH0899921 A JP H0899921A JP 6236394 A JP6236394 A JP 6236394A JP 23639494 A JP23639494 A JP 23639494A JP H0899921 A JPH0899921 A JP H0899921A
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- JP
- Japan
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- methanol
- gas
- hydrogen
- carbon monoxide
- natural gas
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/10—Process efficiency
- Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines
Abstract
(57)【要約】
【目的】燃焼に伴う環境排出が少なく、都市域での利用
に適しているメタノールを高効率，低コストで製造し、
同時にエネルギーの安定供給も実現するメタノール製造
装置を提供する。 【構成】天然ガスを水蒸気改質して得られる一酸化炭素
・水素ガスと石炭ガス化によって得られる一酸化炭素・
水素ガスを混合してメタノール合成用のガスとするが、
この際メタノール合成に適した一酸化炭素と水素の組成
となるように、石炭ガス化ガスの組成をシフト反応によ
って調整する。 【効果】天然ガスからメタノールを製造する従来の技術
において利用されていなかった水素を有効利用すること
ができる。また、石炭ガス化を用いてメタノールを製造
する従来の技術において有効に利用されていなかった石
炭ガス化に伴う排熱を有効利用することができる。
に適しているメタノールを高効率，低コストで製造し、
同時にエネルギーの安定供給も実現するメタノール製造
装置を提供する。 【構成】天然ガスを水蒸気改質して得られる一酸化炭素
・水素ガスと石炭ガス化によって得られる一酸化炭素・
水素ガスを混合してメタノール合成用のガスとするが、
この際メタノール合成に適した一酸化炭素と水素の組成
となるように、石炭ガス化ガスの組成をシフト反応によ
って調整する。 【効果】天然ガスからメタノールを製造する従来の技術
において利用されていなかった水素を有効利用すること
ができる。また、石炭ガス化を用いてメタノールを製造
する従来の技術において有効に利用されていなかった石
炭ガス化に伴う排熱を有効利用することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は天然ガス，石炭を用いて
メタノールを製造する方法に関する。
メタノールを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一酸化炭素と水素からメタノールを合成
する反応は公知であるが、この反応は５０atm〜１５０a
tm，２００〜３００℃で進む反応である。したがって高
圧状態を作り出すためのエネルギーと気体を加熱するた
めのエネルギーが必要である。なお、気体を加熱したエ
ネルギーは反応容器の後流で回収することが可能である
が、蒸気回収タービンによって電力として回収するには
不十分な温度である。
する反応は公知であるが、この反応は５０atm〜１５０a
tm，２００〜３００℃で進む反応である。したがって高
圧状態を作り出すためのエネルギーと気体を加熱するた
めのエネルギーが必要である。なお、気体を加熱したエ
ネルギーは反応容器の後流で回収することが可能である
が、蒸気回収タービンによって電力として回収するには
不十分な温度である。
【０００３】天然ガスを水蒸気改質して一酸化炭素と水
素とし、上記の反応を用いてメタノールを合成する方法
は公知であるが、この反応は（化１）で進むため、水素
が無駄になる。
素とし、上記の反応を用いてメタノールを合成する方法
は公知であるが、この反応は（化１）で進むため、水素
が無駄になる。
【０００４】 ＣＨ4＋Ｈ2Ｏ → ３Ｈ2＋ＣＯ → ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2 …（１） また、天然ガスの水蒸気改質は吸熱反応で反応条件は２
０atm ８９０℃が必要であり、エネルギー消費量が大き
い。したがって天然ガスを用いたメタノール合成の効率
は約７０％であった。
０atm ８９０℃が必要であり、エネルギー消費量が大き
い。したがって天然ガスを用いたメタノール合成の効率
は約７０％であった。
【０００５】石炭ガス化によって一酸化炭素と水素を製
造し、上記反応を用いてメタノールを合成する方法も公
知である。しかし、石炭ガス化によって得られる一酸化
炭素と水素の比はおおよそ［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝５：２
であり、これはメタノール合成に適した組成ではない。
したがってメタノール合成に適した組成への変更が必要
となり、シフト反応が用いられている。シフト反応に伴
うエネルギー損失は小さいが、石炭ガス化は約１２００
℃の高温で行われるため、この排熱を回収しなければ石
炭の持つエネルギーを無駄にすることになる。石炭ガス
化を用いたメタノール合成の効率は約６５％であった。
造し、上記反応を用いてメタノールを合成する方法も公
知である。しかし、石炭ガス化によって得られる一酸化
炭素と水素の比はおおよそ［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝５：２
であり、これはメタノール合成に適した組成ではない。
したがってメタノール合成に適した組成への変更が必要
となり、シフト反応が用いられている。シフト反応に伴
うエネルギー損失は小さいが、石炭ガス化は約１２００
℃の高温で行われるため、この排熱を回収しなければ石
炭の持つエネルギーを無駄にすることになる。石炭ガス
化を用いたメタノール合成の効率は約６５％であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】天然ガスからメタノー
ルを製造する従来の技術において利用されていなかった
水素を生かし、石炭ガス化を用いてメタノールを製造す
る従来の技術において有効に利用されていなかった石炭
ガス化に伴う排熱を活用することによって、従来のメタ
ノール製造方法よりも高効率・低コストなメタノール製
造システムを提案することが本発明が解決しようとする
課題である。
ルを製造する従来の技術において利用されていなかった
水素を生かし、石炭ガス化を用いてメタノールを製造す
る従来の技術において有効に利用されていなかった石炭
ガス化に伴う排熱を活用することによって、従来のメタ
ノール製造方法よりも高効率・低コストなメタノール製
造システムを提案することが本発明が解決しようとする
課題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、石炭をガス化
して一酸化炭素と水素の混合ガスを得る石炭ガス化装
置、該石炭ガス化装置から得られる混合ガスの水素／一
酸化炭素比を変更するシフト反応装置，天然ガスから水
素と一酸化炭素の混合ガスを得る天然ガス改質装置、前
記シフト反応装置および天然ガス改質装置から出た水素
と一酸化炭素が供給されるメタノール合成装置からなる
ことを特徴とする。
して一酸化炭素と水素の混合ガスを得る石炭ガス化装
置、該石炭ガス化装置から得られる混合ガスの水素／一
酸化炭素比を変更するシフト反応装置，天然ガスから水
素と一酸化炭素の混合ガスを得る天然ガス改質装置、前
記シフト反応装置および天然ガス改質装置から出た水素
と一酸化炭素が供給されるメタノール合成装置からなる
ことを特徴とする。
【０００８】また、石炭ガス化装置の排熱を水蒸気とし
て回収し、この水蒸気を天然ガスの改質装置に供給され
たことを特徴とする。
て回収し、この水蒸気を天然ガスの改質装置に供給され
たことを特徴とする。
【０００９】また、石炭ガス化装置に投入する石炭量お
よび天然ガス改質装置に投入する天然ガス量に応じてシ
フト反応装置に投入する水蒸気量が調整され、天然ガス
改質装置からのガスとシフト反応装置からのガスを混合
したガスをメタノール合成に適した組成のガスとした後
メタノール合成装置に導入されたことを特徴とする。天
然ガスを水蒸気改質して得られる一酸化炭素・水素ガス
と石炭ガス化によって得られる一酸化炭素・水素ガスを
混合してメタノール合成用のガスとするが、この際メタ
ノール合成に適した一酸化炭素と水素の組成となるよう
に、石炭ガス化ガスの組成をシフト反応によって調整す
る。また、石炭ガス化装置からの排熱を水蒸気として回
収し、この水蒸気を天然ガスの水蒸気改質およびシフト
反応に利用する。残りの水蒸気（例えば水蒸気改質に利
用しない水蒸気）は蒸気回収タービンで電力として回収
し、プラント内の動力を賄う。メタノール合成に伴う排
熱はメタノールの蒸留および石炭ガス化装置へ供給する
石炭および酸素の予熱に利用する。
よび天然ガス改質装置に投入する天然ガス量に応じてシ
フト反応装置に投入する水蒸気量が調整され、天然ガス
改質装置からのガスとシフト反応装置からのガスを混合
したガスをメタノール合成に適した組成のガスとした後
メタノール合成装置に導入されたことを特徴とする。天
然ガスを水蒸気改質して得られる一酸化炭素・水素ガス
と石炭ガス化によって得られる一酸化炭素・水素ガスを
混合してメタノール合成用のガスとするが、この際メタ
ノール合成に適した一酸化炭素と水素の組成となるよう
に、石炭ガス化ガスの組成をシフト反応によって調整す
る。また、石炭ガス化装置からの排熱を水蒸気として回
収し、この水蒸気を天然ガスの水蒸気改質およびシフト
反応に利用する。残りの水蒸気（例えば水蒸気改質に利
用しない水蒸気）は蒸気回収タービンで電力として回収
し、プラント内の動力を賄う。メタノール合成に伴う排
熱はメタノールの蒸留および石炭ガス化装置へ供給する
石炭および酸素の予熱に利用する。
【００１０】
【作用】本発明では石炭だけでなく天然ガスを原料とし
て用いるため、石炭のみを利用してメタノールを製造す
る場合よりもシフト反応を用いて一酸化炭素を水素に変
換する量を減らすことが可能である。また、原料として
天然ガスと石炭を利用しているため、一方の原料供給が
減少しても短期的な変動であればメタノール製造量を一
定に保つことが可能であり、エネルギーの安定供給が実
現できる。
て用いるため、石炭のみを利用してメタノールを製造す
る場合よりもシフト反応を用いて一酸化炭素を水素に変
換する量を減らすことが可能である。また、原料として
天然ガスと石炭を利用しているため、一方の原料供給が
減少しても短期的な変動であればメタノール製造量を一
定に保つことが可能であり、エネルギーの安定供給が実
現できる。
【００１１】
（実施例１）石炭１２０を石炭ガス化装置２０によって
一酸化炭素と水素の混合ガス１３０に変換する。天然ガ
ス１１０は水蒸気改質装置１０によって一酸化炭素と水
素の混合ガス１４０に変換する。この水蒸気改質に必要
な高温の水蒸気は石炭ガス化装置２０の排熱を利用して
得る。なお、水蒸気改質に利用しない余剰の水蒸気は次
に説明するシフト反応装置で用い、最後に蒸気回収ター
ビン５０によって電力として回収し、所内の動力を賄
う。
一酸化炭素と水素の混合ガス１３０に変換する。天然ガ
ス１１０は水蒸気改質装置１０によって一酸化炭素と水
素の混合ガス１４０に変換する。この水蒸気改質に必要
な高温の水蒸気は石炭ガス化装置２０の排熱を利用して
得る。なお、水蒸気改質に利用しない余剰の水蒸気は次
に説明するシフト反応装置で用い、最後に蒸気回収ター
ビン５０によって電力として回収し、所内の動力を賄
う。
【００１２】石炭ガス化装置２０から得られた一酸化炭
素・水素ガス（［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝５：２）１３０は
シフト反応装置３０によって一酸化炭素／水素比を調整
し、水蒸気改質装置１０から得られた一酸化炭素・水素
ガス（［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝１：３）１４０と混合する
ことによってメタノール製造に適した組成（［ＣＯ］：
［Ｈ2 ］＝１：２）の混合ガス１５０になるように調整
する。なおシフト反応に必要な水蒸気は石炭ガス化装置
出口に設置した蒸気発生管により排熱を回収して得る。
素・水素ガス（［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝５：２）１３０は
シフト反応装置３０によって一酸化炭素／水素比を調整
し、水蒸気改質装置１０から得られた一酸化炭素・水素
ガス（［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝１：３）１４０と混合する
ことによってメタノール製造に適した組成（［ＣＯ］：
［Ｈ2 ］＝１：２）の混合ガス１５０になるように調整
する。なおシフト反応に必要な水蒸気は石炭ガス化装置
出口に設置した蒸気発生管により排熱を回収して得る。
【００１３】メタノール合成に適した組成とした一酸化
炭素／水素ガス１５０はメタノール合成装置４０に供給
し、メタノールを合成する。メタノール合成時の排熱は
熱交換器９０により回収し、メタノール蒸留装置８０お
よび石炭ガス化装置２０へ供給する微粉炭・空気の予熱
に利用する。
炭素／水素ガス１５０はメタノール合成装置４０に供給
し、メタノールを合成する。メタノール合成時の排熱は
熱交換器９０により回収し、メタノール蒸留装置８０お
よび石炭ガス化装置２０へ供給する微粉炭・空気の予熱
に利用する。
【００１４】表１に例えば石炭ガス化装置２０の規模を
１,０００ｔ／ｄ とした場合の運転例を示す。
１,０００ｔ／ｄ とした場合の運転例を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】天然ガスを６０万Ｎｍ3／ｄ投入すればメ
タノールの生産量は１,９００ｔ／ｄとなり、メタノー
ル合成効率は８０％（発生したメタノールの熱量／石炭
と天然ガス(例えばメタン)の熱量）となる。この時、石
炭ガス化装置２０からは１１０万Ｎｍ3／ｄ の一酸化炭
素が得られるが、このうちの３５％の量をシフト反応に
よって水素に変換する必要がある（天然ガスを利用しな
い場合は石炭ガス化によって得られた一酸化炭素の５３
％に対してシフト反応を施すことが必要）。また、蒸気
回収タービン５０からは７８万ｋＷｈ／ｄの電力が回収
するが、メタノール合成に必要な所内動力は７５万ｋＷ
ｈ／ｄであり、回収した電力量によって所内動力を賄う
ことが可能である。
タノールの生産量は１,９００ｔ／ｄとなり、メタノー
ル合成効率は８０％（発生したメタノールの熱量／石炭
と天然ガス(例えばメタン)の熱量）となる。この時、石
炭ガス化装置２０からは１１０万Ｎｍ3／ｄ の一酸化炭
素が得られるが、このうちの３５％の量をシフト反応に
よって水素に変換する必要がある（天然ガスを利用しな
い場合は石炭ガス化によって得られた一酸化炭素の５３
％に対してシフト反応を施すことが必要）。また、蒸気
回収タービン５０からは７８万ｋＷｈ／ｄの電力が回収
するが、メタノール合成に必要な所内動力は７５万ｋＷ
ｈ／ｄであり、回収した電力量によって所内動力を賄う
ことが可能である。
【００１７】天然ガスを８０万Ｎｍ3／ｄ投入すればメ
タノールの生産量は２,２００ｔ／ｄとなり、メタノー
ル合成効率は８０％となる。この時、石炭ガス化装置か
ら得られる一酸化炭素の２５％をシフト反応によって水
素に変換させる必要がある。
タノールの生産量は２,２００ｔ／ｄとなり、メタノー
ル合成効率は８０％となる。この時、石炭ガス化装置か
ら得られる一酸化炭素の２５％をシフト反応によって水
素に変換させる必要がある。
【００１８】本発明により従来６５〜７０％であったメ
タノール合成の効率を８０％まで高めることができる。
タノール合成の効率を８０％まで高めることができる。
【００１９】
【発明の効果】天然ガスからメタノールを製造する従来
の技術において利用されていなかった水素を有効利用す
ることができる。また、石炭ガス化を用いてメタノール
を製造する従来の技術において有効に利用されていなか
った石炭ガス化に伴う排熱を有効利用することができ
る。さらにメタノール製造に伴う排熱も有効に利用する
ことによって、従来のメタノール製造装置よりも１０〜
１５％の高効率化を図ることができ、メタノール製造を
低コスト化することができる。
の技術において利用されていなかった水素を有効利用す
ることができる。また、石炭ガス化を用いてメタノール
を製造する従来の技術において有効に利用されていなか
った石炭ガス化に伴う排熱を有効利用することができ
る。さらにメタノール製造に伴う排熱も有効に利用する
ことによって、従来のメタノール製造装置よりも１０〜
１５％の高効率化を図ることができ、メタノール製造を
低コスト化することができる。
【００２０】原料にメタンを加えることによって石炭の
みを利用してメタノールを製造する場合よりもシフト反
応装置を小型化することができ、また、供給の安定性を
高めることができる。
みを利用してメタノールを製造する場合よりもシフト反
応装置を小型化することができ、また、供給の安定性を
高めることができる。
【図１】メタノール製造システムの概要図。
１０…天然ガス水蒸気改質装置、２０…石炭ガス化装
置、３０…シフト反応装置、４０…メタノール合成装
置、５０…蒸気回収タービン、６０…集塵装置、７０…
脱硫装置、８０…メタノール蒸留装置、９０…熱交換
器、１１０…天然ガス、１２０…石炭、１３０…一酸化
炭素・水素ガス（［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝５：２）、１４
０…一酸化炭素・水素ガス（［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝１：
３）、１５０…一酸化炭素・水素ガス（［ＣＯ］：［Ｈ
2 ］＝１：２）、１６０…メタノール、１７０…冷却
水。
置、３０…シフト反応装置、４０…メタノール合成装
置、５０…蒸気回収タービン、６０…集塵装置、７０…
脱硫装置、８０…メタノール蒸留装置、９０…熱交換
器、１１０…天然ガス、１２０…石炭、１３０…一酸化
炭素・水素ガス（［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝５：２）、１４
０…一酸化炭素・水素ガス（［ＣＯ］：［Ｈ2 ］＝１：
３）、１５０…一酸化炭素・水素ガス（［ＣＯ］：［Ｈ
2 ］＝１：２）、１６０…メタノール、１７０…冷却
水。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ１０Ｊ 3/48 3/72 Ｆ
Claims (3)
- 【請求項１】石炭をガス化して一酸化炭素と水素の混合
ガスを得る石炭ガス化装置、該石炭ガス化装置から得ら
れる混合ガスの水素／一酸化炭素比を変更するシフト反
応装置，天然ガスから水素と一酸化炭素の混合ガスを得
る天然ガス改質装置、前記シフト反応装置および天然ガ
ス改質装置から出た水素と一酸化炭素が供給されるメタ
ノール合成装置からなることを特徴とするメタノール製
造装置。 - 【請求項２】請求項１のメタノール製造装置において、
石炭ガス化装置の排熱を水蒸気として回収し、この水蒸
気を天然ガスの改質装置に供給されたことを特徴とする
メタノール製造装置。 - 【請求項３】請求項１のメタノール製造装置において、
石炭ガス化装置に投入する石炭量および天然ガス改質装
置に投入する天然ガス量に応じてシフト反応装置に投入
する水蒸気量が調整され、天然ガス改質装置からのガス
とシフト反応装置からのガスを混合したガスをメタノー
ル合成に適した組成のガスとした後メタノール合成装置
に導入されたことを特徴とするメタノール製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6236394A JPH0899921A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | メタノール製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6236394A JPH0899921A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | メタノール製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0899921A true JPH0899921A (ja) | 1996-04-16 |
Family
ID=17000120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6236394A Pending JPH0899921A (ja) | 1994-09-30 | 1994-09-30 | メタノール製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0899921A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506721A (ja) * | 2004-07-19 | 2008-03-06 | ウッドランド バイオフュールズ インコーポレイテッド | 炭化水素を含有する供給原料から炭化水素誘導体生成物を製造する方法 |
| JP2008163873A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体燃料ガス化ガス利用プラント |
| JP2009155659A (ja) * | 2009-04-14 | 2009-07-16 | Yukuo Katayama | 石炭ガス化方法 |
| KR100969654B1 (ko) * | 2009-06-26 | 2010-07-14 | 고등기술연구원연구조합 | 폐기물의 가스화 시스템의 제어장치 및 방법 |
| US11572329B1 (en) | 2021-11-22 | 2023-02-07 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | System and method for methanol production using energy mix systems |
-
1994
- 1994-09-30 JP JP6236394A patent/JPH0899921A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008506721A (ja) * | 2004-07-19 | 2008-03-06 | ウッドランド バイオフュールズ インコーポレイテッド | 炭化水素を含有する供給原料から炭化水素誘導体生成物を製造する方法 |
| JP2008163873A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体燃料ガス化ガス利用プラント |
| JP2009155659A (ja) * | 2009-04-14 | 2009-07-16 | Yukuo Katayama | 石炭ガス化方法 |
| KR100969654B1 (ko) * | 2009-06-26 | 2010-07-14 | 고등기술연구원연구조합 | 폐기물의 가스화 시스템의 제어장치 및 방법 |
| US11572329B1 (en) | 2021-11-22 | 2023-02-07 | King Fahd University Of Petroleum And Minerals | System and method for methanol production using energy mix systems |
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Legal Events
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