JPS60216809A - 合成反応方法 - Google Patents

合成反応方法

Info

Publication number
JPS60216809A
JPS60216809A JP59070926A JP7092684A JPS60216809A JP S60216809 A JPS60216809 A JP S60216809A JP 59070926 A JP59070926 A JP 59070926A JP 7092684 A JP7092684 A JP 7092684A JP S60216809 A JPS60216809 A JP S60216809A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gas
membrane
synthesis
condensational
components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP59070926A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0549326B2 (ja
Inventor
Hiroshi Makihara
牧原 洋
Kazutaka Mori
一剛 森
Kensuke Niwa
丹羽 健祐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP59070926A priority Critical patent/JPS60216809A/ja
Publication of JPS60216809A publication Critical patent/JPS60216809A/ja
Publication of JPH0549326B2 publication Critical patent/JPH0549326B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (本発明の技術分野) 本発明は、ガス状の原料を反応させ、(多くの場合触媒
の存在下で)凝縮性の物質を製造する方法の改良に関す
る。さらに詳しくは、合成塔出口ガス中に含まれる凝縮
性の反応生成物を除去し、未反応の原料ガスを再び合成
塔に循環させる工程において、工程と機器の変更φ省略
を行なうことによって、エネルギー原単位の向上を可能
ならしめたものである。本発明が適用可能な合成プロセ
スは、水素・−酸化炭素Φ炭酸ガスを主成分とする合成
ガスからのメタノール合成、エタノール合成、その他の
高級アルコール合成やLPG 、ガソリン、灯Φ軽油な
どの液状炭化水素の合成、このほか水素・窒素を主成分
とするガスからのアンモニア合成などが挙げられる。
(従来技術の概要とその欠点) 従来、上述のような合成ガスからの凝縮性柳質の製造プ
ロセスとして用いられている典型的な例は、第1図に示
すようなものである。第1図において、18は循環用圧
縮機、13は合成塔、14と16は各々高温側と低温側
の冷却器、15は自己熱交換器、17は気液分離器であ
る。
合成ガス1は、循環ガス2と合流し、循環用圧縮機18
で圧縮され、圧縮ガス3とな)、さらに自己熱交換器1
5で予熱されてガス流4,5゜sl 、 slとして合
成塔13に送入される。第1図に示す合成塔の形式は、
いわゆる断熱クエンチ型で、触媒充填層19内での反応
の進行に伴って温度上昇したガスに、冷たいクエンチガ
ス5゜5′、5′を混合することによって、温度制御し
ているが、本発明は特に合成塔の形式に限定されるもの
ではない。合成塔出口ガス6は、温度が高く、反応生成
物としての凝縮成分濃度が高い状態で、合成塔から取り
出されるので、まず高温側冷却器14に導き、次に高温
側冷却器用ロガスフは自己熱交換器15に、続いて自己
熱交換器出口ガス8は、低温側冷却器16に導いて熱を
回収すると共に、この熱回収工程において、反応生成物
である凝縮成分を凝縮させる。続いて気液混相状態の低
温側冷却器出口ガス9を、気液分離器17に導いて凝縮
性反応生成物の液体12を分離する。さらに、未反応部
分である気液分離器出口ガス10は、一部をパージガス
11として系外に排出すると共に、残シの部分杜循環ガ
ス2として再循環する。
以上述べた通シ、従来の合成反応方法においては、合成
塔出口ガスを反応生成物としての凝縮成分を凝縮させる
に十分な低温まで冷却して反応生成物を液化分離する工
程、および循環ガスと合成ガスの混合ガスを再び予熱す
る工程を含んでいる。したがって、冷却、気液分離、再
加熱のための機器数が多いこと、冷却・加熱のサイクル
を繰シ返すため熱効率が低く攻ること等の欠点があった
(本発明の概要) 本発明は、前述の従来法の欠点を排除するためになされ
たもので、本発明の方法の特長は、合成ガス等から凝縮
性物質を製造する合成系に、ガス中の凝縮性成分のみを
選択的に分離しうる膜(特願昭59〜54421及び5
9〜34422号参照)を組み込んだ点にある。
(本発明の構成及び効果) 本発明はガス状原料を反応させ凝縮性の物質を製造する
プロセスであって、凝縮性物質を分離したあと、未反応
ガスは再び合成塔にリサイクルするラインを有するプロ
セスにおいて、毛管凝縮作用を有する素材で作った機能
膜による分離工程を設けることKよシ、合成塔出口から
の気体混合物中の凝縮性成分を選択的に分離するように
したことを特徴とする合成反応方法に関するもので、本
発明によれば、合成系における工程を簡略化し、省エネ
ルギに貢献することができる。
(本発明のフローの一具体例) 以下に本発明の方法につき第2図に示す具体的実施の例
に基づいて、よシ詳しく説明する。
本発明の方法を示す第2図が従来法の第1図と異なる点
は、第1図における自己熱交換気15、低温側冷却器1
6、気液分離器17にかわって、第2図では膜分離装置
25とその前処理装置25を採用していることである。
第2図の例において、合成塔出口ガス6を高温側冷却器
14に導いて熱を回収したのち、必要あれば膜分離のた
めの前処理装置23において温度の調整や膜の目づまシ
を引き起すよう外ダストやガム状物質r 前ML押に卦
H入伶ホ物 9 A )か詮ホ 1 今 木 シ前処理
装置出口ガス20を膜分離装置25に送シ込む。膜分離
装置25では、特異外性能を有する膜を使用しているた
めに、未反応の合成ガス中に存在している凝縮性の反応
生成物のみを22として選択的に分離することができ、
残シの未反応ガスは21の膜分離装置出口ガスとして取
シ出され、合成塔へ再循環される。
上述のように、本発明の方法では、大巾に温度を上下さ
せる冷却・加熱サイクルを必要としないために、これに
要するプラント熱交換器が不要でちゃ、熱交換に伴なう
熱的損失が防止できる。
(凝集性成分分離膜についての説明) 本発明の方法において使用するところの凝縮性成分分離
膜について、以下に説明する。製造法の一例としては、
発泡ミリ力、焼結アルミナ及びムライトなどの比較的大
きな細孔(通常細孔直径1oooX以上)を有する任意
の形状の多孔質基材にアルミニウムアルコラード又はア
ル5ニウムルレート什A−物を加*4!)f14+−て
イ尋たアルミナゾル(AtooH)を含浸した後乾燥及
び焼成を行ってアルミナ(ATOs)を生成させ、次に
上記の操作により細孔径が小さくなった細孔に有機溶剤
に溶解したアルミニウムアルコラードまたはアルミニウ
ムキレートを含浸させ有機溶剤を揮発除去した後、細孔
内のアルミニウムアルコラードまたはアルミニウムキレ
−トラ水蒸気により加水分解してアルミナゾルとした後
乾燥焼成するというやシ方(特願昭59〜3441号参
照)がある。この方法で作った膜は、分離すべき凝縮性
成分を、膜内部の細孔内に吸着し、毛管凝縮を起させ、
液状で細孔内を移動させ、膜の他端で蒸発させる機能を
有する。従って、毛管凝縮効果によシ、ガス混合物の露
点よシも高い温度でも、分離すべき凝縮性成分を毛管内
に凝縮させることが可能であシ、また膜内の細孔には液
が充満した状態となるため、COやH!のようなガスが
膜を通過するのを防止することができる。すなわち、凝
縮成分以外のガスを封じ込めうる。
高密度の液体状移動のため、通常の高分子膜に比較し、
膜の透過率が大きく、選択率が大である。
なお、当分離農の分離特性については、[浅枝ら:化学
工学協会、昭和58年秋季大会要旨集。
K2O7,P496. (19,85) Jに詳述され
ている。
本発明の方法で使用する膜は、前述の製法で作られた膜
に限定されるものではなく、反応生成物としての凝縮性
成分を選択的に分離しうる性能を有するものであれば何
でも良い。ハウパン・ワトソン、ラガッッ[化学反応工
学II(児玉信次部訳)1956年丸善■発行によれば
、毛管凝縮は、固体が凝縮物によって濡らされるときに
のみ起シうるのであって、その結果凝縮液の凹んだ表面
が形成され、凹んだ表面をもった液相の平衡蒸気圧は、
正常な飽和圧よシもずつと低い分圧の蒸気が、平面で正
常に起る吸着に加わって凝縮してくると述べられている
。凝縮性気体の分離膜は、上記のような特性をする素材
を膜として形成したものである。
(本発明の効果) 本発明の方法の用途の1つは、水素・−酸化炭素などか
ら成る合成ガスを、触媒存在下に反応すせメタノールを
合成するプロセスである。
メタノール合成は、一般に銅系触媒を用いて、温度22
0〜280℃、圧力50〜150気圧のもとで反応させ
たあとのガスを従来法では、温度25〜50℃位まで冷
却して反応生成物であるメタノールと水を凝縮させて分
離したあと未反応ガスを再び150〜220℃程度まで
予熱してリアクタに戻しているが、本発明の方法による
と分離膜の性能にもよるが、たとえば前記冷却温度を1
50℃以上、予熱温度を200℃以下に設定することが
できる。上記のように、未反応合成ガス・リサイクル系
における冷却1予熱の温度差が小さくとれることから、
本発明はプロセスのエネルギ原単位の向上に貢献するこ
とが判る。
(本発明のフローの他の具体例) 第3図に示す例は、本発明による方法の別の実施態様を
示す図であり、第2図の例とは合成塔の形式だけ異なる
が、本発明が、合成塔形式を問わず成立すること説明す
る図である。第6図における合成塔13は、同心軸に配
置された内管27と外管28の間に触媒を充てんし、合
成塔入口ガス4を、分配ヘッダ26を介して、内管27
の上部から供給して下方に流し、下端で方向を180度
転じて、触媒充填層19を上方に流して反応させ、合成
塔出口ガス6として取シ出すようになっておシ、この間
、反応ガスは内管内と外管内とで自己熱交換を行なうI
丘か、触媒充填層19内で発生する反応熱を、ボイラ供
給水30を加熱して得られるスチーム31の形で回収す
る方式となっている。この種の方式のリアクタでも、凝
縮性ガスを選択的に分離する膜を応用した本発明の方法
は、第2図に示す例と同様の効果を示すことは言うまで
もない。
(本発明の詳細な説明) 本発明で使用するところの膜は、前述したように多孔質
膜であって、操作する温度・圧力下で細孔内での毛管凝
縮が生じるよりに細孔径を調整した膜である。
毛管凝縮を起こす細孔半径を表わす理論式としてKel
vln 式が知られている。
−2σM こ\で、r:細孔半径 (α) σ ;液体の表面張力(dyne/cm)M;気体の分
子量 (f/l−moL)P;液体の密度 (r/、J
) R;気体定数 B、514XjOγ (ortμof@f−mot) T:温度 (detIIK) P ;気相中の分圧 (Torr) Pl:温度Tにおける飽和蒸気圧 (Torr)メタノ
ール合成の場合を例に採って説明すると、反応生成物は
大部分メタノールと水であシ、近似的にメタノールと水
の混合物の平均物性を用いて、上記Ks1v1n 式か
ら反応器出口ガス中のメタノールと水を同時に凝縮する
毛管凝縮の細孔半径を誘導してみる。
先ず本発明の実施態様である第2図、第3図の7cx−
において、合成塔出口ガス6は、熱回収やダスト、ワッ
クス状物質の除去処理されて膜分離装置25に入る前に
は通常下記のような条件となっている。
圧 カニ 1 0 0 atm 温 度; 200℃ メタノール濃度; 10モルチ 水分濃度; 3モルチ 従って上記条件でのメタノールと水の分圧は、それぞれ
10 atm 、 5 atmであシ、他方200℃に
おけるメタノールと水の飽和蒸気圧はそれぞれ5 a 
5 atm 、 1 a 5 atmであるので、上記
の条件下では気相中での凝縮は起こらない。
この条件下のものを毛管凝縮膜で処理し、メタノールと
水を同時に凝縮しうる毛管凝縮半径を上述のXe1yt
n 式から導くと、r中5.11(細孔直径では約11
IL2;)となる。ところで水やメタノールの分子直径
は約3〜4ムのオーダであるから、略3〜10Xの範囲
の細孔直径を有する膜であれば、気相中のメタノールと
水の選択的同時除去が可能であることがわかる。
【図面の簡単な説明】
M1図は、従来から知られている、合成ガスから凝縮性
の反応生成物を製造する方法を示すフロー、第2図、第
3図はそれぞれ本発明に基づいて、合成ガスから凝縮性
の反応生成物を製造する方法のフローである。 復代理人 内 1) 明 復代理人 萩 原 亮 − 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ガス状原料を反応させ凝縮性の物質を製造するプロセス
    であって、凝縮性物質を分離したあと、未反応ガスは再
    び合成塔にリサイクルするラインを有するプロセスにお
    いて、毛管凝縮作用を有する素材で作った機能膜による
    分離工程を設けるととによシ、合成塔出口からの気体混
    合物中の凝縮性成分を選択的に分離するようにしたこと
    を特徴とする合成反応方法。
JP59070926A 1984-04-11 1984-04-11 合成反応方法 Granted JPS60216809A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59070926A JPS60216809A (ja) 1984-04-11 1984-04-11 合成反応方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59070926A JPS60216809A (ja) 1984-04-11 1984-04-11 合成反応方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60216809A true JPS60216809A (ja) 1985-10-30
JPH0549326B2 JPH0549326B2 (ja) 1993-07-26

Family

ID=13445598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59070926A Granted JPS60216809A (ja) 1984-04-11 1984-04-11 合成反応方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60216809A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112691510A (zh) * 2021-03-24 2021-04-23 天津市博昱科技服务有限公司 一种水溶性有机废气回收系统及其工艺

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112691510A (zh) * 2021-03-24 2021-04-23 天津市博昱科技服务有限公司 一种水溶性有机废气回收系统及其工艺

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0549326B2 (ja) 1993-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4180552A (en) Process for hydrogen recovery from ammonia purge gases
US4172885A (en) Process for the recovery of hydrogen from ammonia purge gases
US4181675A (en) Process for methanol production
US4180553A (en) Process for hydrogen recovery from ammonia purge gases
EP0013804B1 (en) Improved carbonylation process recycling a portion of the reacted gas
US4314891A (en) Process for reconcentrating moist glycol
EP0326718B1 (en) A process for producing methanol
US3950369A (en) Methanol production
KR920018196A (ko) 자동열 증기 개질방법
JPS593971B2 (ja) メタノ−ルセイゾウホウ
KR20020092378A (ko) 개질된 촉매를 사용하는 역전환 반응에 의한 일산화탄소의제조 방법
US4376758A (en) Process for synthesizing ammonia from hydrocarbons
JP5244267B2 (ja) メタノールを生産するための方法および装置
US4849538A (en) Process for the production of nitriles
US4849537A (en) Process for the production of nitriles
US2487981A (en) Method and apparatus for removing carbon monoxide from gaseous mixtures
CA1116640A (en) Production of methanol synthesis gas
JPS6022966B2 (ja) 気体混合物からの気体の分離方法
US2908554A (en) Process for recovering heavy hydrogen and heavy water
CA2205364A1 (en) Very high purity nitrogen by membrane separation
EA017772B1 (ru) Способ снижения количества сернистых соединений, цианистого водорода и муравьиной кислоты в синтез-газе
JPS60216809A (ja) 合成反応方法
US6667409B2 (en) Process and apparatus for integrating an alkene derivative process with an ethylene process
GB2123027A (en) Process for producing a synthesis gas having an enriched content of carbon oxides
US7461521B2 (en) System unit for desorbing carbon dioxide from methanol