JPS61275101A - 化学物質の製造方法 - Google Patents
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、コークス炉ガスおよび例えば転炉ガスのよう
なｍｓ！所ガスから、コークス炉ガスと転炉ガスが合成
で例えばメタノール、アンモニアのような化学物質に転
化されるＨ２とＣＯとの所定の容積比で混合されかつメ
タン化されるように、まず化学量論的合成ガスを製造す
る、化学物質の製造方法に関する。
なｍｓ！所ガスから、コークス炉ガスと転炉ガスが合成
で例えばメタノール、アンモニアのような化学物質に転
化されるＨ２とＣＯとの所定の容積比で混合されかつメ
タン化されるように、まず化学量論的合成ガスを製造す
る、化学物質の製造方法に関する。
塩基性製銅法で動作する製鋼所では転炉ガスが生ずる。
転炉ガスは一般にこれまで利用されなかったが、高炉ガ
スは利用された。しかし過剰な高炉ガスがしばしば生ず
る。
スは利用された。しかし過剰な高炉ガスがしばしば生ず
る。
転炉ガスと過剰な高炉ガスは利用価値のある原料を形成
する。このため特にメタノールおよび／またはアンモニ
アの製造が考えられる。
する。このため特にメタノールおよび／またはアンモニ
アの製造が考えられる。
転炉ガスのみからのメタノール製造では、炭素過剰分が
存在する。化学量論的合成ガスを得るために、転炉ガス
を水蒸気で転化し、Ｃ０２洗浄を介して過剰な粉炭を除
去せねばならない。
存在する。化学量論的合成ガスを得るために、転炉ガス
を水蒸気で転化し、Ｃ０２洗浄を介して過剰な粉炭を除
去せねばならない。
こうして４３％にすぎない熱効率でメタノールを製造す
ることができる。
ることができる。
コークス炉ガスでも転炉ガスおよび過剰な高炉ガスにお
けるのと類似な事情がある。コークス炉ガスのみからも
合成ガスをメタノール製造のため準備することができる
。コークス炉ガス中の高い水素過剰分はパージガス量（
メタノール合成ガスからの吹出しガス）またはパージガ
スからの熱量を比較的多くするので、処理装置 ゛の
熱需要を補う以上に蒸気を与えねばならない。
けるのと類似な事情がある。コークス炉ガスのみからも
合成ガスをメタノール製造のため準備することができる
。コークス炉ガス中の高い水素過剰分はパージガス量（
メタノール合成ガスからの吹出しガス）またはパージガ
スからの熱量を比較的多くするので、処理装置 ゛の
熱需要を補う以上に蒸気を与えねばならない。
こうしてコークス炉ガスから４８％の熱効率でメタノー
ルを製造することができる。４３％の熱効率も４８％の
熱効率もまだ経済的なメタノ−ル製造の道を開かない。
ルを製造することができる。４３％の熱効率も４８％の
熱効率もまだ経済的なメタノ−ル製造の道を開かない。
昭和５７年１月２２日付は特顕昭５６−８４０８号にお
いて、コークス炉ガスおよび転炉ガスをＨ２とＣＯとの
３の容積比で混合し、それからメタン化することが提案
された。メタン分の多いガスは、ＣｒＯ触媒で酸素添加
による処理後、部分的に酸化される。
いて、コークス炉ガスおよび転炉ガスをＨ２とＣＯとの
３の容積比で混合し、それからメタン化することが提案
された。メタン分の多いガスは、ＣｒＯ触媒で酸素添加
による処理後、部分的に酸化される。
したがって本発明の基礎となっている課題は１転炉ガス
と過剰な高炉ガスからまたはコークス炉ガスからのメタ
ノール製造の経済性を改善することである。その際本発
明は、転炉ガスまたは高炉ガスとコークス炉ガスとを組
合わせる前記提案から出発している。
と過剰な高炉ガスからまたはコークス炉ガスからのメタ
ノール製造の経済性を改善することである。その際本発
明は、転炉ガスまたは高炉ガスとコークス炉ガスとを組
合わせる前記提案から出発している。
さてこれまで公知の方法とは興なり、本発明によれば、
コークス炉ガスまたは処理されたコークス炉ガスを転炉
ガスに約２のＨ２とＣＯとの容積比で混合し、それから
直接メタノール合成に使用する。
コークス炉ガスまたは処理されたコークス炉ガスを転炉
ガスに約２のＨ２とＣＯとの容積比で混合し、それから
直接メタノール合成に使用する。
高い００割合をもつ転炉ガスと高い水素含有量をもつコ
ークス炉ガスとのこの混合によって、例えばＣＯ転化装
置および蒸気改質装置のようなエネルギーを消費する装
置部分を著しく小さくするか、または全く省略すること
ができる。
ークス炉ガスとのこの混合によって、例えばＣＯ転化装
置および蒸気改質装置のようなエネルギーを消費する装
置部分を著しく小さくするか、または全く省略すること
ができる。
コークス炉ガスと転炉ガスとの混合物から、本発明によ
れば６０％以上の熱効率でメタノールを製造することが
できる。
れば６０％以上の熱効率でメタノールを製造することが
できる。
物理的方法段階によってのみコークス炉ガスから高い割
合の水素を分離する純粋な分離方法は、圧力変化吸着（
ＤＩＡ ）と低温分解である。
合の水素を分離する純粋な分離方法は、圧力変化吸着（
ＤＩＡ ）と低温分解である。
分解法−蒸気改質と部分酸化では、水素の分Ｓ前または
後にコークス炉ガスの炭化水素が付加的に転化され、そ
れにより水素収量が高められる。
後にコークス炉ガスの炭化水素が付加的に転化され、そ
れにより水素収量が高められる。
原理的にはすべての分離および分解方法がコークス炉ガ
スの処理に使用可能である。しかし特に経済的な理由か
らＤＷＡと蒸気改質の組合わせがよい。
スの処理に使用可能である。しかし特に経済的な理由か
らＤＷＡと蒸気改質の組合わせがよい。
第１１ｆｆｉは転炉ガスからのメタノールの製造を示し
ている。転炉ガスは電動機（Ｍ）駆動の圧縮機で圧縮さ
れ、同様に圧縮された高炉ガスで運転される蒸気発生器
の蒸気により洗浄され、精製脱硫され、それからＣＯ転
化され、Ｃ０２で洗浄され、タービン（Ｔ）駆動の圧縮
機で圧縮され、合成が行なわれ、それから蒸留が行なわ
れる。合成および蒸留からパージガス、蒸個器残留ガス
およびフーゼル油が蒸気発生器へ供給される。
ている。転炉ガスは電動機（Ｍ）駆動の圧縮機で圧縮さ
れ、同様に圧縮された高炉ガスで運転される蒸気発生器
の蒸気により洗浄され、精製脱硫され、それからＣＯ転
化され、Ｃ０２で洗浄され、タービン（Ｔ）駆動の圧縮
機で圧縮され、合成が行なわれ、それから蒸留が行なわ
れる。合成および蒸留からパージガス、蒸個器残留ガス
およびフーゼル油が蒸気発生器へ供給される。
第２図はコークス炉ガスからのメタノールの製造を示し
ている。コークス炉ガスは圧縮され、ＤＷＡを経て再び
圧縮され、触媒浄化され、洗浄される。それから精製脱
硫されてＣＯ転化され、さらに蒸気改質を受けて蒸気発
生する。それから圧縮され、合成され、蒸留される。パ
ージガス、蒸留器残搦ガスおよびフーゼル油は蒸気改質
および蒸気発生に利用される。
ている。コークス炉ガスは圧縮され、ＤＷＡを経て再び
圧縮され、触媒浄化され、洗浄される。それから精製脱
硫されてＣＯ転化され、さらに蒸気改質を受けて蒸気発
生する。それから圧縮され、合成され、蒸留される。パ
ージガス、蒸留器残搦ガスおよびフーゼル油は蒸気改質
および蒸気発生に利用される。
第３図はメタノール合成ガスの製造のためコークス炉ガ
スおよび転炉ガスを処理する方法の変形例を示している
。
スおよび転炉ガスを処理する方法の変形例を示している
。
変形例１
装置眼界で使用可能なコークス炉ガスは、圧縮後ＯＶＡ
装置へ導かれ、そこでコークス炉ガスに含まれる水素の
約８３％が分離される。
装置へ導かれ、そこでコークス炉ガスに含まれる水素の
約８３％が分離される。
ＤＷＡ装置の廃ガスは再び圧縮され、続いて浄化段（洗
浄および触媒浄化）で触媒毒を除去される。こうして浄
化されたガスは、次の蒸気改質装置における炭素沈積を
回避して触媒の損傷を防止するため転化される。蒸気改
質装置において、ガスに含まれるメタンが水蒸気により
ｃｏ１６０２およびＨ２に分解される。
浄および触媒浄化）で触媒毒を除去される。こうして浄
化されたガスは、次の蒸気改質装置における炭素沈積を
回避して触媒の損傷を防止するため転化される。蒸気改
質装置において、ガスに含まれるメタンが水蒸気により
ｃｏ１６０２およびＨ２に分解される。
分解ガスはＤＷＡ装置において分離された水素および化
学量論的合成ガスの製造に必要な量の転炉ガスに混合さ
れる。この転炉ガスは前ので圧縮されかつ洗浄および触
媒毒を除去するための′ｌｌＩ製脱硫により浄化されて
いる。
学量論的合成ガスの製造に必要な量の転炉ガスに混合さ
れる。この転炉ガスは前ので圧縮されかつ洗浄および触
媒毒を除去するための′ｌｌＩ製脱硫により浄化されて
いる。
合成ガスは続いて合成圧力に圧縮され、メタノール合成
および蒸留で所望の生成物品質に処理される。
および蒸留で所望の生成物品質に処理される。
蒸気改質装置におけるＤＷＡ廃ガスの分解に必要な熱量
は、合成および蒸留の廃ガスと過剰な転炉ガスとにより
まかなわれる。
は、合成および蒸留の廃ガスと過剰な転炉ガスとにより
まかなわれる。
装置限界で使用可能な４５０００ ｖａ３／ ｈ （
Ｖｎ ）のコークス炉ガスおよび４２０００ ｍ３／
ｈ （Ｖｎ ）の転炉ガスで、生成物は約９３９ ｔ
ａｔｏのメタノールとなる。
Ｖｎ ）のコークス炉ガスおよび４２０００ ｍ３／
ｈ （Ｖｎ ）の転炉ガスで、生成物は約９３９ ｔ
ａｔｏのメタノールとなる。
変形例２
変形例２は、コークス炉ガスに含まれる水素がＤＷＡ装
置を介しては分離されないという点でのみ、変形例１と
は相違している。コークス炉ガスおよび転炉ガスの同じ
使用物質で９０３ ｔａｔ。
置を介しては分離されないという点でのみ、変形例１と
は相違している。コークス炉ガスおよび転炉ガスの同じ
使用物質で９０３ ｔａｔ。
のメタノールが生成物として得られる。変形例１に比較
して生成物のこの減少は、水素の前もっての分離により
蒸気改質装置における良好な平衡状態が現われ、これが
最終効果として合成ガス量を高めることによる。
して生成物のこの減少は、水素の前もっての分離により
蒸気改質装置における良好な平衡状態が現われ、これが
最終効果として合成ガス量を高めることによる。
さらに変形例１は、ＤＷＡにより例えば転炉ガスのなく
なった際融通性がある。なぜならば、これにより合成ガ
ス中の水素過剰分を少なくすることができるからである
（多い生成物）。
なった際融通性がある。なぜならば、これにより合成ガ
ス中の水素過剰分を少なくすることができるからである
（多い生成物）。
変形例３
この変形例では、コークス炉ガスは圧縮後まず浄化段（
洗浄および触媒浄化）で触媒毒を除去される。続いて前
もって圧縮されかつ浄化段（洗浄および精製脱硫）で触
媒毒を除去されている転炉ガスと蒸気改質装置からの分
解ガスに混合される。
洗浄および触媒浄化）で触媒毒を除去される。続いて前
もって圧縮されかつ浄化段（洗浄および精製脱硫）で触
媒毒を除去されている転炉ガスと蒸気改質装置からの分
解ガスに混合される。
蒸気改質装置の使用ガスとして、蒸気改質装置における
炭素沈積を回避するため蒸気改質の前にさらに転化され
る合成の（メタン分の多い）吹出しガスの６５％が用い
られる。
炭素沈積を回避するため蒸気改質の前にさらに転化され
る合成の（メタン分の多い）吹出しガスの６５％が用い
られる。
転炉ガス、コークス炉ガスおよび分解ガスの化学量論的
ガス混合物が合成圧力に圧縮され、メタノール合成およ
び蒸留で所望の生成物品質に処理される。
ガス混合物が合成圧力に圧縮され、メタノール合成およ
び蒸留で所望の生成物品質に処理される。
蒸気改質装置の加熱のため過剰な転炉ガス、合成および
蒸留からの残りの廃ガスが使用される。
蒸留からの残りの廃ガスが使用される。
この変形例では生成物、は約７０２ ｔａｔｏのメタノ
ールとなる。変形例１および２に比較して生成物が少な
い理由は、メタンの形でコークス炉ガスから生ずる合成
ガス中の不活性ガス含有量の多いことによる。
ールとなる。変形例１および２に比較して生成物が少な
い理由は、メタンの形でコークス炉ガスから生ずる合成
ガス中の不活性ガス含有量の多いことによる。
変形例４
変形例４はＣＯ転化を除いて変形例１と同じである。転
化は実際上最終生成特に影響を及ぼさないことがわかっ
た。しかし複数の蒸気改質装置−触媒製造業者に・より
、炭素沈積を防止するためＣＯ転化が推奨された。
化は実際上最終生成特に影響を及ぼさないことがわかっ
た。しかし複数の蒸気改質装置−触媒製造業者に・より
、炭素沈積を防止するためＣＯ転化が推奨された。
コークス炉ガスおよび転炉ガスのみを原料およびエネル
ギーとして使用する装置がこれまで述べた変形例の基礎
となっている。しかし精錬所とコークス製造所の組合わ
せでは、例えば高炉ガスおよびメタンのような他のガス
も使用でき、これらのガスを加熱エネルギーとして使用
し、したがってこれまで燃焼されていた転炉ガスをメタ
ノール合成に利用することができる（第４図）。しかし
メタノール合成のためコークス炉ガスと転炉ガスの化学
量論的ガス混合物を得るために、水蒸気を含むかなりの
割合の転炉ガスをＣＯ転化を介して水素に転化せねばな
らない。付加エネルギーによりメタノール生成物を約１
０９９ ｔａｔｏに増大することができる。熱効率は６
１％となる 費用のかかるＣＯ転化および転炉ガス処理におけるＣ０
２洗浄の方法段階をなくすため、転炉ガスの一部を高炉
ガス増熱のため使用し、それによりコークス炉団の下だ
きからのコークス炉ガスをメタノール合成に使用可能に
することが提案される（Ｍ５図）。コークス炉団の下た
きガスにおいて、熱量に応じて転炉ガス（２１０００ｍ
３／ｈ）をコークス炉ガス（１１２８５ｍ３／ ｈ ）
に代えると、水素分の多いコークス炉ガスがメタノール
合成に使用可能であり、同時にＣＯ転化およびＣＯ２洗
浄のための消費がなくなる。
ギーとして使用する装置がこれまで述べた変形例の基礎
となっている。しかし精錬所とコークス製造所の組合わ
せでは、例えば高炉ガスおよびメタンのような他のガス
も使用でき、これらのガスを加熱エネルギーとして使用
し、したがってこれまで燃焼されていた転炉ガスをメタ
ノール合成に利用することができる（第４図）。しかし
メタノール合成のためコークス炉ガスと転炉ガスの化学
量論的ガス混合物を得るために、水蒸気を含むかなりの
割合の転炉ガスをＣＯ転化を介して水素に転化せねばな
らない。付加エネルギーによりメタノール生成物を約１
０９９ ｔａｔｏに増大することができる。熱効率は６
１％となる 費用のかかるＣＯ転化および転炉ガス処理におけるＣ０
２洗浄の方法段階をなくすため、転炉ガスの一部を高炉
ガス増熱のため使用し、それによりコークス炉団の下だ
きからのコークス炉ガスをメタノール合成に使用可能に
することが提案される（Ｍ５図）。コークス炉団の下た
きガスにおいて、熱量に応じて転炉ガス（２１０００ｍ
３／ｈ）をコークス炉ガス（１１２８５ｍ３／ ｈ ）
に代えると、水素分の多いコークス炉ガスがメタノール
合成に使用可能であり、同時にＣＯ転化およびＣＯ２洗
浄のための消費がなくなる。
この手段により熱効率は６１％から６６％に、またメタ
ノール生成は１１７４ ｔａｔｏに上昇する。
ノール生成は１１７４ ｔａｔｏに上昇する。
第１図ないし第５図は本発明による方法の流れ図である
。
。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ コークス炉ガスおよび例えば転炉ガスのような精錬
所ガスから、コークス炉ガスと転炉ガスが合成で例えば
メタノール、アンモニアのような化学物質に転化される
Ｈ＿２とＣＯとの所定の容積比で混合されかつメタン化
されるように、まず化学量論的合成ガスを製造する方法
において、コークス炉ガスまたは処理されたコークス炉
ガスと転炉ガスとをＨ＿２とＣＯとの約２の容積比で混
合し、それから直接メタノール合成に使用することを特
徴とする、例えばメタノール、アンモニアのような化学
物質の製造方法。 ２ コークス炉ガスを圧縮後圧力変化吸着装置を経て導
き、コークス炉ガスに含まれる水素の約８３％をこの圧
力変化吸着装置において分離し、圧力変化吸着装置の廃
ガスを再び圧縮し、続いて洗浄および触媒浄化を行なう
浄化段で触媒毒を除去し、それからこうして浄化された
ガスを転化して、後続の蒸気改質装置における炭素沈積
を回避して触媒の損傷を防止し、蒸気改質装置において
、ガスに含まれるメタンを水蒸気によりＣＯ、ＣＯ＿２
およびＨ＿２に分解し、分解ガスを圧力変化吸着装置で
分離された水素および前もつて圧縮されかつ浄化されて
化学量論的合成ガスの製造に必要な量の転炉ガスと混合
し、続いて合成ガスを合成圧力に圧縮し、メタノール合
成および蒸留で所望の生成物品質に処理することを特徴
とする、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 蒸気改質装置における圧力変化吸着装置廃ガスの分
解に必要な熱量を、合成および蒸留からの廃ガスと過剰
な転炉ガスとによりまかなうことを特徴とする、特許請
求の範囲第２項に記載の方法。 ４ コークス炉ガスに含まれる水素を圧力変化吸着装置
を介して分離せず、圧縮されたコークス炉ガスを直接浄
化段で浄化し、それから転化し、ガスに含まれるメタン
をＣＯ、ＣＯ＿２およびＨ＿２に分解し、前もつて圧縮
されかつ浄化されて化学量論的合成ガスの製造に必要な
量の転炉ガスに分解ガスを混合することを特徴とする、
特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ５ コークス炉ガスから浄化段においてまず触媒毒を除
去し、前もつて圧縮されかつ浄化段で触媒毒を除去され
た転炉ガスと、蒸気改質前に転化されて蒸気改質装置に
おける炭素沈積を回避する合成からの吹出しガスの６５
％が存在するガスから蒸気改質装置において得られる分
解ガスとに混合し、その際ガスに含まれるメタンを水蒸
気によりＣＯ、ＣＯ＿２およびＨ＿２に分解し、転炉ガ
ス、コークス炉ガスおよび分解ガスから成る化学量論的
ガス混合物を合成圧力に圧縮し、メタノール合成および
蒸留において所望の生成物品質に処理することを特徴と
する、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ６ 蒸気改質装置を加熱するため、過剰な転炉ガスと合
成および蒸留からの残りの廃ガスとを使用することを特
徴とする、特許請求の範囲第５項に記載の方法。 ７ 浄化されたコークス炉ガスをＣＯ転化せず、直接分
解のため蒸気改質装置へ供給することを特徴とする、特
許請求の範囲第１項または第２項に記載の方法。 ８ コークス炉ガスまたはメタンを加熱エネルギーとし
て使用して、これまで燃焼せしめられた転炉ガスをメタ
ノール合成に使用するが、かなりの割合の転炉ガスを水
蒸気と共にＣＯ転化を介して水素に転化して、メタノー
ル合成のためコークス炉ガスと転炉ガスから成る化学量
論的ガス混合物を得ることを特徴とする、特許請求の範
囲第１項に記載の方法。 ９ 転炉ガスの一部を高炉ガス増熱のために使用し、そ
れによりコークス炉団の下だきからのコークス炉ガスを
メタノール合成に使用可能にすることを特徴とする、特
許請求の範囲第８項に記載の方法。 １０ コークス炉団の下だきガスにおいて、熱量に応じ
て転炉ガスをコークス炉ガスに代えて、水素分の多いコ
ークス炉ガスをメタノール合成に使用することを特徴と
する、特許請求の範囲第９項に記載の方法。
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